Licht durch den Schädelknochen
Eine beträchtliche Menge an Licht gelangt auch bei Säugetieren durch den Schädelknochen und erreicht so das Gehirn. Studien an Nagetieren zeigten, dass verhüllte Tiere Lichtinformationen auch über andere Wege als über die Netzhaut zu leiten vermögen. Ähnliche Eigenschaften einer extraretinalen Lichtrezeption wurden auch im Menschen gefunden, und das zirkadiane System funktioniert auch ohne externe Lichtsignale.
Wege abseits der Netzhaut
In dieser Studie wurden nun Mäuse randomisiert einer Kontroll-Gruppe, einer Morgen-Licht- oder einer Abend-Licht-Gruppe zugeteilt und erhielten vier Wochen lang fünf Mal pro Woche für 8 Minuten lang transkranielles Licht. Basierend auf den Ergebnissen ist die Hypothese begründet, dass lichtempfindliche Moleküle auch transkraniell, und nicht nur durch die Netzhaut, stimuliert werden können.
Opsine
Bislang wurde als bekanntester Weg für Lichtinformationen der Weg über den retinohypothalamischen Trakt angenommen, wobei Melatonin das Schlüsselmolekül ist, das den zirkadianen Rhythmus beeinflusst. Es ist jedoch möglich, dass es ein alternatives, bisher unbekanntes Objekt zur Regulierung des zirkadianen Rhythmus gibt. Das könnten Opsine sein. In dieser Studie wurde unter anderem OPN3 untersucht. OPN3 (Encephalopsin) gehört zur Opsin-Familie. Opsine sind lichtempfindliche Rezeptoren, die in der Netzhaut in verschiedenen Geweben und vielen Zelltypen lokalisiert sind. Sie werden durch Licht sowohl über visuelle als auch nicht-visuelle Systeme stimuliert.
Ergebnisse
Die Studie zeigte eine Veränderung der OPN3-Expression je nach beleuchtetem Gewebe und Zeitpunkt der Lichtexposition. Interessanterweise war bei der Lichtverabreichung am Morgen die Menge an OPN3 im Hypothalamus der transkraniell beleuchteten Mäuse höher. Auch im Kleinhirn zeigte sich eine Auswirkung der Tageszeit der Lichtexpositon auf die OPN3-Expression.
Bereits in Gehirnen von Vögeln wurde nachgewiesen, dass Opsine Lichtinformationen empfangen können, und hier wurde nun am Gehirn von Mäusen entdeckt, dass transkranielles Licht deutliche Auswirkungen auf die OPN3-Expression hat.
Referenz: Flyktman et al., Transcranial light affects the expression of brain encephalopsin and plasma monoamine concentration in the mouse, 24. März 2015
Wirkung von transkraniellem Licht auf lichtempfindliche Rezeptoren im Gehirn
Eine neue Studie zeigt den deutlichen Einfluss von transkraniellem Licht auf die OPN3-Expression im Gehirn von Mäusen. Interessanterweise wird die OPN3-Expression auch von der Tageszeit beeinflusst, zu der das transkranielle Licht verabreicht wurde.
Publiziert am 17.09. von
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