Påverkan på den interna klockan Intensivt ljus gör dig sömnig

När intensiteten i solljuset ökar ökar mängden sömn

För många människor gör bristen på ljus under vintermånaderna dem trötta och impotenta. Vissa insekter blir dock dåsiga när solljuset är särskilt intensivt. Det är vad forskare har upptäckt.

Effekter av olika ljusintensiteter på dag-nattrytmen

Hälsoexperter rekommenderar normalt att du uppmärksammar tillräckligt med ljus, annars kommer du snabbt ihop med trötthet. I vissa insekter ökar å andra sidan med ökad solstrålning, sömnmängden ökar, lunchpausen förlängs och återupptagandet av aktivitet ändras till kvällen. Detta är upptäckten av forskare från Tyskland och USA, som hade undersökt effekterna av olika ljusintensiteter på dag och nattrytmen av fruktflugan Drosophila.

Människor tenderar att bli trött när det är mörkt. Men vissa insekter blir dåsiga när solljuset är särskilt intensivt. (Bild: karandaev / fotolia.com)

Den inre klockan är synkroniserad

"Vi kunde visa att ljuset med låg, medium och hög intensitet synkroniserar den interna klockan i flygens hjärna till 24-timmarsdagen på olika specifika vägar", förklarade Prof. Dr. med. Charlotte Helfrich-Förster från Julius-Maximilians-Universitetet Würzburg (JMU) i en kommunikation.

Tillsammans med sin tidigare doktorand dr. Matthias Schlichting, som nu forskar på Laboratoriet för Nobelpristagare i fysiologi 2017, Michael Rosbash, vid Brandeis University i Waltham, Massachusetts (USA), ledde studien.

Resultaten av laget publicerades i den aktuella numren av tidningen "The Journal of Neuroscience".

Försenad start till de vanliga aktiviteterna på kvällen

Experimenten visar att ljus med hög intensitet påverkar beteendet på fruktflugor väsentligt. Märkligt var särskilt en väsentligt förlängd "siesta" av Drosophila med i genomsnitt ca 1 timme, men minst 30 minuter.

Detta åtföljdes av en försenad start till de vanliga aktiviteterna på kvällen, som vanligtvis registrerades av flugorna med en fördröjning på en till två timmar.

Forskarna, som ansvarar för dessa beteendemässiga förändringar på molekylär nivå, kunde också identifiera forskarna: speciella fotoreceptorer utanför näthinnan som kallas Hofbauer-Buchner-Äuglein eller HB-eyelets.

Dessa mikroskopiska "extra ögon" - var och en består av bara fyra sensoriska celler - har bara varit kända i 30 år. De upptäcktes 1989 av Würzburgbiologerna Alois Hofbauer och Erich Buchner.

Höga nivåer av ljus intensifierar flygens siesta

"Vi kunde för första gången visa att Hofbauer-Buchner-Äuglein reagerar på höga ljusintensiteter och stärker flygens siesta", säger Helfrich-Förster.

Banan som de tar är flera steg: via specifika acetylkolinreceptorer verkar HB-ögonlocken på en delmängd av klockneuronerna, vilket ökar deras kalciumnivåer.

Som en följd frigör neuronerna i den bakre delen av flyghjärnan en speciell neuropeptid - den "pigmentdispergerande faktorn" (PDF).

Därpå påverkar PDF aktiviteten hos andra klockneuroner som reglerar siesta manifestationen och kontrollerar början på kvällsaktiviteten.

Enligt forskarna är denna reaktion på högt ljusincidens i Drosophila meningsfullt.

"Det här är en viktig mekanism för att undvika starkt potentiellt skadligt ljus under lunchen," sa neurobiologen.

Höga ljusintensiteter är ofta kopplade till heta sommardagar, vilket kan vara särskilt farligt för insekter - å ena sidan, eftersom de snabbt kan torka ut, eftersom de lättare upptäcks i deras rovdjuras ljusa ljus.

Jämförbara strukturer hos människor

För att utesluta möjligheten att inte den intensiva ljusstrålningen, utan möjligen den därmed sammanhängande värmeutvecklingen är utlösaren för den långvariga tuppet, har forskarna också genomfört sina experiment på speciella genetiskt modifierade flugor.

Deras interna klocka svarar inte längre på temperaturförändringar, men flugorna visar fortfarande det förändrade beteendet. Detta tyder på att den lätta inträdet är ansvarig för den förlängda tuppet och sena kvällsaktiviteten.

Enligt författarna visar resultaten av deras studie "överraskande paralleller med däggdjursmekanismer".

Däggdjur - och människor också - har specialiserade fotoreceptorer som känner starkt ljus, riktar sina signaler direkt till den inre klockan in i ett speciellt område av hypotalamusen.

Huruvida deras aktivering, men hos människor leder till en förlängning av siestaen, är inte känd. Forskarna tycker att det är ganska möjligt. (Ad)