Abschnitt 3 - 3 Was ist die innere Uhr des Menschen und wie funktioniert sie?
Die innere Uhr steuert die zeitlichen Abläufe aller wichtigen Vorgänge im Körper und stimmt diese aufeinander ab. Ihr wichtigster Zeitgeber ist Licht. Regelmäßige Wechsel von Tag (hell) und Nacht (dunkel) stabilisieren die innere Uhr, sodass die Gesundheit sowie erholsamer Schlaf und Leistungsfähigkeit nicht beeinträchtigt werden. Neben Licht wirken u. a. auch Nahrungsaufnahme und körperliche Aktivität auf die innere Uhr.
Abb. 4 Die innere Uhr steuert die zeitlichen Abläufe aller wichtigen Vorgänge im Körper und stimmt diese aufeinander ab.
Die innere Uhr sorgt dafür, dass wichtige Vorgänge im Körper zur richtigen Zeit und in der richtigen Reihenfolge ablaufen. Dies sind beispielsweise die Zeiten, zu denen man verdaut, besonders leistungsfähig ist oder der Schlaf besonders erholsam ist. Gewisse Körperfunktionen können nicht gleichzeitig erfolgen: Während man schläft, ist man nicht leistungsfähig und verspürt keinen Hunger oder Durst (z. B. produzieren die Nieren nachts weniger Urin als tagsüber). Im Schlaf finden wichtige Verdauungs- und Regenerationsvorgänge statt, die durch körperliche Aktivität und Nahrungsaufnahme gestört würden. Eine gut synchronisierte innere Uhr ist wichtig für die Ordnung im Stoffwechsel und im Immunsystem. Es gibt z. B. Untersuchungen, die zeigen, dass Erkältungskrankheiten seltener auftreten und zudem weniger lang dauern, wenn man ausreichend schläft und die innere Uhr nicht stört. Letztendlich werden auch das psychische Befinden und die Stimmung beeinflusst. Werden diese Zusammenhänge ignoriert, kann die Gesundheit langfristig darunter leiden.
Die visuelle und nichtvisuelle Verarbeitung von Licht
Neben den Stäbchen und Zapfen, die für das Sehen verantwortlich sind, befinden sich auf der Netzhaut im Auge weitere Lichtrezeptoren. Diese Rezeptoren reagieren besonders empfindlich in dem spektralen Bereich des Lichts (siehe Abschnitt 7.2), der als blaues Licht wahrgenommen wird. Sie enthalten das lichtempfindliche Protein Melanopsin. Dieses Protein wandelt Lichtsignale in Nervensignale um, die an den suprachiasmatischen Nukleus (SCN) im Gehirn geleitet werden. Entsprechende Informationen werden von dort aus an Organe, Drüsen und Muskeln, letztlich an alle Zellen des Körpers weitergeleitet. (Abb. 5)
Abb. 5 Visuelle und nichtvisuelle Pfade von Licht im menschlichen Körper
Noch sind nicht alle Details dieser Vorgänge verstanden. Bekannt ist jedoch, dass auch die Körpertemperatur sowie Signalstoffe, z. B. die Hormone Melatonin und Cortisol, an der Übertragung von Informationen an die Zellen des Körpers beteiligt sind. Jede Zelle des menschlichen Körpers wird auf diese Weise "getaktet", das heißt die innere Uhr "wird gestellt".