Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Die Uhr im Auge

17.11.2004


Auf der Spur eines neuen Rezeptors in der Netzhaut, der die innere Zeit einstellt

... mehr zu:
»Melanopsin »Netzhaut

Das Auge mit einer Kamera zu vergleichen leuchtet ein. enn Licht hineinfällt vermittelt es uns ein Bild der Umwelt. Nicht so selbstverständlich erscheint der Vergleich des Lichtorgans mit der Uhr. Weil es die Tageslänge misst und unsere Aktivitäten auf einen 24-Stunden-Zyklus einstellt, ist dieser aber gerechtfertigt. Inzwischen mehren sich die Hinweise, dass es in der Netzhaut neben Zapfen und Stäbchen einen dritten Rezeptoren-Typ gibt. Dieser ist für die Registrierung der äußeren Tagesperiodik zuständig. Demnach ist das Auge ein doppeltes Sinnesorgan, nicht nur für das Sehen, sondern auch für die Zeit. Dr. Thomas Erren vom Institut und der Poliklinik für Arbeits- und Sozialmedizin der Universität zu Köln fasst in einem Artikel für das Fachblatt "Medical Hypotheses" den gegenwärtigen Stand der Forschung zusammen.

Wie wichtig es für den Körper ist, auf die äußere Tageszeit eingestellt zu sein, zeigt sich dann, wenn er es nicht mehr ist. Nach einem Flug über Zeitzonengrenzen hinweg muss der innere Rhythmus auf den veränderten Wechsel von Tag und Nacht eingependelt werden. Das ist anstrengend: Der Reisende hat einen Jetlag. Wieder ins rechte Lot kommt er dadurch, dass das Auge als Schrittmacher für seinen Biorhythmus dient, indem es dem Gehirn die lokale Zeit mitteilt. Über eine Nervenbahn ist die Netzhaut direkt mit den Strukturen im Hypothalamus verbunden, von denen aus die Aktivitäts- und Ruhephasen des Menschen gesteuert werden.


Wie im Auge die zeitliche Information erfasst wird, ist zur Zeit Gegenstand intensiver Forschung. Vieles spricht dafür, dass es außer den bekannten Sinneszellen für Farben- und Helldunkelsehen einen speziellen ’Zeitrezeptor’ gibt. Britische Forscher konnten im vergangenen Jahr zeigen, dass Mäuse, bei denen Zapfen und Stäbchen ausgeschaltet waren, trotzdem lichtabhängig ihre Aktivitätsrhythmen änderten. Bisher konnten die neuen Photorezeptoren aber noch nicht näher beschrieben werden. Das lichtsensible Molekül indes scheint gefunden. In einer US-amerikanischen Studie verloren Mäuse, denen das Pigment Melanopsin fehlte, die Eigenschaft die innere Uhr nach dem Licht zu stellen. Melanopsin fängt Lichtwellen im Übergangsbereich von grün und blau auf. Offen ist, auf welche Lichtintensitäten und welche Zeitspannen von Helligkeit der Zeitsinn im Auge reagiert. Klar ist aber, dass sich das System nicht von einer Wolke vor der Sonne stören lassen sollte.

Während also im Auge der Zeitgeber sitzt, findet die Umsetzung des eichenden Signals im Hypothalamus statt. In dieser Hirnregion sitzt die innere Uhr in Strukturen mit dem komplizierten Namen "suprachiasmatische Kerne". Diese veranlassen, vereinfacht gesagt, die Zirbeldrüse das jeweils richtige Hormongemisch für Wachen oder Schlafen zusammenzustellen. Eines der Hormone ist das Dunkelheitshormon Melatonin. Dessen Ausschüttung wird ab einer gewissen Lichtintensität gehemmt. Dieser körpereigene Wirkstoff ist für einen erholsamen Schlaf wichtig und erhält von dem Kölner Forscher besondere Aufmerksamkeit. Dr. Erren vermutet, dass Melatonin gewissen Arten von Krebs, insbesondere Brustkrebs, vorbeugt. Menschen die nachts arbeiten, könnte dieser Schutz fehlen.

Inwieweit die neuen Rezeptoren, deren Identifizierung wahrscheinlich kurz bevorsteht, sich von künstlichem Licht wie von Computerbildschirmen irritieren lassen, muss noch geklärt werden. Die mögliche Bedeutung von unnatürlichen Licht-bei-Nacht-Bedingungen für die Gesundheit z.B. von Schichtarbeitern, den Zusammenhang von Licht und Biorhythmen, sowie Mechanismen der Krebsentstehung, die vom Licht abhängig sind, sind hochaktuelle Forschungsthemen. Diese wurden von internationalen Experten in den vergangenen Jahren bereits zweimal auf dem "Cologne Light Symposium" diskutiert, das Dr. Erren zusammen mit Professor Dr. Claus Piekarski ins Leben gerufen hat.

Für Rückfragen steht Ihnen Dr. Thomas Erren unter der Telefonnummer 0221/478-5891, der Fax-Nummer 0221/478-5119 und unter der Email-Adresse tim.erren@uni-koeln.de zur Verfügung.

Gabriele Rutzen | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-koeln.de

Weitere Berichte zu: Melanopsin Netzhaut

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Medizin Gesundheit:

nachricht Neue Therapieansätze bei RET-Fusion - Zwei neue Inhibitoren gegen Treibermutation
26.06.2017 | Uniklinik Köln

nachricht Bei Notfällen wie Herzinfarkt und Schlaganfall immer den Notruf 112 wählen: Jede Minute zählt!
22.06.2017 | Deutsche Herzstiftung e.V./Deutsche Stiftung für Herzforschung

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Medizin Gesundheit >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Schnelles und umweltschonendes Laserstrukturieren von Werkzeugen zur Folienherstellung

Kosteneffizienz und hohe Produktivität ohne dabei die Umwelt zu belasten: Im EU-Projekt »PoLaRoll« entwickelt das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT aus Aachen gemeinsam mit dem Oberhausener Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheit- und Energietechnik UMSICHT und sechs Industriepartnern ein Modul zur direkten Laser-Mikrostrukturierung in einem Rolle-zu-Rolle-Verfahren. Ziel ist es, mit Hilfe dieses Systems eine siebartige Metallfolie als Demonstrator zu fertigen, die zum Sonnenschutz von Glasfassaden verwendet wird: Durch ihre besondere Geometrie wird die Sonneneinstrahlung reduziert, woraus sich ein verminderter Energieaufwand für Kühlung und Belüftung ergibt.

Das Fraunhofer IPT ist im Projekt »PoLaRoll« für die Prozessentwicklung der Laserstrukturierung sowie für die Mess- und Systemtechnik zuständig. Von den...

Im Focus: Das Auto lernt vorauszudenken

Ein neues Christian Doppler Labor an der TU Wien beschäftigt sich mit der Regelung und Überwachung von Antriebssystemen – mit Unterstützung des Wissenschaftsministeriums und von AVL List.

Wer ein Auto fährt, trifft ständig Entscheidungen: Man gibt Gas, bremst und dreht am Lenkrad. Doch zusätzlich muss auch das Fahrzeug selbst ununterbrochen...

Im Focus: Vorbild Delfinhaut: Elastisches Material vermindert Reibungswiderstand bei Schiffen

Für eine elegante und ökonomische Fortbewegung im Wasser geben Delfine den Wissenschaftlern ein exzellentes Vorbild. Die flinken Säuger erzielen erstaunliche Schwimmleistungen, deren Ursachen einerseits in der Körperform und andererseits in den elastischen Eigenschaften ihrer Haut zu finden sind. Letzteres Phänomen ist bereits seit Mitte des vorigen Jahrhunderts bekannt, konnte aber bislang nicht erfolgreich auf technische Anwendungen übertragen werden. Experten des Fraunhofer IFAM und der HSVA GmbH haben nun gemeinsam mit zwei weiteren Forschungspartnern eine Oberflächenbeschichtung entwickelt, die ähnlich wie die Delfinhaut den Strömungswiderstand im Wasser messbar verringert.

Delfine haben eine glatte Haut mit einer darunter liegenden dicken, nachgiebigen Speckschicht. Diese speziellen Hauteigenschaften führen zu einer signifikanten...

Im Focus: Kaltes Wasser: Und es bewegt sich doch!

Bei minus 150 Grad Celsius flüssiges Wasser beobachten, das beherrschen Chemiker der Universität Innsbruck. Nun haben sie gemeinsam mit Forschern in Schweden und Deutschland experimentell nachgewiesen, dass zwei unterschiedliche Formen von Wasser existieren, die sich in Struktur und Dichte stark unterscheiden.

Die Wissenschaft sucht seit langem nach dem Grund, warum ausgerechnet Wasser das Molekül des Lebens ist. Mit ausgefeilten Techniken gelingt es Forschern am...

Im Focus: Hyperspektrale Bildgebung zur 100%-Inspektion von Oberflächen und Schichten

„Mehr sehen, als das Auge erlaubt“, das ist ein Anspruch, dem die Hyperspektrale Bildgebung (HSI) gerecht wird. Die neue Kameratechnologie ermöglicht, Licht nicht nur ortsaufgelöst, sondern simultan auch spektral aufgelöst aufzuzeichnen. Das bedeutet, dass zur Informationsgewinnung nicht nur herkömmlich drei spektrale Bänder (RGB), sondern bis zu eintausend genutzt werden.

Das Fraunhofer IWS Dresden entwickelt eine integrierte HSI-Lösung, die das Potenzial der HSI-Technologie in zuverlässige Hard- und Software überführt und für...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Marine Pilze – hervorragende Quellen für neue marine Wirkstoffe?

28.06.2017 | Veranstaltungen

Willkommen an Bord!

28.06.2017 | Veranstaltungen

Internationale Fachkonferenz IEEE ICDCM - Lokale Gleichstromnetze bereichern die Energieversorgung

27.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

EUROSTARS-Projekt gestartet - mHealth-Lösung: time4you Forschungs- und Entwicklungspartner bei IMPACHS

28.06.2017 | Unternehmensmeldung

Proteine entdecken, zählen, katalogisieren

28.06.2017 | Biowissenschaften Chemie

Neue Scheinwerfer-Dimension: Volladaptive Lichtverteilung in Echtzeit

28.06.2017 | Automotive