Jahresrhythmik von menschlichen Genen entdeckt

Aktivität des Immunsystems steigt im Winter an, erhöht aber durch verstärkte Entzündungsreaktionen auch das Risiko für bestimmte Erkrankungen in der kalten Jahreszeit
Gene mit jahreszeitlich schwankender Aktivität (im Sommer aktive Gene = blau, im Winter aktive Gene = grün)
Gene mit jahreszeitlich schwankender Aktivität (im Sommer aktive Gene = blau, im Winter aktive Gene = grün)
© Castro Dopico et al., Nature Communications
Cambridge (Großbritannien) - Alle Lebewesen verfügen über eine innere Uhr, die den Organismus mit dem Tag-Nacht-Rhythmus in Einklang bringt. Zusätzlich reagieren viele Tiere und Pflanzen auch auf den Wechsel von Sommer und Winter, indem sie ihren Stoffwechsel an die jeweilige Jahreszeit anpassen. Jetzt haben britische und deutsche Forscher auch beim Menschen stark ausgeprägte jahresrhythmische Veränderungen nachgewiesen. Sie entdeckten regelmäßige Schwankungen in den Aktivitäten von einigen tausend Genen. Das wirkte sich unter anderem auf Reaktionen des Immunsystems aus. Demnach nimmt jeweils im Winter das Ausmaß an Entzündungsreaktionen im Körper zu, was einerseits die Abwehrkraft gegen Infektionen stärkt. Doch andererseits könnte dies auch erklären, warum sich in dieser Zeit das Risiko für Herzkrankheiten und psychische Störungen erhöht, berichten die Wissenschaftler im Fachblatt „Nature Communications”.

„Jahreszeitliche Rhythmen sollten näher erforscht werden, da sie verschiedene Aspekte des Stoffwechsels und von Erkrankungen des Menschen beeinflussen“, schreiben die Forscher um Chris Wallace und John Todd von der University of Cambridge. Sie analysierten bereits veröffentlichte genetische Daten aus Blut- und Gewebeproben von mehr als 16.000 Menschen aus unterschiedlichen Regionen der Welt, darunter die USA, Großbritannien, Australien und Gambia. Die Aktivität von mehr als 4000 der je knapp 23.000 überprüften Gene war bei Menschen aus den gemäßigten Zonen von der Jahreszeit abhängig, in der die Probe entnommen worden war. Eine große Gruppe von Genen wurde in den Wintermonaten maximal aktiv, eine andere im Sommer. In der kalten Jahreszeit entnommene Blutproben enthielten vermehrt Botenstoffe und Immunzellen, die verstärkte Entzündungsreaktionen anzeigten. Im westafrikanischen Gambia, wo es keine Jahreszeiten gibt, traten diese Merkmale in Proben auf, die während der Regenzeit gewonnen wurden.

Die Forscher schließen aus ihren Ergebnissen, dass sich das Immunsystem des Menschen so an die jeweiligen Umweltbedingungen angepasst hat, dass es dann besonders aktiv wird, wenn die Infektionsgefahr am größten ist. In dieser Phase vergrößert sich dann allerdings auch die Gefahr von übermäßigen oder zu lange andauernden Entzündungsreaktionen, die Krankheiten verursachen können. Dazu zählen Herz- und Gefäßerkrankungen, Autoimmunkrankheiten und psychische Störungen, deren Behandlung demnach möglicherweise je nach Jahreszeit unterschiedlich erfolgen sollte. Auch bestimmte Impfungen könnten im Winter effektiver sein als im Sommer, so die Forscher. Durch welchen Mechanismus die Jahreszeit als Zeitgeber für Gene und Stoffwechsel wirkt, ist noch nicht bekannt. Tageslänge und Temperatur könnten dabei eine Rolle spielen.

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