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Epiphyse

Kurzdefinition: Die Zirbeldrüse, eine kleine kegelförmige endokrine Drüse, erzeugt das Hormon Melatonin bei Dunkelheit, das den Schlaf-Wach-Rhythmus und andere zeitabhängige Rhythmen des Körpers beeinflusst.

Die Zirbeldrüse (Epiphyse) ist relativ klein und liegt bei Menschen tief im Gehirn (Mittelhirn), deren Hauptfunktion die Freisetzung von Melatonin ist, die nur des Nachts erfolgt. Beim Menschen erreicht die Information über das Tageslicht die menschliche Zirbeldrüse indirekt über die Augen. Die Zirbeldrüse ist das zentrale Regulationsorgan für die Synchronisation des Vierundzwanzigstundenrhythmus (circadiane Periodik). Aus Tryptophan (eine in den meisten Eiweißstoffen enthaltene Aminosäure) wird über einige Zwischenstufen Serotonin (ein Neurotransmitter des zentralen Nervensystems, kommt aber auch im Magen-Darm-Trakt und in den Blutplättchen, den Thrombozyten, vor), die an der Gerinnung beteiligt sind, d.h., bei Verletzungen sorgen sie dafür, dass eine Blutung zum Stillstand kommt, und aus diesem entsteht dann Melatonin (das auch eine Hautaufhellung bewirkt.
Bei Spatzen etwa führt die Entfernung der Epiphyse dazu, dass die Tiere einen Verlust des circadianen Rhythmus aufwiesen, während bei der Verabreichung von Melatonin  es zu einer Daueraktivität bei Dunkelheit kommt. Die mutmaßliche Wirkung besteht darin, dass aus dem Enzym N-Acetyltransferase der Umbau von Serotonin in Melatonin erfolgt. In der Dunkelphase beträgt das Maximum von N-Acetyltransferase das 30- bis 70-fache im Vergleich zu einer Hellphase. Dies bedeutet, dass in der Dunkelphase große Mengen von Melatonin gebildet und die Serotonindepots geleert werden. Licht ist aber im Stande, die N-Acetyltransferase-Aktivität schlagartig zu blockieren.

Bei der Untersuchung der Zirbeldrüse hat sich übrigens der etwa vier Zentimeter lange Zebrafisch in den vergangenen Jahrzehnten als eines der beliebtesten Modelltiere etabliert, denn er vermehrt und entwickelt sich äußerst schnell. Seine Embryonen sind durchsichtig, sodass sich alle Zellen bis ins frühe Larvenstadium gut erkennen lassen. Während etwa die Information über das Tageslicht die menschliche Zirbeldrüse nur über das Auge erreicht, ist die Zirbeldrüse von Fischen direkt lichtempfindlich. Als Wirbeltier besitzt er darüber hinaus auch zahlreiche Gene, die bei Säugetieren und damit auch beim Menschen dieselben oder ähnliche Funktionen haben. Da Zebrafische ohne Melatonin einen gestörten Schlaf-Wach-Rhythmus aufweisen, zeigen sie ähnliche Symptome wie Menschen, deren Melatonin-Rhythmus durch Schichtarbeit oder nächtliche Smartphone-Nutzung durcheinandergeraten ist (Schredelseker & Driever, 2018).

Der tradierte Hinweis, dass warme Milch bei Schlaflosigkeit hilft, ist nur teilweise richtig, da Milch reich an Tryptophan ist, einer schlaf-induzierenden Aminosäure, wobei das L-Tryptophan im menschlichen Gehirn zur Produktion von Serotonin benötigt wird, das wiederum den Schlaf-Wach-Rhythmus reguliert, den Appetit zügelt und die Stimmung steigen lässt. Ein hoher Serotoninspiegel steht daher für Entspannung und Gelassenheit und kann somit auch eine Basis für guten Schlaf bilden. Allerdings muss das Tryptophan in der Milch die Blut-Hirn-Schranke überwinden, was proteinreichen Lebensmitteln wie Milch trotz ihres hohen Tryptophan-Anteils nicht von selbst gelingt, sondern zusätzlich müssen dazu Lebensmittel mit hohem Kohlenhydratanteil aufgenommen werden, die ihrerseits die Insulin-Produktion steigern, das dem Gehirn die Aufnahme des in der Milch enthaltenen Tryptophans erst ermöglicht. Vermutlich handelt es sich daher eher um einen Placebo-Effekt.

Literatur

Schredelseker, Theresa & Driever, Wolfgang (2018). Bsx controls pineal complex development. Development, dog:10.1242/dev.163477.
http://paedpsych.jk.uni-linz.ac.at/INTERNET/ARBEITSBLAETTERORD/HORMONORD/Epiphyse.html (03-02-04)
Lexika: Microsoft Encarta 95, Guinness Encyclopedia 1995, The Concise Columbia Encyclopedia 1991, Dorling Kindersley 1995, Lexirom 1996.
Silber, B.Y. & Schmitt, J. A. (2010). Effects of tryptophan loading on human cognition, mood, and sleep. Neurosci Biobehav, 34, 387-407.



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