Zirkadianer Rhythmus, wie die innere Uhr des Menschen tickt

Der zirkadiane Rhythmus steuert den täglichen Ablauf von Wachheit, Hormonen und Körperfunktionen über eine Periode, die nicht exakt 24 Stunden beträgt. Unter kontrollierten Lichtbedingungen ermittelt, liegt die Eigenperiode des menschlichen Schrittmachers im Mittel bei 24,18 Stunden, bei jungen wie bei älteren Erwachsenen mit geringer Streuung im Einklang mit anderen Arten ^[2].

Frühere Schätzungen erwiesen sich als methodisches Artefakt. Vor dieser Arbeit wurde die Periode des menschlichen Ruhe-Aktivitäts-Rhythmus zwischen 13 und 65 Stunden mit einem Median von 25,2 Stunden und der Rhythmus der Körpertemperatur bei etwa 25 Stunden angegeben, in Studien, die Menschen Licht in einer Stärke aussetzten, die ausreichte, um die Schätzung zu verfälschen ^[2]. Wer heute noch von 25 Stunden ausgeht, stützt sich auf unzureichend kontrollierte Messungen.

Wo die zentrale Uhr im Gehirn liegt

Die Hauptuhr des Organismus ist ein kleines Gehirnareal namens Nucleus suprachiasmaticus. Seine Funktion als Schrittmacher wurde durch Gewebetransplantationen nachgewiesen: Kleine Transplantate aus der suprachiasmatischen Region stellten die Rhythmen bei Tieren wieder her, deren eigener Kern entfernt worden war, wobei der wiederhergestellte Rhythmus stets der Periode des Spenders und nicht der des Empfängers folgte ^[1]. Diese Versuche wurden an Hamstern durchgeführt.

Wie Licht die Phase verschiebt

Licht stellt die Uhr nicht einfach vor oder zurück, sondern die Richtung hängt vom Zeitpunkt des Eintreffens ab. Bei 21 gesunden Erwachsenen, die zu unterschiedlichen Punkten des Zyklus einem einzelnen hellen Lichtpuls ausgesetzt wurden, ergab die Phasen-Reaktionskurve eine Amplitude von 5,02 Stunden zwischen Maximum und Minimum, mit Verzögerungen bei Licht vor dem Tiefstwert der Körperkerntemperatur und Vorverlegungen bei Licht danach ^[3]. Der Zeitpunkt des Lichts bestimmt folglich, in welche Richtung der Rhythmus abweicht.

CIBDOL · Wie Licht die Phase verschiebt

Melatonin als Marker des Rhythmus

Forschende lesen anhand von Melatonin den Stand der inneren Uhr ab. Der abendliche Anstieg ist ein klar abgegrenztes Ereignis, das anscheinend nur durch helles Licht maskiert wird, während Schlaf und Aktivität ihn offenbar nicht beeinflussen, sodass sein unter gedämpftem Licht gemessener Beginn als verlässlicher Marker für die zirkadiane Phase eines Menschen verwendet wird ^[4].

Dasselbe Licht, das den Rhythmus verstellt, unterdrückt auch die Ausschüttung des Hormons, wofür jedoch eine beträchtliche Intensität erforderlich ist. Im Jahr 1980 unterdrückte helles Kunstlicht die nächtliche Melatoninausschüttung bei sechs gesunden Versuchspersonen, während normales Zimmerlicht, das bei anderen Säugetieren dafür genügt, keinen Effekt zeigte ^[5].

Wellenlängen und Bildschirme am Abend

Die Uhr reagiert nicht auf alle Lichtfarben gleich empfindlich. Ein Wirkungsspektrum aus 627 nächtlichen Unterdrückungstests bei 72 gesunden Erwachsenen mit Wellenlängen zwischen 420 und 600 Nanometern identifizierte den Bereich von 446 bis 477 Nanometern als wirksamste Zone, und die Kurve passte zu einem Photopigment, das sich von den Sehpigmenten des Auges unterscheidet ^[6].

Diese Wirkung lässt sich bereits bei alltäglichen Abendgewohnheiten messen. In einem kontrollierten Vergleich benötigten Personen, die vor dem Schlafen auf einem Licht abgebenden Bildschirm lasen, länger zum Einschlafen, schütteten weniger Melatonin aus, wiesen eine nach hinten verschobene Phase auf und waren am nächsten Morgen weniger aufmerksam als nach dem Lesen eines gedruckten Buches ^[7].

Einordnung und Forschungskontext

Cibdol vertreibt Melatonin in zwei Darreichungsformen unter dem Namen Fall Asleep, als Tropfen und als Kapseln. In dieser Übersicht wird Melatonin als biologisches Signal der inneren Uhr beschrieben; der Text enthält weder Anwendungsempfehlungen noch Angaben zum Einnahmezeitpunkt.

Dieser Artikel fasst die wissenschaftliche Forschung zum zirkadianen System zusammen. Er bietet keine medizinische Beratung und richtet sich nicht an Personen mit diagnostizierten Beschwerden.