Die Forschung deutet darauf hin, dass ein Enzym namens Glykogen Synthase Kinase 3 ein wichtiger Regler der Hauptuhr unseres Gehirns sein könnte.

Fühlen Sie sich zu bestimmten Tageszeiten aufmerksamer? Ganz egal, ob Sie ein Morgenmensch oder eine Nachteule sind, die meisten von uns haben bestimmte Zeiten, zu denen sie zur Bestform auflaufen. Dieser tägliche Energieschub ist kein Zufall, sondern eher einer Funktionsweise unserer inneren Hauptuhr zu verdanken. Wir sind so ausgerichtet, dass wir zu bestimmten Zeiten des Tages über mehr Energie und ein klareres Denken verfügen, und uns zu anderen Zeiten müder und schlapper fühlen. Jene Zellen und Proteine, aus denen der suprachiasmatische Nukleus des Gehirns besteht, regeln diesen individuellen Tageszyklus.

Was ist der suprachiasmatische Nukleus?

Ihre physiologische Aktivität auf die Hinweise aus der externen Welt abzustimmen, ist eine komplizierte Aufgabe, die von einem kleinen Bereich des Hypothalamus Ihres Gehirns namens suprachiasmatischer Nukleus übernommen wird. Dieses winzige Organ besteht aus gerade einmal 42.000 Neuronen, die von den Netzhäuten Ihrer Augen Signale erhalten und deren Informationen an die entsprechenden Bereiche im Gehirn weiterleiten. Der suprachiasmatische Nukleus, bzw. SCN, gibt rhythmische Aktivitätspulse ab, die als das Ticken der Hauptuhr Ihres Körpers dienen und andere Bereiche des Gehirns und Körpers darauf hinweisen, Hormone und andere Biochemikalien, die den Schlaf-Wach-Zyklus koordinieren, auszuschütten.

Wie werden elektrische Aktivität und Hormone aufeinander abgestimmt? Wie andere Bereiche des Gehirns, besitzt auch der SCN eine Anzahl von Proteinen, die diese Funktion steuern. Eine aktuelle Untersuchung weist auf ein Enzym namens GSK3, bzw. Glykogen Synthase Kinase 3, als eines der wichtigsten „Zahnräder“ Ihrer Hauptuhr hin, das als Verbindungsstück zwischen elektrischen und biochemischen Impulsen agiert.

GSK3 und Ihr Schlaf-Wach-Zyklus

Wenn SCN-Zellen in einer Petrischale am Leben gehalten werden, zeigen sie unverkennbare Zyklen mit hoher und geringer Aktivität. Diese Zyklen folgen grob einem 24-Stunden-Intervall, bzw. circadianem Rhythmus. Wenn sich die Zellen des SCN in Ihrem Gehirn und nicht im Labor befinden,  weisen sie noch immer einen circadianen Rhythmus auf, doch sie passen ihre Aktivität zudem an Hinweise aus der Umwelt, wie zum Beispiel dem Licht, an. Glykogen Synthase Kinase 3 scheint diese Aktivität zu steuern. Es verändert die Menge an Natrium, die durch die Zellmembranen des SCN fließt. Dieser Natriumfluss, der als stetiger Natriumstrom bezeichnet wird, besteht während des Tages aus einer höheren Menge an Natriumionen, die dazu führt, dass die SCN-Nervenzellen in einem hohen Tempo feuern, wodurch ein Schwall aus elektrischen Impulsen entsteht. In der Nacht tritt ein Rückgang der Anzahl an Natriumionen auf und die Aktivität des SCN nimmt folglich ab. GSK3 scheint von biochemischen Botenstoffeln geregelt zu werden, was eine wichtige Verbindung zwischen hormonellen und elektrischen Signalen darstellt, die Ihre Gehirnaktivität umfassen.

Chronopharmakologie, GSK3 und wie Sie Ihre Hauptuhr stellen können

Die aktuelle chronobiologische Forschung an GSK3 könnte wichtige Auswirkungen auf die Behandlung von menschlichen Krankheiten haben. GSK3 ist ein Protein, auf das mehrere Medikamente abzielen. Zu diesen gehören unter anderem Lithium, eine weitverbreitete Behandlungsmethode bei bipolaren Störungen, sowie Riluzol, das verwendet wird, um den Fortschritt von ALS, bzw. Amyotrophe Lateralsklerose, zu verlangsamen. Diese Medikamente werden manchmal auch zur Behandlung von schweren Depressionen, Angststörungen und anderen psychischen Krankheiten eingesetzt.

Da GSK3 über einen 24-Stunden-Zyklus Veränderungen aufweist, könnte es effektiver sein, Medikamente, die einen Einfluss auf dieses Enzym haben, zu bestimmten Tageszeiten einzunehmen. Arzneien zeitlich so abzustimmen, dass sie effektiver sind und weniger Nebenwirkungen haben (eine Vorgehensweise, die Chronopharmakologie genannt wird), wird immer häufiger angewandt. Die moderne Forschung hat gezeigt, dass Chronopharmakologie eine wesentliche Wirkung auf die Behandlung von unterschiedlichsten Krankheiten wie Bluthochdruck und Brustkrebs haben kann. Menschen, die Medikamente einnehmen, die eine Auswirkung auf GSK3 haben, könnten von einer stärkeren Wirkung sowie weniger Nebeneffekten profitieren, wenn sie die Präparate zur richtigen Zeit zuführen.

Unser SCN wird von der Hauptuhr strengstens überwacht, die wiederum mit einer komplexen Reihe von elektrischen und biochemischen Zahnrädern hilft, die Aktivität jeder Zelle in unseren Körpern zu regeln. Jene Forschung, die mehr über diese Zahnräder und ihre Funktionen zu Tage bringt, kann verwendet werden, um verheerende Krankheiten effektiver zu behandeln und die allgemeine Gesundheit zu verbessern. Das nächste Mal, wenn Sie aufmerksam sind, sich voller Energie und in Bestform fühlen, haben Sie dies vermutlich GSK3 und anderen circadianen Proteinen zu verdanken.