Nobelpreis für Medizin: Wie tickt die innere Uhr des Menschen?

Warum schlafen wir und weshalb bleiben wir wach? Diesen Fragen widmen sich die drei US-Wissenschaftler Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash und Michael W. Young.

Unsere innere oder biologische Uhr bestimmt, wann wir wach sind und schlafen. Dieser Rhythmus orientiert sich an den Tag- und Nachtphasen auf der Erde. Wie er genau funktioniert, haben jetzt drei US-amerikanische Wissenschaftler erforscht.

"Jeffrey Hall, Michael Rosbash und Michael Young waren in der Lage, einen Blick ins Innere unserer biologischen Uhr zu werfen und ihre Funktionsweise zu beleuchten", so die Nobeljury. "Ihre Entdeckungen erklären, wie Pflanzen, Tiere und Menschen ihren biologischen Rhythmus so anpassen, dass er mit dem Tag-Nacht-Rhythmus der Erde übereinstimmt." Die höchste Auszeichnung für Mediziner ist in diesem Jahr mit umgerechnet 930.000 Euro (9 Millionen Schwedische Kronen) dotiert.

Wie tickt die innere Uhr des Menschen?

Verantwortlich für den Biorhythmus von Tag und Nacht ist der sogenannte "suprachiasmatische Nucleus" (SCN). Er regelt gemeinsam mit Melatonin und Serotonin den zirkadianen Rhythmus, das heißt die innere Uhr. Der Biorhythmus ist für den individuellen Tag-Nacht-Rhythmus des menschlichen Körpers entscheidend und steuert die Aufwach- und Einschlafzeiten. In ihrer Arbeit klären die US-Forscher unter anderem, wie sich Lebewesen an Tageszeiten anpassen. Im Laborversuch an Fruchtfliegen konnten sie ein Gen identifizieren, das den Bio-Rhythmus kontrolliert.

Wie funktioniert das period-Gen?

Das Kernstück der inneren Uhr ist das period-Gen. Es ist die Bauanleitung für das PER-Protein. Wenn die Konzentration des PER-Proteins hoch ist, wird das period-Gen blockiert. Somit stoppt das Protein quasi seine eigene Produktion. Fällt die PER-Protein-Menge ab, wird das period-Gen wieder aktiv abgelesen. Dieses Pendel schwingt im Tagesrhythmus. Bei der Feinjustierung der Uhr gibt es weitere Rädchen wie Transporter für das period-Protein, Verzögerer und Helfer zur Anpassung etwa bei einer Fernreise.

Warum ist der Biorhythmus so wichtig?

Die innere Uhr ist enorm wichtig für unsere Gesundheit. Sie steuert unser Verhalten, indem sie uns abends müde macht und wir deshalb schlafen gehen. Daneben beeinflusst der Biorhythmus die Körpertemperatur, den Stoffwechsel sowie die Ausschüttung von Hormonen. Kommt die innere Uhr, beispielsweise bei Schichtarbeitern, dauerhaft aus dem Takt, kann das Risiko für verschiedene Krankheiten steigen. So werden unter anderem Zusammenhänge mit Brustkrebs, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und einer verminderten Fruchtbarkeit gesehen.

Auftakt für Nobelpreis-Reigen

Mit dem Medizin-Preis startete der Nobelpreis-Reigen. Am Dienstag und Mittwoch werden die Träger des Physik- und des Chemie-Nobelpreises benannt. Am Donnerstag folgt die Bekanntgabe des diesjährigen Nobelpreisträgers für Literatur und am Freitag die des Friedensnobelpreisträgers.

Am darauffolgenden Montag wird bekannt gegeben, wer den von der schwedischen Reichsbank gestifteten sogenannten Wirtschaftsnobelpreis erhält. Die feierliche Vergabe aller Auszeichnungen findet traditionsgemäß am 10. Dezember statt, dem Todestag des Preisstifters Alfred Nobel.

Im vergangenen Jahr hatte der Japaner Yoshinori Ohsumi den Medizin-Nobelpreis erhalten. Er hatte das lebenswichtige Recycling-System in Körperzellen entschlüsselt.