Bringt uns unsere Umwelt um? Laut einer neuen Studie, die kürzlich in der Fachzeitschrift Ecology and Evolution veröffentlicht wurde, könnte dies der Fall sein. Die Forschung untersuchte, wie Umweltfaktoren, insbesondere Giftstoffe, denen wir ausgesetzt sind, unseren circadianen Rhythmus beeinflussen – die innere biologische Uhr in jedem von uns. Kurz gesagt, Toxine können die Funktionsweise der inneren Uhr hemmen, was wiederum dazu führt, dass wir anfälliger für Entzündungen und die Ausbreitung von Krankheiten werden.

Streusalz unterbricht circadianen Rhythmus von Zooplankton

Forscher am Rensselaer Polytechnic Institute in New York nutzten frühere Daten des Jefferson-Projekts am Lake George als Ausgangspunkt für ihr eigenes Projekt. In der früheren Studie wurde untersucht, wie Daphnia pulex, eine häufige Zooplanktonart, auf niedrige Streusalzkonzentrationen reagierte. In der Studie wurde festgestellt, dass die Organismen in der Lage waren, von 15 Milligramm pro Liter Chlorid bis zu 1.000 Milligramm pro Liter innerhalb eines Zeitraums von 75 Tagen zu tolerieren.

Während Zooplankton Streusalz vertragen kann, heißt das nicht, dass dies ohne Folgen geschieht: Jene Organismen, die auf Algen leben und als Nahrungsquelle für andere Fische dienen, erlebten eine Störung ihrer circadianen Rhythmen. Wenn ihre inneren Uhren stärker beeinflusst werden, könnte dies Migrationsmuster beeinträchtigen, die das gesamte marine Ökosystem beeinflussen.

Auf einer tieferen Ebene können jene Gene, welche die biologische Uhr des Planktons steuern, auch andere Funktionen regulieren. Gen-Transkription, sowie Zellen reproduziert, geteilt oder entwickelt werden, wird durch den circadianen Rhythmus gesteuert. Durch die Veränderung des circadianen Rhythmus kann Streusalz verhindern, dass diese biologischen Funktionen innerhalb ihrer normalen Zeitpläne auftreten.

Höhere Konzentrationen von Umweltgiften stören den circadianen Rhythmus

Während der Effekt bei geringeren Mengen an Streusalz minimal war, fand die Studie heraus, dass erhöhte Konzentrationen des Toxins eine schädlichere Wirkung auf das Plankton hatten. Insbesondere stellten sie fest, dass die Entwicklung der mRNA der PERIOD (PER) -Gene gestört war, und dass sich die Gene mit einem erhöhten Gehalt an Toxinen verschlechterten. Die Forscher fanden zudem heraus, dass der Grad der Störung des circadianen Rhythmus direkt mit dem Gehalt an Toxinen zusammenhing. Mit steigendem Salzgehalt wurde die biologische Uhr stärker gestört.

Die Ergebnisse ihrer Studie veranlassten die Wissenschaftler zu der Schlussfolgerung, dass Umweltgifte den circadianen Rhythmus auch bei Menschen stören. Sie glauben, dass ein erhöhter Gehalt an Toxinen in unserer eigenen Umgebung der Grund dafür sein könnte, dass degenerative Krankheiten wie Diabetes, Herzkrankheiten, Krebs, Fettleibigkeit und Depression auf dem Vormarsch sind.

Die Forscher fanden ihre Ergebnisse besonders beunruhigend, da sie nur ein Toxin in der Studie verwendeten. Unter realen Bedingungen ist Plankton einer Vielzahl von Giftstoffen ausgesetzt, wie Schwermetallen, Drogen, Pestiziden und vielen anderen Schadstoffen. Wenn man bedenkt, wie weit verbreitet Umweltverschmutzung ist, könnten Toxine das physische und psychische Wohlbefinden der Tiere beeinflussen. Die Ergebnisse in dieser Studie können nur eine kleine Stichprobe eines größeren Problems darstellen,

Luftverschmutzung: Ein noch größerer circadianer Disruptor?

Jene Gifte, die wir weiterhin in die Luft werfen, können Menschen und Landtiere noch stärker treffen. Neben der Belastung durch Wasserverschmutzung, atmen wir kontinuierlich Giftstoffe durch kontaminierte Luft ein. Diese große Menge an Toxinen, der wir ausgesetzt sind, könnte eine noch größere Störung unserer circadianen Rhythmen darstellen als jene, die im Plankton beobachtet wurden. Während Menschen annehmen, dass ein gewisses Maß an Giftstoffen sicher ist, tolerieren sie möglicherweise nur die Verschmutzung, ohne zu merken, dass sie wirklich Wirkung zeigt. Auch wenn unser Körper in der Lage sein könnte, mit der toxischen Exposition zu funktionieren, bedeutet das nicht, dass unsere circadianen Rhythmen nicht unterdrückt werden.

Der circadiane Rhythmus des Zooplanktons und der circadiane Rhythmus in menschlichen Gehirnen sind ähnlich, so dass es vernünftig erscheint, zu folgern, dass die Reaktionen auf Toxine auch gleich sein werden. Weitere Forschung ist erforderlich, um zu sehen, wie eine Vielzahl von Toxinen diese Organismen beeinflussen, und ob diese gleichen Reaktionen proportional bei Menschen auftreten werden. Da mehr Studien untersuchen, wie Toxine und andere Umweltfaktoren die Funktionsweise des circadianen Rhythmus beeinflussen, können wir einen besseren Einblick in die Prävention von Krankheiten gewinnen. Die Beziehung zwischen Toxinen und circadianem Rhythmus könnte der Schlüssel zur Heilung diverser Krankheiten sein, und zusätzlich einen besseren Einblick in Faktoren geben, die zu ihrer Entwicklung beitragen könnten.