Natürliches Tageslicht verbessert den Stoffwechsel
Stoffwechselerkrankungen haben in der Gesellschaft epidemische Ausmaße
erreicht. Nicht nur mangelnde Bewegung ist dafür verantwortlich, sondern
auch langes Wachbleiben und künstliches Licht. Die innere biologische Uhr
stimmt dann nicht mehr mit dem natürlichen Tag-Nacht-Rhythmus überein. Um
zu verstehen, wie sich Tageslicht auf den Stoffwechsel und auf die
Blutzuckerkontrolle auswirkt, untersuchte ein Team der Universität Genf
(UNIGE), der Universitätskliniken Genf (HUG), der Universität Maastricht
und des Deutschen Diabetes-Zentrums (DDZ) dreizehn Personen mit
Typ-2-Diabetes. Bei Tageslicht hatten die Teilnehmenden stabilere
Blutzuckerwerte; auch das Stoffwechselprofil verbesserte sich.
Wie bei allen Lebewesen werden auch die körperlichen Prozesse beim
Menschen vom Tag-Nacht-Rhythmus (zirkadianer Rhythmus) beeinflusst. Eine
zentrale „innere Uhr“ im Gehirn steuert und synchronisiert dabei die
„Uhren“ in Organen wie der Leber oder in der Skelettmuskulatur. „Wir
wissen seit einigen Jahren, dass die Störung des Tag-Nacht-Rhythmus eine
wichtige Rolle bei der Entstehung von Stoffwechselstörungen spielt, von
denen ein immer größerer Teil der westlichen Bevölkerung betroffen ist“,
erklärt Professor Charna Dibner von der Medizinischen Fakultät der UNIGE
und der HUG. Sie hat die Studie gemeinsam mit Professor Joris Hoeks von
der Universität Maastricht und mit Professor Patrick Schrauwen vom DDZ
geleitet.
„Einen Großteil unserer Tage verbringen wir unter künstlicher Beleuchtung,
die eine geringere Lichtintensität und ein engeres Wellenlängenspektrum
als natürliches Licht hat. Natürliches Licht synchronisiert die innere
biologische Uhr effektiver mit der Umgebung. Wir wollten wissen, ob der
Mangel an natürlichem Licht für Stoffwechselerkrankungen wie
Typ-2-Diabetes verantwortlich sein könnte“, fügt Hoeks hinzu.
Stabilere Blutzuckerwerte bei natürlichem Licht
Das Forschungsteam rekrutierte 13 Freiwillige mit Typ-2-Diabetes, die 65
Jahre oder älter waren. Sie verbrachten viereinhalb Tage in speziell
gestalteten Wohnräumen an der Universität Maastricht, die entweder mit
natürlichem Licht durch große Fenster oder mit künstlichem Licht
beleuchtet waren. Nach einer Pause von mindestens vier Wochen kehrten sie
für eine zweite Sitzung zurück, diesmal in der jeweils anderen
Lichtumgebung. „So konnten wir dieselben Personen unter beiden Bedingungen
untersuchen. Individuelle Schwankungen in den Ergebnissen ließen sich so
begrenzen“, erklärt Hoeks. „Abgesehen von der Lichtquelle wurden andere
Parameter wie Mahlzeiten, Schlaf, körperliche Aktivität oder
Bildschirmzeit nicht verändert.“
Trotz der kurzen Laufzeit des Experiments konnte das Team signifikante
Unterschiede feststellen: Bei den Personen, die natürlichem Licht
ausgesetzt waren, lagen die Blutzuckerwerte über einen längeren Zeitraum
pro Tag im Normbereich und wiesen geringere Schwankungen auf – „zwei
wichtige Faktoren, die darauf hindeuten, dass unsere Probandinnen und
Probanden mit Diabetes ihren Blutzuckerspiegel besser kontrollieren
konnten“, erklärt Patrick Schrauwen. Er ist Wissenschaftler in der
Arbeitsgruppe Energiestoffwechsel am DDZ, die Professor Michael Roden,
wissenschaftlicher Geschäftsführer und Sprecher des Vorstands des DDZ
sowie Direktor der Klinik für Endokrinologie und Diabetologie am
Universitätsklinikum Düsseldorf, leitet. „Außerdem war ihr Melatonin-
Spiegel am Abend etwas höher und auch der Fettstoffwechsel war besser“,
ergänzt Schrauwen.
Um die beobachteten positiven Veränderungen des Stoffwechsels besser zu
verstehen, entnahmen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler den
Freiwilligen vor, während und nach jeder Lichtbehandlung Blut- und
Muskelproben. „Die Regulation der molekularen Uhren in den kultivierten
Skelettmuskelzellen haben wir zusammen mit Lipiden, Stoffwechselprodukten
und Gentranskripten im Blut analysiert. Die Ergebnisse zeigen eindeutig,
dass die innere Uhr und der Stoffwechsel durch natürliches Licht
beeinflusst werden. Das könnte die Ursache für die bessere
Blutzuckerregulation und die bessere Abstimmung zwischen der zentralen Uhr
im Gehirn und den Uhren in den Organen sein“, erklärt Charna Dibner.
Die Ergebnisse sollen unter realen Bedingungen bestätigt werden
Diese Studie – die weltweit erste kontrollierte Crossover-Studie (eine
Person, mehrere Behandlungsbedingungen) – untersuchte zwar nur eine kleine
Gruppe älterer Menschen mit Typ-2-Diabetes über einen kurzen Zeitraum.
Doch sie ist der erste Beweis für die positive Wirkung von natürlichem
Tageslicht auf den Stoffwechsel im Vergleich zu künstlichem Licht, dem
Menschen die meiste Zeit ausgesetzt sind.
„Der nächste Schritt wird sein, die Wechselwirkungen zwischen natürlichem
Licht und der Stoffwechselgesundheit unter realen Bedingungen zu
untersuchen. Freiwillige sollen über mehrere Wochen mit Lichtdetektoren
und Glukosemessgeräten ausgestattet werden“, sagt Jan-Frieder Harmsen,
Hauptautor der Studie, ehemaliger Doktorand in der Forschungsgruppe von
Hoeks und derzeit Postdoktorand an der RWTH Aachen. „Diese Studie hebt
auch den oft übersehenen Einfluss der Gebäudearchitektur auf unsere
Gesundheit hervor.“
Hinweis: Diese Studie wurde mit Unterstützung der VELUX Stiftung und der
Daylight Academy, des Schweizerischen Nationalfonds und der Vontobel-
Stiftung durchgeführt.
Originalpublikation:
https://www.sciencedirect.com/
