Wenn das Melatonin im Körper abgebaut ist, wachen wir auf

Innere Uhr steuert über Melatoninspiegel und Körpertemperatur Müdigkeit und Wachsein sowie andere physiologische Prozesse

Von Beatrice Wagner 
Warum macht ein Glas Wein zum Mittagessen schläfrig und betrunken, während es am Abend gesprächsanregend und belebend wirkt? Wieso gibt es "Eulen", die bis spät in die Nacht arbeiten, und "Nachtigallen", die schon früh morgens fit sind? Weshalb finden wir uns in einem Hotelzimmer kurz nach dem Aufwachen manchmal nicht zurecht?

Antworten geben Chronobiologen. Sie befassen sich mit periodischen Veränderungen der Lebensvorgänge und haben herausgefunden, daß genetisch bedingt alle Körperfunktionen einem Tagesrhythmus unterliegen. Außer den zirkadianen Rhythmen, die ungefähr einen Tag lang dauern, hat die Chronobiologie noch weitere Perioden entdeckt: ultradiane Rhythmen, die länger als 24 Stunden dauern, sowie infradiane Rhythmen, mit einer Periode deutlich kürzer als ein Tag.

Die zirkadianen Uhren bewirken etwa, daß gegen 20 Uhr unsere Körpertemperatur zu fallen beginnt, wir müde werden, einschlafen können, in die verschiedenen Schlafphasen gleiten. Auch wenn zwischen 12 und 15 Uhr ein weiterer Temperaturknick eintritt und wir in unser tägliches Mittagstief fallen, ist dies von unseren inneren Uhren gesteuert.

Bei einem zirkadianen Rhythmus ist es nicht unbedingt nötig, daß der Körper registriert, wie hell es draußen ist oder welche Tageszeit vorherrscht. Wie Versuche in Räumen ohne Uhren und Tageslicht ergaben, haben die meisten Menschen in zeitlicher Isolation eine Periodenlänge von 25 Stunden. Die Länge ihres Tages pendelt sich von alleine auf diesen Rhythmus ein, ohne daß sie wissen, wie spät es ist. Ein Tag aus Schlafen und Wachen konnte bei den Versuchs-Teilnehmern aber auch zwischen 19 und 30 Stunden pendeln.

Damit ein Rhythmus wie Schlafen und Wachsein mit der tatsächlichen Tageszeit übereinstimmt, benötigt er einen zentralen Schrittmacher, der die innere Uhr einstellt. Diese Funktion hat der Nucleus suprachiasmaticus (SCN), der über dem Chiasma, der Kreuzung der Sehbahnen liegt. Der SCN kann über die Sehbahnen erkennen, ob es hell oder dunkel ist. Der Taktgeber, der wie die Funkuhr aus Braunschweig die Uhren immer wieder justiert, ist das Tageslicht. Der SCN leitet die Information an die Epiphyse weiter, wo abends Melatonin gebildet sowie die Produktion der Sexualhormone gesteuert wird. Melatonin ist auch ein Neurotransmitter. Viel Melatonin im Blut ist ein Signal für die regenerierenden Funktionen des Körpers, während bei weniger Melatonin die leistungssteigernden Funktionen aktiviert werden. Das Melatonin-Maximum erreicht der Körper ungefähr um drei Uhr nachts. Zu diesem Zeitpunkt ist er auch am Temperaturminimum angekommen und der Kreislauf ist am labilsten. In den folgenden vier Stunden steigert der Körper langsam die Produktion von Cortisol und weiteren leistungssteigernden Faktoren.
 

Wir wachen auf, wenn das Melatonin, das im Körper nur eine Haltbarkeit von einer halben Stunde besitzt, abgebaut ist und das Cortisol sein Maximum erreicht hat, so der Schlafforscher Professor Jürgen Zulley, Leiter des Schlafmedizinischen Zentrums der Universität Regensburg. Bei den so genannten "Lerchen" setzt dieses Temperaturtief früher ein, so daß die Hormonkonzentration im Körper auch schon früher auf Wachwerden programmiert wird. Umgekehrt dauert es bei den "Eulen" länger, bis sie die "Geisterstunde", also ihren Temperaturtiefpunkt und ihr Melatonin-Maximum erreichen. Wenn diese Menschen zu früh geweckt werden, befinden sie sich biochemisch noch nicht im neuen Tag.
Eine Aufgabe des Gehirns, während es sich auf das Wachwerden vorbereitet, besteht darin, einen Lageplan unserer Umwelt präsent zu halten. Damit sollen wir uns beim ersten Augenaufschlag nicht erst zurechtfinden müssen, sondern wissen, wo wir uns befinden. Werden wir aber vom Wecker zu früh aus dem Schlaf gerissen, womöglich noch aus dem Tiefschlaf, ist die endogene Repräsentation noch nicht fertig gestellt und das innere Bild gestört. Befinden wir uns dann nicht in der vertrauten Umgebung, sondern in einem Hotelzimmer, sind wir erst einmal verwirrt.
Lesen Sie dazu auch: Billionen von Zelluhren als Uhrwerk