Alters- und Geschlechtsabhängigkeit der abendlichen Melatoninsuppression durch warm-weißes Licht bei gesunden Probanden

Abstract

Hintergrund: Durch die industrielle Entwicklung und zunehmende Urbanisierung wächst der Anteil der Menschen, die in der Nacht künstlichem Licht ausgesetzt sind. Dies könnte zu einer anhaltenden Desynchronisation von circadianen Rhythmen und Reduktion der nächtlichen Melatoninsekretion führen. Die Lichtsensibilität des humanen circadianen Systems zeigt deutliche individuelle Unterschiede. Welche Faktoren zu dieser Variabilität beitragen, bleibt weiterhin unzureichend geklärt. Zielsetzung: Es sollte die akute Wirkung von warm-weißem Licht (CCK = 2283 K, 500 Lux) auf die abendliche Melatoninkonzentration im Blutplasma gesunder Männer und Frauen untersucht werden. Eine Datenanalyse sollte klären, ob Alter und Geschlecht zur Varianz der gemessenen Melatoninsuppression (MS) signifikant beitragen und ob es noch weitere Einflussfaktoren gibt. Methoden: Gesunde Morgen- und Indifferenztypen (Alter: 18 bis 72 Jahre) erhielten nach einer zweistündigen Dunkelphase von 20:00 bis 22:00 Uhr eine 60-minütige Lichtexposition vor Ulbricht'schen-Kugeln. Im zeitlichen Verlauf wurden bei jedem Probanden sowohl Befindlichkeit und Schläfrigkeit evaluiert sowie 6 Blutproben zur Melatoninmessung im Plasma gewonnen. Daten zur MS konnten bei 104 Probanden (46 Männer, 58 Frauen) ausgewertet werden. Ergebnisse: Die Dunkelphase führte zu einem Melatoninanstieg (15,51 ± 7,38 pg/ml vs. 73,95 ± 40,64 pg/ml). Nach der Lichtexposition wurden Suppressionsstärken zwischen 0 und 63,7% beobachtet. 13 Probanden (12,5%) haben nicht mit einer MS reagiert. Die durchschnittlichen MS bei Männern (32,3 ± 20,2 %) und Frauen (31,9 ± 17,5 %) waren vergleichbar. Im Vergleich der 3 Altersgruppen (Gr. 1: 18- 25 J.; Gr. 2: 26-39 J.; Gr. 3: 40-75 J.) zeigte sich, dass in der Gruppe 1 die MS (25,9 ± 18,8 %) signifikant niedriger war als in der Gruppe 3 (35,8 ± 19,4 %; MWU, p = 0,039), jedoch ohne signifikanten Unterschied zur Gruppe 2 (34,4 ± 17,0 %). Alle 7 Männer ohne messbare MS gehörten in die Altersgruppe 1. Männer, die nicht oder nur gering körperlich aktiv waren, zeigten signifikant (p = 0,037) höhere MS (43,5 ± 15,0%) als Männer, die ein moderates bis intensives regelmäßiges Training betrieben (31,9 ± 15.0%). Schlussfolgerungen: Die hohe Variabilität der MS-Daten lässt sich nicht allein durch das Alter oder Geschlecht der Studienteilnehmer erklären. Die gängige pauschale Annahme, dass mit zunehmenden Alter die Lichtempfindlichkeit des circadianen Systems abnimmt, konnte für das warm-weiße Licht und die Altersspanne 18 bis 72 Jahre nicht bestätigt werden. Eine Einbeziehung der habituellen körperlichen Aktivität als weiteres individuelles Merkmal der Studienteilnehmen ergab Hinweise, dass ungenügende körperliche Aktivität nur beim männlichen Geschlecht mit höherer MS assoziiert sein könnte. Weitere gut konzipierte Studien zu diesem Thema wären notwendig.

Background: Due to industrial development and increasing urbanization, the number of people exposed to artificial light at night is growing. This could lead to persistent desynchronization of circadian rhythms and reduction of nocturnal melatonin secretion. The light sensitivity of the human circadian system shows individual differences. The factors contributing to this variability remain poorly understood. Objective: To examine the acute effect of warm-white light (CCK = 2283 K, 500 lux) on evening melatonin concentration in blood plasma of healthy men and women. Data analysis should clarify whether age and sex significantly contribute to the variance in measured melatonin suppression (MS) and whether there are other influencing factors. Methods: Healthy morning and indifference subjects (age: 18 to 72 years) received a 60-minutes light exposure in front of integrating spheres after a two-hour dark period from 20:00 to 22:00. Both mood and sleepiness were evaluated in each subject and 6 blood samples were obtained for plasma melatonin measurement. Data on MS could be evaluated in 104 subjects (46 men, 58 women). Results: The dark phase resulted in a melatonin increase (15.51 ± 7.38 pg/ml vs. 73.95 ± 40.64 pg/ml). Suppression levels ranging from 0 to 63.7% were observed after light exposure. Thirteen subjects (12.5%) did not respond with MS. Mean MS in men (32.3 ± 20.2%) and women (31.9 ± 17.5%) were comparable. Comparison of the 3 age groups (Gr. 1: 18-25 yr; Gr. 2: 26-39 yr; Gr. 3: 40-75 yr) showed that group 1 had significantly lower MS (25.9 ± 18.8%) than group 3 (35.8 ± 19.4%; MWU, p = 0.039), but no significant difference from group 2 (34.4 ± 17.0%). All 7 men without measurable MS belonged to age group 1. Men who were not physically active or only slightly physically active showed significantly (p = 0.037) higher MS (43.5 ± 15.0%) than men who performed moderate to intensive regular exercise (31.9 ± 15.0%). Conclusion: The high variability in MS data cannot be solely explained by age or sex of study participants. The common assumption that light sensitivity of the circadian system decreases with increasing age could not be confirmed for warm-white light and age ranging from 18 to 72 years. Inclusion of habitual physical activity as another individual characteristic of study participants provided evidence that insufficient physical activity may be associated with higher MS only in the male sex. Further well-designed studies on this topic are be needed.