Schon wenige Tage im Nachtschicht-Rhythmus bringen jene Protein-Rhythmen, die mit der Blutzuckerregulierung, dem Energiestoffwechsel und Entzündungen zusammenhängen, aus dem Gleichgewicht. Diese Prozesse können die Entwicklung chronischer Stoffwechselerkrankungen beeinflussen. Die Ergebnisse einer Studie unter der Leitung von Wissenschaftlern der Washington State University und des Pacific Northwest National Laboratory liefern neue Hinweise darauf, warum Nachtschichtarbeiter anfälliger für Diabetes, Fettleibigkeit und andere Stoffwechselstörungen sind.

Frühzeitige Intervention zur Vorbeugung von Diabetes und Fettleibigkeit

„Es gibt Prozesse, die mit der biologischen Hauptuhr in unserem Gehirn verbunden sind und besagen, dass Tag Tag und Nacht Nacht ist, und andere Prozesse, die Rhythmen folgen, die an anderer Stelle im Körper festgelegt sind und besagen, dass Nacht Tag und Tag Nacht ist“, erklärte der leitende Studienautor Hans Van Dongen, Professor am WSU Elson S. Floyd College of Medicine. Wenn die inneren Rhythmen gestört sind, entsteht in unserem System anhaltender Stress, von dem die Experten glauben, dass er langfristige gesundheitliche Folgen hat.

Obwohl weitere Untersuchungen erforderlich sind, so Van Dongen, zeige die Studie, dass diese gestörten Rhythmen bereits nach drei Tagen sichtbar sind, was darauf hindeutet, dass eine frühzeitige Intervention zur Vorbeugung von Diabetes und Fettleibigkeit möglich ist. Eine solche Intervention könnte auch dazu beitragen, das Risiko von Herzerkrankungen und Schlaganfällen zu senken, das bei Nachtschichtarbeitern ebenfalls erhöht ist.

Die im Journal of Proteome Research veröffentlichte Studie umfasste ein kontrolliertes Laborexperiment mit Freiwilligen, die drei Tage lang simulierte Nacht- oder Tagesschichten absolvierten. Nach ihrer letzten Schicht wurden die Teilnehmer 24 Stunden lang unter konstanten Bedingungen – Beleuchtung, Temperatur, Körperhaltung und Nahrungsaufnahme – wach gehalten, um ihre inneren biologischen Rhythmen ohne Beeinträchtigung durch äußere Einflüsse zu messen.

Glukosespiegel bei Nachtschichtarbeitern nicht mehr synchronisiert

Während des 24-Stunden-Zeitraums wurden in regelmäßigen Abständen Blutproben entnommen und analysiert, um Proteine zu identifizieren, die in blutbasierten Zellen des Immunsystems vorhanden sind. Einige Proteine wiesen Rhythmen auf, die eng mit der biologischen Hauptuhr verbunden waren, die den Körper im 24-Stunden-Rhythmus hält. Die Hauptuhr ist gegenüber veränderten Schichtplänen unempfindlich, sodass sich diese Proteinrhythmen als Reaktion auf den Nachtschichtplan nicht wesentlich änderten. Die meisten anderen Proteine wiesen jedoch Rhythmen auf, die sich bei den Teilnehmern der Nachtschicht im Vergleich zu den Teilnehmern der Tagesschicht erheblich änderten.

Bei näherer Betrachtung der an der Glukoseregulierung beteiligten Proteine beobachteten die Forscher eine nahezu vollständige Umkehrung der Glukoserhythmen bei den Teilnehmern der Nachtschicht. Sie stellten außerdem fest, dass jene Prozesse, die an der Insulinproduktion und -empfindlichkeit beteiligt sind und normalerweise zusammenarbeiten, um den Glukosespiegel in einem gesunden Bereich zu halten, bei den Teilnehmern der Nachtschicht nicht mehr synchronisiert waren. Die Forscher gaben an, dass dieser Effekt durch die Insulinregulation verursacht werden könnte, die versucht, die durch den Nachtschichtplan ausgelösten Glukoseveränderungen rückgängig zu machen. Sie sagten, dass dies im Moment eine gesunde Reaktion sein könnte, da veränderte Glukosespiegel Zellen und Organe schädigen können, aber auf lange Sicht problematisch sein könnte.

„Wir konnten zeigen, dass es tatsächlich einen Unterschied in den molekularen Mustern zwischen Freiwilligen mit normalen Arbeitszeiten und solchen mit Arbeitszeiten gibt, die nicht mit ihrer biologischen Uhr übereinstimmen,“ sagte Jason McDermott, ein Computerwissenschaftler in der Abteilung für Biowissenschaften des PNNL. “Die Auswirkungen dieser Fehlausrichtung waren auf dieser molekularen Ebene und in dieser kontrollierten Weise noch nicht charakterisiert worden.“ Der nächste Schritt der Forscher wird darin bestehen, Arbeiter aus der realen Welt zu untersuchen, um festzustellen, ob Nachtschichten bei Langzeitschichtarbeitern ähnliche Proteinveränderungen verursachen.