Wissenschaftler untersuchen, wie künstliche Licht beeinflusst die biologische Uhr

Forscher bei Inserm, der Leitung von Claude Gronfier (Inserm Einheit 846: Stammzellen und Gehirn-Institut), haben erstmals eine Studie unter realen Bedingungen auf die „inneren Uhren“ der Mitglieder der internationalen polar-Forschungsstation Concordia. Die Forscher haben gezeigt, dass eine bestimmte Art von künstlichem Licht kann sichergestellt werden, dass Ihre biologischen Rhythmen werden korrekt synchronisiert, trotz der Abwesenheit von Sonnenlicht. Die volle Bedeutung dieser Folge geschätzt werden kann, mit dem wissen, dass die Störung zu dieser biologischen Uhr verursacht Probleme mit dem Schlaf, Wachheit, Herz-Kreislauf-Probleme und sogar Depressionen.

Diese Ergebnisse, veröffentlicht in PLOS ONE, könnte schnell umgewandelt in praktische Anwendungen für Umgebungen, die sind schwach bis mäßig beleuchteten (polare Forschungsstationen, thermische und Atomkraftwerke, Raumfahrtmissionen, Büros ohne Fenster, usw.). Sie ermöglichen könnte, in das design der Beleuchtung Strategien dienen der Erhaltung der Gesundheit, die Produktivität und Sicherheit der Mitarbeiter.

Das system ermöglicht es unseren Körper zu regulieren, eine bestimmte Anzahl von lebenswichtigen Funktionen über einen Zeitraum von etwa 24 Stunden ist die genannte innere Uhr (oder zirkadianen Rhythmus). Tief innerhalb des Gehirns, es besteht aus etwa 20.000 Neuronen, deren pulsatile Aktivität steuert den Schlaf – /wach-Rhythmus, die Körpertemperatur, die Herzfrequenz, die Freisetzung von Hormonen, usw. Der Zyklus bestimmt von der inneren Uhr dauert spontan zwischen 23,5 auf 24,5 Stunden, abhängig von der individuellen. Um korrekt zu funktionieren, es bezieht sich auf die Signale, die es empfängt von der externen Welt, und dass es interpretiert als Indikatoren für die Zwecke der ständig resynchronising sich alle 24 Stunden.

Dies ist der Grund, warum die Nahrungsaufnahme, körperlicher Arbeitsleistung und Außentemperatur, zum Beispiel, sagte „Zeit-setter‘. Die wichtigsten ‚Zeit-setter‘, jedoch ist das Licht. Nach unangemessene Einwirkung von Licht, Ihr ganzer Körper Uhr raus geworfen, um sich mit Konsequenzen für kognitive Funktionen, Schlaf, Wachheit, Gedächtnis, Herz-Kreislauf-Funktionen, etc.

Zum ersten mal haben Wissenschaftler in der Lage gewesen, zu studieren, unter realen Bedingungen, wie die verschiedenen Arten des künstlichen Lichtes hat Einfluss darauf, wie die biologische Uhr verhält sich in Situationen, wo das Natürliche Licht nicht ausreicht. Für neun Wochen polar-winter (kein Sonnenlicht während des Tages), die Mitarbeiter des internationalen Polarstation Concordia wurden abwechselnd ausgesetzt, um eine standard-weißes Licht und ein weißes Licht angereichert mit blauen Wellenlängen (eine bestimmte Art von fluoreszierenden Licht als weiß wahrgenommen, die durch das visuelle system). Für die Zwecke der Studie, die Forscher gefragt, die Mitarbeiter nicht zu ändern Sie Ihren Tag-zu-Tag Gewohnheiten, besonders die Zeiten, Sie Stand auf und ging zu Bett.

Einmal in der Woche, Proben von Speichel wurden ergriffen, um zu Messen, die Preise von melatonin (zentrale Hormon) sezerniert, die durch jede der Einzelpersonen.

Die details des die Ergebnisse zeigen, dass eine Erhöhung in Schlaf, bessere Reaktionen und mehr motivation beobachtet wurden, während die ‚blauen‘ Wochen. Darüber hinaus, während des circadianen Rhythmus neigten zu verlagern, während die ‚weißen‘ Wochen, keine Störung im Rhythmus beobachtet wurde, während die ‚blauen‘ Wochen. Außerdem sind die Effekte nicht verschwinden im Laufe der Zeit.

Auf einer Allgemeinen Ebene zeigt die Studie, dass ein optimiertes Lichtspektrum, angereichert mit kurzen Wellenlängen (blau) aktivieren können, die das zirkadiane system zu synchronisieren, richtig und nicht-visuelle Funktionen aktiviert werden, in extremen Situationen, in denen das Sonnenlicht ist nicht verfügbar für lange Zeiträume.

Die Effizienz der Beleuchtung wird durch die Aktivierung von melanopsin-haltigen Ganglienzellen entdeckt im Jahr 2002 in der Netzhaut. Diese photorezeptorzellen sind im Grunde unerlässlich, um die übertragung von Licht von Informationen an eine große Anzahl von so genannten „non-visual“ – Zentren im Gehirn.

„Obwohl die Vorteile von „blue light“ für die biologische Uhr schon bereits in der Vergangenheit bewiesen, alle Studien wurden unter Bedingungen, die schwierig zu reproduzieren, unter realen Bedingungen“, erklärt Claude Gronfier, der Hauptautor dieser Arbeit.

Diese Ergebnisse könnten dann sehr schnell zu praktischen Anwendungen. In der Arbeit Umgebungen, in denen die Intensität des Lichts ist nicht ausreichend (polare Forschungsstationen, thermische und Atomkraftwerke, Raumfahrtmissionen, Büros ohne Fenster, usw.), Sie ermöglichen könnte, in das design der Beleuchtung Strategien dienen der Erhaltung der Gesundheit, die Produktivität und Sicherheit der Mitarbeiter. „Jenseits von beruflichen Kontext, wie wir uns das vorstellen dieser Strategie eher allgemein als einen praktischen Ansatz für die Behandlung von Problemen mit den zirkadianen Rhythmen des Schlafes und nicht-visuelle Funktionen unter Bedingungen, wo die Beleuchtung ist nicht optimal.‘

Was soll daran erinnert werden, aus dieser Arbeit ist wie folgt:

Weißes Licht angereichert mit blau ist effektiver als die standard-weißes Licht, das in Büros und Wohnungen die zum Zweck der Synchronisation der biologischen Uhr und die Aktivierung der nicht-visuellen Funktionen, die sind unerlässlich, um das ordnungsgemäße funktionieren des Körpers. Es ist also nicht notwendig, mit den blauen Lichtern oder sogar mit LEDs zu erhalten positive Effekte. Die Wirksamkeit dieses Licht erfordert keine hohe Beleuchtung, wie der Fall in der photischen Ansätze zur Behandlung von Problemen mit den zirkadianen Rhythmen des Schlafes oder saisonale affektive Störung (5.000 bis 10.000 lux werden empfohlen, diese Ansätze.) Aufgrund seiner Wirksamkeit, dieses Licht erfordert keine Sitzungen der Exposition (zwischen 30 Minuten und zwei Stunden werden empfohlen in der photischen Ansätze bereits erwähnt). In dieser Studie kommt das Licht von der Beleuchtung der Räume verwendet wird. Die Wirkung dieser Beleuchtung Ansatz verschwinden nicht im Laufe der Zeit. Diese Studie zeigt, dass die Auswirkungen sind die gleichen vom ersten bis zum neunten Monat der Beobachtung.

Zusammensetzung der standard-weißes Licht und Licht angereichert mit blau

Auf der linken Seite, das Spektrum des weißen Lichtes besteht aus etwa gleichen teilen aus rot und grün (über 40%), dann blau (12%) und Infrarot-Wellen (4%). Auf das Recht, die Proportionen sind unterschiedlich (42% blau, 14% rot). Dennoch, mit dem bloßen Auge, ein menschliches wahrnehmen ein weißes Licht, in beiden Fällen.

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