Sonnenlicht

für guten Schlaf und bessere Laune

Spricht man von der Wichtigkeit des Sonnenlichts für die menschliche Gesundheit, so hört man zuallererst vermutlich von Vitamin D. So entscheidend das Sonnenhormon für viele unterschiedliche Funktionen im Körper ist, so zeigten Forschungen im letzten Jahrzehnt, dass Sonnenlicht noch auf ganz andere Weise auf den Menschen wirkt. In diesem Blogbeitrag erfährst du wie du dank der Sonne zu einer guten Nachtruhe kommst, wie Sonnenlicht zu besserer Laune verhilft und sogar deinen Stoffwechsel beeinflusst.

So kommt das Sonnenlicht zu uns

Unser Zentralgestirn ist eine riesige Kernschmelzanlage. Im inneren der Sonne fusionieren unter unvorstellbarer Hitze und Druck Wasserstoffkerne zu Heliumkernen. Dabei wird Energie in Form von Strahlung freigesetzt. Diese benötigt vom Sonnenkern an die Oberfläche der Sonne vermutlich 10 Tsd. bis fast 200 Tsd. Jahre. Nach einem schier unendlichen Zickzack-Kurs auf Grund der zahllosen Hindernisse geht es im Vakuum des Weltalls in etwas mehr als 8 Minuten zur Erde.

Hier angelangt sprechen wir von Sonnenlicht und meinen damit die elektromagnetische Strahlung der Sonne. Verändert durch unterschiedliche Reflexionen und gefiltert durch die Atmosphäre ergibt sich eine lebensfreundliche wärmende Helligkeit. An sonnigen Tagen liegt die Lichtintensität bei 20 Tsd. bis 100 Tsd. Lux, der wissenschaftlichen Einheit der Lichtstärke. An einem regnerischen Tag liegt die Intensität noch immer bei 3000 Lux. Dauer und Verfügbarkeit von Sonnenlicht hängen von der geografischen Lage, der Jahreszeit und auch der Atmosphäre ab. Jetzt Anfang März nähern wir uns wieder mit großen Schritten der Tag-Nacht-Gleiche.

Warum im Frühling die Stimmung steigt, die sprichwörtlichen Frühlingsgefühle aufkommen, kann auch wissenschaftlich erklärt werden. Dafür reicht es eben nicht aus, dass wir seit knapp 200 Jahren unabhängig vom Sonnenlicht Helligkeit zu jeder beliebigen Zeit schaffen können. Künstliche Lichtquellen, obwohl weiß wahrgenommen, verfügen über eine andere Spektralverteilung. Quasi der Fingerabdruck der elektro-magnetischen Strahlung.

Sonnenlicht für Vitamin D-Produktion

Seit gut 100 Jahren kennen Mediziner die Rolle von Vitamin D für die Knochengesundheit. Rachitis, die Knochendeformation bei Kindern auf Grund von Vitamin D-Mangel konnte so innerhalb kurzer Zeit in den entwickelten Ländern geheilt werden. Anfangs noch durch Lebertran zugeführt, zeigten Forscher in den 1920er Jahren, dass Vitamin D durch UVB-Strahlung der Sonnen aus Cholesterin synthetisiert wird.

Im letzten Jahrzehnt herrschte und herrscht noch immer ein wahrer Hype um das Sonnenhormon. Dieser Beiname ist im Grunde korrekter, denn der Mensch ist nicht auf die externe Zufuhr von Vitamin D angewiesen. Die Zufuhr über die Nahrung nimmt ohnehin eine untergeordnete Rolle ein, denn weder fettreicher Fisch, noch lichtbehandelte Pilze stehen weit oben auf der Liste der häufig verzehrten Nahrungsmittel. Einzig Eier und Käse können bei westlicher Ernährung einen gewissen Beitrag der empfohlenen Zufuhr decken. Mit dem großen Hype um zahlreiche neu entdeckten Wirkmechanismen neben dem Calcium-Stoffwechsel und somit der Knochengesundheit stieg auch die empfohlene Menge an Nahrungsvitamin D an.

Die Vitamin D-Eigensynthese

Die heutigen Empfehlungen können nur noch über Supplementation erreicht werden, da sie von einer fehlenden Eigenproduktion ausgehen. Ein gesunder Körper kann Vitamin D in unseren Breiten leider nur zwischen April und Oktober synthetisieren. In den „Wintermonaten“ steht die Sonne zu flach am Himmel, wodurch der Weg durch die Atmosphäre für die UVB-Strahlung zu lange wird. In den Sommermonaten reichen allerdings 10 Minuten zwischen 11 Uhr und 14 Uhr aus, um sehr große Mengen zu bilden. Da Vitamin D fettlöslich ist, können unsere Körper auch bestimmte Mengen speichern. Über den Winter macht es dennoch Sinn nach einer Statuserhebung regelmäßig Vitamin D zu supplementieren.

Bereits erwähnt wurde die primäre Rolle von Vitamin D im Knochenstoffwechsel. Zusätzlich zeigten Forschungsarbeiten Verbindungen zum Immunsystem, zur Herz-Kreislauf-Gesundheit, geistiger und seelischer Gesundheit. Interventionsstudien, also Untersuchungen mit der Gabe von Vitamin D scheiterten jedoch oftmals daran, gefundene Korrelationen zu bestätigen. Das kann vielerlei Gründe haben, aber selten liest man von der direkten Wirkung von Sonnenlicht auf den Menschen.

Sonnenlicht als Zeitgeber

Bei Säugetieren ist das Licht, welches auf die Retina des Auges trifft, entscheidend für das Sehen. Doch der Lichtinput in das Auge bewirkt auch einen nicht-visuellen Reiz im Gehirn. Spezielle photosensitive Ganglienzellen enthalten Melanopsin und dieses Photopigment reagiert vor allem auf kurzwelliges bläuliches Licht. In einem Teil des Hypothalamus löst dies eine ganze Reihe von Vorgängen aus, deren Bedeutung wir nach und nach aufrollen.

Die wichtigste Funktion des Sonnenlichts im Zentralennervensystem (ZNS) ist die bereits seit einigen Jahren bekannte Zeitgeber-Rolle des Lichts. Nahezu alle Lebewesen auf der Erde verfügen über hochkomplexe innere Uhren. So auch der Mensch. Doch diese innere Uhr, wissenschaftlich auch circadianer Rhythmus genannt, der alle wesentlichen Körperfunktionen in einer Tagesrhythmik steuert, ist ungenau. Circadian bedeutet übersetzt „ungefähr ein Tag“. Damit unsere Körperfunktionen auf die Tageslänge abgestimmt bleiben, benötigen wir die Zeitgeber-Funktion des Sonnenlichts.

Sonnenlicht für guten Schlaf

Wie im Untertitel des Beitrags angekündigt, so ist eine wesentliche Rolle des funktionierten circadianen Rhythmus ein gesunder Nachtschlaf. Die meisten kennen die Empfehlung abendliches Blaulicht zu meiden. Forscher zeigten jedoch, dass Licht am Abend an sich bereits die Nachtruhe nach hinten verschiebt. Also besser als Blaulichtfilter zu verwenden, wäre es abends überhaupt Licht zu vermeiden. Dunkelheit ist nämlich der essentielle Reiz für die Melatonin-Ausschüttung. Das „Hormon“, welches uns einschlafen lässt.

Nun, ist das etwa ein Widerspruch an sich, einerseits Licht meiden, doch Sonnenlicht soll für guten Schlaf sorgen? Genau so ist. Morgendliches Licht macht uns wach und synchronisiert den Organismus mit dem Tag. Dabei reichen schon geringe Lichtintensitäten aus. 100 Lux haben die halbe Wirkung von 9000 Lux. Das bedeutet der Zeitgeber folgt keiner linearen Funktion. Mehr ist zwar mehr, aber nicht viel mehr.

Starke künstliche Lichtquellen, aber auch natürliches Sonnenlicht am Morgen bewirken eine frühere Melatonin-Produktion am Abend. Ein Nebeneffekt – weitere erfährst du noch weiter unten, ist, dass Schlaflosigkeit so behandelt werden kann. Wissenschaftler fanden außerdem heraus: die Melatonin-Produktion schwankt mit den Jahreszeiten und zeigt ein Jahresminimum ausgerechnet in den dunklen Wintermonaten. Genau dann, wenn bereits früh am Nachmittag künstliches Licht benötigt wird. Somit verzögert sich die Melatonin-Ausschüttung zusätzlich.

Wie Forscher herausfanden, ist es komplizierter mit der richtige Lichtquelle, als nur einen Schalter ein- und auszuschalten. Neben Effekten der unterschiedlichen Wellenlängen und Intensitäten, sowie dem Zeitpunkt des Lichts, reagiert die menschliche Physiologie auch auf graduell wechselnde niedrige Lichtintensitäten. So zeigte die innere Uhr von Versuchspersonen eine Empfindlichkeit gegenüber Morgengrauen- und Dämmerungssimulationen.

Bessere Laune durch Sonnenlicht

Du hast im letzten Kapitel über die jahreszeitlichen Schwankungen von Melatonin gelesen. Dessen Vorläufer im Stoffwechsel ist Serotonin. Dieser Botenstoff ist ebenso den meisten bekannt als Glückshormon. Unser Körper produziert Serotonin tagsüber und nur bei Dunkelheit funktioniert die Umwandlung in Melatonin.

Lange Tage und kurze Nächte führen also zu hohen Spiegeln von Serotonin, jedoch niedrigen Werten von Melatonin. Umgekehrtes gilt für ebenso. Steht jedoch, wie in den Wintermonaten insgesamt wenig Licht zur Verfügung, kommt es auch zu keiner Serotonin-Produktion im gewünschten Ausmaß und trotz Dunkelheit fallen über den Winter die Melatonin-Werte in den Keller.

Die Beziehung zwischen affektiven Störungen und circadianem Rhythmus hat eine lange Geschichte. Bereits in der frühen psychiatrischen Literatur wurde das dokumentiert. In der modernen Zeit zeigten Forscher, dass circadiane Störungen durch Schichtarbeit, Licht in der Nacht und Flügen über Zeitzonen hinweg Stimmungsprobleme bei anfälligen Personen hervorrufen. Tiermodelle lassen vermuten: selbst kurze nächtliche Lichtexposition lösen depressions-ähnliche Symptome aus. Wechselnde Lichtzeiten wirken direkt und erhöhen depressives Verhalten, welches umkehrbar durch Antidepressiva ist. Andererseits ist starkes Licht ein etabliertes Antidepressivum und ein täglicher Spaziergang verbessert die saisonale depressive Stimmungsproblematik.

Nun zum Glückshormon an sich: moderat hohe Level an Serotonin bewirken eine positive Stimmung und erhöhen den mentalen Fokus. Zusätzlich kann der stimmungsaufhellende Effekt von Sonnenlicht über circadiane Mechanismen und die eingangs erwähnten speziellen photosenstiven Zellen im Auge erklärt werden. Durch Lichtreize stimulieren diese Neuronen in einem Gebiet des Gehirns, welches in der Lage ist Stress und Stimmung zu modulieren. Außerdem spielt dieser Bereich eine wichtige Rolle für die Lernfähigkeit völlig unabhängig vom circadianen Rhythmus. Also schickt die Kinder regelmäßig ins Freie und durchaus bevor sie ihre Lernaufgaben erledigen.

Tageslicht eines Sommertags ist 1000-Mal stärker als das, was wir in geschlossenen Räumen erleben. Allgemeine Empfehlungen lauten daher:

Immer wieder rausgehen – auch bei der bzw. während der Arbeit
Sonnenbrillen für zumindest 10-15 Minuten absetzen
In totaler Dunkelheit schlafen

Durch genügend Licht und Serotonin ergibt sich ein Einfluss auf den Melatonin-Rhythmus und zusammen führt das zur Verbesserung von Stimmung, Energie und Schlafqualität. Die saisonale affektive Störung, also die jahrzeitliche milde Form der Depression kann sehr gut mit Lichttherapie behandelt werden. Am besten vorbeugen und für genügend Sonnenlicht das ganze Jahr über in deinem Leben sorgen. Eine Möglichkeit ist natürlich eine Tageslicht-Lampe.

Zu wenig Sonnenlicht

Falls dich die Informationen bisher noch nicht überzeugt haben ab sofort mehr Sonnenlicht zu tanken, hier noch 2 wesentliche epidemiologische Entwicklungen, die in Beziehung mit einem Defizit an Tageslicht stehen.

Eine Fehlsichtigkeit bei Kindern und Jugendlichen bringen Wissenschaftler in Zusammenhang mit einem Mangel an Sonnenlicht. Dies startet im Alter zwischen vier bis sechs Jahren, kann aber auch erst später einsetzen. Brillen tragen korrigiert die Sicht, aber stoppt das Fortschreiten der Fehlsichtigkeit nicht. Ausreichend Tageslichtexposition wirkt schützend gegen diese Entwicklung. Dies konnten Forscher an unterschiedlichen Spezies und heranwachsenden Menschen zeigen. Zwei bis drei Stunden täglich im Freien sowie eine Reduzierung der Nahsicht-Aktivitäten mit wenig Licht sind dafür notwendig. Die dahinterstehenden physiologischen Mechanismen sind bisher nicht gänzlich geklärt, aber retinales Dompanin, welches durch Licht stimuliert wird, reguliert das Wachstum des Auges. Circadiane Regulation könnte ebenso mitspielen.

Die zweite bevölkerungsweite Beobachtung sieht auch die allgemeine Gesundheit der Jugend durch die zunehmende Bildschirmzeit bedroht. Diese führt zu verzögerter Einschlafzeit auf Grund des Blaulichts und insgesamt zu wenig Schlaf. Weiterführende Untersuchungen stellten fest, dass Indoor- und Bildschirmzeit mit einigen Krankheitsrisiken korrelieren:

Physiologische Störungen: Schlaf und Übergewicht. Zu zweiterem unten noch mehr!
Psychologische Probleme wie Depression und Angststörung
Kognitive Störungen

Sonnenlicht und das Immunsystem

Wie eingangs bereits erklärt ist Vitamin D essentiell für die Knochenentwicklung und -gesundheit. Neuere Daten suggerieren, dass Vitamin D durch die Synthese in der Haut auch mit dem circadianen System in Verbindung steht und den Schlaf-Wach-Zyklus beeinflusst. Möglicherweise vermittelt das Sonnenhormon dies über das Immunsystem oder das Melanopsin-photosensitive System in der Haut.

Die zentralen und peripheren circadianen Uhren regulieren ebenso direkt die Immunantwort. So stellten Forscher eine messbare Streuung der Antikörperproduktion nach Impfungen in Abhängigkeit von Tages-, Jahreszeit und dem Schlaf fest.

Übergewicht vermeiden und Stoffwechsel verbessern durch Sonnenlicht

Beinahe schon Allgemeinwissen ist, dass uns Müdigkeit anfällig macht, energiereiche und vor allem zuckerhaltige Lebensmittel zu verschlingen. Wenn dein circadianer Rhythmus gestört ist, du schlecht und zu wenig schläfst, ist das bereits ein Weg, wie Übergewicht entsteht. Forscher zeigten jedoch in einem spannenden Experiment, wie Licht am Abend den Appetit anregt. Die Probanden der Untersuchung aßen entweder bei starkem Licht zu Abend oder bei gedimmten Lichtbedingungen. Vermutlich spielt hier Melatonin eine wichtige Rolle in der Appetitregulation.

Dauerhaft gesenkte Melatonin-Werte sind mit Adipositas und Typ2 Diabetes assoziiert. Eine Studie fand eine negative Korrelation zwischen Melatonin-Supplementation und dem BMI bei übergewichtigen Frauen. Das heißt, jene Damen, welche Melatonin als Nahrungsergänzung einnahmen, hatten einen niedrigeren Body Mass Index. Auch eine Rolle bei Diabetes ist möglich, da es einen Melatonin Rezeptor an Beta-Zellen des Pankreas gibt. Diese sind für die Insulinproduktion verantwortlich. Genetische Polymorphismen, also gewisse Genvariationen des Melatonin-Rezeptors in der Bevölkerung sind mit erhöhtem Risiko für Diabetes Typ 2 verbunden.

Es ist glücklicherweise oft ein langer Weg bis zu einer Diabetes-Erkrankung. Der Bereich im Gehirn, welcher durch die photosensitiven Ganglienzellen im Auge stimuliert wird, reguliert die Nahrungsaufnahme und den Zuckerstoffwechsel. Unter physiologischen Umständen zeigt das Essverhalten einen klaren Tag-Nacht-Rhythmus. Verschiedene Bereiche des Hypothalamus sind daran beteiligt. Orexin, ein Hormon aus dem Hypothalamus zeigt eine deutliche Tagesrhythmik und beeinflusst die Glucoseproduktion sowie die Insulinsensitivität. Seine Hauptfunktion ist jedoch die Regulation des Essverhaltens – bewirkt Appetit. Ein gewisser Einfluss auf den Schlaf-Wach-Rhythmus ist ebenso gegeben. In diesem Zusammenhang sorgt es für Wachheit.

Insgesamt gibt es einen Tagesrhythmus von Glucose-Werten und Glucose-Toleranz. Letztere ist am Morgen am höchsten. Das bedeutet, dein Organismus kann in der Früh am besten Kohlenhydrate in die Zellen schleusen. Bereits am Nachmittag ist die Glucose-Toleranz erniedrigt und am Abend ist die Insulinsensitivität der Zellen in peripheren Geweben reduziert. Wissenschaftler erklären dieses Phänomen durch eine Verbindung der zentralen inneren Uhr zu Leber und Pankreas. Doch Forscher vermuten, dass auch andere Gewebe wie Muskel, Fettgewebe und der Darm mit der inneren Uhr synchronisiert an die Tagesrhythmik sind und damit diese indirekt den Energiemetabolismus beeinflusst.

Sonnenlicht zum Abnehmen

Langzeit Interventionen mit Licht am Menschen sind schwierig durchzuführen. Daher sind die meisten Daten aus Beobachtungsstudien. Diese zeigen folgende Zusammenhänge:

Schlafzimmer Lichtintensität hängt mit Übergewicht zusammen
Abendliches künstliches Licht zeigt eine positive Korrelation mit Typ 2 Diabetes
Neuauftreten von Diabetes steigt gegen Ende des Winters im März und hat ein Minimum im August
Auch der HbA1c und Insulin-Mengen zeigen diese Jahreszeitabhängigkeit

Es gibt bisher nur 2 Interventionsstudien mit geringer Teilnehmerzahl zu dieser Forschungsfrage. Jedoch ist das Ergebnis vielversprechend: Lichttherapie am Morgen reduziert die Fettmasse bei Übergewichtigen. Insgesamt wächst die Beweislage dafür, dass Sonnenlicht positive Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit hat. Das Wiederum stellt das Sonnenschutz-Paradigma der letzten Jahrzehnte stark in Frage.