mit natürlichem Melatonin
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Einfluss des Lichts auf die Melatoninsekretion

Beim Menschen war seit Jahren bekannt, dass der Wechsel von Lichtbestrahlung für die Steuerung des Tageszeit- und Jahreszeit-bezogenen Verhaltens bedeutsam ist. Jedoch wurde allgemein angenommen, dass Menschen nicht besonders empfindlich für wechselnde Lichteinflüsse seien. In den letzten 30 Jahren wurde klar, dass Hell/Dunkel-Zyklen viele Verhaltensweisen auch des Menschen steuern, einschließlich Winterdepression, Schlaf-/Wach-Rhythmen, Körpertemperatur, Hirnaktivitäten, subjektiver Wachsamkeit und Leistungsfähigkeit.

Diese beim Menschen bekannten Einflüsse lassen sich weitgehend auch auf Säugetiere übertragen. Es gilt derzeit als gesichert, dass vor allem die (untere) Augennetzhaut der Säugetiere für die Umsetzung der photopischen Erregung in neuronale Signale für das circadiane System verantwortlich ist. Kurz ausgedrückt, der retinohypothalamische Trakt (RHT) überträgt diese neuronale Information von der Netzhaut zur „biologischen Hauptuhr" in den suprachiasmatischen Nucleus (SCN) des Hypothalamus.

Alles Leben auf der Erde ist direkt oder indirekt abhängig vom Energiespender Licht. Deshalb haben sich die meisten Lebewesen, von einfachsten Organismen wie Cyanobakterien und Schimmelpilzen bis hin zu Säugetieren im Laufe der Evolution dem rhythmischen Wechsel von Tag und Nacht angepasst. So genannte innere Uhren steuern alle wichtigen Lebensfunktionen wie den Stoffwechsel, die Körpertemperatur, das Hormon- und Immunsystem sowie das Verhalten im tagesperiodischen Wechsel. Der 24-Stunden-Rhythmus dieses inneren Schrittmachers wird allerdings nicht von externen Zeitinformationen gesteuert. Das circadiane System (von "circa", lat. ungefähr und "dies", lat. der Tag) funktioniert auch in deren Abwesenheit, also ohne jegliche Beeinflussung durch äußere Faktoren: Es ist bei den meisten Lebewesen genetisch determiniert.

Interessanterweise beträgt die Periodenlänge unter konstanten Bedingungen nicht genau 24 Stunden. Bei Mäusen beträgt sie in konstanter Dunkelheit im Schnitt nur 23,7 Stunden, während die innere Uhr des Menschen langsamer läuft (24,5 bis 25,0 h). Dies bedeutet, dass der interne Schrittmacher jeden Tag verstellt werden muss - zurück bei Mäusen, nach vorne beim Menschen -, um weiterhin synchron zum externen Tag-Nacht-Rhythmus zu laufen. Dies geschieht über Zeitgeber, externe Stimuli, welche Informationen über die Tageszeit an den Körper vermitteln. Der wichtigste Zeitgeber für Säugetiere ist das Licht. Aber auch Faktoren wie Temperatur, Aktivität und soziale Interaktion können den circadianen Rhythmus verschieben.

Spezielle Lichtrezeptoren in der Augennetzhaut leiten Lichtinformationen über besondere Nervenbahnen direkt an die zentrale innere Uhr im Nucleus suprachiasmaticus (SCN) weiter, einem kleinen paarigen Hirnbereich von wenigen tausend Zellen direkt oberhalb des Chiasma opticus, der Kreuzungsstelle der beiden Sehnerven.

Die Ausschüttung von Melatonin lässt sich vor allem beeinflussen durch Lichtfarben, welche wir aus dem Spektrum des Sonnenlichts kennen. Es hat sich herausgestellt, dass der Farbeindruck, den das Licht im Auge hervorruft, ausschließlich von der Frequenz des Lichts bestimmt wird, das vom Auge wahrgenommen wird. Die Frequenz bestimmt die Wirkung auf das circadiane System. Hierbei ist zu unterscheiden zwischen photopischen, scotopischen und circadian wirksamen Lichtsignalen. Nicht, wie bisher geglaubt, die Beleuchtungsstärke gemessen in Lux, sondern die spektrale Abhängigkeit der entsprechenden Lichtfarben, welche auf die Augennetzhaut auftreffen, sowie die räumliche Verteilung und die Dauer der Lichteinwirkung, sind für die Melatoninproduktion bestimmend.