Prisma

Der Reiz der Dämmerung

Kommunikation mit der inneren Uhr

cae | Außer der absoluten Helligkeit beeinflusst auch das Farbspektrum des Lichtes den Schlaf-Wach-Rhythmus. Dies gilt zumindest für Mäuse, deren Aktivität bei unterschiedlichen künstlichen Lichtverhältnissen beobachtet wurde.
Foto: Emi Cristea – Fotolia.com

Kurz nach Sonnenuntergang ist der Anteil des kurzwelligen violetten Lichtes im Farbspektrum besonders groß.

Es ist bekannt, dass die photosensitiven Ganglienzellen in der Netzhaut des Auges mit dem Nucleus suprachiasmaticus (SCN) des Hypothalamus, wo die „innere Uhr“ lokalisiert ist, kommunizieren. Dadurch synchronisieren sie die innere Uhr, deren Zyklus bei den meisten Menschen nicht genau 24 Stunden beträgt, mit dem Tag-Nacht-Rhythmus und passen ihn bei Bedarf auch an Zeitverschiebungen oder Zeitumstellungen an. Nun wiesen Biologen der Universität Manchester durch elektrophysiologische Messungen bei Mäusen nach, dass auch Photorezeptoren, die der Farbwahrnehmung dienen (sog. Zapfen), mit dem SCN kommunizieren. Sie informieren den SCN, wenn sich das Farbspektrum des Lichtes ändert, und leisten damit einen Beitrag zur Synchronisation. Das Farbspektrum des Sonnenlichtes bei Dämmerung unterscheidet sich nämlich vom Sonnenlicht am helllichten Tag: Der Anteil der Wellenlängen unter 450 nm (violett) ist größer, der Anteil von 450 bis 630 nm (blau, grün, gelb, orange) ist kleiner, und der Anteil über 630 nm (rot) ist etwa gleich.

In einer Verhaltensstudie wurden Mäuse von einem 12 h : 12 h-Hell-­Dunkel-Rhythmus auf einen 18 h : 6 h-Rhythmus umgestellt. Wenn sich während der Übergangsphasen das Licht nur quantitativ, aber nicht qualitativ änderte, gehorchten sie stärker den Vorgaben der inneren Uhr: Die nachtaktiven Tiere wurden schon vor Ein­setzen der Dunkelheit aktiv und waren es noch nach Beginn der Lichtphase. Wenn allerdings während der Übergangsphasen ein typisches Dämmerlicht schien, passten die Mäuse sich schnell an den neuen Rhythmus an. |

Quelle: Walmsley L, et al. Colour As a Signal for Entraining the Mammalian Circadian Clock. PLoS Biol 2015;13(4): e1002127

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