Biorhythmus Tag und Nacht Licht und Dunkelheit Bedeutung für die Gesundheit
Informationen zum Biorhythmus von Lebewesen und den Folgen seiner Störung
" Beginnen wir mit dem zirkadianen Rhythmus. „Licht ist der wichtigste Zeitgeber für die innere Uhr des Körpers“, erläutert Dr. Frank A.J.L. Scheer, Professor für Medizin an der Harvard Medical School und am Brigham and Women’s Hospital, Boston. Es hält die innere Uhr im Einklang mit unserem 24-Stunden-Tag. Licht selbst hat akute Auswirkungen, wie die Fähigkeit, Melatonin zu beeinflussen, Cortisol freizusetzen und sogar unsere Fortpflanzungshormone zu verändern.
Doch es gibt noch mehr, sagte Dr. Kristen Knutson, außerordentliche Professorin für Neurologie und Präventivmedizin an der Feinberg School of Medicine, Northwestern Medicine, Chicago. Das zirkadiane System hilft bei der Regulierung zahlreicher Prozesse in unserem Körper, einschließlich Herz-Kreislauf-Funktion und Blutdruck. Wenn wir unsere innere Uhr durcheinanderbringen, „hat das gesundheitliche Folgen“, warnte sie.
Hinzu kommt die starke Verbindung zwischen nächtlicher Lichtexposition und schlechtem Schlaf. Eine schlechte Schlafqualität wiederum steht selbst mit zahlreichen Problemen in Zusammenhang. Dazu gehören Adipositas Diabetes, kardiovaskuläre Erkrankungen, beschleunigte Gehirnalterung und sogar vorzeitige Sterblichkeit.
Tatsächlich deuten immer mehr Forschungsergebnisse darauf hin, dass nächtliche Lichtexposition fast jeden Aspekt unserer Gesundheit beeinträchtigen kann.
Kardiovaskuläre Gesundheit
Eine kürzlich veröffentlichte Kohortenstudie in JAMA Network Open begleitete fast 89.000 Erwachsene über 9,5 Jahre. Mithilfe von Handgelenkssensoren wurde die persönliche Lichtexposition in der Nacht gemessen. Im Vergleich zu Teilnehmern mit „dunkleren Nächten“ zeigten Personen mit der stärksten nächtlichen Lichtexposition ein deutlich höheres Risiko, verschiedene kardiovaskuläre Erkrankungen zu entwickeln. Dazu gehörten koronare Herzkrankheit, Myokardinfarkt, Herzinsuffizienz, Vorhofflimmern und Schlaganfall. Dieser Zusammenhang blieb bestehen, selbst nachdem zahlreiche kardiovaskuläre Risikofaktoren berücksichtigt worden waren. Die Forschenden stellten fest, dass Lichtexposition nach Sonnenuntergang das kardiovaskuläre Risiko um bis zu 50 % erhöhen könnte
Während Forscher noch dabei sind, die Mechanismen hinter lichtbedingten Herzstörungen aufzudecken, könnten diese laut Martin auf Entzündungen zurückzuführen sein. Oder darauf, dass die Störung des Tagesrhythmus unserem Herz-Kreislauf-System eine Ruhephase vorenthält, die es eigentlich jede Nacht bekommen sollte. „Es kann sein, dass unser Herz nicht die nötige Ruhepause bekommt, was zusätzlichen Stress verursacht, und dieser Stress führt zu Herzinfarkten, Schlaganfällen und Vorhofflimmern“, erklärt sie.
Stoffwechselgesundheit
Forschungen haben gezeigt, dass Lichtexposition in der Nacht beeinflussen kann, wie der Körper den Blutzucker reguliert. Eine Studie der Northwestern University aus dem Jahr 2022 setzte gesunde Erwachsene während des Schlafs moderatem Licht in ihren Zimmern aus. Die Gesamtdauer des Schlafs veränderte sich zwar nicht signifikant. Teilnehmer, die in einem beleuchteten Raum schliefen, zeigten jedoch eine stärkere Aktivierung ihres sympathischen Nervensystems.
Dieses System ist für die „Kampf-oder-Flucht“-Reaktion des Körpers verantwortlich. Außerdem hatten die Teilnehmer während der Nacht erhöhte Herzfrequenzen. „Das korrelierte mit der Glukosekontrolle am nächsten Morgen“, so Scheer. „Die Blutzuckerregulation am nächsten Morgen wurde also durch die Lichtexposition in der Nacht zuvor negativ beeinflusst.“ Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass nächtliche Lichtexposition die metabolische Gesundheit auf mehr als nur einem Weg beeinträchtigen kann. Der Effekt geht also über bloßen Schlafmangel hinaus.
Weitere Untersuchungen ergaben, dass Personen mit nächtlicher Lichtexposition etwa 19 % häufiger übergewichtig oder adipös waren. Außerdem hatten sie eine um fast 86 % höhere Wahrscheinlichkeit für Hypertonie.Darüber hinaus war ihr Risiko für Diabetes um etwa 21 % erhöht im Vergleich zu Personen mit der geringsten Lichtexposition. Eine Analyse aus dem Jahr 2025 zeigte zudem: Jede Zunahme der nächtlichen Helligkeit um 10 Lux (Lux ist eine Einheit der Helligkeit) war mit einem um 30 % erhöhten Risiko verbunden, Typ-2-Diabetes zu entwickeln.
Psychische Gesundheit und Gesundheit des Gehirns
Die nächtliche Lichtexposition kann auch unsere psychische Gesundheit beeinträchtigen. Sie macht uns nicht nur müde, sondern wirkt sich auch auf unsere Stimmung aus. Eine in Nature Mental Health veröffentlichte Studie führte die bisher größte Querschnittsanalyse von Licht, Schlaf, körperlicher Aktivität und psychischer Gesundheit durch. Die Forschenden untersuchten 86.772 ältere Erwachsene.
Dabei zeigte sich: Personen mit stärkerer nächtlicher Lichtexposition hatten ein signifikant höheres Risiko für schwere depressive Störungen. Auch generalisierte Angststörungen, posttraumatische Belastungsstörungen, Psychosen, bipolare Störungen und selbstschädigendes Verhalten traten häufiger auf als bei Menschen mit dunkleren Nächten. Darüber hinaus wurde nächtliche Lichtexposition mit Hyperaktivität, abnormaler Gesellschaftsfähigkeit sowie Lern- und Gedächtnisstörungen in Verbindung gebracht.
Und einige Forscher vermuten, dass nächtliche Lichteinwirkung Entzündungen verstärken kann - und dadurch zu einer Zunahme der Plaques im Gehirn von Alzheimer-Patienten führt, was möglicherweise das Risiko für Demenz erhöht.
Schlechte Schlafqualität könnte hier eine wichtige Rolle spielen – aber auch einige der zuvor erwähnten Nebenwirkungen wie erhöhtes Kampf-oder-Flucht-Engagement, Stresshormone und Herzfrequenz.
Ein weiterer Risikofaktor, den wir vor 25 Jahren noch nicht hatten: „Bildschirme sind überall“, so Scheer. „Wir haben fast immer Bildschirme vor Augen — von dem Moment, in dem wir sie öffnen, bis zu dem Moment, in dem wir sie schließen.“ Das bedeutet mehr Zeit zum Arbeiten. Es bedeutet aber auch mehr Zeit zum Lesen und Ansehen von Inhalten, die uns stressen oder aufregen können.
Krebs
Dies könnte der Grund sein, warum Studien wie eine kürzlich durchgeführte Übersichtsarbeit des National Toxicology Program anhaltende Störungen des Tagesrhythmus, wie sie bei häufigen Nachtschichtarbeitern auftreten, mit einem erhöhten Krebsrisiko in Verbindung gebracht haben.
„Prostatakrebs bei Männern steht in Zusammenhang mit Licht in der Nacht, ebenso wie Brustkrebs bei Frauen und Darmkrebs“, erläutert Dr. Martin Moore-Ede, Direktor des Circadian Light Research Center in Stoneham, Massachusetts. „Diese Krebsarten nehmen tatsächlich zu, weil eines der großen Probleme der letzten 10 Jahre darin besteht, dass wir alle unsere Leuchten durch blau-reiche LEDs ersetzt haben“, sagte er. Seine Forschung habe gezeigt, dass insbesondere LED-Licht den zirkadianen Rhythmus besonders stark stören kann."
Quelle: https://www.medscape.com/viewarticle/how-nighttime-light-quietly-became-serious-health-threat-2026a10005w7 | https://www.univadis.de/viewarticle/n%25C3%25A4chtliches-licht-still-und-leise-einer-2026a100070w?uuid=c5f8323f-5f1f-418a-8ec6-505035904141&s1=news&_gl=1%2a111nzjn%2a_up%2aMQ..%2a_ga%2aMTIzMDM2NTY1Ni4xNzc1MzE1NDIy%2a_ga_BR3MV9G8Q9%2aczE3NzUzMTU0MjIkbzEkZzAkdDE3NzUzMTU0MjIkajYwJGwwJGgw
Biorhythmus bei Pflanzen und Tieren
Als sich vor etwa einer Milliarde Jahren die ersten Organismen entwickelten, geschah dies im Einklang mit der Natur. Auch heute noch bestimmt das Licht von Sonne und Mond, der stetige Wechsel von Tag und Nacht, als äußerer Taktgeber die Aktivitäts- und Ruhephasen der Lebewesen.
Mikroben, Pflanzen, Tiere, Menschen – sie alle leben unter der sanften Diktatur der Sonne. Ihr Licht ist für den Biorhythmus der Lebewesen verantwortlich. Licht stellt die inneren Uhren gewissermaßen jeden Tag aufs Neue genau ein, auf einen 24-Stunden-Rhythmus, der in Abhängigkeit zur Erdrotation steht. Die "Uhren-Gene" dagegen geben den Grundrhythmus vor.
Das Leben auf unserer Erde ist ein Spiegel der Biorhythmen im 24-Stunden-Takt. Pflanzen und Tiere haben ihre Biorhythmen in Co-Evolution sozusagen aufeinander abgestimmt. Viele Pflanzen öffnen und schließen die Blüten zu bestimmten Zeiten.
Bienen stellen ihre Besuche darauf ein. Manche Pflanzen haben auch über mehrere Tage durchgehend geöffnete Blüten und produzieren dabei tagesperiodisch in unterschiedlicher Menge Duftstoffe und Nektar. Bestäuber merken sich solche günstigen Zeiten. Umgekehrt gibt es auch Pflanzen, die nur nachts ihre Blüten öffnen. Auf diesen Rhythmus haben sich zum Beispiel die Nachtfalter eingestellt.
Diese Beispiele zeigen, wie wichtig ein gutes "Timing" für Lebewesen ist. Das ist aber nur möglich, weil es innere Uhren gibt. Sie verleihen den Organismen (und damit auch dem Menschen) die Fähigkeit, regelmäßige Veränderungen in ihrer Umwelt vorherzusehen und rechtzeitig darauf zu reagieren. Das verschafft ihnen einen Überlebensvorteil. Und so überrascht es nicht, dass die Evolution eng mit der Entwicklung von biologischen Rhythmen verbunden ist.
Licht als Zeitgeber
Da die äußere Ursache der circadianen Rhythmik die Eigenrotation unseres Planeten ist, fungiert als augenfälligster äußerer Rhythmusgeber der Wechsel der Beleuchtungsintensität der Erde. Dieser Schrittmacher wird im visuellen System erkannt, teilweise auch der sich ändernde Sonnenstand.
Licht ist vermutlich der Zeitgeber, dessen Wirkung am universellsten ist. Beim Menschen führt Licht am subjektiven Abend und in der subjektiven Nacht zu einer Verlangsamung der Periode der inneren Uhr, während Licht in den frühen Morgenstunden eine Beschleunigung derselben verursacht. Licht fungiert als Zeitgeber in nahezu allen untersuchten Organismen, einschließlich solcher, die in ständiger Dunkelheit leben. Der Organismus reagiert auf Licht in der Umgebung mit einem lichtempfindlichen Pigment, die es entweder in der Netzhaut (bei Wirbeltieren) oder in anderen Zellen (bei Insekten und Pflanzen) gibt.
Circadiane Rhythmik beim Menschen
Die circadiane Rhythmik steuert oder beeinflusst bei Menschen unter anderem den Schlaf-Wach-Rhythmus, die Herzfrequenz, den Blutdruck, die Körpertemperatur, den Hormonspiegel (z. B. Cortison und Insulin), die Konzentration von Immunzellen im Blut und deren Einwanderung in andere Gewebe. Die Gluconeogenese, die Fettresorption im Darm und viele weitere Stoffwechselfunktionen werden von der circadianen Uhr beeinflusst, ebenso die kognitive Leistungsfähigkeit.
Zusammenhang mit Krankheiten
Die innere Uhr beeinflusst den Verlauf von kardiovaskulären Erkrankungen wie Atherosklerose. Weiter zeigt sich sowohl durch epidemiologische Untersuchungen[39] als auch durch experimentelle Arbeiten, dass circadiane Rhythmen einen Einfluss auf die Entstehung bzw. Prävention von Krebserkrankungen haben. Schichtarbeiter leiden durch die Störung des Tagesrhythmus unter metabolischem Stress – ein Risikofaktor unter anderem für die Entstehung von Diabetes mellitus und Übergewicht.
Neurodegenerative Erkrankungen wie Alzheimer, Parkinson, ALS und Chorea Huntington gehen oft schon früh im Krankheitsverlauf mit Störungen circadianer Rhythmen einher. Auch bei vielen psychiatrischen Erkrankungen ist der Schlaf-Wach Rhythmus gestört, und Störungen des circadianen Systems sind ein Risikofaktor für psychiatrische Erkrankungen. Ein dauerhaft gestörter Schlaf-Wach-Rhythmus, etwa bei Schichtarbeit, bzw. Lichtmangel kann zu Schlaf- und Essstörungen, Energielosigkeit und Depressionen führen.
Im Jahr 2018 stufte die Internationale Agentur für Krebsforschung (IARC) Licht in der Nacht als wahrscheinlich krebserregend (Gruppe 2A) ein (IARC 2019).
Aus einer Studie an Mäusen ging hervor, dass mehr als die Hälfte der 100 meistverkauften Medikamente in den USA auf Proteine wirken, die (in Mäusen) einer circadianen Steuerung unterliegen.
Licht zur falschen Zeit (Lichtverschmutzung) und ihre fatalen Folgen für Tiere
Eine Auswahl von Veränderungen der Biologie von Tieren durch Licht zeigt die nachfolgende Aufstellung:
1) Fehlverhalten bei der Orientierung durch Störungen von Wanderungszügen, durch permanente Punktorientierung („Fesseleffekt“) an Lichtquellen, durch „Leitplankeneffekte“ von Lichterketten, durch Flugkollisionen mit großen beleuchteten Bauwerken,
2) Störung der Fortpflanzung durch fehlgeleitete Kommunikation der Geschlechter,
3) Störung der Nahrungsbiologie durch Fehlverhalten bei der Nahrungssuche,
4) Populationsverluste durch permanente Ausfälle an Individuen unmittelbar an den Leuchten oder in ihrem Umfeld (Staubsaugereffekt),
5) Störungen im Hormonhaushalt,
6) Störungen in der Biorhythmik (im Tagesablauf und saisonal),
7) Negative Energiebilanz.
In der Summe ist zu erwarten, dass all diese Effekte zu einer kontinuierlichen Schwächung von Tiergemeinschaften und Populationen führen.
Und auch für die Pflanzen:
Bei Pflanzen nehmen Photorezeptoren das Licht wahr und steuern dadurch Prozesse wie das Stellen der inneren Uhr, Samenkeimung, Stängelwachstum, Blattausdehnung, Übergang vom vegetativen in den Blühstatus, Blütenentwicklung, Fruchtentwicklung und Alterung. Neben dieser jahreszeitlichen Rhythmik lässt sich auch ein Tagesrhythmus, beispielsweise in der Atmungsaktivität und im zellulären und organismischen Stofftransport, erkennen. Die entscheidende Bedeutung von Belichtungszeitpunkt und -dauer für Pflanzen kann in Versuchen gezeigt werden: Im Dauerlicht (24 h) erlahmt das Photosynthesevermögen bei manchen Arten. Störlicht in der Mitte der Dunkelphase kann bei den einen Pflanzen die Blütenbildung verhindern, während bei anderen die optimale Blütenbildung anregt wird.
Künstliches Licht stört nachtaktive Insekten beim Bestäuben. Wie eine Studie zeigt, besuchen Nachtfalter & Co vom Licht beschienene Pflanzen nachts viel seltener als im Dunkeln stehende. Dieser Verlust der nächtlichen Bestäubungsleistung kann offenbar auch nicht durch tagaktive Bestäuber kompensiert werden. Als Folge ist die Fortpflanzung der betroffenen Pflanzen stark beeinträchtigt – sie bilden weniger Samen und Früchte.
Die Beleuchtung in der Nacht kann sich nicht nur auf einzelne Arten, sondern sogar auf ganze Ökosysteme auswirken.
Das belegen einige Studien an Seen: Normalerweise steigen Wasserflöhe und anderes Zooplankton im Schutz der Dunkelheit vom Boden der Gewässer Richtung Oberfläche auf, um dort Algen und Phytoplankton zu fressen. Werfen aber Lampen ihr Licht auf die Wasseroberfläche, so steigen weniger Wasserflöhe auf. Sie scheuen das Licht und die Feinde, die sie in der freien Wassersäule leicht fressen können.
Lichtmangel
führt bei Pflanzen unmittelbar zu Veränderungen: Schon nach 30 Minuten Lichtmangel reagieren Pflanzen radikal. Sie schalten hunderte von Genen ab oder an und verändern dabei nicht nur ihre Photosyntheseaktivität, sondern auch ihren ganzen Stoffwechsel. Bei länger bestehendem oder dauerhaften Mangel verkümmernd lichthungrige Pflanzen wie Gras, junge wachsende Pflanzen "vergeilen", Krankheiten und Absterben sind weitere Folgen.
Unter Vergeilung (Etiolment) versteht man das Wachstum einer Pflanze unter Lichtmangel. Merkmale etioliert gewachsener Pflanzen sind:
- Fast ausschließlich Investition in oberirdisches Längenwachstum
- Wurzeln werden kaum entwickelt
- Streckung des Hypocotyls durch Verlängerung der Zellen
- Hypocotylhaken bleibt geschlossen
- Kotyledonen entwickeln sich nicht
- Kaum Bildung von Leit- und Festigungsgewebe
- Lange Internodien
Quellen mit weiteren Informationen:
Infoseite Lichtverschmutzung http://www.lichtverschmutzung.de/ Lichtverschmutzungskarte https://www.lightpollutionmap.info
Bundestag - Bericht Technikfolgenabschätzung (TA) / Lichtverschmutzung – Ausmaß, gesellschaftliche und ökologische / Auswirkungen sowie Handlungsansätze https://dip21.bundestag.de/dip21/btd/19/224/1922433.pdf
Umwelt.NRW Thema Licht: https://www.umwelt.nrw.de/umwelt/umwelt-und-gesundheit/licht
LANUV Info 42: Künstliche Außenbeleuchtung - Tipps zur Vermeidung und Verminderung störender Lichtimmissionen https://www.lanuv.nrw.de/fileadmin/lanuvpubl/1_infoblaetter/LANUV_Info42_Lichtverschmutzung_2017_WEB-gesichert.pdf
Störung des Biorhythmus durch Licht (zur falschen Zeit)
Sonderseite LICHT des Umweltministeriums NRW: https://www.umwelt.nrw.de/umwelt/umwelt-und-gesundheit/licht
https://www.planet-wissen.de/gesellschaft/schlaf/zeitrhythmus_des_menschen/index.html
https://de.wikipedia.org/wiki/Circadiane_Rhythmik
https://de.wikipedia.org/wiki/Lichtverschmutzung
https://arbeitsblaetter.stangl-taller.at/GEDAECHTNIS/Biorhythmen.shtml
https://www.bund-sh.de/stadtnatur/lichtverschmutzung/
http://liga-vogelschutz.org/fataler-einfluss-kuenstliche-lichtquellen-auf-zugvoegel/
https://www.scinexx.de/news/biowissen/kuenstliches-licht-stoert-bestaeubung/
→ taz vom 8.8.2024 - Folgen von Lichtverschmutzung: Insekten verschmähen Blätter | Durchgängig eingeschaltete Straßenlampen machen Blätter härter und für Insekten ungenießbar. Darunter könnte die Nahrungskette leiden. https://taz.de/Folgen-von-Lichtverschmutzung/!6028773/
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Lichtmangel-/Schatten-Folgen
https://www.scinexx.de/news/biowissen/pflanzen-nach-30-minuten-lichtmangel-wird-umgeschaltet/
https://www.online.uni-marburg.de/botanik/nutzpflanzen/lukas_lehnert/einleitung.htm
http://www1.biologie.uni-hamburg.de/b-online/d30/30b.htm
https://www.spektrum.de/lexikon/biologie/lichtstress/39265
https://www.dwd.de/DE/leistungen/inkas/textbausteine/anp_mssnhmn/intro_anp_mssnhmn.html