Störungen des zirkadianen Rhythmus werden stark mit der Entwicklung von verschiedenen Erkrankungen in Verbindung gebracht. Diese Störungen können durch nächtliche Lichteinwirkung verursacht werden, welche die Phasenverschiebung und Amplitudensuppression des zentralen zirkadianen Taktgebers im Hypothalamus beeinflussen, welcher wiederum für eine korrekte Hormonhomöostase notwendig ist.
Störungen des zirkadianen Rhythmus und kardiometabolische Störungen
Neue Forschungsergebnisse zeigen, dass Störungen des zirkadianen Rhythmus mit kardiometabolischen Störungen wie Adipositas, Bluthochdruck und Diabetes mellitus Typ 2 (DM2) zusammenhängen.
Experimentelle Studien an Mäusen, die während der biologischen Nacht Licht ausgesetzt waren, bestätigen diesen Zusammenhang. Die betroffenen Mäuse zeigten eine verminderte Glukosetoleranz, eine veränderte Insulinausschüttung und eine Gewichtszunahme.
Ein Ungleichgewicht zwischen der inneren zirkadianen Rhythmik und den äußeren Umwelt- und Verhaltensrhythmen könnte somit zu einem prädiabetischen Zustand führen. Wie intensiv hierbei der Einfluss der nächtlichen Lichtexposition ist, untersuchte nun eine groß angelegte Studie aus Großbritannien.
Lichtexpositions-Messung zeigt erhöhtes Diabetesrisiko
Die prospektive Kohortenstudie untersuchte bei 84.790 Teilnehmern der UK Biobank, ob das Risiko für die Entwicklung von Typ-2-Diabetes mit der nächtlichen Lichtexposition zusammenhängt. Die Studienteilnehmer trugen eine Woche lang Armbänder mit einem Lichtsensor, um ihre Lichtexposition zu messen. Über einen Zeitraum von durchschnittlich 7,9 Jahren wurden 13 Millionen Stunden Daten von den am Handgelenk getragenen Lichtsensoren und anschließenden DM2-Diagnosen ausgewertet.
Die Ergebnisse zeigten konstant einen deutlichen dosisabhängigen Zusammenhang zwischen hellerem Licht in der Nacht und einem erhöhten Risiko, an DM2 zu erkranken. Teilnehmer, die in den oberen 10% der nächtlichen Lichtexposition lagen, hatten im Vergleich zu Teilnehmern, die in den unteren 0-50% der Lichtexposition lagen ein bis zu 67% erhöhtes Risiko an DM2 zu erkranken (Hazard Ratio [HR] 1,67; p<0,0001). Dies galt, etwas geringer ausgeprägt, ebenso für die Teilnehmer in den Bereichen der 70-90%igen und 50-70%igen nächtlichen Lichtexposition (HR 1,44; p<0,0001 und HR 1,33; p<0,0001).
Die nächtliche Lichtexposition blieb ein signifikanter Prädiktor für das Diabetes-Risiko, auch nach Anpassung an kardiometabolische Risikofaktoren, Schlafdauer, psychische Gesundheit, Geschlecht und nach Ausschluss von Schichtarbeitern und prädiabetischen Personen.
Unregelmäßigkeiten des Tagesrhythmus als weiterer Risikofaktor
Die Modelle der Studie zeigten auch, dass eine verringerte zirkadiane Amplitude und eine abweichende zirkadiane Phase das Risiko für DM2 erhöhten. Zum Beispiel war eine größere Variabilität der zirkadianen Phase, d. h. größere Schwankungen im Timing des inneren Rhythmus, mit einem erhöhten Risiko verbunden. Darüber hinaus hatten Personen mit stark abweichenden zirkadianen Phasen, sowohl frühe als auch späte, generell ein signifikant höheres Risiko für DM2 im Vergleich zur Referenzgruppe.
Genetisches Risiko und Lichtbelastung als unabhängige Faktoren
Ein polygener Risikoscore für DM2, der die Auswirkungen vieler genetischer Varianten zusammenfasst, wurde ebenfalls als starker Prädiktor für die Erkrankung identifiziert. In dieser Studie hatten Personen im obersten Quartil des polygenen Risikoscores ein 4,2-fach höheres Risiko an DM2 zu erkranken als Personen im untersten Quartil.
Dieses genetische Risiko bestand unabhängig und zusätzlich zum Risiko der nächtlichen Lichtexposition, was darauf hindeutet, dass eine Verringerung der nächtlichen Lichtexposition das Diabetes-Risiko auch bei genetisch vorbelasteten Personen senken könnte. Es konnte ebenfalls gezeigt werden, dass das Risiko für DM2 bei Personen, die den höchsten 10% der nächtlichen Lichtexposition ausgesetzt waren, ähnlich hoch war wie bei Personen im obersten Quartil des genetischen Risikos.
Geregelter zirkadianer Rhythmus als Präventionsstrategie
Die Studie ergab somit, dass die nächtliche Exposition gegenüber hellem Licht ein unabhängiger Risikofaktor für Typ-2-Diabetes sein könnte. Dies deutet darauf hin, dass eine Verringerung der nächtlichen Lichtexposition das Diabetes-Risiko auch bei genetisch prädisponierten Personen senken könnte.
Gegenwärtige Präventionsstrategien konzentrieren sich hauptsächlich auf Ernährung und körperliche Aktivität. Die Ergebnisse dieser Studie lassen jedoch vermuten, dass eine Reduktion der nächtlichen Lichtexposition und ein geregelter zirkadianer Rhythmus einfache und kostengünstige Ergänzungen sein könnten. Weitere groß angelegte Studien sind notwendig, um diese Zusammenhänge zu bestätigen und wirksame Präventionsstrategien zu entwickeln.
