Melanopsin und der Schlafkontrollmechanismus

Der Nucleus suprachiasmaticus (englisch suprachiasmatic nucleus, SCN) des Gehirns fungiert als Schrittmachers des zirkadianen Rhythmus und ist ein wesentlicher Einflussfaktor auf das Schlaf- und Wachverhalten. Er hat Einfluss auf das Verhalten (z.B. Essen, Einschlafen und Aufwachen) und auch auf die Physiologie (z.B. Corticosteronspiegel im Blut) der Menschen.

Der Körper reagiert auf die hellen und dunklen Zyklen der Umgebung und die Augen sind an diesem Prozess beteiligt. Wissenschaftler haben nachgewiesen, dass es in der Netzhaut Rezeptoren gibt, die das Protein Melanopsin enthalten und dass diese Rezeptoren den Nucleus suprachiasmaticus aktivieren. Dieser Prozess wird als „nonvisuelle Photorezeption“ bezeichnet.

Wie funktioniert die nonvisuelle Photorezeption?

Die Rückseite unserer Augen enthält eine sensorische Membran, die Netzhaut genannt wird, deren innerste Schicht eine winzige Subpopulation von lichtempfindlichen Zellen enthält, die wie Pixel in einer Digitalkamera funktionieren. Wenn diese Zellen kontinuierlichem Licht ausgesetzt sind, regeneriert sich ein Protein namens Melanopsin kontinuierlich in ihnen und signalisiert dem Gehirn direkt das Umgebungslicht, um Bewusstsein, Schlaf und Wachsamkeit zu regulieren. Das Melanopsin befindet sich in den retinalen Ganglienzellen (RGCs) im Auge und spielt eine zentrale Rolle bei der Synchronisation unserer inneren Uhr. Es absorbiert Licht und löst eine chemische Kaskade aus, die dem Gehirn Signale über externe Lichtverhältnisse gibt. Diese Zellen projizieren in den Nucleus suprachiasmaticus hinein. So erhält der Körper ein Helligkeits-Signal, das nicht mit Bildern verbunden ist.

Ein tieferes Verständnis dieser Photorezeptoren könnte neue Wege zur Überwindung von Jet-Lag und zur Behandlung von Störungen wie Winterdepression, Migräne, Schlaflosigkeit und zirkadianen Rhythmusstörungen, die mit kognitiver Dysfunktion, Krebs, Fettleibigkeit, Insulinresistenz, Stoffwechselsyndrom und mehr verbunden sind, führen.

https://www.cell.com/cell-reports/fulltext/S2211-1247(18)31754-6

Wie künstliches Licht den Rhythmus stören kann

Die meisten Menschen verbringen ihre Zeit damit, auch Nachts auf Bildschirme wie Computer, Handys und iPads zu starren. Wenn das Melanopsin bis spät in die Nacht künstlichem Licht ausgesetzt ist, kann das unsere internen Uhren verwirren, was zu einer Vielzahl von gesundheitlichen Problemen führt. Nach nur 10 Minuten langer Beleuchtung durch Licht unterdrückt das Melanopsin das Hormon Melatonin, das für die Regulierung des Schlafes verantwortlich ist. Es signalisiert dem Hirn, dass es noch Hell ist, man bleibt dadurch wach. Muss man am nächsten morgen früh aufstehen, zieht das eine ganze Kaskade von Problemen mit sich. Mann fällt in einen Teufelskreis von Einschlafproblemen und Schlafmangel.