Kurz gesagt
Der Nucleus suprachiasmaticus (SCN) ist eine winzige Ansammlung von Nervenzellen im Hypothalamus und dient dem Körper als zentrale Uhr. Er erhält Lichtsignale direkt von den Augen und legt damit den Takt des gesamten zirkadianen Rhythmus fest. Passt das Licht, das er registriert, nach einer Reise nicht mehr zur Ortszeit, ist Jetlag die Folge.
Einfach erklärt
Tief im Gehirn, direkt oberhalb der Stelle, an der sich die Sehnerven kreuzen, liegen zwei kleine Gruppen von Nervenzellen – eine auf jeder Seite –, die zusammen den Nucleus suprachiasmaticus bilden. Er ist klein, besteht nur aus rund zwanzigtausend Neuronen, gibt aber dem gesamten Körper den Takt vor. Weil er direkt neben der Sehbahn liegt, hat er einen direkten Draht zur Information darüber, wie hell die Umgebung ist – und daraus leitet er ab, welche „Uhrzeit“ biologisch gerade ist.
Stellen Sie sich den SCN als Dirigenten eines Orchesters vor. Die einzelnen Organe halten zwar jeweils ihren eigenen Takt, doch der SCN sorgt dafür, dass alle zusammen und im Einklang mit dem Tag draußen spielen. Fällt der Dirigent aus, geraten die Musiker aus dem Takt; verlegt man das ganze Orchester in eine neue Zeitzone, braucht der Dirigent mehrere Tage, um das neue Tempo zu verinnerlichen.
Im Detail
Zwei klassische Experimente belegten, dass der SCN die zentrale Uhr ist. 1972 zeigten Moore und Eichler, dass die Zerstörung des SCN bei Ratten deren Tagesrhythmen von Aktivität und Hormonausschüttung aufhob. 1990 verpflanzten dann Ralph und Kollegen SCN-Gewebe zwischen Hamstern mit unterschiedlich schnell laufenden Uhren und stellten fest, dass der Empfänger den Rhythmus des Spenders übernahm – der Beweis, dass der SCN selbst den Takt vorgibt und nicht das übrige Gehirn.
Wie gelangt das Licht zu ihm? Nicht über die Stäbchen und Zapfen, mit denen Sie sehen. 2002 identifizierten Berson und Kollegen eine eigene Klasse lichtempfindlicher Zellen in der Netzhaut, die intrinsisch photosensitiven retinalen Ganglienzellen (ipRGCs). Sie enthalten ein Pigment namens Melanopsin und reagieren am stärksten auf Licht mit hohem Blauanteil. Diese Zellen senden ihre Signale über eine eigene Bahn, den retinohypothalamischen Trakt, direkt zum SCN. Deshalb können sich selbst blinde Menschen, bei denen diese Zellen erhalten sind, noch am Licht synchronisieren – und deshalb ist Licht und nicht bloß das Wachsein das vorherrschende Stellsignal.
Der SCN verbreitet die Zeit anschließend im ganzen Körper. Er veranlasst die Zirbeldrüse, nachts Melatonin auszuschütten, und stoppt die Ausschüttung bei Tagesanbruch; er prägt das tägliche Auf und Ab von Cortisol; und er gibt die tägliche Schwankung der Körperkerntemperatur vor. Über diese Ausgangssignale gelingt es einer tief im Gehirn verborgenen Uhr, Leber-, Darm-, Muskel- und Hautzellen zu koordinieren, die jeweils ihre eigene lokale Zeit halten. Das Gesamtbild dieses Systems finden Sie im Beitrag Zirkadianer Rhythmus.
Illustration (Grafik in Planung)
Ein klares, beschriftetes Schema (Inline-SVG, kein Foto): links das Auge, ein Pfeil mit der Beschriftung „retinohypothalamischer Trakt“, der Lichtinformation zum SCN leitet – dargestellt als zwei kleine, paarige Kerne oberhalb der Sehnervenkreuzung im Hypothalamus. Vom SCN fächern sich drei Ausgangspfeile auf – zur Zirbeldrüse (Melatonin, Nacht), zu den Nebennieren (Cortisol, Morgen) und zu einem kleinen Thermometer-Symbol (Körperkerntemperatur). Das Schema soll auf einen Blick zeigen: Licht hinein bedeutet Zeitsignale hinaus.
Was das für Ihre Reise bedeutet
Der SCN ist der Grund, warum es Jetlag gibt – und der Grund, warum er sich besiegen lässt. Er stellt sich anhand von Licht neu, daher ist das Licht, das Sie in Ihre Augen lassen – und das Licht, das Sie bewusst meiden –, das wirksamste Werkzeug, das Sie haben. Setzen Sie Licht zur richtigen Tageszeit ein, beschleunigen Sie die Umstellung des SCN auf die Ortszeit; bekommen Sie es zur falschen Zeit, können Sie ihn in die falsche Richtung treiben. Alles, was der Innere-Uhr-Rechner und der Licht-Planer dieser Website tun, ist letztlich der Versuch, dem SCN im richtigen Moment das richtige Licht zu geben.
Wie ein verschobener SCN Schritt für Schritt Jetlag-Symptome hervorruft, lesen Sie unter Warum entsteht Jetlag?
Häufige Fragen
Wo genau liegt der SCN?
Im Hypothalamus an der Hirnbasis, direkt oberhalb der Sehnervenkreuzung (Chiasma opticum), an der sich die Sehnerven beider Augen kreuzen. Durch seine Lage neben der Sehbahn erhält er einen direkten Lichteingang.
Wenn Licht den SCN steuert – spielen dann helle Bildschirme am Abend eine Rolle?
Licht am Abend, auch von hellen Bildschirmen mit hohem Blauanteil, kann dem SCN „Tag“ signalisieren, die Uhr nach hinten verschieben oder Melatonin unterdrücken. Wie stark der Effekt ist, hängt von Helligkeit, Zeitpunkt und Dauer ab. Siehe Lichtexposition.
Lässt sich der SCN mit einer Tablette sofort umstellen?
Nein. Es gibt keinen Schalter, der die zentrale Uhr direkt auf eine neue Zeitzone springen lässt. Licht und in geringerem Maß auch Verhalten und zeitlich gezielt eingenommenes Melatonin verschieben sie nur allmählich. Alles, was Medikamente betrifft, sollten Sie mit einer Ärztin, einem Arzt oder einer Apotheke besprechen.
Quellen
- Moore RY & Eichler VB (1972). „Loss of a circadian adrenal corticosterone rhythm following suprachiasmatic lesions in the rat.“ Brain Research. Belegte, dass der SCN für zirkadiane Rhythmen notwendig ist.
- Ralph MR, Foster RG, Davis FC & Menaker M (1990). „Transplanted suprachiasmatic nucleus determines circadian period.“ Science, 247(4945). Zeigte, dass der SCN selbst den Taktgeber enthält.
- Berson DM, Dunn FA & Takao M (2002). „Phototransduction by retinal ganglion cells that set the circadian clock.“ Science, 295(5557). Identifizierte den Lichteingang zum SCN über Melanopsin.
- National Institute of General Medical Sciences (NIGMS/NIH). Merkblatt „Circadian Rhythms“ – beschreibt den SCN als zentrale Uhr des Körpers.
Die drei zitierten Arbeiten sind wegweisende, vielfach gelehrte Befunde; anatomische Angaben (Lage, ungefähre Zahl der Neuronen) entsprechen gesichertem neurowissenschaftlichem Standardwissen.