Immer mehr Forschungen heben die Rolle der inneren Uhr unseres Körpers hervor, die als zirkadianer Rhythmus bekannt ist.
Es kann alles beeinflussen, von der Entwicklung von Demenz über Gewichtszunahme bis hin zur Förderung des Wachstums von Krebstumoren.
Nun beginnen Wissenschaftler zu zeigen, wie wir eines Tages die Zeit dieser biologischen Uhr mit einem einfachen Bluttest überprüfen können, und ein Team der University of Colorado (CU) in Boulder hat eine neue Methode entwickelt, die sich als sehr gut erwiesen hat genau neben dem aktuellen Goldstandard-Ansatz.
Der Grund, warum wir nachts schläfrig werden und morgens auf natürliche Weise aufwachen, liegt an der zentralen Hauptuhr im Gehirn, die die 24-Stunden-Zyklen in allen Zellen des Körpers regelt. Dieser circadiane Rhythmus ist jedoch von Mensch zu Mensch unterschiedlich, weshalb manche Menschen Nachtschwärmer sind und andere früh aufstehen, manche gerne ein Nickerchen machen.
Die Forschung beginnt, zirkadiane Rhythmen mit einer Reihe von gesundheitlichen Auswirkungen in Verbindung zu bringen. Dazu gehören, wie Störungen das Risiko für Alzheimer und Tumorwachstum erhöhen können, sowie Studien, die zeigen, wie die Gabe bestimmter Krebsmedikamente am Morgen wirksamer sein kann oder wie der Verzehr von Protein zum Frühstück statt später am Tag dazu führen kann zu einem besseren Muskelwachstum.
Es besteht die Hoffnung, dass diese Entdeckungen den Weg für eine neue Ära der personalisierten Medizin ebnen könnten, in der Behandlungs- und Wellnessprogramme für alle besser geeignet sind.
„Wenn wir die täglichen Stunden jeder Person verstehen, können wir ihnen möglicherweise die optimale Tageszeit zuordnen, um zu essen, Sport zu treiben oder Medikamente einzunehmen“, sagt der leitende Studienautor Christopher Depner. "Für die personalisierte Medizin könnte das revolutionär sein."
Derzeit ist der Goldstandard für die Messung der inneren Uhr des Körpers als Melatonin-Bewertung für schwaches Licht bekannt. Dazu bleiben die Probanden in einem dunklen Raum und spenden stündlich Blut- und Speichelproben, um das Hormon Melatonin zu messen, das dem Körper signalisiert, wann es Zeit zum Einschlafen und Aufwachen ist.
„Wenn wir die Zeit des circadianen Rhythmus eines Menschen aufzeichnen wollen, müssen wir wissen, wie spät es ist“, sagt Christopher Depner. "Im Moment haben wir keinen einfachen Weg, dies zu tun."
Wissenschaftler hoffen, praktischere Methoden zum Ablesen der biologischen Uhr eines Patienten zu entwickeln, die in die tägliche Pflege integriert werden könnten, und Bluttests werden zu einer vielversprechenden Lösung, ebenso wie sie beispielsweise zur Überprüfung des Cholesterinspiegels verwendet werden.
Forscher haben in diesem Bereich Fortschritte gemacht, indem sie Blutproben verwendet haben, um die Aktivität von Genen zu messen, die helfen, den zirkadianen Rhythmus zu regulieren oder bestimmte Proteine zu messen, aber das Team der CU Boulder verfolgte einen anderen Ansatz namens Metabolomik.
Für ihre Studie rekrutierten die Forscher 16 Freiwillige, die 14 Tage in einem Schlaflabor verbrachten und stündlich Bluttests durchführten, um Melatonin zu bestimmen.
Gleichzeitig bewerteten die Forscher den Spiegel von 4.000 verschiedenen Metaboliten in ihrem Blut, darunter Aminosäuren, Vitamine und Fettsäuren. Ein maschineller Lernalgorithmus wurde dann verwendet, um die Sätze dieser Metaboliten zu bestimmen, die mit verschiedenen Phasen der zirkadianen Uhr verbunden sind.
Mit diesem molekularen Fingerabdruck zur Vorhersage der zirkadianen Phase aus einer Probe fand das Team überraschend genau.
Die Wissenschaftler konnten die Technik so verbessern, dass nur noch 65 Metaboliten gesucht werden mussten, aber sie müssten noch weiter eingegrenzt werden, um die Technologie kommerziell nutzbar zu machen.
Darüber hinaus gibt es noch andere Probleme, die angegangen werden müssen, bevor die Technologie das Labor verlässt, z. B. die Tatsache, dass sie viel genauer war, wenn die Probanden ausgeruht waren und in letzter Zeit nichts gegessen hatten. Dennoch sind die Forscher von den ersten vielversprechenden Ergebnissen begeistert.
Wir befinden uns noch in einem sehr frühen Stadium der Entwicklung dieser Biomarker des zirkadianen Rhythmus, aber diese vielversprechende Studie zeigt, dass dies möglich ist, sagt Christopher Depner. Dies ist ein wichtiger Schritt in der Entwicklung der circadianen Medizin – die richtige Behandlung für die richtige Person zur richtigen Tageszeit bereitzustellen.
Die Studie wurde im Journal of Biological Rhythms veröffentlicht.
2021-07-29 19:19:46
Autor: Vitalii Babkin