Blaulicht – was wir aus Studien wissen

Blaulicht hat verschiedene physikalische und biologische Eigenschaften, die unterschiedliche Auswirkungen auf die Gesundheit haben. Einige davon sind einfach und direkt nachzuweisen, wie der Einfluß von üblichen Mengen an Blaulicht auf die Produktion des Schlafhormons Melatonin. Denn hier handelt es sich um eine akute Auswirkung des Lichts, und Hormonspiegel lassen sich leicht und ohne Gefahr für den Probanden messen. 

Schwieriger ist der Nachweis von akuten Zellschäden durch starkes Blaulicht. Hier sind die Mechanismen durch Tierversuche und In-vitro-Untersuchungen (Versuche an Zellkulturen) erforscht; Studien an Menschen sind jedoch ethisch nicht vertretbar.

Noch komplexer wird es bei der wissenschaftlichen Untersuchung von Langzeitschäden durch chronische Exposition.  Ähnlich wie Hautalterung durch ein Übermaß an UV-Strahlung entstehen kann, ist es plausibel zu erwarten, dass dauerhafte Blaulichtexposition zu Zellschäden in der Netzhaut führen kann. Wie aber kann dieser Zusammenhang belegt werden? 

In diesem Blogartikel werden wie die verschiedenen Wirkungen von Blaulicht genauer unter die Lupe nehmen, und dabei auch auf die relevanten Studienergebnisse verlinken. Wo nicht anders angegeben, sind diese Studien auf Englisch veröffentlicht, zum Teil sind auch nur Zusammenfassungen frei zugänglich.

Tagesrhythmus und Hormone

Die spektrale Zusammensetzung des Tagelichts variiert im Laufe des Tages - Abends sind kaum noch Blauanteile vorhanden

Wissen

Warum steuert blaues Licht die innere Uhr?

Über Jahrmillionen gab es für den Menschen nur hellen Tag und dunkle Nacht. Und so macht es Sinn, dass unsere innere Uhr vom Licht gesteuert wird. Da die absolute Helligkeit nicht nur von der Tageszeit abhängt, sondern auch von Umgebungsfaktoren, wird die innere Uhr von blauem Licht gesteuert. Die spektrale Zusammensetzung des Tageslichts verändert sich nämlich im Laufe des Tages. Während Mittags sehr viel Blau enthalten ist, wird es bei immer flacher stehender Sonne graduell weniger, bis hin zum romantischen Abendrot. 

 

Das Hauptaktionsspektrum für die Steuerung des Hormonsystems (z.B. Unterdrückung von Melatoninproduktion) liegt in Blaubereich zwischen 455 und 539 nm.

Englischsprachige Volltextstudie verfügbar 

Veröffentlichte Erkenntnisse

Kunstlicht mit hohen Blauanteil wirkt als Taktgeber für die innere Uhr

Der menschliche Körper lebt in einem 24-Stunden Rhythmus. Nicht nur Schlaf- und Wachphasen werden durch die innere Uhr gesteuert, auch Blutdruck und Hormonlevel unterliegen einem Wechsel im Tagesverlauf. Der Taktgeber für diesen Zyklus ist natürlicherweise das Tageslicht. Diese Studie zeigt jedoch, dass blauhaltiges Kunstlicht ein stärkerer Zeitgeber ist.

 

 

Blaues LED Licht bewirkt eine dosisabhängige Unterdrückung der Melatoninproduktion

Für diese Studie wurde eine kleine Gruppe von Probanden mitten in der Nacht dem Licht von blaulastigen LED Lampen in verschiedenen Stärken ausgesetzt. Durch Messung des Melatoninspiegels im Blut vor und nach der Lichtbehandlung konnte deutlich gezeigt werden, dass die Melatoninunterdrückung durch Blaulicht dosisabhängig ist.

 

 

Helles Kunstlicht beeinflusst auch reproduktive Hormone

Diese Studie zeigt (an einer kleinen Gruppe von Probandinnen), dass helles Kunstlicht am Morgen, kurz nach dem Aufwachen, einen deutlich messbaren Einfluß auf verschiedene Hormone des Reproduktionssystems hat, und erklärt damit ältere Befunde, die einen Zusammenhang zwischen Kunstlichtexposition und Menstruationszyklus gezeigt haben. 

Blaulicht ist also nicht nur für den Schlaf relevant.

 

 

Akute Blaulichtschäden

Wissen

Warum ist gerade kurzwelliges Licht so gefährlich?

Licht beschäftigt die großen Denker der Physik schon seit der Antike, und es sind noch längst nicht alle Geheimnisse gelüftet. Einige Zusammenhänge sind jedoch ganz klar erforscht, wie zum Beispiel der Zusammenhang von Photonenenergie und Wellenlänge. Kurz gesagt haben die einzelnen Photonen von kurzwelligem Licht (UV-Licht, Blaulicht) eine höhere Energieladung als die von langwelligem Licht (Rot und Infrarot). Diese hohe Energie macht das Licht gefährlich. Trifft es auf Zellen, so entstehen freie Sauerstoffradikale und Zellschäden, man spricht hier von Phototoxizität.

Einsatz Blau-Licht beim Zahnarzt mit Schutzfilterglas
Patient muss Schutzbrille tragen

Veröffentlichte Erkenntnisse

Photorezeptoren in Zellkultur werden durch blaues LED Licht geschädigt

Dieses Studie, die auch im Volltext frei zugänglich ist, hat die Auswirkungen von Licht unterschiedlicher Wellenlänge auf Zellen in Zellkultur untersucht. Anhand von Markern zur Produktion freier Sauerstoffradikale, Quantifizierung von Zelltod und Untersuchung der Zellmembranen kommen die Autoren zu dem Ergebnis, dass die stärkste Schädigung durch blaues Licht hervorgerufen wird.

Ausfiltern der Blaulichtkomponenten vermindert die Schädigung von Netzhautzellen durch intensive Lichtbestrahlung

Für diese Studie am Mausmodel wurde das eingesetzte Licht mit einem Blaulichtfilter versehen (94% Filterwirkung im Bereich 400-500nm). Die Mäuse, die gefiltertem Licht ausgesetzt wurde, erlitten erheblich geringere Schäden, als die Gruppe, die ungefiltertem Licht ausgesetzt wurde, jedoch mehr als die unbestrahlte Kontrollgruppe.

Die Mechanismen von Blaulichtschädigung sind bekannt

Diese Metastudie (Übersichtsstudie bereits veröffentlichter Arbeiten) fasst die bisher bekannten Fakten so zusammen: Blaulicht verursacht photochemische Schäden im Auge; vor allem an der Netzhaut und auf der Oberfläche des Glaskörpers. Die Hauptmechanismen sind hierbei oxidativer Stress und Schädigung von Mitochondrien, zur Vorbeugung und Behandlung  werden Blaulichtschutzfilter und Antioxidatione genannt.

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