Risikofaktoren

Schichtarbeit stört den Stoffwechsel

31. Jul 2018

Ungefähr jeder sechste Beschäftige in Deutschland arbeitet abends, nachts oder im Schichtbetrieb. Arbeiten zu wechselnden oder ungewöhnlichen Zeiten ist für den Körper eine große Belastung. Schon lange ist bekannt, dass Schichtarbeit das Risiko für Übergewicht, Diabetes mellitus sowie andere Stoffwechselerkrankungen erhöht. Warum genau das so ist, war bisher unklar. Nun zeigt eine neue Studie der Washington State University in ‚Proceedings of the National Academy of Sciences‘, dass die verschiedenen biologischen Uhren, die es im Körper gibt, unterschiedlich ‚ticken‘ und dadurch eine Störung des Stoffwechsels verursachen.

Bislang ging man davon aus, dass die Stoffwechselstörung bei Schichtarbeitern in erster Linie durch Beeinflussung der Hauptuhr im Gehirn verursacht wird.  Sie hält unseren Körper normalerweise in einem 24-Stunden-Rhythmus und steuert die Körperfunktionen über unterschiedliche Signale durch Nervenbahnen und Hormone. Die Verdauungsorgane wie Leber, Darm und Bauchspeicheldrüse haben allerdings oft auch ein eigenes molekulares Uhrwerk (sogenannte periphere Oszillatoren), was sich nach der Hauptuhr richtet.

Im Rahmen der Studie sammelten die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen Blutproben von insgesamt 14 gesunden Freiwilligen, die gerade einen simulierten dreitägigen Tag- oder Nachtschichtplan absolviert hatten. Die Forscher analysierten den Verlauf von 132 verschiedenen Stoffwechsel-Produkten (Metaboliten) aus der Verdauung von Nahrungsmolekülen sowie aus Stoffwechselvorgängen in Zellen und Organen. Sie stellten fest, dass sich in der Nachtschicht-Gruppe der Stoffwechsel-Rhythmus des Verdauungssystems um ganze zwölf Stunden verschoben hatte, obwohl sich die biologische Hauptuhr im Gehirn nur um etwa zwei Stunden bewegt hatte.

Laut den Autoren wusste bislang niemand, dass die biologischen Uhren in den Verdauungsorganen der Menschen durch Schichtarbeitszeiten so grundlegend und schnell verändert werden, obwohl sich die Hauptuhr des Gehirns kaum an solche Zeitpläne anpasst. So bekommt der Körper der Schichtarbeiter Signale gesendet, dass es Tag ist, während andere Signale anzeigen, dass es Nacht ist. Das verursache die Störung des Stoffwechsels, so die Autoren.

 

Langfristige gesundheitliche Folgen vermeiden

Das Forscherteam möchte im nächsten Schritt herausfinden, durch was genau die Veränderungen im Stoffwechsel der Schichtarbeiter verursacht werden. Also: Sind die veränderten Schlaf-/Wachphasen oder der geänderte Zeitpunkt der Nahrungsaufnahme oder beides dafür verantwortlich? Auch die zugrunde liegenden zellulären und/oder hormonellen Prozesse müssten noch lokalisiert werden, um an der Entwicklung neuer Behandlungsmethoden zu arbeiten. Diese würden helfen, negative Langzeitfolgen für die Gesundheit von Schichtarbeitern zu verhindern.

Sollten sich die Ergebnisse aus der relativ kleinen Stichprobe im größeren Maßstab erhärten, könnte die Arbeit des Forschungsteams auch Auswirkungen auf die Untersuchung anderer chronischer Krankheiten haben, für die Schichtarbeiter anfälliger sind. In einer Mitteilung nennen die Autoren chronische Nierenerkrankungen sowie Brust-, Prostata- und Hautkrebs, die durch den veränderten Stoffwechsel hervorgerufen werden könnten.

Quellen:
Skene, DJ. et al.: Separation of circadian- and behavior-driven metabolite rhythms in humans provides a window on peripheral oscillators and metabolism. In: Proceedings of the National Academy of Sciences, DOI: 10.1073/pnas.1801183115

Washington State University: New study reveals how shift work disrupts metabolism. Pressemitteilung vom 9. Juli 2018


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