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Der Takt der Gene

In jedem Menschen tickt eine innere Uhr - und bestimmt, ob er eine »Eule« oder eine »Lerche« ist. Ein Leben gegen den Biorhythmus schadet der Leistungsfähigkeit und der Gesundheit.
Von Ulla Hanselmann
aus SPIEGEL Wissen 4/2009

Katja L. tickt nicht richtig. Wenn das Gros ihrer Mitmenschen Feierabend hat, kommt sie gerade frisch aus den Federn. In den Schlaf findet sie erst morgens, wenn für Frühaufsteher schon wieder der Wecker klingelt. Schon als Jugendliche quälte sie sich morgens aus dem Bett und fühlte sich stundenlang wie benommen.

Mit ihrem verschobenen Schlafrhythmus stößt sie auf wenig Verständnis. »Streng dich halt an!«, lautet der Rat von Freunden und ihren Eltern, den die 47-Jährige längst nicht mehr hören kann. Origineller war der nicht ganz ernst gemeinte Vorschlag eines Bekannten: Sie solle doch einen Eimer voll kaltem Wasser so über ihrem Bett installieren, dass er sich mit Hilfe einer Zeitschaltuhr morgens über ihr entleeren kann.

Katja L. kann über solche Späßchen nicht mehr lachen. Immer und überall zu spät dran zu sein, auch wenn man noch so dagegen ankämpft, ist anstrengend und macht einsam. Um pünktlich zu einem TÜV-Termin am Morgen zu erscheinen, macht die gelernte Bürokauffrau die Nacht durch. Ob Geburtstagsbrunch oder morgendlicher Volkshochschulkurs - wer am Vormittag noch auf Tiefschlaf gepolt ist, verzichtet lieber auf beides. »Ich kann an vielem nicht teilhaben.«

Zwei Sekretärinnenjobs hat sie durch ihre Schlafgewohnheiten verloren - ihren Chefs klarzumachen, dass sie nichts dafür kann, wenn sie regelmäßig verschläft, ist ihr nicht gelungen. Inzwischen hat sie sich mit einem Büroservice selbständig gemacht. Auch ihre Ehe ging an ihrer »verdrehten Zeit« zu Bruch. »Mein Mann war ein Frühaufsteher, unsere Rhythmen passten überhaupt nicht zusammen.«

Als der Leidensdruck unerträglich wurde, ging Katja L. auf Anraten eines Arztes Anfang der neunziger Jahre in einen von der Außenwelt völlig abgeschotteten Laborraum. Dreieinhalb Wochen lang lebte sie ohne Uhren, ohne Fenster, Radio und Fernseher. Sie schlief, stand auf und aß in ihrem eigenen Rhythmus. Und der ist, wie sich herausstellte, viel länger als bei den meisten anderen Menschen: »Mein subjektiver Tag im Bunker hatte durchschnittlich 34 Stunden, ich war im Schnitt 23 Stunden wach und habe 11 Stunden täglich geschlafen.«

Seit einem Jahr ist Katja L. beim Regensburger Schlafforscher Jürgen Zulley in Behandlung. Seine Diagnose: verzögertes Schlafphasen-Syndrom. »Die innere Uhr solcher Menschen ist aufgrund eines genetischen Fehlers massiv gestört.« Der Professor riet ihr, gleich nach dem Aufstehen ins Freie zu gehen, um natürliches Licht abzubekommen, und eine feste Tagesstruktur einzuhalten. Außerdem wurde ihr ein Mittel zum Einschlafen und ein wachheitsförderndes Medikament für den Morgen verschrieben. Mit dieser Therapie ist es seiner Patientin inzwischen gelungen, ihren Rhythmus wenigstens um einige Stunden zu verschieben.

Jeder Mensch hat eine eigene physiologische Zeitmessung, die sich nicht im Geringsten um so etwas wie mechanische Wecker oder den Bürobeginn schert. Dieses Uhrwerk ist von Geburt an programmiert. Es bestimmt nicht nur, ob jemand Frühaufsteher oder Langschläfer ist, sondern organisiert den Arbeitstag des Körpers und befiehlt etwa, wann Organe aktiv sind oder zu welchem Zeitpunkt die Hormonproduktion auf Hochtouren läuft.

»Alles unterliegt dem Diktat der inneren Uhr, sie beeinflusst unsere Leistungsfähigkeit, unsere Stimmung, unsere Gesundheit«, sagt Anna Wirz-Justice, Neurobiologin am Zentrum für Chronobiologie der Universität Basel. Wenn das sensible Räderwerk der biologischen Uhr außer Rand und Band gerät wie bei Katja L., beeinträchtigt das die ganze Existenz. Und wer den inneren Rhythmus aus dem Takt bringt, bekommt sofort die Quittung.

So schlägt nach einem Flug von Deutschland nach New York, wo zur gewohnten Bettzeit noch die Sonne scheint, der Jetlag mit Müdigkeit und Konzentrationsschwächen erbarmungslos zu. Wer nachts arbeiten muss, anstatt zu schlafen, macht häufiger Fehler; Wechselschichtarbeiter laufen Gefahr, chronisch zu erkranken. Große Katastrophen und schwere Unfälle, wie etwa 1986 die Explosion im Atomkraftwerk Tschernobyl oder drei Jahre später die Havarie des Öltankers »Exxon Valdez« vor Alaska, ereignen sich vorzugsweise in der Dunkelheit, wenn übermüdete Menschen dazu neigen, falsch zu reagieren.

Und wer ein Leben lang auf ein kleines Nickerchen nach dem Mittagessen verzichtet, muss damit rechnen, früher zu sterben als ein notorischer Mittagsschläfer. Denn ein »Power-Nap« überbrückt das Leistungstief, in das der Körper zu dieser Tageszeit fällt, und gehört zum normalen biologischen Programm.

Das Bewusstsein für die inneren Rhythmen sei wenig ausgeprägt, stellt der Münchner Chronobiologe Till Roenneberg fest. »Die meisten Menschen denken, dass es nur eine Frage der Disziplin ist, wann sie schlafen gehen und wann sie aufwachen.« Schlafforscher Zulley warnt: »Mit dem Beginn des Industriezeitalters haben wir begonnen, unsere innere Uhr zu ignorieren. Doch der Mensch ist keine Maschine. Die Gesellschaft hat noch nicht richtig erkannt, dass ausreichend Schlaf zur rechten Zeit eine der wichtigsten Voraussetzungen für Leistungsfähigkeit ist.«

Dass es überhaupt eine innere Uhr im Menschen gibt, wissen die Forscher seit gerade mal knapp 50 Jahren. Zulley selbst war als Student bei Experimenten dabei, die der Physiologe Jürgen Aschoff in einem unterirdischen Laborraum beim bayerischen Kloster Andechs veranstaltete. In diesem »Andechser Bunker« nahmen zwischen 1964 und 1989 rund 450 Freiwillige an Studien zum Schlaf-wach-Verhalten teil; viele lebten zum Teil mehrere Wochen unabhängig von äußeren Einflüssen.

So fanden die Wissenschaftler heraus, dass ein Schlaf-wach-Zyklus im Durchschnitt etwa eine Stunde länger dauert als ein durch die Erdumdrehung bestimmter normaler Tag, also etwa 25 Stunden. Das Licht, der natürliche Wechsel von Hell und Dunkel, sorgt dafür, dass die um etwa eine Stunde nachgehende innere Uhr täglich auf genau 24 Stunden justiert wird.

Die Uhren der Natur können stark voneinander abweichen: Bei »Eulen« läuft der Zeitmesser langsamer als normal, deshalb sind sie bis in die Puppen putzmunter. Dagegen gehört der Chronotyp »Lerche« zur schnellen Truppe: Ihre Periodik ist kürzer als 24 Stunden - sie gehen am liebsten mit den Hühnern zu Bett und schlagen die Augen beim ersten Morgengrauen wieder auf.

»Durchschnittliche Chronotypen schlafen an freien Tagen zwischen 0.30 und 8.30 Uhr und haben damit zwischen 4 und 5 Uhr morgens ihre Schlafmitte erreicht«, hat Roenneberg, der das Zentrum für Chronobiologie an der Ludwig-Maximilians-Universität München leitet, mittels einer Fragebogenerhebung im Internet herausgefunden. Doch das treffe nur auf 15 Prozent der Bevölkerung zu. »30 Prozent schlafen früher und 50 Prozent später.« Und immerhin 8 Prozent legen sich erst um 3 Uhr nachts ins Bett. Wie lange ein Mensch schläft, ist indes vom Chronotyp unabhängig: Die innere Uhr bestimmt lediglich den Zeitpunkt des Einschlafens.

Was gibt den Menschen den Takt an und sorgt dafür, dass dem einen um 23 Uhr die Augen zufallen und der andere noch quietschfidel ist? »In jeder Zelle unseres Körpers tickt ein Uhrwerk, und zwar ohne jeden äußeren Einfluss«, erklärt der Berliner Chronobiologe Achim Kramer. Billionen Zelluhren werden von einer Art Master-Uhr im Gehirn gestellt - zwei stecknadelkopfgroße Zellklumpen, die zentralen Taktgeber, stimmen die peripheren Uhren wie ein Orchesterdirigent harmonisch aufeinander ab.

Ob Nachtmensch, früher Vogel oder durchschnittlicher Mitternachtsschläfer - den Takt geben die Uhren-Gene an. Vor rund zehn Jahren wurden die ersten entdeckt, seitdem spüren Wissenschaftler jedes Jahr neue auf, wie Achim Kramer berichtet, der an der Charité die molekulargenetischen Prozesse der inneren Uhr erforscht. Die Uhren-Gene enthalten die Baupläne für Proteine; sie sorgen dafür, dass deren Konzentration in der Zelle in einem Rhythmus schwankt, der länger ist als ein 24-Stunden-Tag.

»Das Auf und Ab der Proteinmenge in der Zelle wird durch die Einwirkung von Licht auf exakt 24 Stunden justiert«, so Kramer. Wie das funktioniert, entdeckten die Wissenschaftler erst vor sieben Jahren: 2002 fanden sie spezielle Lichtsensoren im Auge, die dem Hauptuhrwerk im Gehirn melden, ob es heller Tag ist oder rabenschwarze Nacht.

Tageslicht ist somit der wichtigste »Zeitgeber«, aber auch soziale Kontakte und geregelte Mahlzeiten helfen dabei, die innere und äußere Zeit in Einklang zu bringen. Das helle Licht am Morgen bringt die innere Uhr in Schwung und lässt sie schneller laufen, das Abendlicht hingegen verlangsamt die Schwingungen des körpereigenen Pendels.

Je weniger natürliches Licht der Mensch abkriegt, umso später geht er zu Bett. Deshalb finden sich unter Großstädtern, die sich vor allem in künstlich beleuchteten Innenräumen aufhalten, mehr »Eulen« als unter Landmenschen, hat Till Roenneberg festgestellt.

Wenn es draußen dunkel wird, schüttet die Zirbeldrüse Melatonin aus, das dem Körper befiehlt: umschalten auf Nachtmodus! »Künstliches Licht jedoch, genauer gesagt der sichtbare Blauanteil des Lichts, unterdrückt Melatonin«, so Kramers Kollege Dieter Kunz, Leiter der Arbeitsgruppe Chronobiologie an der Charité. Viele Energiesparlampen, welche die bisherigen Glühbirnen ersetzen sollen, weisen einen höheren Blaulichtanteil auf. Deshalb sind Leuchtmittelhersteller derzeit dabei, Lampen zu entwickeln, deren Blaulichtanteil sich am Abend automatisch reduziert.

Die moderne 24-Stunden-Gesellschaft, die mit Fernsehen und Internet Unterhaltung und Information rund um die Uhr anbietet, kommt den Abendmenschen, die in der Bevölkerung überwiegen, entgegen - und verstärkt so noch den Trend zum späten Schlafengehen. Die Arbeitswelt hingegen ist noch wie zu Zeiten der Agrargesellschaft getaktet. Sie verlangt auch von notorischen Eulen, spätestens um acht oder neun Uhr am Schreibtisch oder hinter der Ladentheke zu sein.

Die Folge: Die Spättypen sind durch den frühen Arbeitsbeginn chronisch unausgeschlafen, denn das Wochenende reicht bei weitem nicht aus, um das Schlafdefizit, das sich im Laufe der Woche ansammelt, abzubauen - und abends einfach früher einschlafen können sie nun mal nicht. »60 Prozent der Bevölkerung bekommt zu wenig Schlaf«, weiß Chronobiologe Roenneberg.

Wenn die Uhren des gesellschaftlichen Lebens und der menschliche Biorhythmus nicht harmonieren, kommt es laut Roenneberg zum »sozialen Jetlag«. Vor allem Schüler leiden darunter. Denn der Chronotyp, so hat Roenneberg in Studien herausgefunden, verändert sich im Laufe eines Menschenlebens und ist abhängig vom Geschlecht. Wenn Jugendliche sich bis tief in die Nacht in Discos herumtreiben oder bis ultimo vor der Glotze hängen, gehorchen sie ihrer Natur: In der Pubertät entwickelt sich der Mensch zum Spättyp. »Im Alter zwischen 12 und 20 Jahren verschiebt sich der Rhythmus jährlich um eine Viertelstunde nach hinten«, sagt Anna Wirz-Justice. Danach dreht sich der Trend wieder zur »Lerche«, bei Frauen etwas früher als bei Männern.

Der Schulbeginn um acht raubt den Teenagern Schlaf, den sie dringend brauchen. Durch dass frühmorgendliche Weckerklingeln wird gerade die fürs Lernen und die Gedächtnisleistung entscheidende REM-Schlafphase im letzten Viertel des Schlafs gestört. Damit sackt die Leistungsfähigkeit der Schüler in den Keller, kritisieren Schlafexperten wie Roenneberg und Wirz-Justice und fordern deshalb schon seit Jahren, den Unterricht frühestens um neun Uhr beginnen zu lassen, wie es in angelsächsischen Ländern üblich ist.

Schlafmangel ist nicht nur anstrengend und leistungshemmend, sondern ungesund: Opfer des chronisch sozialen Jetlags rauchen häufiger und trinken mehr Alkohol. Schichtarbeiter leben oft über viele Jahre hinweg gegen ihren Biorhythmus. Nachtschichtler müssen topfit sein, wenn ihre innere Uhr dem Körper gerade Tiefschlaf diktiert, und sie sollen dann schlafen, wenn ihr interner Chronometer volle Aktivität anzeigt.

Die Folge: Sie schlafen schlechter, auch dann, wenn sie dank eines Schichtwechsels mal wieder nachts schlafen können, und viel zu wenig. Der Schlaf zur falschen Zeit ist kürzer und enthält erheblich weniger Tiefschlaf.

Beate Brozio ist seit mehr als 16 Jahren als Krankenschwester im rotierenden Schichtdienst. »Wenn ich nach einer Arbeitsnacht tagsüber ein paar Stunden schlafe, fühle ich mich wie gerädert, als ob ich kein Auge zugetan hätte«, sagt die 46-Jährige, die an einer baden-württembergischen Uni-Klinik arbeitet. Als sie eine Zeitlang viele Nachtschichten verrichtete, geriet ihr Biorhythmus völlig durcheinander: »Ich hatte drei Monate lang Regelblutungen.«

Schichtarbeiter leiden häufiger als andere Arbeitnehmer an Magen-Darm-Erkrankungen oder Herz-Kreislauf-Störungen, neigen zu Übergewicht, Diabetes oder Depressionen. Schichtarbeitende Frauen haben ein erhöhtes Risiko, an Brustkrebs zu erkranken (siehe Kasten).

Um die innere Uhr wieder zu stärken, empfiehlt der Chronobiologe Kunz, die Freizeit streng nach dem »natürlichen Hell-Dunkel-Zyklus« auszurichten - tagsüber viel Licht zu tanken, nachts das Schlafzimmer komplett abzudunkeln und das zu tun, was sie sonst nicht können: möglichst stets zur gleichen Zeit schlafen zu gehen.

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