Post, Titiaan E. and De Gioannis, Riccardo and Schmitz, Jan and Wittkowski, Martin and Schäper, Tina Martin and Wrobeln, Anna and Fandrey, Joachim and Schmitz, Marie‐Therese and Takahashi, Joseph S. and Jordan, Jens and Elmenhorst, Eva-Maria and Aeschbach, Daniel (2025) Resetting of the Human Circadian Melatonin Rhythm by Ambient Hypoxia. Journal of Pineal Research, 77 (1), e70029. Wiley. doi: 10.1111/jpi.70029. ISSN 0742-3098.
![]() |
PDF
- Published version
1MB |
Official URL: https://dx.doi.org/10.1111/jpi.70029
Abstract
Circadian clocks in the body drive daily cycles in physiology and behavior. A master clock in the brain maintains synchrony with the environmental day–night cycle and uses internal signals to keep clocks in other tissues aligned. Work in cell cultures uncovered cyclic changes in tissue oxygenation that may serve to reset and synchronize circadian clocks. Here we show in healthy humans, following a randomized controlled single‐blind counterbalanced crossover study design, that one‐time exposure to moderate ambient hypoxia (FiO2 ~15%, normobaric) for ~6.5 h during the early night advances the dim‐light onset of melatonin secretion by 9 min (95% CI: 1–16 min). Exposure to moderate hypoxia may thus be strong enough to entrain circadian clocks to a 24‐h cycle in the absence of other entraining cues. Together, the results provide direct evidence for an interaction between the body's hypoxia‐sensing pathway and circadian clocks. The finding offers a mechanism through which behaviors that change tissue oxygenation (e.g., exercise and fasting/eating) can affect circadian timing and through which hypoxia‐related diseases (e.g., obstructive sleep apnea and chronic obstructive pulmonary disease) can result in circadian misalignment and associated pathologies.
Item URL in elib: | https://elib.dlr.de/212709/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Document Type: | Article | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Title: | Resetting of the Human Circadian Melatonin Rhythm by Ambient Hypoxia | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Authors: |
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Date: | 17 January 2025 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Journal or Publication Title: | Journal of Pineal Research | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Refereed publication: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gold Open Access: | No | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In SCOPUS: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In ISI Web of Science: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Volume: | 77 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.1111/jpi.70029 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Page Range: | e70029 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Publisher: | Wiley | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISSN: | 0742-3098 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Status: | Published | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Keywords: | circadian clocks, humans, hypoxia, hypoxia‐inducible factors, melatonin, oxygen, phase shifting | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Research field: | Aeronautics, Space and Transport | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Program: | Aeronautics | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Program Themes: | Air Transportation and Impact | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Research area: | Aeronautics | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Program: | L AI - Air Transportation and Impact | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Research theme (Project): | L - Human Factors | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Location: | Köln-Porz | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Institutes and Institutions: | Institute of Aerospace Medicine > Sleep and Human Factors Research Institute of Aerospace Medicine > Leitungsbereich ME | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited By: | Sender, Alina | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited On: | 13 Feb 2025 12:43 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Last Modified: | 24 Feb 2025 11:52 |
Repository Staff Only: item control page