Schichtarbeit stört innere Organe

Uhr im Darm: In unseren Organen sitzen Taktgeber, die noch sensibler auf Schichtarbeit und Jetlag reagieren als unsere innere Hauptuhr. Wie eine Pilotstudie enthüllt, reichen schon drei durchwachte Nächte aus, um die Rhythmen von Darm, Leber und Co um zwölf Stunden zu verschieben. Weil aber die Hauptuhr ihren Takt im gleichen Zeitraum nur um zwei Stunden verschiebt, kommt es zu einer De-Synchronisation der Stoffwechselrhythmen, wie die Forscher berichten.

Schichtarbeit, Jetlag und andere Störungen unseres Tag-Nacht-Rhythmus schaden der Gesundheit – so viel ist klar. Das Leben gegen die innere Uhr erhöht das Risiko für Übergewicht und Diabetes, fördern Herz-Kreislauf-Erkrankungen und könnten sogar für einen verstärkten geistigen Abbau sorgen. Auch das Krebsrisiko ist wegen einer gehemmten DNA-Reparatur erhöht.

Nachtschicht im Schlaflabor

Jetzt zeigt sich, dass Schichtarbeit und Co nicht nur den zentralen Taktgeber in unserem Gehirn und die von ihm gesteuerten Prozesse stören – auch in unseren Organen gerät einiges durcheinander. Für ihre Pilotstudie hatten Debra Skene von der University of Surrey und ihre Kollegen 14 Probanden für eine Woche ins Schlaflabor gebeten.

Nach einer Eingewöhnungszeit wurde die Hälfte der Teilnehmer auf Nachtschicht umgestellt: Drei Tage lang lebten sie unter einem um zwölf Stunden verschobenem Rhythmus. Die restlichen Teilnehmer blieben als Kontrolle im normalen Tagesrhythmus. Nach Abschluss dieser Phase wurden alle Probanden 24 Stunden lang unter Dauerlicht wachgehalten – ihre inneren Uhren mussten ohne äußere Taktgeber auskommen.

Während der gesamten Zeit entnahmen die Forscher ihren Teilnehmern alle drei Stunden Blutproben und analysierten den Gehalt an 132 verschiedenen Stoffwechselprodukten und Hormonen.

Darm, Leber und Co aus dem Takt

Das überraschende Ergebnis: Die drei Tage Nachtschicht veränderten nicht nur den grundsätzlichen Tag-Nacht-Rhythmus der Probanden – vor allem ihr Verdauungssystem reagierte überraschend stark: „Von den 27 zirkadian schwankenden Stoffwechselprodukten zeigten 24 eine dramatische Rhythmus-Verschiebung nach der Nachtschichtphase“, berichten Skene und ihre Kollegen. Vor allem in Darm, Leber und Bauchspeicheldrüse war die Aktivität um zwölf Stunden verschoben.

„Keiner hat vorher gewusst, dass die biologischen Uhren in unserem Verdauungstrakt so stark und schnell durch Schichtarbeit verändert werden“, sagt Koautor Hans Van Dongen von der Washington State University. „Und das, obwohl die Hauptuhr im Gehirn sich in der gleichen Zeit kaum anpasst.“ Die Analysen ergaben, dass sich die Hauptuhr während der Nachtschichtphase nur um zwei Stunden verschoben hatte, die Uhren in den inneren Organen dagegen um zwölf Stunden.

Gestörte Synchronisation

Das aber hat Folgen, wie die Forscher erklären: „Als Konsequenz sagen einige biologische Signale im Körper der Schichtarbeiter es sei Tag, während andere auf Nacht eingestellt sind – das führt zu einer Disruption des Stoffwechsels“, so Van Dongen. Schon drei Tage der Nachtschicht reichen demnach aus, um die Synchronisation der inneren Rhythmen aufzuheben und so wichtige Stoffwechselprozesse zu stören.

Nach Ansicht der Forscher könnte dies erklären, warum Schichtarbeiter gegenüber bestimmten Erkrankungen anfälliger sind. „Wenn wir nun die gestörten Stoffwechselwege genauer identifizieren, könnte dies dabei helfen, die Mechanismen hinter diesem Zusammenhang zu entschlüsseln“, sagt Skene.

Geklärt werden muss auch, welcher Aspekt der Schichtarbeit der Auslöser für diese Veränderungen an Darm-Uhr und Co ist: Ist es der veränderte Schlafrhythmus? Oder die Verschiebung der Mahlzeiten? Das sollen nun weitere Studien zeigen. (Proceedings of the National Academy of Sciences, 2018; doi: 10.1073/pnas.1801183115)

(Washington State University, 10.07.2018 – NPO)