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Circadianer Rhythmus (oder zirkadianer R.)

Der circadiane Rhythmus leitet sich als Bezeichnung von den lateinischen Begriffen für ungefährer Tag ab, also circa und dies. Die jeweils dazu benötigten und genutzten Funktionen der Organismen sind seit vielen Jahren Gegenstand intensiver Forschung.

Was ist der circadiane Rhythmus?

In diesem 24-Stunden Rhythmus wickeln viele Organismen automatisch biologische Funktionen ab. Dazu gehören Wach-Schlaf-Phasen, die Nahrungsaufnahme, der Winterschlaf oder die Fortpflanzung.

Auswirkungen auf den menschlichen Körper

Eine besondere Herausforderung der Forschung liegt in der Identifizierung der externen oder internen Auslöser, die die jeweiligen Körperfunktionen steuern. In manchen Fällen findet die Steuerung auf genetischer Basis statt, in dem durch bestimmte Autofeedback-Schleifen der Informationsübertragung ein genauer 24 Stunden Rhythmus erzeugt wird. Die externen Licht- und Temperaturverhältnisse dienen hierbei nur zur Justierung der Reaktionsmuster. Bei höheren Organismen wie dem Menschen spielt die ständige Synchronisierung mit den äußeren Bedingungen eine größere Rolle. Der Wechsel der Helligkeit über die Jahreszeiten hinweg ist ein entscheidender Faktor für das jeweils benötigte Aktivitätslevel im Tagesverlauf. Daher sorgen neben anderen Sensoren vor allem bestimmte photosensitive Ganglienzellen in den Augen für die Übermittlung von entsprechenden Signalen über eine direkte Nervenbahn zu einem bestimmten Teil des Hypothalamus. Von hier aus wird über die Ausschüttung von Hormonen Einfluss auf die verschiedensten Körperfunktionen genommen. Dazu gehören z.B.

  • Blutdruck
  • Körpertemperatur
  • Herzschlag
  • Urinproduktion
  • Stresslevel

Wird die entsprechende Region im Hypothalamus geschädigt, verliert der Körper seinen Rhythmus und die Einteilung in Ruhe- und Aktivitätsphasen geht auf Kosten der Gesundheit verloren. Ähnliches passiert bei einer künstlich ausgelösten Störung des Rhythmus. Das bekannteste Beispiel hierfür ist der Jet-Lag bei Fernreisen, als dessen wichtigstes Gegenmittel derzeit vor allem starke Lichtduschen zu den angestrebten Wachzeiten empfohlen werden.

In der Beleuchtungstechnik finden die Erkenntnisse zum circadianen Rhythmus ihren Niederschlag vor allem in dem Ansatz des Human Centric Lighting (HCL). Die Anpassung der Beleuchtung an die Bedürfnisse des Menschen beinhaltet im Prinzip eine Anpassung der Lichtstärke und der Lichtfarbe an die natürlichen Bedingungen im Freien. Studien u.a. in Schulklassen, Pflegeheimen und im produzierenden Gewerbe haben ergeben, dass eine Anpassung der Beleuchtung an den normalen Verlauf des Tageslichts das Schlafverhalten verbessert, die Konfliktbereitschaft vermindert und die Fehlermarge reduziert. Schüler erzielten bessere Lernleistungen während die bekannte nächtliche Ruhelosigkeit im Alter signifikant messbar nachließ. Die Anpassung an die äußeren Bedingungen kann bei HCL Leuchten einerseits automatisch als Programm vorgenommen werden oder manuell erfolgen. Damit lässt sich z.B. nach der Essenspause per 10-minütiger Lichtdusche das Aktivitätslevel so steigern, dass die Wirkung bereits nach 15 Minuten in verschiedenen Körperfunktionen messbar ist.

Erfahren Sie mehr über das Thema Human Centric Lighting.

Human Centric Lighting

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