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CONNEXIPLUS 2020-4 Kardiorenale Achse

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tems, welches zudem

tems, welches zudem direkte positive Wirkungen auf die Glukosetoleranz und den Energiestoffwechsel von Leber und Fettgewebe hat [7, 11]. Schlafstörungen als Marker und Mediator der Chronodisruption connexiplus MSc Kimberly Begemann ki.begemann@uni-luebeck.de Prof. Dr. rer. nat. Henrik Oster henrik.oster@uni-luebeck.de verschmutzung die innere zirkadiane Rhythmik und beeinflusst so unsere Gesundheit. Bei Mäusen erhöht eine dauerhafte Lichtexposition das Körpergewicht und reduziert die Glukosetoleranz, und das, ohne dass die Tiere vermehrt Kalorien zu sich nähmen oder weniger aktiv wären [11]. Nächtliche Lichtexposition aktiviert die Stressachse und unterdrückt aktiv die Ausschüttung von Melatonin, einem wichtigen Botenstoff des zirkadianen Sys- Unter natürlichen Bedingungen kontrolliert die zirkadiane Uhr die Phase, die Dauer sowie die Qualität des Schlafs [6]. Schlafstörungen bzw. Veränderungen in der Schlafrhythmik sind ein sensitiver Marker für chronodisruptive Veränderungen. Zu wenig oder gestörter Schlaf ist mit diversen metabolischen Erkrankungen assoziiert, darunter Typ-2-Diabetes, Adipositas, gastrointestinale Störungen und kardiovaskuläre Erkrankungen [6, 7, 11]. Akuter Schlafentzug erhöht den basalen Energieverbrauch, was in der Regel durch eine erhöhte Nahrungsaufnahme verbunden mit einem müdigkeitsbedingten niedrigeren Energieverbrauch überkompensiert wird [11]. Unter chronischen Bedingungen führt das zu einer Gewichtszunahme. Schon wenige Tage mit auf 4–5 Stunden reduziertem Schlaf reduzieren im Labor die Insulinsensitivität bei gesunden Probanden um ca. 20 % [7, 11]. Umgekehrt führt eine moderate Verlängerung der Schlafdauer von sechs auf sieben Stunden über sechs Wochen bereits zu einem signifikant verbesserten Glukosestoffwechsel [11]. Es ist noch nicht ganz klar, inwiefern diese Effekte auf den Schlaf selbst oder eine Chronodisruption zurückzuführen sind. In den meisten Fällen sind beide Prozesse – Schlaf- und Uhrenfunktion – jedoch eng miteinander verknüpft. Ausblick Ein ausreichender und regelmäßiger Schlaf ist ein wichtiger Marker, aber auch ein potenter Stabilisator unseres zirkadianen Systems. Die Chronomedizin nutzt solche präventiven Ansätze, um über eine Stabilisierung unserer natürlichen Tagesrhythmik der 22

CHRONOMEDIZIN Entwicklung metabolischer Erkrankungen vorzubeugen. Ein einfaches Maß für die Chronodisruption ist der sogenannte soziale Jetlag, vereinfacht die Varianz der Schlafphase zwischen Arbeits- und freien Tagen. Ein starker sozialer Jetlag ist prädiktiv für zahlreiche metabolische, aber auch psychiatrische Erkrankungen. Er spielt besonders bei Kindern und Jugendlichen eine wichtige Rolle. Neben Verhaltensregeln zur Schlafhygiene konnten Licht- oder Melatonin-Therapien zur Behandlung von Chronodisruption – z. B. bei Schichtarbeitern, Jetlag oder bei verschiedenen Schlafstörungen – erfolgreich eingesetzt werden [12]. In den letzten Jahren wurden zudem neue Wirkstoffe entwickelt, die direkt auf die molekulare Regulation zirkadianer Uhren abzielen, um interne Rhythmen zu stabilisieren oder auch die Aktivität anderer Medikamente zu modulieren [6]. So wurden einige von ihnen bereits in Mausexperimenten erfolgreich zur Behandlung von Adipositas eingesetzt [13]. Ganz ohne neue Wirkstoffe kommt das Intervallfasten aus. Der Zeitpunkt der Nahrungsaufnahme ist ein wichtiges Zeitsignal für Uhren in metabolischen Geweben. Studien an Mäusen haben gezeigt, dass eine Beschränkung der Nahrungsaufnahme auf unter zehn Stunden pro Tag die obesogene Wirkung einer Hochfettdiät fast vollständig neutralisiert – und das ohne jegliche Einschränkung der Kalorienaufnahme [14]. Daneben wurden positive Effekte auf andere uhrenkontrollierte Prozesse wie Kognition und Alterungsprozesse festgestellt [15]. Ähnliche Versuche beim Menschen deuten auf weniger dramatische Effekte hin [16]; allerdings stehen die Ergebnisse aus größeren Langzeitstudien noch aus. Es wird aber zusehends deutlicher, dass die Zeit ein wichtiger Faktor ist für Diagnose, Therapie und Behandlung metabolischer Erkrankungen. Referenzen 1. Buhr ED, Takahashi JS. Molecular components of the Mammalian circadian clock. Handb Exp Pharmacol 2013; (217): 3–27. 2. Partch CL, Green CB, Takahashi JS. Molecular architecture of the mammalian circadian clock. Trends Cell Biol 2014; 24(2): 90–9. 3. Panda S, Antoch MP, Miller BH et al. Coordinated transcription of key pathways in the mouse by the circadian clock. Cell 2002; 109(3): 307–20. 4. Dibner C, Schibler U, Albrecht U. The mammalian circadian timing system: organization and coordination of central and peripheral clocks. Annu Rev Physiol 2010; 72: 517–49. 5. Kumar Jha P, Challet E, Kalsbeek A. Circadian rhythms in glucose and lipid metabolism in nocturnal and diurnal mammals. Mol Cell Endocrinol 2015; 418 (Pt 1): 74–88. 6. Reinke H, Asher G. Crosstalk between metabolism and circadian clocks. Nat Rev Mol Cell Biol 2019; 20(4): 227–41. 7. Ding G, Gong Y, Eckel-Mahan KL, Sun Z. Central circadian clock regulates energy metabolism. Adv Exp Med Biol 2018; 1090: 79–103. 8. Vetter C, Dashti HS, Lane JM et al. Night shift work, genetic risk, and type 2 diabetes in the UK biobank. Diabetes Care 2018; 41(4): 762–9. 9. Sato F, Kohsaka A, Bhawal UK, Muragaki Y. Potential roles of DEC and BNAL1 genes in interconnecting circadian clock and energy metabolism. Int J Mol Sci. 2018; 19(3): 781. 10. Hunter AL, Ray DW. Circadian clock regulation of hepatic energy metabolism regulatory circuits. Biology 2019; 8(4): 79. 11. McHill AW, Wright KP. Role of sleep and circadian disruption on energy expenditure and in metabolic predisposition to human obesity and metabolic disease. Obes Rev Off J Int Assoc Study Obes 2017; 18 (Suppl 1): 15–24. 12. Alston M, Cain SW, Rajaratnam SMW. Advances of melatonin-based therapies in the treatment of disturbed sleep and mood. Handb Exp Pharmacol 2019; 253: 305–19. 13. Chen Z, Yoo S-H, Takahashi JS. Development and therapeutic potential of small-molecule modulators of circadian systems. Annu Rev Pharmacol Toxicol 2018; 58: 231–52. 14. Hatori M, Vollmers C, Zarrinpar A et al. Time-restricted feeding without reducing caloric intake prevents metabolic diseases in mice fed a high-fat diet. Cell Metab 2012; 15(6): 848–60. 15. Li L, Wang Z, Zuo Z. Chronic intermittent fasting improves cognitive functions and brain structures in mice. PloS One 2013; 8(6): e66069. 16. Gill S, Panda S. A Smartphone app reveals erratic diurnal eating patterns in humans that can be modulated for health benefits. Cell Metab 2015; 22(5): 789–98. MSc Kimberly Begemann Prof. Dr. rer. nat. Henrik Oster Institut für Neurobiologie Universität zu Lübeck Ratzeburger Allee 160, 23562 Lübeck connexiplus 23

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