Der Tag-Nacht-Zyklus reguliert die Aktivität fast aller auf der Erde lebenden Organismen. Beim Menschen steuert diese sogenannte zirkadiane Uhr viele biologische Prozesse in einem 24-Stunden-Zyklus. Dazu zählen Körpertemperatur, Schlaf, Muskelaktivität sowie Gedächtnis- und Lernfähigkeit. Fast alle Organe haben zudem einen eigenen zirkadianen Rhythmus, mit dem sie die für sie spezifischen Funktionen regeln, einschließlich Herz, Leber, Darm – und Gehirn. Im Gehirn befindet sich im suprachiasmatischen Kern die zirkadiane Hauptuhr des Körpers und gibt den 24-Stunden-Rhythmus vor. „Bisher dachten wir, dass im Gehirn nur der suprachiasmatische Kern als Taktgeber fungiert“, berichtet Professor Dr. Wolfgang Löscher, Institut für Pharmakologie, Toxikologie und Pharmazie, Hannover.
In einem breit angelegten Forschungsprojekt arbeiteten französische, amerikanische, polnische und deutsche Forscher gemeinsam, mit beteiligt waren auch von der Stiftung Tierärztliche Hochschule Hannover (TiHo) die Arbeitsgruppe von Professor Dr. Wolfgang Löscher, Institut für Pharmakologie, Toxikologie und Pharmazie. Die Wissenschaftler fanden heraus, dass auch im Hippocampus entsprechende genetische und molekulare Prozesse aktiv sind. Nun fanden die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aber heraus, dass auch im Hippocampus entsprechende genetische und molekulare Prozesse aktiv sind. „Diese Erkenntnisse geben uns erste Hinweise, um zu verstehen, wie und warum sich unsere geistigen Fähigkeiten im Verlauf der 24 Stunden eines Tages ändern und warum es zum Beispiel nur nachts zur Konsolidierung von Gedächtnisinhalten kommt“, erklärt Löscher weiter.
Bedeutung für die Epilepsieforschung
Ein zweiter Aspekt dieser Studie betrifft die Temporallappenepilepsie – die häufigste Epilepsieform bei Erwachsenen. Bei 80 Prozent der Patienten werden Anfälle zirkadian reguliert. Das heißt, dass sie zu einer bestimmten Tageszeit und nicht zufällig bei einem Patienten auftreten. Es ist bekannt, dass der Hippocampus an dieser Form der Epilepsie beteiligt ist, und betroffene Patienten häufig Gedächtnis- und Lerndefizite haben, die vom Hippocampus abhängen. Die Forscher zeigten in ihrer Studie, dass sich die Schwankungen der molekularen Aktivitäten im Hippocampus bei erkrankten und gesunden Tieren stark unterscheiden: „Ein epileptischer Hippocampus funktioniert anders als ein gesunder Hippocampus“, sagt Löscher. Dieses Ergebnis könnten helfen, zu verstehen, warum Anfälle zu einer bestimmten Tageszeit häufiger auftreten. „Eventuell helfen sie, die Anfälle medikamentös besser zu kontrollieren,“ so Löscher. „Außerdem ebnen die Untersuchungen den Weg für ein besseres Verständnis kognitiver Defizite und neuer therapeutischer Ansätze bei Patienten.“
Die Originalpublikation: The circadian dynamics of the hippocampal transcriptome and proteome is altered in experimental temporal lobe epilepsy, Science Advances 2020
Quelle: Text aus PI-TIHO "Chronobiologie trifft Epilepsieforschung: Der Hippocampus hat seinen eigenen Rhythmus", 28.10.2020
