Einer US-amerikanischen Studie zufolge wird der Tag-Nacht-Rhythmus von sogenannten Sternzellen im Gehirn gesteuert. Darauf weisen Untersuchungen an genetisch veränderten Fruchtfliegen hin. Die Forscher haben bei den winzigen Insekten die Funktion dieser speziellen Hirnzellen gezielt gestört. Dadurch geriet die innere Uhr der Fliegen durcheinander und ihr Schlafverhalten orientierte sich nicht mehr am Tag-Nacht-Rhythmus. Wahrscheinlich besitzen die Sternzellen beim Menschen eine vergleichbare Funktion, vermuten die Wissenschaftler um Rob Jackson von der Tufts University School of Medicine.
Sternzellen sind eine spezielle Form der sogenannten Gliazellen, die im Gehirn ein Stützgerüst für die Nervenzellen bilden und diese isolieren. Das griechische Wort “glia” bedeutet Leim. Gilazellen sind die häufigsten des menschlichen Gehirns und übertreffen die Zahl der Nervenzellen um das Zehn- bis Fünfzigfache. Als weitere wichtige Aufgaben übernehmen die Gliazellen die Kontrolle des Flüssigkeitstransports und es Kalziumhaushalts im Gehirn. Kalzium spielt eine wichtige Rolle bei der Reizübertragung in Nervenzellen.
Um die Funktionen der im Fachjargon Astrozyten genannten Sternzellen aufzuklären, nutzen Rob Jackson und seine Kollegen die Fruchtfliege (Drosophila melanogaster) als Modellorganismus. Die stecknadelkopfgroßen Insekten, die im Sommer gerne unsere Obstkörbe umschwirren, lassen sich schnell vermehren und auch vergleichsweise einfach genetisch verändern. Ähnlich wie der Mensch besitzen sie in ihren winzigen Gehirnen Sternzellen und sie zeigen ebenfalls ein Schlafverhalten, das sich am Tag-Nacht-Rhythmus orientiert. So eigneten sie sich gut für die Forschungsfrage der Wissenschaftler nach der Bedeutung der Sternzellen für die innere Uhr. Mit gentechnischen Methoden schalteten die Forscher dazu gezielt Gene bei den Fliegen aus, die für eine normale Funktion dieser Hirnzellen sorgen.
Fruchtfliegen bewegen sich nachts kaum – sie schlafen. Nur am Tag wuseln sie geschäftig umher. Bei den genetisch veränderten Tieren war dieser Rhythmus durchbrochen, wie die Forscher beobachteten. Daraus folgerten sie, dass den Sternzellen eine maßgebliche Bedeutung bei diesem Regulationssystem zukommt. Wahrscheinlich geben sie Botenstoffe an die Nervenzellen ab, die das Schlafverhalten steuern. In weiteren Studien wollen sie nun diese Abläufe genauer untersuchen.
Vermutlich sind beim Menschen Störungen bei der Funktion der inneren Uhr für bestimmte Schlafprobleme verantwortlich. Wer schon einmal einen sogenannten ?Jetlag? durch eine Reise über Zeitzonen hinweg durchgemacht hat, weiß, welche Bedeutung der inneren Uhr zukommt. Auch Schichtarbeitern haben häufig Probleme mit dem veränderten -Nacht-Rhythmus. Die Forscher wollen Informationen über diese Effekte sammeln, um langfristig Therapien oder Medikamente entwickeln zu können.
Rob Jackson (Tufts University School of Medicine) et al.: Current Biology, doi:10.1016/j.cub.2011.03.027 wissenschaft.de – Martin Vieweg
