Biologische Wirksamkeit künstlicher, dynamischer Beleuchtung auf die circadiane Rhythmik von Demenzkranken

Inhaltsverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

Tabellenverzeichnis

1 Einleitung

2 Methodisches Vorgehen

3 Die circadiane Rhythmik
3.1 Funktionsweise des circadianen Systems
3.2 Schlafverhalten im Alter
3.3 Störung des Schlaf-Wachrhythmus bei Demenzkranken

4 Dynamisches Licht: eine künstliche Kopie von biologisch wirksamem Tageslicht
4.1 Biologisch wirksames Licht
4.2 Transfer von biologisch wirksamem Licht in die stationäre Einrichtung

5 Auswirkung der dynamischen Beleuchtung auf die circadiane Rhythmik Demenzkranker
5.1 Überblick und Rahmenbedingungen diverser Studien
5.2 Regulation des Schlaf-/Wachrhythmus

6 Diskussion

7 Fazit

8 Literaturverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Tabellenverzeichnis

Tabelle 1: Rahmenbedingungen einzelner Studien im Überblick

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Das circadiane System: Eingangssignal (Licht) wird für den Organismus in ein hormonelles Signal (Melatonin) übersetzt (Quelle: Mahlberg R.; Gutzmann H. Demenzerkrankungen – erkennen, behandeln und versorgen (2009:217); Köln: Deutscher Ärzte- Verlag) [mod. nach Arendt 1995]

1. Einleitung

Die Sonne und das von ihr ausgehende Tageslicht sind seit jeher ein ständiger Begleiter des Menschen in der Evolution. Licht, als Teilbereich der elektromagnetischen Strahlung, ermöglicht dem Menschen im sichtbaren Bereich zwischen 380 und 780nm die visuelle Aufnahme seiner Umgebung durch Reflexion der verschiedenen Farben (vgl. Zumtobel Research 2012). Die Strahlungsenergie des Lichts ist die Triebkraft für zahlreiche biologische Prozesse, auch im menschlichen Organismus. Der Tag-Nachtwechsel und die Dynamik des Tageslichts im Verlauf eines Tages bzw. Jahres, haben den Menschen in seiner Entwicklungsgeschichte entscheidend geprägt. Nun entfernen wir uns in der heutigen Zeit immer mehr von den natürlichen Bedingungen. Künstliche Beleuchtung, nächtliche Arbeitszeiten usw. sind Teil des postmodernen Lebensstils.

Das Auge des Menschen ist verantwortlich für die Aufnahme von visuellen Informationen und zur Aufnahme von Licht für die biologische Wirkung im Organismus. Zu den biologischen Wirkungsmechanismen von Licht gehört die Vitamin-D Synthese und die Beeinflussung der circadianen Rhythmik (Brawley & Noell-Waggoner; S11).

Über non-visuelle Photorezeptoren im Auge wirkt Licht als wichtigster Zeitgeber für das circadiane System (Brainard et al. 2001). Dieses circadiane System steuert den 24-Stunden-Rhythmus des Menschen. Um diese innere Uhr zu synchronisieren, wird eine bestimmte Mindestmenge an Licht benötigt (Hanford & Figueiro 2013).

In Pflegeheimen lebende, ältere Menschen sind einer geringeren, natürlichen Lichtexposition ausgesetzt, insbesondere an Demenz erkrankte Pflegebedürftige. Aufenthalte im Freien sind selten und oft auch nicht möglich. Die geringe, natürliche Lichtexposition und die dadurch gestörte circadiane Rhythmik äußert sich gerade bei Demenzkranken in einem gestörten Schlaf-Wach-Rhythmus.

Nun stellt sich die Frage, ob biologisch wirksames Licht in stationäre Einrichtungen transferiert werden kann und inwieweit dieses sich auf die circadiane Rhythmik von Demenzkranken auswirkt.

2. Methodisches Vorgehen

Da das Thema erst seit kurzem erforscht wird und mehrere Bereiche, wie Neurobiologie, Biophysik und Aspekte der Pflegewissenschaften, in sich vereint, entsteht eine Komplexität, die sich während der Recherche gezeigt hat. Infomaterialien des Fürstlich-Fürstenbergischen Pflegeheim in Hüfingen/ Baden-Württemberg, in dem eine Evaluationsstudie zu circadian wirksamem Licht durchgeführt wurde, bildeten die Grundlage für diese wissenschaftliche Arbeit. In den verschiedenen vom Heimleiter Herr Helmut Matt zur Verfügung gestellten Infomaterialien konnten weitere Studien und Quellen erfasst und nach diesen im Internet recherchiert werden. Außerdem wurde wissenschaftliche Literatur aus der Bibliothek der Hochschule Furtwangen verwendet.. Da die biologische Wirksamkeit des Lichts auf die circadiane Rhythmik erst seit der Jahrtausendwende (vgl. Brainard et al. 2001; Thapan et al. 2001) erforscht wird und es deshalb noch wenig Fachliteratur dazu gibt, wurde gezwungenermaßen viel im Internet recherchiert. Die Analyse der Infomaterialien, der verschiedenen Publikationen und Fachartikel und der Studien, ermöglichten eine ganzheitliche Erfassung des Themas und die Beantwortung der Frage nach den Auswirkungen.

3. Die circadiane Rhythmik

Im folgenden Kapitel wird auf die Funktionsweise des circadianen Systems eingegangen, welches ausschlaggebend für die circadiane Rhythmik und damit auf das Schlaf-Wach-Verhalten ist. Bei einer Störung des Schlaf-Wachrhythmus, im Fokus auf Patienten mit einer Demenz, können mehrere Faktoren eine Rolle spielen. Diese Faktoren können unterteilt werden in altersbedingte Faktoren und diejenigen Faktoren, welche durch die Demenz verstärkt werden (Hajak & Zulley 2001).

3.1 Funktionsweise des circadianen Systems

Exogene Hell-Dunkel-Phasen werden über das circadiane System an den Organismus übermittelt. Das Zusammenwirken von Non-visuellen Photorezeptoren (auch intrinsische photosensitive retinale Ganglienzellen), des Nucleus suprachlasmaticus (SCN) als Sitz der inneren Uhr im Hypothalamus und der Melatonin produzierende Pinealisdrüse ergeben eine Regulation der circadianen Rhythmik (Mahlberg & Gutzmann 2009:217).

Der circadiane Rhythmus ist ein biologischer Rhythmus und umfasst Schlaf-Wachzyklen, Körpertemperatur und Melatonin Produktionszyklen (Ancoli-Israel et al. 2002). Der circadiane Rhythmus eines Menschen ist genetisch vorgegeben und besitzt eine Periodendauer von etwas mehr als 24h. Extrinsische Zeitgeber, wie soziale Aktivitäten, Mahlzeiten und vor allem Hell-und Dunkelphasen (Licht), synchronisieren den Rhythmus der „inneren Uhr“ mit dem „äußeren“ Tag. Licht stellt dabei den wichtigsten Zeitgeber für den SCN dar (Hanford & Figueiro 2013).

Die non-visuellen Photorezeptoren sind Neuronen, die über die gesamte Retina (Netzhaut) verteilt sind und das Photopigment Melanopsin enthalten. Brainard entdeckte diese dritten Photorezeptoren, ihre eigene (intrinsische) Lichtempfindlichkeit und ihre biologische Funktion (Brainard et al. 2001). Über den retino-hypothalamischen Trakt sind die Photorezeptoren mit dem SCN und der Pinealisdrüse verbunden.

Im SCN befindet sich eine Ansammlung von einigen tausend Nervenzellen, die als hauptsächliche Regulatoren der Inneren Uhr (Masterclock) gelten.

Vor allem das in der Pinealisdrüse (auch Epiphyse/ Zirbeldrüse) gebildete Melatonin ist ein Hormon das den circadianen Rhythmus entscheidend bestimmt. Es ist ein körpereigenes Signal für die nächtliche Dunkelphase und wirkt schlaffördernd. Durch Licht erfolgt eine Unterdrückung der Melatoninausschüttung (Dowling et al. 2008).

Der Schlaf-Wach-Rhythmus wird also vom circadianen Rhythmus kontrolliert und reguliert (Forbes et al. 2009).

Abb. 1: Das circadiane System: Eingangssignal (Licht) wird für den Organismus in ein hormonelles Signal (Melatonin) übersetzt (Quelle: Mahlberg & Gutzmann; 2009:217) [mod. Nach Arendt 1995]

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3.2 Schlafverhalten im Alter

Das Schlafverhalten im Alter ist sehr individuell, aber allgemein kann man sagen, dass sich die durchschnittliche Schlafdauer von 7-10 Stunden im Erwachsenenalter auf 4-7 Stunden bei alten Menschen verringert (Höll-Stüber & Baltes 2006:34). Gründe hierfür sind die Abnahme des „Rapid Eye Movement“-Schlafanteils (REM-Phase), die Zunahme der Einschlaflatenz und häufigere Wachphasen (Happe & Paulus 2005:85). Auch ergibt sich aus der individuellen Biographie einer Person ein veränderter Schlaf-Wach-Rhythmus. Beispielsweise hat ein Betroffener, der früher als Schichtarbeiter tätig war, einen anderen Rhythmus als ein Lehrer. Von Schlafstörungen kann man jedoch erst sprechen, wenn sich die Situation zu einer Belastung für den Betroffenen selber und seine Umgebung entwickelt (Gatterer & Croy 2005:185). Dies ist auch einer der häufigsten Gründe für Angehörige, die betroffene Person in eine geriatrische Einrichtung zu übergeben. In stationären Einrichtungen können diese Störungen noch weiter zunehmen (Staedt et al. 2009:65).

Die am weitesten verbreiteten Schlafstörungen sind die Hypersomnie (übermäßige Schlafbedürfnis mit mehreren Tagesschlafphasen) und die Insomnie (verminderte, gestörte Schlafphasen) (Happe & Paulus 2005:85).

Gatterer & Croy geben mehrere physische und psychische Ursachen, sowie diverse Umweltfaktoren für Störungen des Schlafverhaltens an. Dazu gehören nächtlicher Harndrang, Ängste und eine ungewohnte Umgebung (Gatterer & Croy 2005:187).