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StartseiteForschung aktuellLeber hasst Schichtbetrieb24.03.2011

Leber hasst Schichtbetrieb

Innere Uhr steuert Stoffwechsel ungeachtet moderner Arbeitszeiten

Physiologie. - Ungeachtet moderner Arbeits- und Lebensrhythmen steuert die Innere Uhr die Abläufe des Körpers immer noch nach dem Sonnenstand. Besonders krass ist das Missverhältnis zu den äußeren Anforderungen bei Schichtarbeitern. Neben einem erhöhten Risiko für Krebserkrankungen und Herzkreislaufleiden haben sie häufig mit Übergewicht und der Zuckerkrankheit zu kämpfen. Wie die innere Uhr auf den Stoffwechsel einwirkt, das berichten Forscher aus Philadelphia in der aktuellen Ausgabe der Zeitschrift "Science".

Von Volkart Wildermuth

Schichtarbeiter haben besondere Probleme mit der Inneren Uhr. (AP)
Schichtarbeiter haben besondere Probleme mit der Inneren Uhr. (AP)

Wenn es um den dicken Bauch und die fette Leber geht, kommt es nicht nur darauf an, was man isst und wie viel man isst, sondern auch wann man isst.

"In letzter Zeit ist deutlich geworden, dass Fettleibigkeit, das Metabolische Syndrom und die Zuckerkrankheit nicht nur mit der Ernährung zusammenhängen sonder auch mit der Schichtarbeit. Menschen, die gegen ihre innere Uhr arbeiten, nachts oder ganz unregelmäßig, leiden viel häufiger an Stoffwechselstörungen."

Diesem Phänomen wollte Mitchell Lazar auf den Grund gehen. Der Direktor des Institutes für Zuckerkrankheit, Fettleibigkeit und Stoffwechsel im amerikanischen Philadelphia arbeitet mit Mäusen.

"Mäuse rennen nachts herum, sie sind nachtaktiv, dann fressen sie auch. Die Leber verarbeitet die Nährstoffe. Hier wird entschieden, ob sie erst einmal als Fett gespeichert oder ob sie direkt als Energiequelle genutzt werden. Die Leber der Mäuse muss also in der Nacht ganz anders arbeiten."

Das heißt vor allem, es sind nachts andere Gene aktiv, als am Tage. Dafür verantwortlich sind Regulatorproteine, die dafür sorgen, dass die DNA entweder fest aufgerollt und inaktiv ist oder sich öffnet, so dass die Gene abgelesen werden können. Lazar:

"Wir haben festgestellt, dass es Tausende Stellen im Genom gibt, die sich im Tag-Nacht-Rhythmus öffnen oder schließen. Es ist ja bekannt, dass selten nur ein einzelnes Gen für einen Prozess verantwortlich ist. Trotzdem war ich von der Breite des Effekts überrascht, mit Hunderten Genen hätte ich gerechnet, aber nicht mit Tausenden."

Es sind fast 15.000 Gene, die den Stoffwechsel der Leber an die unterschiedlichen Anforderungen von Tag und Nacht Aktivität anpassen. Die Verbindung zwischen innerer Uhr und Stoffwechsel ist dabei ein Bestandteil der inneren Uhr selbst. Sozusagen im Nebenjob bindet es tags an die DNA. Dabei weist es einer ganzen Regulationsmaschinerie den Weg, die das Erbgut an dieser Stelle aufwickelt, so dass viele 1000 Gene blockiert sind. Nachts wird das Uhreneiweiß abgebaut, die DNA liegt wieder frei, die Gene arbeiten und der Leberstoffwechsel kommt in Schwung. Wird diese Tag-Nacht-Regulation des Genoms behindert, verändert sich die Leber grundlegend. Lazar:

"Wir waren erstaunt, wie viel Fett in der Leber eingelagert wurde: neun mal so viel! Das ist extrem viel. Normalerweise bildet die Leber nachts etwas Fett und am Tag baut sie es ab. Aber wenn diese Tag-Nacht-Regulation fehlt, dann wird immer nur mehr, mehr, mehr Fett gebildet und schon nach ein zwei Wochen führt das zu dramatischen Änderungen."

Es gibt also tatsächlich eine enge Beziehung zwischen der inneren Uhr und dem Stoffwechsel der Leber. Sie erklärt, warum Schichtarbeiter häufiger an einer Fettleber leiden. Eine Krankheit, die langfristig sogar eine Lebertransplantation nötig machen kann. Leider kennt auch Mitchell Lazar kein Wundermittel, das den Rhythmus der Leber an die Bedürfnisse des modernen Lebens anpasst. Sein Rat lautet: sich soweit es geht an die innere Uhr anpassen.

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