Ab welcher Lichtintensität wird beim Menschen Melatonin freigesetzt?

Die Frage weckte mein Interesse, aber nachdem ich ein wenig in der Literatur gesucht hatte, hatte ich keine direkten Antworten gefunden. Dann ging ich zurück und las die von Ihnen zitierte Mausstudie etwas genauer. Die Mausstudie verwies nur auf Mäuse, die bei 4 Lux betroffen waren, ~100x empfindlicher als Menschen. Für diese Zahl wurde jedoch ein Artikel in Science zitiert, der eine direkte Antwort hat.

http://www.sciencemag.org/content/210/4475/1267

Die Melatoninkonzentrationen nahmen 10 bis 20 Minuten, nachdem die Probanden 2500-Lux-Glühlampenlicht ausgesetzt waren, ab und erreichten innerhalb von 1 Stunde beinahe Tagesspiegel (Abb. 1). Nachdem die Probanden wieder im Dunkeln geschlafen hatten, stiegen die Melatoninkonzentrationen sofort an und erreichten innerhalb von 40 Minuten die vor der Exposition gemessenen Werte. Das fluoreszierende Licht (500 Lux) reduzierte Melatonin nicht, und es gab keine Veränderung nach der Rückkehr in die Dunkelheit. Bei den beiden Probanden, die 1500-Lux-Glühlampenlicht ausgesetzt waren, sanken die Melatoninkonzentrationen auf Werte, die zwischen denen lagen, die während der Exposition bei 500 und 2500 Lux gemessen wurden (Abb. 2). Die Rückkehr zu normalen nächtlichen Konzentrationen, nachdem die Probanden 1500 Lux ausgesetzt waren, war ähnlich wie nach ihrer Exposition gegenüber 2500 Lux.

Da dies die Studie des Großvaters zu diesem Thema war, habe ich gerade die aktuelle Zitationsliste auf dieser Seite nach modernen Artikeln durchgesehen.

Unter Verwendung von rein blauem LED-Licht bei Wellenlängen von 446–477 nm haben West et al. gemessene Lichtintensitäten, die notwendig sind, um eine Melatonin-Unterdrückung zu induzieren. Tabelle 1 dieser Studie wandelt LED-Bestrahlungsstärke/Lux in retinale Bestrahlungsstärke (uW/cm2) um, basierend auf der mittleren Pupillengröße. Abbildung 2 zeigt den Abfall des Plasmamelatonins (p < 0,05) bei 20 uW/cm2 der Hornhautbestrahlung (dann angepasste Kurve auf 14,19 uW/cm2). Es ist mindestens doppelt so stark wie weißes Licht, das bei 40 uW/cm2 keine signifikante Unterdrückung zeigte, aber einer Belichtung von 10 uW/cm2 "numerisch ähnlich" war. Wenn ich die Umrechnung richtig mache, entsprechen 20 uW/cm2 etwa 136 Lux, was etwa der Helligkeit eines bewölkten Tages oder der Hälfte der Helligkeit einer typischen Bürobeleuchtung entspricht.

http://jap.physiology.org/content/110/3/619.full

Was die Diskrepanz zwischen den beiden Studien (1500 Lux vs. 136 Lux) betrifft, würde ich sie hauptsächlich auf den technologischen Fortschritt seit 1980 zurückführen. Die ursprüngliche Studie verwendete Gaschromatographie. Sie können die riesigen Fehlerbalken und verrauschten Daten in der Abbildung sehen. Die moderne Studie verwendet einen Radioimmunoassay mit Antiserum und ist vermutlich weitaus empfindlicher.

Ich wollte auch ein nettes Übersichtspapier erwähnen, das mehr Erkenntnisse zusammenfasst, aber anscheinend kann ich als neuer Benutzer nur 2 Links posten. Also füge ich einfach die Zusammenfassung und das Zitat ein.

Licht ist ein starker Stimulus für die Regulierung der Melatoninproduktion der Zirbeldrüse und des breiteren zirkadianen Systems beim Menschen. Ursprünglich wurde angenommen, dass nur sehr helle Lichtreize (≥ 2500 Lux) die nächtliche Melatoninsekretion unterdrücken und andere zirkadiane Reaktionen hervorrufen könnten. Es ist inzwischen bekannt, dass deutlich niedrigere Beleuchtungsstärken (≤ 200 Lux) bei optimierten Belichtungsbedingungen Melatonin akut unterdrücken bzw. Melatonin-Rhythmen mitreißen und phasenverschieben können. Zu den Elementen für die physikalische/biologische Reizverarbeitung, die photische Einflüsse auf die Melatoninsekretion regulieren, gehören die Physik der Lichtquelle, das Blickverhalten relativ zur Lichtquelle und die Übertragung von Lichtenergie durch die Pupille und die Augenmedien. Elemente für die sensorische/neuronale Signalverarbeitung werden involviert, wenn Photonen von retinalen Photopigmenten absorbiert werden und neuronale Signale im retinohypothalamischen Trakt erzeugt werden. Aspekte dieser Physiologie umfassen die Fähigkeit des zirkadianen Systems, Lichtreize räumlich und zeitlich zu integrieren, sowie die Wellenlängenempfindlichkeit der wirksamen Fotorezeptoren. Die akute, lichtinduzierte Unterdrückung von Melatonin erweist sich als ein wirksames Instrument zur Klärung, wie diese Elemente der Augen- und Nervenphysiologie die Wechselwirkung zwischen Licht und der Sekretion von Melatonin aus der menschlichen Zirbeldrüse beeinflussen. Aspekte dieser Physiologie umfassen die Fähigkeit des zirkadianen Systems, Lichtreize räumlich und zeitlich zu integrieren, sowie die Wellenlängenempfindlichkeit der wirksamen Fotorezeptoren. Die akute, lichtinduzierte Unterdrückung von Melatonin erweist sich als ein wirksames Instrument zur Klärung, wie diese Elemente der Augen- und Nervenphysiologie die Wechselwirkung zwischen Licht und der Sekretion von Melatonin aus der menschlichen Zirbeldrüse beeinflussen. Aspekte dieser Physiologie umfassen die Fähigkeit des zirkadianen Systems, Lichtreize räumlich und zeitlich zu integrieren, sowie die Wellenlängenempfindlichkeit der wirksamen Fotorezeptoren. Die akute, lichtinduzierte Unterdrückung von Melatonin erweist sich als ein wirksames Instrument zur Klärung, wie diese Elemente der Augen- und Nervenphysiologie die Wechselwirkung zwischen Licht und der Sekretion von Melatonin aus der menschlichen Zirbeldrüse beeinflussen.

Photische Regulation von Melatonin beim Menschen: Okulare und neurale Signaltransduktion Brainard, Rollag und Hanifin J Biol Rhythms Dezember 1997 vol. 12 nr. 6 537-546

Wenn Sie weitere Informationen benötigen, würde ich damit beginnen, die Artikel zu überprüfen, die im zweiten Artikel zitiert werden. Alternativ sind wahrscheinlich mehr historische Informationen verfügbar, wenn man sich die Artikel ansieht, die den ersten zitiert haben.