Wer stellt eigentlich die Uhr?

News: Wer stellt eigentlich die Uhr?

Die innere Uhr von Menschen und Tieren wird anhand des Hell-Dunkel-Rhythmus der Umgebung gestellt. Als Sensor für das Licht fungieren aber nicht die Stäbchen und Zäpfchen im Auge, die unser Sehen ermöglichen, sondern Zellen, die über den ganzen Körper verteilt sind.

Wissenschaftler der University of North Carolina Medical School in Chapel Hill haben in ihren Experimenten festgestellt, daß die kürzlich entdeckten lichtempfindlichen Moleküle Cryptochrom 1 und 2 eine wesentliche Rolle beim Stellen der biologischen Uhr spielen. Diese innere Uhr steuert bei Menschen und vielen Tieren Reaktionen auf den Tag-Nacht-Wechsel, so zum Beispiel die Ausschüttung von Hormonen, die uns einschlafen lassen. Bis vor kurzem nahmen die Wissenschaftler an, daß Opsin – das lichtempfindliche Protein in den Stäbchen und Zäpfchen der Netzhaut – als Kontrollmolekül über die Uhr wacht.

Vor einigen Jahren kam aber Zweifel an der Funktion des Opsins auf. Forscher hatten nachgewiesen, daß blinde Mäuse, deren Stäbchen und Zäpfchen zerstört waren, durchaus normal auf Hell-Dunkel-Zyklen reagierten. Die Aufgabe, die innere Uhr zu stellen, fällt wohl den Cryptochromen zu, die in speziellen Zellen der Netzhaut vorkommen. Diese erstrecken sich bis in den Nucleus suprachiasmaticus, jenen Bereich des Gehirns, indem sich die Uhr befindet (Proceedings of the National Academy of Sciences vom 26. Mai 1998). Von den Zellen, die als Ganglion-Zellen bezeichnet werden, ist bekannt, daß sie kein Opsin enthalten. Außerdem wiesen die Forscher nach, daß die Produktion von Cryptochrom 1 im Nucleus suprachiasmaticus sich mit dem Hell-Dunkel-Zyklus änderte, was ebenfalls auf die Funktion des Moleküls hinweist.

Cryptochrome kommen aber nicht nur in der Netzhaut vor, sondern auch in anderen Körperteilen, einschließlich der Haut. Durch Belichtung der Kniekehlen konnten bei Versuchspersonen die Körpertemperatur sowie die Melatonin-Konzentration im Blut beeinflußt werden. Es scheint also, daß Opsine zwar für das Sehvermögen verantwortlich sind, die innere Uhr jedoch eher von den Cryptochromen abhängt.

Siehe auch

Spektrum Ticker vom 5.3.1998
"Das Signal zum Aufstehen"
Spektrum Ticker vom 25.1.1998
"Die Uhr im Knie"

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