Unterschiedliche Aktivität der Gene im Sommer- und Winter-Modus

Immunsystem passt sich den Jahreszeiten an

von Holger Westermann

Für die Wirkung kurzfristiger Wetteränderungen auf die Gesundheit gibt es sehr gute wissenschaftliche Belege, die Menschenswetter-Partnerärzte erläutern dies jeden Tag für die Befindlichkeitsstörungen und Erkrankungen, zu denen hier eine Prognose angeboten wird. Doch auch der Wechsel der Jahreszeiten beeinflusst die Intensität der Symptome sowie das Risiko von Neuerkrankungen beispielsweise bei Herzkreislauf-Beschwerden, Infektionen und einigen psychischen Krankheiten. Dafür ist offensichtlich die Aktivität der Gene verantwortlich, die das Immunsystem steuern.

Einige Krankheiten plagen die Patienten eher im Winter als im Sommer. Wobei nicht die unmittelbaren Folgen des typischen Wetters gemeint sind, wie beispielsweise der Sonnenbrand im Sommer (Skifahrer und Schneewanderer wissen jedoch, dass auch die wenigen Sonnenscheinstunden im Winter für einen Sonnenbrand ausreichen). Warum treten Erkältungen und Grippe vorrangig in der kühlen Jahreszeit auf, obwohl die Viren ganzjährig präsent sind? Warum variiert das Auftreten und die Intensität von Autoimmunerkrankungen, wie Diabetes Typ 1 und Multiple Sklerose, mit der Jahreszeit? Eine Arbeitsgruppe um den Genetiker Prof. Dr. John Todd von Universität Cambridge (Großbritannien) hat eine Studie vorgestellt, die diese Schwankungen auf die Aktivität des Immunsystems zurückführt.

Die Forscher untersuchten Blut und Fettgewebe von mehr als 16.000 Menschen aus Island, Großbritannien, den USA, Gambia (Staat im Westen Afrikas, etwas südlich der Kapverdischen Inseln) und Australien. Damit repräsentiert die Stichprobe eine komplette Nord-Süd-Achse und erfasste somit zeitgleich alle Jahreszeiten und eine umfängliche (wenn auch nicht vollständige) Vielfalt von Klimazonen.

Mit einer Vielzahl von Methoden wurde die Aktivität von 22.822 Genen untersucht, dabei zeigte sich bei 5.136 Genen, dass sie im Sommer aktiver sind als im Winter. Diese jahreszeitliche Abhängigkeit hat Auswirkungen auf die Zellen der Immunabwehr aber auch auf die Zusammensetzung des Blutes und des Fettgewebes. Eine jahreszeitliche Varianz der Genaktivität war erwartet worden, das war auch Anlass für dieses Forschungsprojekt. Doch “Niemand hätte allerdings mit dem Ausmaß gerechnet, mit dem sich das Immunsystem verändert.” kommentieren die Forscher dieses Ergebnis ihrer umfangreichen Studie.

Dabei war die warme Jahreszeit und die kühlere Jahreszeit immer durch das selbe Muster der Genaktivität gekennzeichnet, gleichgültig ob sie von Menschen aus der nördlichen oder der südlichen Hemisphäre stammten. So enthielt das Blut der Menschen aus Gambia während der kühleren Regenzeit (Juni bis Oktober) eine besonders hohe Zahl von Immunzellen. Genau während dieser Monate sind auch die Moskitos aktiv und damit das Risiko für Infektionskrankheiten besonders hoch.

Beispielhaft herausgehoben haben die Forscher die Aktivität des Gens ARNTL, die im Sommer höher war als im Winter. Auf Grundlage von Tierexperimenten (Mäusemodell) gehen die Forscher davon aus, dass deshalb während der warmen Jahreszeit bei Infektionen die Entzündungsreaktion unterdrückt wird. Deshalb sollten Impfungen bevorzugt im Winter erfolgen, da dann das Immunsystem bereits auf die Impf-Infektion „vorbereitet" sei und zuverlässiger reagiere.

Wodurch genau die jahreszeitliche Veränderung der Genaktivität gesteuert wird, konnten die Forscher noch nicht feststellen. Sie vermuten, dass Tageslänge, Temperatur und Strahlungsintensität des Sonnenlichts eine wichtige Rolle spielen. Im Umkehrschluss bedeutet dies, dass für die Gesunderhaltung im Winter weiterhin gilt: Frischluft, Licht und Bewegung. Ein Spaziergang zur Mittagszeit ist optimal, auch bei bedecktem Himmel (es ist dann draussen immer noch heller als in der elektrisch erleuchteten Wohnung).

In ihrem Fazit sind sich die Forscher sicher, dass ihre Erkenntnisse die Therapie, womöglich auch schon die Diagnose, von Erkrankungen mit starkem Einfluss des Immunsystems beeinflussen werden: „Die Behandlung bestimmter Krankheiten könnte wirksamer werden, wenn sie auf die Jahreszeiten abgestimmt wird.“

Quellen:

Dopico, X.C. et al. (2015): Widespread seasonal gene expression reveals annual differences in human immunity and physiology. Nature Communications 6: Artikel 7000, online veröffentlicht am 12.05. 2015. doi:10.1038/ncomms8000.

Erstellt am 7. Dezember 2015
Zuletzt aktualisiert am 7. Dezember 2015