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 Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein
02.12.2016 | Ernst-Moritz-Arndt-Universität Greifswald

nachricht Epstein-Barr-Virus: von harmlos bis folgenschwer
30.11.2016 | Deutsches Zentrum für Infektionsforschung

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: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Im Focus: Neuer Sensor: Was im Inneren von Schneelawinen vor sich geht

Ein neuer Radarsensor erlaubt Einblicke in die inneren Vorgänge von Schneelawinen. Entwickelt haben ihn Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum (RUB) um Dr. Christoph Baer und Timo Jaeschke gemeinsam mit Kollegen aus Innsbruck und Davos. Das Messsystem ist bereits an einem Testhang im Wallis installiert, wo das Schweizer Institut für Schnee- und Lawinenforschung im Winter 2016/17 Messungen damit durchführen möchte.

Die erhobenen Daten sollen in Simulationen einfließen, die das komplexe Geschehen im Inneren von Lawinen detailliert nachbilden. „Was genau passiert, wenn sich...

Im Focus: Neuer Rekord an BESSY II: 10 Millionen Ionen erstmals bis auf 7,4 Kelvin gekühlt

Magnetische Grundzustände von Nickel2-Ionen spektroskopisch ermittelt

Ein internationales Team aus Deutschland, Schweden und Japan hat einen neuen Temperaturrekord für sogenannte Quadrupol-Ionenfallen erreicht, in denen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

Die Perspektiven der Genom-Editierung in der Landwirtschaft

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Parkinson-Krankheit und Dystonien: DFG-Forschergruppe eingerichtet

02.12.2016 | Förderungen Preise

Smart Data Transformation – Surfing the Big Wave

02.12.2016 | Studien Analysen

Nach der Befruchtung übernimmt die Eizelle die Führungsrolle

02.12.2016 | Biowissenschaften Chemie