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Die ganze Welt des Wissens Podcast von Bayern 2.

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Leben ist Rhythmus, das wussten schon die Griechen. Die moderne Forschung bestätigt, dass jedes Lebewesen, jedes Organ und sogar jede Zelle über eine innere Uhr verfügt. Die Chronobiologie, das Wissen über die natürlichen Rhythmen ist auch für Medizin und Therapie von enormer Bedeutung.

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Notfallambulanz der Berliner Charité, Abteilung Kardiologie. Die Gänge sind taghell beleuchtet. Auf den Fluren stehen mehrere Betten bereit. Wenn Patienten kommen, muss es schnell gehen. Bei einem Herzinfarkt zählt jede Minute. In der kalten Jahreszeit hat das Klinikpersonal besonders viel zu tun.

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Wir sehen die Häufung in den Wintermonaten. Herbst geht es los, im Januar Februar kältere Jahreszeit, verbunden mit mehr Herzinfarkten.

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Die Medizin, insbesondere der Direktor der Klinik für Kardiologie am Campus, Benjamin Franklin der Charité, wo die Chronobiologie für uns praktisch sehr relevant ist, wissen wir, dass es eine gewisse Häufung der Herzinfarkte in den frühen Morgenstunden gibt.

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Unser Körper arbeitet nicht immer gleich. Das gilt für das Herz-Kreislauf-System genauso wie für den Stoffwechsel und unsere Organe. Vielmehr schwanken sämtliche Vorgänge rhythmisch, etwa im Tages oder Jahresverlauf.

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Die wichtigste Erkenntnis ist, dass der Mensch keine konstanten Funktionen im Körper hat. üBer 24 Stunden ist in der Nacht ein anderer als am Tag.

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Björn Lemmer, emeritierter Professor für Pharmakologie und Toxikologie an der Universität Heidelberg.

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Die Blase beispielsweise arbeitet morgens auf Hochtouren. Der Magen entleert sich vormittags am schnellsten, und die Körpertemperatur ist am frühen Abend am höchsten. Um nur ein paar Beispiele zu nennen, die der eine oder die andere vielleicht schon einmal bei sich selbst bemerkt hat. Klinikdirektor Ulf Messer kann den 24 Stunden Rhythmus des Körpers auch bei seiner täglichen Arbeit beobachten. Zum Beispiel, wenn er und seine Kollegen den Kreislauf von Patienten überwachen und sehen dort eine ganz klare Tageszeit.

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Schwankungen der Kreislauf, Parameter wie Blutdruck wie Herzfrequenz, die in der Nacht deutlich niedriger sind. Und das berücksichtigen wir dann auch an der Steuerung der medikamentösen Behandlung.

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Auch außerhalb von Kliniken ist es mittlerweile üblich, bei Verdacht auf Erkrankungen den Blutdruck über den Tag hinweg mehrmals zu messen.

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Die ambulante Zeitmessung funktioniert so, dass ein normales Blutdruck Gerät mit Oberarm, Manschette und einem Rekorder über 24 Stunden tragen.

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Martin Mitschke, Leiter des Hypertonie Zentrums in München.

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Tagsüber wird der Blutdruck alle 15 Minuten automatisch gemessen. Alle halbe Stunde, sodass wir auf circa 70 bis 80 Messungen über 24 Stunden kommen.

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Gegen drei Uhr nachts ist der Blutdruck normalerweise am niedrigsten. Schon bevor wir wach werden, steigt er leicht an. Kurze Zeit danach läuft unser Herz-Kreislauf-System bereits auf Hochtouren.

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Der Gipfel des Blutdrucks ist normalerweise in den Morgenstunden so gegen 9 Uhr. Dann gibt es noch einen kleinen Gipfel am späten Nachmittag, und nachts geht der Blutdruck im Schlaf normalerweise deutlich runter.

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Dass es morgens zu besonders vielen Notfällen kommt, hat mehrere Gründe.

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Die Aktivierung des Herz-Kreislauf-Systems, was manchmal überschießend erfolgt mit Blutdruck und Herzfrequenz anstieg. Ein Gipfel in der Hormon Konzentration von Adrenalin und Cortisol und auch die Blutgerinnung ist morgens am stärksten aktiviert. So kommen hier zoologisch und thermodynamisch Faktoren zusammen, die zu einer Häufung in den Morgenstunden führen.

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Um die gefährlichen Gipfel des Blutdrucks abzufangen, gibt es bei einer Therapie mit Medikamenten genaue zeitliche Vorgaben, wann diese einzunehmen sind.

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Die morgendliche Einnahme erfolgt so früh wie möglich. Da geht es darum, dass die Medikamente mehr oder weniger auf der Bettkante eingenommen werden, damit die intensive Wirkung, also die blutdrucksenkende Wirkung, so früh wie möglich einsetzt.

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Auch bei Lungenerkrankungen gibt es deutliche zeitliche Muster.

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Viele Menschen leiden unter Asthma oder allergischen Reaktionen, und die sind wesentlich ausgeprägter in der Nacht als am Tag. Und die Lungenfunktion ist auch schlechter in der Nacht als am Tag.

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Deshalb ist es eigentlich wenig sinnvoll, die Lungenfunktion tagsüber beim Arzt zu messen, weil sie nachts deutlich schlechter sein kann. Aber immerhin wird bei der medikamentösen Therapie der Rhythmus der Lungenfunktion berücksichtigt.

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Deshalb gibt es auch hier die klaren Regeln, dass man solche Medikamente beim Asthma besser abends geben sollte, um die Zeiten der Gefährdung des Patienten besser mit Medikamenten überstehen zu können.

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chrono Medizin nennt man das griechisch chronos. Eine besondere Bedeutung bei der Therapie zukommt Bei Erkrankungen, bei denen Symptome oder Schmerzen gehäuft zu bestimmten Zeiten auftreten, ist das schon weit verbreitet. Anders verhält es sich, wenn es keine offenkundigen Muster gibt. Dann wird der Faktor Zeit meistens vernachlässigt. Stattdessen geht man stillschweigend davon aus, der Körper arbeite immer im selben Rhythmus. Entsprechend lautet die Empfehlung, Medikamente gleichmäßig über den Tag verteilt einzunehmen. So steht es auch auf vielen Beipackzetteln.

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Gleichbleibendes SPIEGEL Muss man ehrlich sagen Es ist eine Illusion. Das kann gar nicht funktionieren, weil unser Stoffwechsel natürlich auch einen gewissen Rhythmus folgt und auch die Verstoffwechselt der Medikamente Tageszeit abhängig ist. Für die Verarbeitung von Medikamenten sind vor allem Leber und Niere wichtig. Ein Arzneimittel wird im Körper aufgenommen und muss dann wieder rausgeschmissen werden. Entweder wird es verstoffwechselt, und das macht die Leber und die Leber. In ihrer Funktion hat ebenfalls eine Rhythmik bis hin zu den Enzymen können wir nachweisen, dass Ihr Enzym Aktivität in der Leber Tagesrhythmus ist.

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Das gleiche gilt für die Ausscheidung von gewissen Medikamenten, die sehr wasserlöslich sind über die Nieren. Die Nierenfunktion ist am Tag wesentlich ausgeprägter als in der Nacht. Deshalb werden solche Medikamente in der Nacht auch geringer ausgeschieden. Und dann können höhere Konzentrationen in der Nacht zu verstärkten unerwünschten Wirkungen führen, zum Beispiel bei Antibiotika.

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Viele Antibiotika sind wasserlöslich, müssen also über die Nieren wieder aus dem Körper ausgeschieden werden und führen dann zu unterschiedlichen Konzentrationen nachts höher als am Tag, sodass dann erhöhte toxischer, also unerwünschte Wirkungen auch an der Niere durch diese Medikamente auftreten können.

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Auch Schmerzen empfinden wir je nach Tageszeit unterschiedlich stark. Am Nachmittag ist das Schmerzempfinden am geringsten. Lokale Betäubung, beispielsweise beim Zahnarzt, wirken dann bis zu dreimal länger als morgens. In der Nacht hingegen sind wir sehr empfindsam, wenn es um Schmerzen geht. Das liegt auch daran, dass wir nachts weniger Endorphine im Blut haben, die den Schmerz ein Stück weit unterdrücken.

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Das heißt, da macht es keinen Sinn, zwei, drei Aspirin Tabletten zu nehmen. Dann erhöhen Sie nur die unerwünschten Wirkungen in der Nacht. Da müssen Sie damit leben, dass er die Nacht mit dem Schmerz überstehen.

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Der 24-Stunden Rhythmus, zirka Tiana Rhythmus genannt, ist der wichtigste, wenn es um die zeitabhängige Wirkung von Medikamenten geht. Aber er ist keinesfalls der einzige. Der Blutdruck beispielsweise schwankt auch in sehr kurzen Abständen von wenigen Sekunden.

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Die Voraussetzung dafür, dass, wenn Sie sich bücken und wieder aufrichten, sie nicht umkippen. Sie können sich vorstellen, was das für eine enorme Regulation des Kreislaufsystem ist. Das kann nur gewährleistet werden, wenn auch immer Schwankungen im Gefäß und Nervensystem diese Wechsel vom Körper lagern. Wer zweimal hintereinander seinen Blutdruck misst, wird deshalb feststellen, dass er nicht stets genau dieselben, sondern nur ähnliche Werte erhält.

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Diese ganz feinen Rhythmen, die wir aber nicht mit Der Blutdruck Zeitmessung, ist auch nicht notwendig, aber die gibt es selbstverständlich auch in Abhängigkeit von der Atmung.

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Daneben existieren Schwankungen im Jahresverlauf, was zum Beispiel zu den vermehrten Herzinfarkten in den Wintermonaten führt. Oft wird das mit den niedrigeren Temperaturen begründet, die dazu führen, dass sich Gefäße stärker zusammenziehen, sodass die Arterien des Herzmuskels schneller verstopfen. Aber das spielt womöglich nur eine untergeordnete Rolle. Denn auch in wärmeren Regionen haben Forscher eine Häufung von Herz-Kreislauf Notfällen in den Wintermonaten beobachtet.

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Auch in Israel ist das über viele Jahre gemessen worden. Das heißt, es spielt nicht die äußere Temperatur eine so große Rolle, sondern eine innere jahreszeitliche Uhr, die das mit beeinflusst?

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Unser Körper hat offenbar die verschiedenen Rhythmen verinnerlicht. Man spricht von einer inneren Uhr, die jedes Lebewesen prägt, Pflanzen ebenso wie Menschen und Tiere. Sogar Geburt und Tod folgen bestimmten Rhythmen. Kinder kommen häufiger in den Morgenstunden und in den Frühjahrs Monaten zur Welt. Gestorben wird hingegen eher nachts und in den Wintermonaten.

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So war es zumindest über sehr lange Zeit, bevor es eine Zäsur gab, wie Björn Lemma in einer persönlichen Studie festgestellt hat.

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Interessanterweise habe ich das Buch untersucht bei einer großen Familie meiner eigenen von 1950 bis heute.

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Da sind diese Rhythmen nachweisbar bis 1950 und dann nicht mehr.

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Warum? Weil dann die Intensivmedizin offensichtlich das Leben verändert hat und die Pille, sodass dann keine Tages und Jahresrhythmus mehr nachweisbar sind.

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Also wir müssen davon ausgehen, dass die Tagesrhythmus von Geburt und Tod als auch die Jahresrückblicke absolut physiologisch sind und wahrscheinlich hormonell gesteuert werden.

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Die innere Uhr taktet unser ganzes Leben. Sie lässt uns morgens wach, mittags hungrig und abends müde werden. Evolutionär betrachtet ist sie ein sehr alter und grundlegender Mechanismus.

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Unseren Vorfahren dürfte er die Anpassung an die Umwelt ermöglicht haben, weil wir auf einem Planeten leben, der sich mit einer Frequenz von etwa 24 Stunden um die Sonne dreht und in den Jahreszeiten auch noch änderungen in Lichtpunkte hervorruft. Dies hat alle Lebewesen geprägt, damit wir auf diesem Planeten besser überleben können.

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Inzwischen weiß man, dass mehrere Gene an der inneren Uhr beteiligt sind, wobei von einer Uhr zu sprechen eigentlich falsch ist. Vielmehr müsste es heißen Billionen von Uhren, denn jede einzelne Zelle unseres Körpers hat ihre eigene.

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Jede Zelle hat eine innere Uhr. Wir haben aber eine Hierarchie von Uhren im Körper. Achim Kramer, Professor für Chronobiologie und Leiter der Medizinischen Immunologie an der Charité Berlin.

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Es gibt da die Haupttor im Gehirn, ganz kleine Nervenzellen, Ansammlungen beim Menschen, ungefähr Reiskorn groß. Und es liegt an der Stelle, wo sich die optischen Sehnerven kreuzen und ein bisschen darüber. Deswegen heißt es auch supra kosmetischer Nucleus.

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In der medizinischen Fachsprache kurz scn. Die Uhr ist die einzige, die über das Auge Licht wahrnehmen kann. Wie ein Dirigent taktet sie deshalb sämtliche Uhren in unseren Zellen, weil nicht alle immer exakt gleich gehen.

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Die ganzen vielen Uhren im Körper müssen ja synchron oder kohärent bleiben. Und wenn es da keinen Haupt Taktgeber gäbe, dann würden alle Uhren irgendwann auseinander laufen, und wir hätten keine synchronisierte Tageszeitung, keine Kontrolle mehr. Der scn wirkt wie ein Dirigent vom Orchester, das er sozusagen die Taktfrequenz an die Uhren in der Peripherie weiterleitet.

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Diese Konstellation macht es auch möglich, dass wir uns an einen neuen Hell dunkel Rhythmus anpassen können. Zum Beispiel, wenn wir in eine andere Zeitzone fliegen. Die Uhr in unserem Gehirn synchronisiert dann gemäß dem neuen Rhythmus alle inneren Uhren unseres Körpers neu. Allerdings dauert es ein paar Tage, weshalb wir erst unter Jetlag leiden.

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Im Laufe des Lebens kann es allerdings passieren, dass eine Zelle gänzlich aus dem Takt gerät. Die innere Uhr dieser Zelle läuft zwar noch, aber nicht mehr synchron mit den anderen Uhren. Man könnte auch sagen, sie gehorcht dem Dirigenten der Haupttor nicht mehr.

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Was bedeutet das? Dass die Zellen sich zum Beispiel schneller teilen? Es gibt mehr Proliferation, und das ist sozusagen ein Tumor.

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Angela Religio, Forscherin am Institut für Theoretische Biologie der Charité Berlin. Der Nachname der aus Portugal stammenden Wissenschaftlerin heißt übersetzt übrigens Ur. Bislang weiß man nicht, was zuerst da war der Tumor, der die innere Uhr der Zelle verrückt spielen lässt, oder die aus dem Takt geratene innere Uhr, die zur Entartung der Zelle geführt hat.

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Man sieht lediglich, dass es einen Zusammenhang gibt. Nichtsdestotrotz wollen sich Forscher diesen Zusammenhang zunutze machen. Genauer gesagt Sie wollen die Chemotherapie, die bei Krebs häufig angewandt wird, effektiver machen. Eine Chemotherapie funktioniert so, dass dem Patienten ein stark toxischer Wirkstoff verabreicht wird. Der Wirkstoff zerstört die Tumorzellen, aber gleichzeitig auch viele gesunde Zellen. Das führt dann zu den starken Nebenwirkungen, die eine Chemotherapie meistens begleiten.

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Deswegen gibt es Nebenwirkungen wie zum Beispiel? Das möchte man natürlich nicht haben, aber man kann nichts dagegen machen, weil ist die Behandlung nicht.

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Denn der toxische Wirkstoff tötet Zellen im Körper, die gerade in der Phase der Zellteilung sind.

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Wenn sie sich teilen, ist die DNA in unsere Zellen ist sozusagen offen und nicht unbedingt geschützt.

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Dadurch ist ein leichtes Ziel Tumorzellen teilen sich die meiste Zeit, aber auch Haarfollikel oder darmzellen teilen sich sehr häufig. Das Ziel ist deshalb, ein Zeitfenster zu bestimmen, indem die gesunden Zellen möglichst wenig aktiv sind. So erreicht man, dass hauptsächlich Tumorzellen zerstört werden.

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Das ist sowieso die Prinzip von Therapie. Therapie versucht man das zu geben, indem man sich genau anschaut Es ist eine super personalisierte Medizin.

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Das optimale Zeitfenster für einen Patienten herauszufinden, ist nicht einfach. Bei den wenigen Studien, die es bislang gibt, hat man versucht, den geeigneten Zeitpunkt vor allem mithilfe von Befragungen einzukreisen. Wann gehen Sie normalerweise zu Bett? Wann werden Sie wach, wenn kein Wecker klingelt? In Zukunft könnten Blut, Analysen oder Gentests genauere Daten liefern. Soweit ist man aber noch nicht. Denn bisher gibt es erst wenige Studien, die die Wirkung einer chrono Chemotherapie überhaupt untersucht haben. Die Ergebnisse sind trotzdem vielversprechend.

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Ein bestimmtes Medikament?

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Das zeigt eine starke Toxizität zu bestimmten Tageszeiten und viel geringere Nebenwirkungen zu anderen Tageszeiten.

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Deshalb hat man dieses Medikament in einer klinischen Studie chrono therapeutisch getestet. Dabei bekamen die Probanden zwar dieselbe Dosis wie üblich. Doch hat man diese zeitlich anders aufgeteilt. Sie bekamen zu bestimmten Tageszeiten mehr von dem Wirkstoff und zu anderen Zeiten weniger.

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Und da konnte man sehr schön zeigen, dass die Nebenwirkungen viel geringer waren. Die mussten viel weniger häufig in die Klinik wegen der Nebenwirkungen.

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Weniger Nebenwirkungen bedeutet bei einer Chemotherapie, dass man die Dosis des toxischen Wirkstoffes erhöhen kann, sodass mehr Tumorzellen zerstört werden. Dass der Zeitpunkt einer Therapie einen deutlichen Unterschied in Bezug auf die Wirksamkeit macht, konnten Forscher auch in anderen Untersuchungen belegen.

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Es gibt auch eine Studie, die zeigt, dass bestimmte Impfungen zu bestimmten Tageszeiten einen höheren Antikörper Tita bilden, also eine bessere Effizienz haben.

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Untersucht wurde das anhand der klassischen Grippeimpfung.

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Diejenigen, die die Impfung am Morgen erhalten hatten, haben vier Wochen später den besseren Schutz gehabt als die jenigen, die die Impfung am Nachmittag erhalten hatten.

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In den letzten Jahren ist eine Vielzahl derartiger Studien zum Thema Chronobiologie und chrono Medizin publiziert worden, wobei es überrascht, dass die zeitabhängige Wirkung von Medikamenten erst jetzt eine solche Aufmerksamkeit erfährt. Denn das Prinzip der inneren Uhr ist eigentlich schon länger bekannt.

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Das heißt, schon vor 30 Jahren hat man die ersten Gene entdeckt, und zehn Jahre später wusste man ungefähr, wie die Zahnräder ineinander greifen.

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Das Prinzip ist 2017 gab es für die Beschreibung dieses grundlegenden Mechanismus der inneren Uhr sogar den Medizin-Nobelpreis. Er ging an die amerikanischen Wissenschaftler Jeffrey C. Michael Rotbarsch und Michael. Eine der künftigen Herausforderungen auf dem Gebiet der chrono Medizin wird sein, den optimalen Zeitpunkt einer Therapie für Patienten individuell zu bestimmen. Nicht nur bei der Chemotherapie, sondern bei allen Behandlungen, bei denen der Zeitpunkt der Einnahme wichtig ist. Der Chronobiologie Achim Kramer und sein Team an der Berliner Charité haben deshalb einen Bluttest entwickelt, mit dem sie den jeweiligen chrono Typ bestimmen können.

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chrono Typen unterscheidet man nach ihrem Schlaf-Wach-Rhythmus. Sogenannte Lerchen gehen gerne früh ins Bett und stehen früh auf. Eulen dagegen lieben die späten Abendstunden. Bei den Bluttest suchen sich die Forscher bestimmte Zellen heraus, die sich besonders rhythmisch verhalten, also eine gute innere Uhr haben. Aus vorherigen Studien wissen sie, welche Gene zu welcher Tageszeit aktiv sind.

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Achim Kramer Es gibt Gene, die, wenn wir aufwachen, besonders aktiv sind. Es gibt Gene, die, wenn es Mittagszeit ist, besonders aktiv sind. Es gibt jene, die, wenn wir schlafen, besonders aktiv sind. Deswegen können wir aus einer Blutprobe aus der relativen Aktivität dieser Gene genau die Tageszeit analysieren. Also, wenn ich jetzt die Blutprobe mittags nehme, dann erwarte ich, dass die Gene hoch aktiv sind. Aber die Mitternacht gehen in niedrig, und die Gene sind irgendwas dazwischen.

[00:19:55]

Zeit wissen wir ja nicht. Wir wissen nur, es war zwölf Uhr mittags. Deswegen nehmen wir die Blutprobe und schauen uns die Gene an. Wenn die mittags Mittagsmenü tatsächlich hoch sind, dann ist das wahrscheinlich ein normaler, chrono Typ. Wenn aber mittags um zwölf die Gene hoch sind, dann wissen wir Eigentlich ist das jetzt für ihn innere Morgen, obwohl es Mittag ist. So funktioniert das.

[00:20:15]

Dass wir demnächst beim Arzt unseren chrono Typ feststellen lassen und uns dann eine genaue Uhrzeit für die Einnahme von Medikamenten mitgeteilt wird, glaubt Kramer allerdings nicht.

[00:20:25]

Natürlich brauchen wir so einen Test, um personalisierte Medizin zu machen. Das heißt, das Medikament, von dem wir vielleicht wissen, dass es nicht zu jeder Tageszeit gleich wirkt oder gleich starke Nebenwirkungen hat, dass man zum richtigen Zeitpunkt einnimmt. Jetzt ist es natürlich noch zu früh, das in der Routine einzusetzen, weil wir ja von vielen Medikamenten auch noch gar nicht wissen, ob es überhaupt eine Tageszeit Relevanz hat.

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Man könnte solche Tests aber dafür nutzen, Probanden für Medikamenten Studien gezielter auszuwählen.

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Dass man da wirklich genau guckt, sind es auch normale chrono Typen oder was für chrono Typen sind dabei. Oftmals scheitern nämlich Medikamenten Studien deswegen, weil die Streuung in den Ergebnissen so hoch ist. Und niemand weiß eigentlich so richtig, warum man so variable Ergebnisse bekommt.

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Und daher ist es vernünftig anzunehmen, dass ein Teil der Streuung auch mit den unterschiedlichen krohne Typen der Probanden zu tun hat. Es gibt also Nachbesserungsbedarf und zwar nicht nur bei Medikamenten Studien. Ganz generell müsste in der Medizin viel stärker berücksichtigt werden, dass unser Körper nicht rund um die Uhr und zu jeder Jahreszeit gleich arbeitet. Denn nicht nur die Dosis macht das Gift, sondern auch der Zeitpunkt der Einnahme. Sie hörten chrono Medizin Therapie im Takt des Körpers eine Sendung von Mike Preusker.

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Gesprochen haben Himmer Michel und Carsten Fabian. In der Technik war Roland Böhm, Regie hatte Martin Trauner, Redaktion hatte Gerda Kun. Das war eine Sendung von Radio Wissen übrigens nicht die einzige, die sich mit dem menschlichen Körper befasst. Mehr zu diesem Themenkreis finden Sie im Podcast Center von Radio wissen..