09.04.2008

Warum blaues Licht die Müdigkeit vertreibt

Der kurzwellige Anteil der Sonnenstrahlung beeinflusst die innere Uhr

Viele Eltern erleben zur Schlafenszeit regelmäßig einen Alptraum: Kommt der eigentlich hundemüde Nachwuchs vom abendlichen Zähneputzen im Badezimmer zurück, ist er wieder putzmunter und denkt gar nicht daran, einzuschlafen. Schuld daran ist häufig die Badezimmerbeleuchtung, besser gesagt, ihr meist vergleichsweise hoher Anteil an blauem Licht – und eine kleine Gruppe von Nervenzellen im Auge, die einen ungemein starken Einfluss auf die innere Uhr haben.

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Blaues Licht macht wach, denn es aktiviert eigene Sehzellen unter der Netzhaut, die mit einer Direktverbindung ins Gehirn ausgestattet sind. Foto: vegan_hood, PhotoCase.com

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Blaue LEDs könnten künftig helfen, den Tagesrhythmus von Lastwagenfahrern oder Piloten zu stabilisieren. copius, PhotoCase.com

 

Diese sogenannten retinalen Ganglienzellen liegen unter den Zapfen und Stäbchen in den tiefen Schichten der Netzhaut neben dem Sehnerv und haben eine Art Direktverbindung zum Gehirn oder vielmehr zu einer reiskorngroßen Hirnregion namens SCN, die hinter der Nasenwurzel sitzt. Doch nicht ihre Lage, sondern ihre Funktion war es, die bei ihrer Entdeckung im Jahr 2002 für großes Aufsehen sorgte: Sie reagieren auf Licht, sind jedoch nicht fürs Sehen zuständig, sondern registrieren die Helligkeit der Umgebung. Diese Informationen werden postwendend an den SCN weitergeleitet, wo sie dazu dienen, den Taktgeber der inneren Uhr mit Aufgang und Untergang der Sonne zu synchronisieren.

Möglich macht das ein in die retinalen Ganglienzellen eingebautes Eiweiß namens Melanopsin, das, sobald es durch Licht aktiviert wird, eine ganze Kaskade an Reaktionen auslöst. Diese wiederum greifen schließlich in diverse Regelkreise ein, die unter anderem das Hungergefühl, die Körpertemperatur, den Blutdruck, die Herzfrequenz und das Schmerzempfinden steuern. Vor allem aber bremsen sie die Bildung von Melatonin, einem Gehirnbotenstoff, der auch als Schlafhormon bezeichnet wird. Wie der Name schon sagt, fördert die Substanz den Schlaf, verlangsamt den Stoffwechsel und macht insgesamt müde und träge.

Damit dieser Melatonin-Stopp auch sicher in die Tageslichtperiode fällt, hat das Melanopsin eine Art eingebaute Sicherung: Es reagiert vor allem auf blaues Licht einer Wellenlänge von etwa 480 Nanometern. Diese Wellenlänge eignet sich besonders gut als Marker für die Helligkeit, da der Blau-Anteil im Sonnenlicht im Lauf des Tages schwankt – er steigt während des Vormittags an, erreicht mittags mit dem höchsten Stand der Sonne ein Maximum und fällt am Nachmittag wieder ab. Dieses System ist so ausgeklügelt, dass blaues Licht die innere Uhr 25-mal effizienter beeinflusst als weißes.

Genau aus diesem Grund ist bläuliches Licht auch bei Medizinern sehr beliebt. Es wird beispielsweise gerne bei Lichttherapien gegen Winterdepressionen eingesetzt, einem Leiden, das zumindest zum Teil auf eine zu hohe Melatoninproduktion während der dunklen Wintertage zurückgeht. Amerikanische Forscher planen zudem, in Zukunft übermüdeten Fernfahrern mit Hilfe von blauen LEDs einen Frischekick zu bescheren, etwa indem sie ihnen an Rastplätzen Lichtduschen zur Verfügung stellen oder die LEDs gleich in das Führerhaus des LKWs einbauen.

Doch dauerhaft hinters Licht führen lässt sich die innere Uhr mit diesen Tricks nicht – unter anderem auch deswegen, weil die Blaulichtempfindlichkeit nicht der einzige Mechanismus ist, der den Taktgeber steuert. So ist es zum Beispiel unmöglich, nur mit künstlichem Blaulicht den Schlaf-Wach-Zyklus gleich um mehrere Stunden zu verschieben. Ein weiteres Problem: Lebt man ständig in künstlichem Licht, reagiert der Körper unwillig auf den Eingriff in seinen gewohnten Rhythmus und neigt verstärkt zu Krankheiten. Das Risiko für Übergewicht und Herz-Kreislauf-Erkrankungen steigt, und auch eine erhöhte Wahrscheinlichkeit, an Krebs zu erkranken, kann die Folge sein.

Da Kunstlicht im Alltag jedoch kaum zu vermeiden ist, arbeiten Forscher intensiv an intelligenten Lampen, deren Blauanteil im Lauf des Tages ähnlich variiert wie der des Sonnenlichts. Und wer ganz auf das künstliche Blaulicht verzichten und trotzdem abends länger fit sein will, trickst einfach seine Augen aus: Er setzt morgens und mittags bei jedem Gang nach draußen eine dunkle Sonnenbrille auf und macht am späten Nachmittag noch einen ausgiebigen Spaziergang im Freien – eine Taktik, von der zusätzlich auch noch der Kreislauf profitiert. (ilb)