Spektral steuerbare Beleuchtung zur beschleunigten physiologischen Anpassung an Nachtarbeit

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Dr. Steffen Franke; Professorin Dr. Barbara Griefahn
• Fachliche Zuordnung: Arbeitswissenschaft, Ergonomie, Mensch-Maschine-Systeme ; Public Health, Gesundheitsbezogene Versorgungsforschung, Sozial- und Arbeitsmedizin
• Förderung: Förderung von 2013 bis 2016
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 239741152

Nachtarbeit kann langfristig zur Genese gravierender Gesundheitsschäden beitragen und wahrscheinlich das Wachstum maligner Tumore befördern. Dabei ist die Chronodisruption mit der durch Licht bedingten Suppression der Melatoninsynthese entscheidend. Dieser Antrag fokussiert daher auf den Erhalt der Melatoninsynthese während einzelner Nachtschichten bzw. bei länger dauernden Nachtschichtperioden und permanenter Nachtschichtarbeit auf die sukzessive Verschiebung der Melatoninsynthese in den Tagschlaf. Anders als in früheren Untersuchungen soll diese Wirkung nicht durch Änderung der Beleuchtungsstärke sondern durch Steuerung der spektralen Zusammensetzung (der Farbtemperatur) des Lichts erzielt werden. Unter Berücksichtigung der visuellen Leistung wird sich die Variation der spektralen Zusammensetzung auf weißes Licht beschränken. Orientiert an diesen Vorgaben werden zunächst 7 Lichtspektren gewählt und deren Wirkung auf die visuelle Leistung bei 16 farbtüchtigen jungen Probanden geprüft. Die Wirkung auf die Melatoninsynthese wird in je 6-stündigen Versuchen (20 bis 02 Uhr) mittels halbstündiger Speichelproben erfasst. Sodann wird jeweils ein Spektrum mit hoher bzw. geringer Melatoninsuppression (hohem/geringem Blau-Anteil) für die weiteren Experimente gewählt. Mit einer speziell zu entwickelnden Steuerung sollen beide Spektren ineinander überführt werden.Auch die folgenden Experimente werden mit je 16 farbtüchtigen gesunden Probanden durchgeführt. Um die Melatoninsynthese bei einzelnen Nachtschichten weitgehend zu erhalten wird Licht mit anfangs geringer, am Ende der Nachtschicht in Licht mit hoher Melatoninsuppression überführt. In zwei aufeinander folgenden Nächten werden die Melatoninprofile (22 bis 06 Uhr) mittels halbstündiger Speichelproben bestimmt, in der ersten Nacht das Basisprofil (30 lux), in der zweiten Nacht unter Einwirkung des Lichtszenarios bei experimenteller Nachtschichtarbeit. Länger dauernde Nachtschichtperioden erfordern die sukzessive Verschiebung des Melatoninprofils in den Tagschlaf. In drei aufeinander folgenden Nachtschichten wird Licht mit anfangs hoher Melatoninsuppression (in der ersten Nacht nach 4, in den folgenden Nächten 1 bzw. 2 Stunden später) in Licht mit geringer Melatoninsuppression überführt. Die Phasenverschiebung wird mittels 24stündiger Phase Assessment Procedures vor und nach den 3 Arbeitsschichten quantifiziert, wozu das Melatoninprofil mittels stündlicher Speichelproben erfasst wird. Während aller Nachtschichten werden stündlich Melatoninkonzentration, visuelle und kognitive Leistung sowie Schläfrigkeit ermittelt.Um diese Grundlagenforschung an der Schnittstelle zwischen Lichttechnik und Medizin zu leisten wird dieser Antrag gemeinsam von Mitarbeitern der Leibniz-Institute für Arbeitsforschung (Dortmund) und Plasmaforschung und Technologie (Greifswald) gestellt.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen