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Work around the Clock: effects of shift work on cognitive performance and circadian organization in behavior and physiology

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24-Stunden-Menschen oder: Welche Folgen hat Schichtarbeit auf den Körper?

Die 24-Stunden-Gesellschaft fordert ihren Tribut von Beschäftigten mit unregelmäßigen Arbeitszeiten, da sie die körpereigenen inneren biologischen Rhythmen beeinflusst, so die Ergebnisse des EU-geförderten Projekts Clockwork. Das Konsortium hat ein Mausmodell entwickelt, um die Wirkung von Schichtarbeit auf die geistige Leistungsfähigkeit und auf die biologische Uhr des Körpers zu untersuchen.

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Schichtarbeit ist inzwischen gängige Praxis, aber über ihre Auswirkungen auf physiologischer und neurobiologischer Ebene ist vieles noch unbekannt. Der Mensch hat einen eigenen biologischen Rhythmus, den sogenannten circadianen Rhythmus entwickelt, der an den Nacht-Tag-Zyklus angepasst ist. Aber dieser Rhythmus kann durch künstliche Beleuchtung und Langstreckenflüge gestört werden. Doch die größte Störquelle für die Synchronisierung des körpereigenen inneren Rhythmus ist die Schichtarbeit. Unter normalen Bedingungen wird die innere Uhr durch einen zentralen Schrittmacher gesteuert, dem suprachiasmatischen Nukleus (SCN) im Hypothalamus des Gehirns. Der SCN synchronisiert je nach Tageszeit bestimmte Verhaltensweisen und physiologischen Antworten. Durch diese Synchronisation kann das Individuum auf physiologischer und mentaler Ebene optimal funktionieren. Ein Verlust der Synchronisation durch Schichtarbeit kann zu einer abnormen physiologische Antwort wie Fettleibigkeit, verminderter geistiger Fähigkeit und eine Zunahme der Erkrankungshäufigkeit führen. Forscher des Clockwork-Projekts haben mithilfe von Mäusen ein umfassendes Modell für Schichtarbeit entwickelt, das die innere Desynchronisation zwischen dem SCN und dem Hormonrhythmus beschreibt. Die Mäuse wurden auf unterschiedlichen Schichtarbeitszeitplänen gehalten. Unter normalen Tag-Nacht-Zyklen waren die Nagetiere aktiv und aßen während des Nacht-Zyklus, während die SCN-Aktivität mit dem Tageslicht synchronisiert war. Unter Schichtarbeitsbedingungen wurden Fütterung und gezwungene Aktivität in drei Schichten während des Tag-Nacht-Zyklus durchgeführt. Die Projektpartner studierten das zentrale Nervensystem und den SCN der Mäuse, ihren Stoffwechsel sowie ihre Physiologie, nachdem sie den verschiedenen Arbeitszeitmodellen ausgesetzt worden waren. Sie untersuchten auch die Rhythmen in den peripheren Organen der Mäuse, ihr Verhalten und ihre geistige Leistungsfähigkeit. Die Ergebnisse zeigten, dass der Tag-Nacht-Zyklus und der Stoffwechsel der Mäuse in Zusammenhang stehen. Mäuse, die normalerweise nachtaktiv sind und tagsüber schlafen, wurden am Tag aktiv und schliefen nachts. Diese Veränderung ging allerdings nicht auf eine Änderung des Aktivitätsmusters der circadianen Uhr (SCN) zurück, sondern auf den Verlust des Einflusses auf einen noch unbekannten, circadianen Schrittmacher, der Aktivität antreibt.

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