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Biorhythmus Uhrwerk im Kopf

Lichttherapeuten wollen die innere Uhr des Organismus verstellen - zum Nutzen von Schichtarbeitern oder chronisch Schlaflosen.
aus DER SPIEGEL 24/1994

Im Sommer verschmähte der große schwedische Naturforscher Carl von Linne die Taschenuhr. Ihm genügte ein Blick in den Garten; klappte der Sauerklee die Blüten zu, nahm der Gelehrte den Fünf-Uhr-Tee.

Linne (1707 bis 1778), Begründer der modernen Botanik, hatte früh erkannt, daß Pflanzen ihre Blüten stets zu konstanten und von Art zu Art unterschiedlichen Tageszeiten öffnen und schließen.

Der Professor für Medizin und Botanik, ein Mann mit Sinn fürs Praktische, nutzte 1751 diesen festgefügten Tagesrhythmus und pflanzte sich die heimische Flora im Kreis zu einer Blumenuhr in den Garten - ein farbenprächtiges Beispiel angewandter Forschung.

Erst rund 240 Jahre später können die Erforscher des Tag-Nacht-Rhythmus mit ähnlich brauchbaren Ideen aufwarten. Seit sie entdeckt haben, daß auch der menschliche Organismus im Takt der Sonnenuhr pulsiert, versuchen sie, den lichtgesteuerten Bio-Chronometer zu manipulieren - zum Wohle von Nachtportiers, Flugzeugbesatzungen oder auch Krebskranken.

Mit wattstarken Lichtaggregaten wollen etwa die US-Firmen Shiftwork Systems und Light Sciences künftig Schichtarbeiter oder Jet-lag-geschädigte Vielflieger behandeln. Shiftwork-Techniker montierten von ihnen entwickelte Fitneß-Strahler bereits in die Kontrollräume des US-Kraftwerksunternehmens San Diego Gas and Electric und auf Förderplattformen von Texaco Oil.

Die Nasa will die Technik nutzen, um Astronauten für die Arbeit im All zu trimmen; dort wechseln, etwa auf Shuttle-Flügen im Orbit, Tag und Nacht im 45-Minuten-Takt. Auch an den Kontrollterminals der Nuclear Regulatory Commission, die rund um die Uhr alle amerikanischen Kernkraftwerke überwacht, bleibt die Nachtschicht neuerdings dank Lichtbestrahlung munter.

Das US-Patent für die Lichttherapie bei Schlafstörungen infolge von Schichtarbeit oder Jet-lag erhielten die Biorhythmus-Forscher Charles Czeisler, Richard Kronauer und James Allen von der Harvard-Universität in Cambridge bei Boston. Sie hatten nachgewiesen, daß die innere Uhr, der sogenannte circadiane _(* Oben: Kontrollraum mit ) _(Shiftwork-Lichtanlage; unten: Zeichnung ) _(von Ursula Schleicher-Benz. ) Rhythmus des Menschen, durch intensive Lichtimpulse nach Belieben einstellbar ist.

Geplant sei, sagt der Shiftwork-Experte Ansbert Gadike, »die Sicherheitsüberwachung in Kernkraftwerken und petrochemischen Fabriken zu verbessern«. Inklusive ausgeklügelter Software kostet der lichtgesteuerte Sicherheitszuwachs bis zu 300 000 Dollar.

Das Geld könnte gut investiert sein. Experten machen die Nachtarbeit für eine Reihe spektakulärer Unglücksfälle verantwortlich: Die Reaktorkatastrophen von Tschernobyl und Three Mile Island gingen vermutlich ebenso auf das Konto übermüdeter Schichtarbeiter wie der verheerende Chemie-Unfall in Bhopal oder die Ölpest in Alaska nach der Havarie des Supertankers Exxon Valdez - jedesmal kam die Katastrophe in der »Friedhofsschicht«, wie die Nachtarbeit in den USA heißt.

Allein in den Vereinigten Staaten leben rund 20 Millionen Schichtarbeiter gegen den Rhythmus ihrer inneren Uhr. Angetrieben von der pulsierenden Aktivität sogenannter Clock-Gene in einem winzigen Nervenknäuel, dem Suprachiasmatischen Nukleus, der vom Sehnerv übermittelte Lichtimpulse empfängt, tickt der menschliche Zeitmesser im Gehirn minutengenau - allerdings im 25-Stunden-Rhythmus.

Erst das Sonnenlicht synchronisiert die Laufgeschwindigkeit mit der wechselnden Tageslänge. Kaum eine Körperfunktion, so wissen die Chronobiologen heute, bleibt vom Einfluß der Tagesrhythmik verschont: Hormonspiegel und Körpertemperatur, Schmerzempfinden und Fleischeslust oder auch die Neubildung von Blut- und Immunzellen schwingen im Takt des inneren Uhrwerks.

Vom Forscherdrang der Chronobiologen, behauptet der Frankfurter Pharmakologe Björn Lemmer, könnten auch Krebspatienten profitieren. Würde auf die im Tagesrhythmus schwankende Blutbildung Rücksicht genommen, so könnte laut Lemmer die Wirkung der Chemotherapie deutlich verbessert werden; zugleich wären die Nebenwirkungen geringer.

Inzwischen sorgt die Patentvergabe an die Harvard-Forscher um Charles Czeisler bei den Fachkollegen für Aufruhr: Dieses Wissen, so heißt es in einem Brandbrief der amerikanischen Gesellschaft für Lichtbehandlung und biologische Rhythmen, sei öffentliches Eigentum und nicht patentierbar.

Die Biorhythmus-Forscher fürchten um die Früchte ihrer Arbeit. Czeislers Arbeitgeber, das Brigham and Women''s Hospital der Harvard-Universität, verlangte von mehreren US-Schlafforschern schriftliche Berichte über ihre Forschungsresultate; im Gegenzug dürften sie die patentierte Technik kostenlos nutzen. »Wissenschaftskriminell« seien diese Praktiken, wettert Chronopharmakologe Lemmer; in Deutschland, hofft er, »werden die damit nicht durchkommen«.

Gelassener reagiert der ehemalige Czeisler-Mitarbeiter Heinz Martens auf die Entrüstung der Kollegen. Seiner Klientel können die Lichttherapeuten ohnedies nicht helfen. Rund zwei Drittel der 150 000 Blinden in Deutschland, so schätzt der Hamburger Mediziner, sind »ständig auf Wechselschicht«. Ihre innere Uhr tickt ohne Lichtkorrektur im 25-Stunden-Rhythmus; die Folge sind schwere Schlaf- und Konzentrationsstörungen. Derzeit erkundet Martens, ob der inneren Zeitverschiebung bei Blinden durch das Schlafhormon Melatonin abzuhelfen ist.

Zweifelhaft bleibt auch, ob die Lichtschleudern der US-Firmen den Jet-lag von Langstreckenfliegern abschaffen werden. Die Technologie, so die lakonische Auskunft bei Swissair, sei »geprüft, für interessant befunden, aber nicht weiterverfolgt worden«. Y

* Oben: Kontrollraum mit Shiftwork-Lichtanlage; unten: Zeichnung vonUrsula Schleicher-Benz.

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