Sehenden Auges aus dem Tagesrhythmus gebracht

Lichtsensoren der inneren Uhr lassen sich ausschalten, ohne das Sehvermögen zu beeinträchtigen
Retinale Ganglienzellen enthalten Melanopsin
Retinale Ganglienzellen enthalten Melanopsin
© (Courtesy of Dr. Megumi Hatori, Salk Institute)
La Jolla (USA) - Menschen und Tiere verfügen über eine innere Uhr, die tagesrhythmische Aktivitäten steuert. Voraussetzung dafür sind spezielle Lichtsensoren, die den natürlichen Hell-Dunkel-Wechsel registrieren. Amerikanischen Forschern ist es jetzt gelungen, diese Lichtsensoren in der Netzhaut von Mäusen gezielt auszuschalten. Dadurch konnten die Tiere ihre Tagesaktivitäten nicht mehr mit dem normalen Tag-Nacht-Rhythmus synchronisieren. Das Sehvermögen der Tiere war jedoch nicht gestört. Nun wollen die Forscher nach Wirkstoffen suchen, die die Funktion der Tageslichtsensoren beeinflussen. Damit wäre es vielleicht möglich, verschiedene Arten von Schlafstörungen zu behandeln, schreiben sie im Online-Journal "PLoS One".

"Es funktioniert wie die Lichtmessung bei einer Fotokamera und es bewirkt mehr, als nur die biologische Uhr richtig einzustellen", sagt Satchidananda Panda vom Regulatory Biology Laboratory des Salk Institute in La Jolla. "Die Information über die Lichtintensität dient auch dazu, die Pupillenweite anzupassen sowie die Melaninbildung und die körperliche Aktivität zu regulieren", so Panda. Die Messung der Lichtintensität erfolgt nicht durch die Stäbchen und Zapfen der Netzhaut, die für das Sehen zuständig sind, sondern durch einen dritten Typ lichtempfindlicher Zellen. Die so genannten retinalen Ganglienzellen bilden Melanopsin, das wie das Opsin der Sehzellen auf Licht reagiert. Die Anregung bewirkt, dass entsprechende Informationen über Nervenfasern direkt an das Kontrollzentrum der inneren Uhr in der vorderen Gehirnregion weitergeleitet werden. Dass dies weitgehend unabhängig von Stäbchen und Zapfen geschieht, konnten die Forscher eindeutig nachweisen.

Dazu erzeugten sie genetisch veränderte Mäuse, deren retinale Ganglienzellen sich durch einen Giftstoff zerstören ließen, ohne andere Zellen der Netzhaut zu schädigen. Mäuse, die im Alter von acht Wochen auf diese Weise ihre Tageslichtsensoren verloren, konnten ihre Körperfunktionen nicht mehr dem normalen Tagesrhythmus anpassen. Das Sehvermögen war aber nicht beeinträchtigt. "Es ist durchaus möglich, dass viele ältere Menschen durch den Verlust dieser Lichtsensoren Schwierigkeiten mit dem Einschlafen bekommen", sagt Panda. Wenn man die Funktion der melanopsinhaltigen Zellen genauer verstünde, wäre es eines Tages auch möglich, Schäden der inneren Uhr zu beheben. Das könnte helfen, so Panda, Schlafstörungen aufgrund von Jetlag oder Schichtarbeit, aber auch verschiedene Formen von Schlaflosigkeit und Depressionen zu behandeln. Die Forscher haben bereits mit der Suche nach solchen Wirkstoffen begonnen.

Salk Institute
Quelle: "Inducible Ablation of Melanopsin-Expressing Retinal Ganglion Cells Reveals Their Central Role in Non-Image Forming Visual Responses", Megumi Hatori et al., PloS One, 2008; Vol. 3(6): e2451, doi: 10.1371/journal.pone.0002451


 

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