Chronobiologie

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Die innere Uhr des Menschen passt sich an den Tagesrhythmus an (Quelle: www.nobelprize.org).

Die Chronobiologie (von griech. χρόνος chrónosZeit“ und Biologie „Lehre von der belebten Natur“) untersucht die von biologischen Rhythmen bestimmte zeitliche Ordnung der Lebensprozesse in lebendigen Organismen. Sie studiert damit auf äußerem empirischem Weg jenen Zeitorganismus, den Rudolf Steiner aus seiner hellsichtigen Erfahrung als Ätherleib bezeichnet hat.

Die hohe Anerkennung, die die Chronobiologie mittlerweile gefunden hat, wird durch die Verleihung des Nobelpreises für Physiologie oder Medizin 2017 an die amerikanischen Chronobiologen Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash und Michael W. Youngfür ihre Entdeckungen betreffend die molekularen Kontrollmechanismen des circadianen Rhythmus[1][2] nachdrücklich bestätigt.

In Form der Chronomedizin haben die Erkenntnisse der Chronobiologie auch zu konkreten Anwendungen in der Medizin geführt. Insbesondere wird dadurch auch die Wirksamkeit verschiedener Formen der Kunsttherapie bestätigt.

„Kunst und Medizin haben gemeinsame Wurzeln in den Urzeiten der Menschheit. Noch heute verwenden Schamanen Rhythmus und Melodie, um jenen speziellen Zustand einleiten zu können, der Heilung ermöglicht. Trotz dieser engen Verbindung zwischen Musik und Therapie gibt es wenig Wissen über das genaue »Wie« der heilenden Wirkung von Musik und Rhythmus. So konnte zwar eine beruhigende Wirkung von Mozarts Musik[3] festgestellt werden, Schmerzstillung und Verringerung von Stresshormonen durch Musik sind beschrieben,[4] und auch die Lernleistung von Schülern in mathematischen Fächern wurde durch das Ausüben klassischer Musik ebenso wie kognitive Fähigkeiten verbessert,[5] doch eine durchgängige Theorie der heilenden Wirkung von Musik ist, auch aufgrund fehlender Messungen, nicht vorhanden.

In der Medizin findet derzeit ein äußerst interessanter Paradigmenwechsel statt: Der Begriff der Homöostase, die Tendenz des Organismus, Körperparameter gleichzuhalten, wird aufgrund neuer Erkenntnisse in Frage gestellt und durch das Konzept der Homöodynamik ersetzt.[6] Panta rei – »alles fließt«, alles schwingt im Organismus. Dieses Konzept eines schwingenden Lebens ist viel besser kompatibel mit einer »musikalischen Medizin« im Sinne von Novalis: »Jede Krankheit ein musikalisches Problem – ihre Auflösung eine musikalische Auflösung«.[7] Dieses Schwingen des Lebens braucht nun nicht einmal metaphorisch verstanden zu werden, sondern lässt sich physikalisch und chronobiologisch nachweisen: Es gibt kaum einen Körperparameter, der nicht im Rhythmus von Tag und Nacht schwankt, und der nicht in das chronobiologische System des Organismus durch Phasen- oder Frequenzbeziehungen eingebunden ist.[8] [...]

Heute sind Zeitschriften wie »Nature« und »Science« voll mit Artikeln über Chronobiologie und Chronomedizin, und die Errungenschaften dieser innovativen Messungen schaffen es, in die Reihen der »spannendsten Erkenntnisse des Jahres« Eingang zu finden. Obwohl viele Forscher noch Schwierigkeiten damit haben, in all der Fülle der Einzelerkenntnisse das große Ganze zu sehen, wird es immer klarer, dass Koordination das Grundprinzip der Rhythmen des Körpers ist, und dass die vielen Teile zu einem Ganzen zusammenwirken, dessen Komplexität erst langsam verstanden wird.[9] Das Bild eines Zeitorganismus entsteht da, der wie die Muskeln und Sehnen einer Vesal´schen Anatomie zusammenwirkt und in dem agonistische und antagonistische Rhythmen in Kooperation und Wechselspiel den Ablauf des Lebens organisieren. Wo die Wissenschaft gerade dabei ist, eine »Anatomie der Zeit« zu entwickeln, da beginnt sich bereits eine »Histologie der Zeit« zu entfalten (Abb. 1). Während das obere Bild der räumlichen Anatomie 1543 von Andrea Vesalius publiziert wurde, ist die Darstellung der Zeitanatomie (unten) erst seit wenigen Jahren möglich. Im menschlichen Herzschlag spiegeln sich viele Körperrhythmen wider. Durch die Analyse der Herzfrequenzvariabilität eröffnen sich neue Einblicke in die zeitliche Natur des Menschen. Mikrorhythmus wirkt mit Makrorhythmus zusammen und es wird immer evidenter, dass unser Organismus im Bereich der Zeit genauso komplex gestaltet ist wie im Bereich des Raumes.[10]“ (Lit.: Moser et al., 2004 [1])

Literatur

  1. Jürgen Aschoff, S. Daan, G.A. Groos (Hrsg.): Vertebrate Circadian Systems. Structure and Physiology, Springer Verlag, ISBN 3-540-11664-8 (englisch).
  2. Frank Columbus, Kathryn Bailey: Frontiers in chronobiology research. Nova Science Publ., New York 2006, ISBN 1-59454-954-0.
  3. Albert J. und Franziska Dietziker: Wechselspiel der Lebensrhythmen. Wie Körper, Geist und Seele zusammenspielen. Institut für Chronobiologie ISBN 978-3-033-02529-5.
  4. Jan-Dirk Fauteck, Imre Kusztrich: Leben mit der inneren Uhr: Wie die Chronobiologie unsere Gesundheit, Wirtschaft und Gesellschaft beeinflusst. Econ 2006, ISBN 3-430-12670-3.
  5.  Gunther Hildebrandt: Die rhythmische Funktionsordnung von Puls und Atmung. L., Marburg 1958, OCLC 720160901 (Marburg, Med. F., Hab.-Schr. v. 4. Juni 1959).
  6.  Biologische Rhythmen und Arbeit: Bausteine zur Chronobiologie und Chronohygiene der Arbeitsgestaltung. Springer, Wien / New York 1976, ISBN 978-0-387-81372-1 (Nach Vorträgen, gehalten auf dem Kongress über Rhythmische Funktionen in Biologischen Systemen, Wien, 8. bis 12. September 1975).
  7.  Gunther Hildebrandt, Walter Amelung: Therapeutische Physiologie, Grundlagen der Kurortbehandlung. In: Balneologie und medizinische Klimatologie. 1, Springer, Berlin [u. a.] 1985, ISBN 978-3-540-11449-9.
  8.  Gunther Hildebrandt, Walter Amelung: Balneologie. In: Balneologie und medizinische Klimatologie. 2, Springer, Berlin [u. a.] 1985, ISBN 978-3-540-13989-8.
  9.  Gunther Hildebrandt: Chronobiologische Grundlagen der Kurortbehandlung. In: Kompendium der Balneologie und Kurortmedizin. Steinkopff, 1989, ISBN 978-3-642-85381-4, S. 119–148.
  10.  Gunther Hildebrandt, Ingrid Bandt-Reges: Chronobiologie in der Naturheilkunde. Grundlagen der Cirkaseptanperiodik. Haug Karl, Heidelberg 1992, ISBN 978-3-7760-1262-0.
  11.  Gunther Hildebrandt, Maximilian Moser, Michael Lehofer: Chronobiologie und Chronomedizin: biologische Rhythmen; medizinische Konsequenzen. Hippokrates, Stuttgart 1998, ISBN 3-7773-1302-5.
  12. Gunther Hildebrandt, Maximilian Moser, Michael Lehofer: Chronobiologie und Chronomedizin: Biologische Rhythmen-Medizinische Konsequenzen, 2. Aufl., Human Research, 2013, ISBN 978-3950361308
  13. Maximilian Moser, Dietrich von Bonin, Matthias Frühwirth, Helmut Lackner: »Jede Krankheit ein musikalisches Problem« in: die Drei 8-9/2004, S. 25 - 34 pdf
  14. Bastian, H. G., A. Kornmann, R. Hafen, and M. Koch, 2000, Musik(erziehung) und ihre Wirkung: Schott Musik International.
  15. Bettermann, H., Bonin D von, Frühwirth M, and M. Moser, 2002, Effects of speech therapy with poetry on heart rate rhythmicity and cardiorespiratory coordination: International Journal of Cardiology, v. 84, p. 77-88.
  16. Campbell, D., 1998, Die Heilkraft der Musik – Klänge für Körper und Seele: München, Droemersche Verlagsanstalt.
  17. Cysarz, D., D. von Bonin, H. Lackner, P. Heusser, M. Moser, and H. Bettermann, 2004, Oscillations of heart rate and respiration synchronize during poetry recitation: Am J Physiol Heart Circ Physiol, v. 287, p. H579-87.
  18. Hildebrandt, G., Moser M, and M. Lehofer, 1998, Chronobiologie und Chronomedizin – kurzgefasstes Lehr- und Arbeitsbuch, Hippokrates Verlag.
  19. Maturana, H. R., and F. J. Varela, 1980, Autopoiesis and Cognition: The Realization of the Living: Boston Studies in the Philosophy of Science, v. 42.
  20. Moser, M., D. v. Bonin, M. Frühwirth, J. Herfert, H. Lackner, F. Muhry, and C. Puelacher, 2003, Luftkunst - Von der Fähigkeit, mit dem Atem das Herz und den Körper zum Klingen zu bringen, in: S. Forum, ed., Luft: Elemente des Naturhaushalts, v. 4, Kunst- und Ausstellungshalle der BRD.
  21. Moser, M., M. Frühwirth, D. Bonin von, D. Cysarz, R. Penter, C. Heckmann, and G. Hildebrandt, 1999, Das autonome (autochrone) Bild als Methode zur Darstellung der Rhythmen des menschlichen Herzschlags, in: P. Heusser, ed., Hygiogenese: Bern.
  22. Moser, M., Lehofer M, Hildebrandt G, Voica M, Egner S, and T. Kenner, 1995, Phase- and frequency coordination of cardiac and respiratory function: Biological Rhythm Research, v. 26 (1), p. 100-111.
  23. Moser, M., Lehofer M, Sedminek A, Lux M, Zapotoczky HG, Kenner T, and A. Noordergraaf, 1994, Heart rate variability as a prognostic tool in cardiology: Circulation, v. 90, p. 1078-1082.
  24. Newman, J., J. H. Rosenbach, K. L. Burns, B. C. Latimer, H. R. Matocha, and E. R. Vogt, 1995, An experimental test of »the Mozart effect«: does listening to his music improve spatial ability? Percept Mot Skills, v. 81, p. 1379-87.
  25. Novalis, 1798/1799, Die Enzyklopädie – Die Philosophischen Wissenschaften.
  26. Prigogine, I., and P. Glansdorff, 1971, Thermodynamic Theory of Structure, Stability and Fluctuations.
  27. Raschke, F., 1981, Die Kopplung zwischen Herzschlag und Atmung beim Menschen, Phillips-Universität Marburg/Lahn.
  28. Rauscher, F. H., and G. L. Shaw, 1998, Key components of the Mozart effect: Percept Mot Skills, v. 86, p. 835-41.
  29. Rauscher, F. H., G. L. Shaw, and K. N. Ky, 1995, Listening to Mozart enhances spatial-temporal reasoning: towards a neurophysiological basis: Neurosci Lett, v. 185, p. 44-7.
  30. Schulenburg, A., M. Frühwirth, and M. Moser, 1999, unveröffentlichte Beobachtungen.
  31. Strogatz, S., 2004, Synchron - Vom rätselhaften Rhythmus der Natur, Berlin Verlag.
  32. Vesalius, A., 1543, De humani corporis fabrica.
  33. von Bertalanffy, L., 1953, Biophysik des Fliessgleichgewichts, v. 2. erw. Auflage: Braunschweig.
  34. Von Bonin, D., M. Frühwirth, P. Heusser, and M. Moser, 2001, Wirkungen der Therapeutischen Sprachgestaltung auf Herzfrequenzvariabilität und Befinden: Forschende Komplementärmedizin und Klassische Naturheilkunde, v. 8, p. 144 - 160.
  35. Björn Lemmer: Chronopharmakologie. Tagesrhythmen und Arzneimittelwirkung. Stuttgart 2004, ISBN 3-8047-1304-1.
  36. Gopalaiah Magadi, Kumar Vinod: Biological rhythms. Springer Berlin 2002, ISBN 3-540-42853-4.
  37. Ludger Rensing, Ulf Meyer-Grahle, Peter Ruoff: Biologische Uhren – Timing-Mechanismen in der Natur. Biologie in unserer Zeit 31(5), S. 305–311 (2001), ISSN 0045-205X.
  38. Dirk Rieger: Die Innere Uhr von Drosophila melanogaster – Synchronisation durch Licht und funktionelle Analyse der circadianen Schrittmacherneurone. (= Dissertation, Universität Regensburg 2007, Volltext).
  39. Till Roenneberg: Die Bedeutung der Chronobiologie für unser Leben. DuMont Buchverlag, 2010, ISBN 3-8321-9520-3.
  40. Peter Spork: Das Uhrwerk der Natur. Chronobiologie – Leben mit der Zeit. Rowohlt Taschenbuch Verlag, Reinbek 2004, ISBN 3-499-61665-3.
  41. Arthur T. Winfree: Biologische Uhren. Zeitstrukturen des Lebendigen. ISBN 3-922508-87-1.
  42. Jürgen Zulley, Barbara Knab: Unsere Innere Uhr. Herder, Freiburg 2003, ISBN 3-451-05365-9.
  43. Peter Spork: Wake up! Aufbruch in eine ausgeschlafene Gesellschaft. Carl Hanser Verlag, München 2014, ISBN 978-3-446-44051-7.
Fachzeitschriften

Weblinks

 Wiktionary: Chronobiologie – Bedeutungserklärungen, Wortherkunft, Synonyme, Übersetzungen
Lehrstühle und Forschungsgruppen

Einzelnachweise

  1. „for their discoveries of molecular mechanisms controlling the circadian rhythm“, The Nobel Prize in Physiology or Medicine 2017, Pressemitteilung auf www.nobelprize.org, abgerufen am 3.10.2017. Zusammenfassend heißt es hier:
    „Life on Earth is adapted to the rotation of our planet. For many years we have known that living organisms, including humans, have an internal, biological clock that helps them anticipate and adapt to the regular rhythm of the day. But how does this clock actually work? Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash and Michael W. Young were able to peek inside our biological clock and elucidate its inner workings. Their discoveries explain how plants, animals and humans adapt their biological rhythm so that it is synchronized with the Earth's revolutions.
    Using fruit flies as a model organism, this year's Nobel laureates isolated a gene that controls the normal daily biological rhythm. They showed that this gene encodes a protein that accumulates in the cell during the night, and is then degraded during the day. Subsequently, they identified additional protein components of this machinery, exposing the mechanism governing the self-sustaining clockwork inside the cell. We now recognize that biological clocks function by the same principles in cells of other multicellular organisms, including humans.
    With exquisite precision, our inner clock adapts our physiology to the dramatically different phases of the day. The clock regulates critical functions such as behavior, hormone levels, sleep, body temperature and metabolism. Our wellbeing is affected when there is a temporary mismatch between our external environment and this internal biological clock, for example when we travel across several time zones and experience "jet lag". There are also indications that chronic misalignment between our lifestyle and the rhythm dictated by our inner timekeeper is associated with increased risk for various diseases.“
  2. Scientific Background Discoveries of Molecular Mechanisms Controlling the Circadian Rhythm auf www.nobelprize.org, abgerufen am 3.10.2017
  3. Newman et al., 1995. Rauscher and Shaw, 1998. Rauscher et al., 1995.
  4. Campbell, 1998.
  5. Bastian et al., 2000.
  6. Moser et al., 1999. Prigogine and Glansdorff, 1971; von Bertalanffy, 1953.
  7. Novalis, 1798/1799.
  8. Hildebrandt et al., 1998.
  9. Hildebrandt et al., 1998. Strogatz, 2004.
  10. Hildebrandt et al., 1998; Moser et al., 1995.