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90-Minuten-Tage im All

Schichtarbeiter, die keinen normalen Schlaf-Wachrhythmus haben und ihren Körper tagsüber zu wenig Licht aussetzen, wissen um die Folgeerscheinungen. Eine Extremform der Schichtarbeit sind Arbeitszeiten im Weltall, wenn die Sonne praktisch 16 Mal am Tag auf- und untergeht.

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Sonnenaufgang im All
Menschen, die an einer Raumfahrtmission teilnehmen, erleben alle 90 Minuten einen Sonnenauf- oder Sonnenuntergang. Die Arbeitszeiten unter solchen Bedingungen sind für den Körper extrem erschöpfend, selbst wenn die Astronauten gut vorbereitet wurden und körperlich fit sind. Es kommt offenbar zu einem Durcheinander im Schlafrhythmus und in der Tageslichtversorgung des Körpers, der die Leistungsfähigkeit nachweislich verringert und die Risikogefahr von Unfällen erhöht (1).

Drinnen statt draussen
Ein regelmässiger Hell-Dunkel-Zyklus von 24 Stunden (zirkadianer Rhythmus) scheint für die Vorgänge im Körper eine unveränderbare Grundlage zu sein. Nicht immer lässt sich aber nach diesen äusseren Signalen leben. In unserer heutigen Zeit verbringen wir den Tag zumeist in Innenräumen, Büros oder Gebäuden, wo nur ein Bruchteil der Lichtintensität im Freien auf den Körper einwirkt. Umgekehrt verwirrt die Verwendung von Bildschirmen bis in die späten Abendstunden hinein den Körper mit starken Lichtsignalen zur falschen Tageszeit.

Auswirkung auf den Körper
Mit den Folgen der Verschiebungen des für den Körper notwendigen Tag-Nachtrhythmus setzen sich nicht nur Forscher auseinander, die Lösungen für Schlafprobleme, Winterblues oder Erkrankungen aufgrund von Schichtarbeit suchen. Auch die NASA untersucht die Auswirkungen der extremen Herausforderungen, mit denen Raumfahrer im All konfrontiert sind. So zum Beispiel die Forscher Dijk et al in ihrem Forschungsbeitrag 'Schlaf, Leistung, zirkadiane Rhythmen und Hell-Dunkel-Zyklen während zwei Space-Shuttle-Flügen' (2).

Schlafrhythmus
Der Einsatz von Schlafmitteln hat sich nämlich auch nicht als mögliche Lösung erwiesen, wie eine Studie über die Nutzung von Schlafmitteln bei Weltraummissionen zeigte (3).

Wie von der Forschung bereits herausgefunden wurde, steuert der Suprachiasmatische Nucleus (SCN) im Gehirn den zirkadianen Rhythmus und beeinflusst auch andere Hirnregionen, zum Beispiel jene, die für Schlaf und Gedächtnis zuständig sind.

Wirkung von Licht
Chronobiologen untersuchen bereits die Auswirkung verschiedener Formen der Lichttherapie und chemischer Eingriffe auf den zirkadianen Rhythmus. Gearbeitet wird dabei zumeist mit Gruppen körperlich gesunder Erwachsener wie Astronauten und Athleten. Die Hersteller des innovativen Valkee, das Lichttherapie erstmals über den Ohrkanal - statt über die Augen - vermittelt, beteiligen sich an dieser Forschung, wie in Frontiers in Physiology veröffentlicht wurde (4).

Quellen
1) Durmer JS et al, Neurocognitive consequences of sleep deprivation; Semin Neurol. 2005 Mar;25(1):117-29.
2) Dijk DJ et al, Sleep, performance, circadian rhythms, and light-dark cycles during two space shuttle flights; Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2001 Nov;281(5):R1647-64.
3) Barger L.K. et al, Prevalence of sleep deficiency and use of hypnotic drugs in astronauts before, during, and after spaceflight: an observational study; The Lancet Neurology, Volume 13, Issue 9, Pages 904 - 912, September 2014
4) Tulppo M. et al, Effects of bright light treatment on psychomotor speed in athletes; Front. Physiol., 12 May 2014
Publiziert am 17.09. von
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