Tageslicht verbessert einer Studie an Zebrafischen zufolge über bestimmte Zellen die Fähigkeit des Immunsystems, Infektionen zu bekämpfen. Die Stärke der Immunantwort verändere sich im Tagesverlauf deutlich, erläutert das Forschungsteam im Fachjournal „Science Immunology“. Dafür gebe es einen lichtempfindlichen zelleigenen Timer, der tageszeitliche Schwankungen der antibakteriellen Aktivität steuere: Bakterien würden dadurch genau dann am vehementesten bekämpft, wenn der Organismus seine aktive Phase habe.

„In früheren Studien hatten wir beobachtet, dass die Immunreaktionen morgens, während der frühen aktiven Phase der Fische, ihren Höhepunkt erreichten“, erklärte der leitende Forscher Christopher Hall von der University of Auckland. „Wir glauben, dass dies eine evolutionäre Reaktion ist, da der Wirt tagsüber aktiver ist und daher eher mit bakteriellen Infektionen konfrontiert wird.“

Dass umweltbedingte Veränderungen – etwa bei Schichtarbeit oder einem Jetlag – zu einer erhöhten Anfälligkeit für Infektionen führen, hat sich in Studien schon mehrfach gezeigt. Um herausfinden, wie die Immunreaktion mit dem Tageslicht synchronisiert wird, untersuchte das Team nun bei Zebrafischlarven die Rolle einer speziellen Form weißer Blutkörperchen, der Neutrophilen.

Licht beeinflusst innere Uhr des Immunsystems

Sie seien für einen Großteil der zellulären antibakteriellen Abwehr verantwortlich und entsprächen bei den Fischen funktionell denen von Säugetieren, hieß es. Die Neutrophilen bewegen sich demnach schnell zum Ort einer Infektion und töten eindringende Bakterien ab.

Neutrophile besitzen wie die meisten anderen Zellen eine Art innerer Uhr, die maßgeblich von Licht beeinflusst wird. Über ihre Funktionsweise sei bei den Blutkörperchen aber bisher wenig bekannt, erklären die Forscher um Hall.

In teils an gentechnisch veränderten Zebrafischen durchgeführten Tests zeigten sie unter anderem, dass ein Protein namens Per2 eine entscheidende Rolle beim Abtöten von Bakterien spielt und welche Genabschnitte abhängig von der Lichtphase mitregulieren, wie viel davon es jeweils im Blutkörperchen gibt.

Die Ergebnisse der Tests weisen zudem darauf hin, dass es neben diesem Mechanismus weitere vom Licht geförderte antibakterielle Reaktionen im Körper gibt. Die Überlebensrate gezielt mit bestimmten Erregern infizierter Fische war bei Lichteinfluss höher.

Die Forscher sehen einen möglichen therapeutischen Nutzen ihrer Erkenntnisse bei Entzündungskrankheiten: Auf die innere Uhr von Neutrophilen abzielende Wirkstoffe könnten womöglich die Bekämpfung von Infektionen im Körper intensivieren, hoffen sie. Zunächst müssten allerdings die Mechanismen der Lichtsteuerung genauer verstanden werden.

Dass man heute jederzeit auf den Lichtschalter drücken kann, entkoppelt in modernen Gesellschaften die menschliche Zeitplanung weitgehend davon, ob es draußen gerade Tageslicht gibt oder nicht. Das war früher anders, wie Jorge Mira von der Universität von Santiago de Compostela und José María Martín-Olalla von der Universität von Sevilla kürzlich im Fachjournal „Royal Society Open Science“ beschrieben.

Eine Analyse von schwedischen Daten aus dem Jahr 1746 zum Beispiel zeigt demnach, dass die Menschen im Sommer dreieinhalb Stunden eher aufstanden als im Winter. Auch in tropischen Gesellschaften ohne Zugang zu künstlichem Licht hätten die Aufstehzeiten in der Regel in der Morgendämmerung, die Schlafenszeit in der Regel etwa drei Stunden nach Sonnenuntergang gelegen. Der physiologische Tageszyklus des Menschen orientiere sich stets am Sonnenaufgang.

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