Bedeutungen und Wirkungen des Lichtes für die Augen und den Körper:

Was ist Licht ?

Physikalisch betrachtet, ist Licht sowohl eine elektromagnetische Wellenstrahlung wie die Radiowellen, die UV-Strahlung und die Röntgenstrahlung und gleichzeitig besteht es aus Teilchen ( Photonen). Diese beiden Eigenschaften des Lichtes bezeichnet man als Welle-Teilchen-Dualismus. Photonen sagen vielleicht den an “Raumschiff Enterprise” interessierten Laien etwas aber was eine Wellenstrahlung genau ist, kann man nur den wenigen Auserwählten unter uns klar machen, die ein physikalisches Denken haben und sich für die Quantenmechanik (Teilgebiet der Physik) begeistern können. Für alle Anderen ist nur bedeutsam, daß diese Strahlen sich in der Wellenlänge und dadurch ihren Eigenschaften unterscheiden. Das besondere an dem Teil der Wellenstrahlung - die wir “Licht” oder auch “sichtbares Licht ” nennen - ist, daß wir Rezeptoren dafür haben und sie wahrnehmen (Sehen) können. Näheres zu den Rezeptoren unter Farbensehen, Sehvorgang und Bestandteile des Auges. Ultraviolettes und Infrarotstrahlung können zumindest wir (manche Tiere schon) nicht sehen und man spricht hier auch schon mal etwas unzutreffend vom “nicht sichtbaren Licht”. Spüren können wir es schon, allerdings nur in Form der Auswirkungen. Beim Infrarot ist dies die Wärme und beim Ultraviolett die Bräunung, der Sonnenbrand und im schlimmsten Fall Schädigungen von Haut und Auge.

Ist Licht gefährlich oder gut ?

Einerseits hört man ständig von den gefährlichen Auswirkungen des Lichtes (Hautmelanome, Makulaschäden, Schneeblindheit etc.) und andererseits gibt es die positiven Wirkungen, wie die Notwendigkeit für den Vitamin-D-Haushalt im Körper, werden Leute mit Winterdepression vor “Lichtduschen” gesetzt und Professoren sprechen von Licht als “Medikament”.

Augenlicht

Wie immer liegt die Wahrheit in der Mitte und beides trifft zu. Abhängig sind die positiven oder negativen Folgen von der Menge (Intensität) und der Art (Wellenlänge) des Lichtes.

Was sind die Wirkungen des Lichtes ?

  • In absoluter Dunkelheit können wir nichts sehen. Das heißt zunächst einmal, wir brauchen Licht zum Sehen (vergleiche Sehvorgang). Die Netzhaut mit ihren Rezeptoren funktioniert durch den Einfall von Licht in das Auge. Bei geringer Beleuchtung sehen wir schlechter und erkennen nur Grautöne, da hier nur die Stäbchen (Schwarz/Weißrezeptoren) funktionieren. Bei stärkerer Beleuchtung erkennen wir auch Farben. Jetzt können wir auch schärfer und bunt sehen weil jetzt auch die Zapfen (Farbrezeptoren der Netzhaut) arbeiten (siehe auch Aufbau der Netzhaut unter Bestandteile des Auges bzw. unter Farbensehen).

  • Wird es zu hell sind wir geblendet, das heißt die Netzhaut überreizt und wir können nichts mehr erkennen bzw. sehen leuchtende Flecken (Nachbilder) oder erkennen nur noch überstrahltes Weiß (s.a. Farbspiele der Natur über die Farben der Sonne). Wird die Lichtintensität noch größer, können Wassereinlagerungen (Ödeme) in der Netzhaut entstehen und zu einem vorübergehenden (Tage - Wochen) dauernden Sehverlust/Seheinschränkung in diesem Bereich der Netzhaut führen. Bei nochmaliger Steigerung entstehen Brandwunden auf der Netzhaut mit der Folge von dauerhaften Ausfällen (Fleckensehen/Skotome) in diesem Bereich. Zur Beruhigung muß gesagt werden, daß die letzten beiden Möglichkeiten nur mit direktem Sehen in die Sonne (Vorsicht vor ungeschütztem Betrachten von Sonnenfinsternissen vor allem mit dem Fernglas ! -> zu Beachtendes siehe auch Hier) oder durch Laserstrahlen erzielt werden können. In der Regel “meldet” sich das Auge bei Überreizung mit Schmerz und man schließt die Augen oder sieht weg. Man kann das aber leider durch Neugier unterdrücken und dann wie Galileo Galilei eine Netzhautschädigung mit Gesichtsfeldausfällen als Folge seiner ungeschützten Sonnenbeobachtungen erleiden.

  • Die Wellenlänge des Lichtes - sprich die sichtbare oder unsichtbare Farbe - ist für mögliche Schäden auch von großer Bedeutung. Von der Haut kennt man ja die Wirkung von Infrarot (Wärme) und die Folgen von Ultraviolettem Licht, der sogenannten UV-Strahlung (Bräunung, Vitamin-D-Bildung, Förderung von Hauttumoren). Am Auge kann zu intensive Infrarotstrahlung, wie sie früher die Glasbläser (damals noch ohne Schutzbrillen) ausgesetzt waren, zum sogenannten “Glasbläserstar”, einer Sonderform des Grauen Stars, führen. Zu intensive UV-Strahlung kann am Auge diverse Folgen haben. Das erste ist die sogenannte “Schneeblindheit” oder die “Verblitzung”, bei der es zu einer vorübergehenden schmerzhaften Schädigung der Hornhautoberfläche und einer ebenso vorübergehenden Sehverschlechterung kommt. Als nächstes wird auch der UV-Strahlung eine Förderung des Grauen Stars nachgesagt. Neuere Forschungen betonen weiterhin die Risiken für die Netzhaut, wo durch UV-Strahlung (aber auch durch intensives blaues Licht) die Entwicklung sogenannter “freier Radikale” gefördert wird, die langfristig zu einer Schädigung, der sogenannten Makulopathie führen.

  • Nach diesen gefährlich klingenden Folgen könnte man meinen, möglichst wenig Licht sei gut und ständig eine Sonnenbrille auf der Nase ideal. Stimmt auch nicht. Licht ist bedeutsam für den Wach-Schlaf-Rhythmus also die Feineinstellung der biologischen Uhr des Menschen. Über einen blaulichtsensiblen Farbstoff (das Photopigment Melanopsin) in den Ganglienzellen vor allem der unteren Netzhaut wirkt das Licht aktivierend, indem die Anregung dieser Zellen über den Sehnerven in einen Nervenknoten (den Nucleus suprachiasmaticus) im sogenannten Hypothalamus geleitet wird. Über eine weitere Verschaltung im Rückenmarke landet die Information schließlich in der Zirbeldrüse oder Epiphyse und unterdrückt dort die Ausschüttung von Melatonin, dem Botenstoff (Hormon) für die Nacht, der müde macht, den Stoffwechsel verlangsamt und die Körpertemperatur senkt. Ein Wechsel zwischen sehr hellen Phasen tagsüber und Dämmerung abends ist also entscheidend für den biologischen Tagesrhythmus (zirkadiane Rhythmik ->Test s.u.). Zu Zeiten, als man sich noch die meiste Zeit draussen aufhielt war das kein Problem. Heute, wo wir bei weitaus geringeren Lichtintensitäten ständig “drinnen hocken”, kann es insbesondere im Winter zu dauerhafter Ermüdung und Stimmungstiefs bis zur Depression kommen, da uns die aktivierende und stimmungshebende Helligkeit fehlt. Wie sagt der rheinische Volksmund: “Licht und Luft gibt Saft und Kraft”. Die sogenannte Winterdepression (siehe auch unten unter “Wintertief”) bei der die Betroffenen über Energielosigkeit, Müdigkeit mit höherem Schlafbedürfnis, übermäßige Traurigkeit und Heißhunger vor allem auf Süßes klagen, ist eine der Folgen des Lichtmangels im Auge. Durch den oben beschriebenen Melatoninüberschuß wird die Produktion des Glückshormons Serotonin unterdrückt, daher die gedrückte Stimmung und der Heißhunger auf z.B. die serotoninhaltige Schokolade. Zusätzlich bedeutsam ist auch noch die Farbe des Lichtes. ein hoher Blaulichtanteil, wie er vor allem vormittags und Mittags im natürlichen Licht vorhanden ist, wirkt belebend, da nur er die blaulichtsensiblen Ganglienzellen in der Netzhaut anregt.Gedämpftes und rötliches Licht, wie es vor allem abends vorkommt, fördert die Melantoninproduktion und macht müde und bereit zum Schlafen. Insofern ist auch die Zusammensetzung des Lichtes in den Räumen und auf Bildschirmen von Bedeutung. In einer Studie wurde die Melatoninproduktion durch zweistündiges Arbeiten am Bildschirm um 23% unterdrückt. Inzwischen gibt es bei Handys und Tablets daher eine Einstellung, um abends den Blauanteil des Bildschirmlichtes zu reduzieren. Die Wissenschaft, die sich mit den Wirkungen des Lichtes auf den Körper und seine biologische Uhr beschäftigt, heißt Chronobiologie. Das Steuerzentrum in dem alle Informationen aus allen an dieser Regulation beteiligten Zentren zusammenlaufen ist der “suprachiasmatische Nucleus”, eine reiskorngroße Versammlung von 20.000 Hirnzellen im vorderen Teil des Gehirns

  • Der Tag-Nacht-Rhythmus muss sich beim Neugeborenen übrigens erst entwickeln und funktioniert erst ein halbes Jahr nach der Geburt richtig gut. Vor allem aus den ersten Wochen kennt das jede Mutter aus leidvoller Erfahrung gut. Grund ist übrigens die Unreife des Gehirns und des Sehnervens. Die entsprechenden Verbindungen (Synapsen), vor allem des Sehnerven zum Gehirn,müssen sich erst noch bilden. Wichtig ist es also hier für klare, zeitlch gleichmäßige Lichtverhältnisse zu sorgen. Das Sehvermögen ist ja beim Neugeborenen auch noch sehr schlecht.

  • Durch die Verknüpfung des Sehnerven mit den vegetativen Regulationszentren (Steuerung innerer Funktionen) werden durch das Licht, seine Farbe und seine Intensität noch weitere Funktionen angeregt: Wachstumsprozesse, Eintritt der Geschlechtsreife, Knochenentwicklung, Blutbildung und die Tätigkeit innerer Drüsen (z.B. Schilddrüse, Hypophyse). Insofern ist ausreichendes Licht unverzichtbar für Aktivität, Vitalität, Motivation, “Seele” und Gesundheit. Störungen in unserem inneren “Zeitsystem können wir vorübergehend ausgleichen aber wenn der persönliche Tagesrhythmus ständig ignoriert wird, kann es zu Schlafstörungen, Leistungsabfall, Verstimmungen bis zur Depression und körperlichen Krankheiten kommen.

  • Biologisch gesehen bedeutet ein hoher Lichtlevel (über 10.000 Lux) mehr Dopaminausschüttung (Körperhormon) in der Netzhaut, was mit einer vorbeugenden Wirkung gegen das Längenwachstum des Augapfels einhergeht und dadurch die Entwicklung der Kurzsichtigkeit hemmt.

  • Licht besteht auch aus verschiedenen Farben, die zusätzlich noch die Stimmung beeinflussen können (vergleiche Farbensehen)

Was bedeutet das für den Alltag ?

Viel Licht in die Räume lassen. Tagsüber gute helle Beleuchtung, abends dagegen darf es auch mal schummrig sein (zum Müde werden und entspannen). Während helles blaues Licht - vor allem morgens - besonders aktivierend wirkt - es kann in Sekunden Konzentration und Aufmerksamkeit verbessern - führt abends warmweißes bis rötliches dämmriges Licht zum langsam zur Ruhe kommen. Kerzenlicht des abends erfüllt sozusagen gleich mehrere positive Effekte. Die gute alte Glühlampe mit ihrem eher rötlich-gelblichen weichen Licht war diesbezüglich da sehr gut, was man von den Energiesparlampen mit ihrem kalten Licht nicht sagen kann.. Dies ist mit modernen Lampen (LEDs und OLEDs), die es in verschiedenen Farbtönen (die Lichtfarbe wird in Kelvin gemessen, s.u.) gibt, weitaus besser machbar und im Büroalltag sinnvoll einsetzbar. Inzwischen gibt es schon Speziallampen, deren Lichtfarbe sich angepasst an das Tageslicht dynamisch verändert. Interessant ist hierbei auch, daß das Tablet oder das Smartphone direkt vor der Nase, aufgrund seines Blaulichtanteils im Spektrum des Displays, kurz vor dem Einschlafen, schlecht für die Schlafqualität ist.

Häufig raus ins Helle und in die Sonne, denn die Zimmerbeleuchtung (siehe Tabelle unten) reicht nicht aus. Eine halbe Stunde Mittagspause selbst bei bedecktem Himmel hilft bereits bei der Einregulierung des Tag-Nachtrythmus. 15 Minuten helles Tageslicht auf die Hände und das Gesicht sind sind für den Vitamin-D-Haushalt z.B. Minimum. Vor allem Kinder und Jugendliche sollten mindestens 45 Minuten am Tag raus um das Fortschreiten einer Kurzsichtigkeit zu verlangsamen.

Blendung bei konzentrierten Seharbeiten (Bildschirmarbeit, Lesen etc) meiden. Hautschutz durch Sonnencreme und Augenschutz durch Sonnenbrillen bei intensiver Sonne, dies gilt vor allem am Meer und im Gebirge, wo auf 2500m Höhe die Strahlungsintensität der Sonne um 33% stärker ist als auf 300m Höhe. . Spezialbrillen mit Lichtfiltern sollten bei industriellen Arbeiten (Schweißen, Hochofen etc.) verwendet werden.

Je älter man ist, desto mehr Licht braucht man bei der Arbeit, um auch wach zu bleiben. Mit 50 Jahren ist das Auge nur halb so lichtempfindlich, wie in jungen Jahren und wenn später der Graue Star kommt, gelangt noch weniger Licht auf die sowieso schon weniger lichtempfindliche Netzhaut.

Nachts zum Schlafen absolute Dunkelheit und nicht vorher noch bei hellem Licht lesen oder nachts ein Lämpchen anlassen. Selbst geringe Beleuchtungsstärken des Nachts (der Mond scheint rein oder die Strassenlaterne ist an) verhindern maximale Erholung im Schlaf. Bei Nachtdiensten sollte man eher versuchen “vorzuschlafen” und danach sich dem hellen Tageslicht aussetzen. Interessanterweise kann der persönliche Tagesrhythmus durch einen Bluttest bestimmt werden. Hier gibt es ja deutliche Unterschiede mit Frühaufstehern und “Nachteulen”. Ganz gegen diesen persönlichen Rythmus sollte man nicht leben. Praktische Grenzen schaffen hier leider die üblichen Arbeitszeiten.

Beim Autofahren gute Scheinwerfer und ggf adaptive Lichtsysteme.

Um Blendung und die damit verbundene vorzeitige Ermüdung am Bildschirm zu reduzieren, ist dunkler Hintergrund mit heller Schrift (Negativkontrast) deutlich besser, da die Gesamthelligkeit des Bildschirms so auch geringer ist. Dies gilt besonders für die verstärkt blendungsempfindlichen Sehbehinderten. Auf der folgenden Seite findet sich für Interessierte die Geschichte der künstlichen Beleuchtung.

“Es ist besser, ein Licht zu entzünden, als auf die Dunkelheit zu schimpfen” (Konfuzius)

Tabelle zur Lichtstärke (wird in der Einheit Lux gemessen):

  • normale Innenbeleuchtung: 50-500 Lux
  • stark bedeckter Winterhimmel 1.000 Lux
  • hell bedeckter Winterhimmel 2.000 Lux
  • bedeckter Himmel im Sommer 5.000-10.000 Lux
  • sonniger Wintertag 10.000-20.000 Lux
  • sonniger Sommertag 50.000 bis 100.000 Lux

Lichtfarben (Farbtemperatur) in der Maßeinheit Kelvin (Circawerte):

Die Farbtemperatur ist durch die physikalisch definierte Oberflächeneigenschaft eines reflektierenden Gegenstandes festgelegt. Die Einteilung von Farben in “kalte” oder “warme” Farben geht auf ein subjektives Gefühl zurück und ist nicht durch eine Temperatur zu beschreiben.

  • 1500 Kerze
  • 2500-3000 gemütliches warmweisses Licht
  • 2700 Glühlampe (60W)
  • 3200 Halogenlampe 12V
  • 4000-5000 kühleres aufmunterndes Licht zur Förderung der Konzentration und Wachheit
  • 4120 Mondlicht
  • 4200 Xenonlicht
  • 5000 Morgen-/Abendsonne
  • 5500 Vormittags-/Nachmittagssonne
  • 5800 Mittagssonne
  • 7000 Bedeckter Himmel
  • 8000 Nebel
  • 10000 wolkenloser Himmel im Schatten

Wie unterscheidet sich das lichtmangelbedingte “Wintertief” von der echten Depression ?

Menschen im winterlichen Tief sind vor allem energielos, wollen mehr schlafen, neigen zu Kopfschmerzenund sind gedrückter Stimmung aber haben Heißhunger auf Süsses und Kohlehydrate. Jedem vierten Bundesbürger schlägt der Winter auf die Stimmung laut der Deutschen Gesellschaft für Psychiatrie und Psychotherapie. 2-5% entwickeln eine saisonal abhängige Depression .

Zur “echten” Depression dagegen gehören unter anderem - neben der gedrückten Stimmung - Antriebsmangel am Morgen, quälende Schlafstörungen und Erschöpfung, Appetitmangel mit Gewichtsabnahme, Freud- und Interesselosigkeit. Man fühlt sich wertlos und selbstunsicher. In diesem Fall sollte man sich mit einem Spezialisten unterhalten. Es muß ja nicht gleich eine medikamentöse Therapie sein, manchmal helfen auch Erklärungen der Zusammenhänge, Verhaltensänderungen und “Lichtduschen” mit speziellen Lampen.

Muss ich mir also Sorgen machen, wenn ich im Winter “nix gebacken kriege” ?

Quatsch ! Jeder bringt im Winter nicht die gleiche Leistung wie im Sommer. Durch den kürzeren hellen Tag und den folgenden Lichtmangel (s.o.) ist es völlig normal, weniger und kürzer Energie zur Verfügung zu haben. Unser Arbeitsleben und genau gleich zum Sommer getackteter Tag, mit seiner künstlichen Verlängerung durch künstliches Licht, lässt uns bloß leider nicht entsprechend unserem geringerem Energielevel gemäß leben. Das ist deswegen nicht gleich ein Burn-Out oder eine Depression.

Ein Beispiel zur Wirkung des Lichtmangels in der Tierforschung:

Helleres Licht führt bei Schulkindern, gesunden Erwachsenen und Patienten mit Demenz im Frühstadium zu nachweislich besseren Denkleistungen. Welche Effekte jedoch wenig Licht erzeugt, haben Forscher an tagaktiven Ratten untersucht. Die Tiere wurden vier Wochen lang am Tage mit sehr schwachem Licht, das 50 Lux hatte, gehalten. Diese Lichtstärke ist vergleichbar mit einem dunklen Wintertag oder der normalen Beleuchtung in Räumen beim Menschen. Es kam zu Veränderungen im sogenannten Hippocampus, einem bestimmten Hirnteil, mit der Folge eines deutlich verringerten Lern- und Erinnerungsvermögens der Tiere. Anschließend testeten die Forscher in einem weiteren Schritt, wie die Tiere, denen vorher vier Wochen die Helligkeit entzogen worden war, nun auf sehr helles Licht reagierten. Sie wurden tagsüber mit einer Lichtstärke von 1000 Lux gehalten. Daraufhin erholten sich die Abläufe im Hippocampus wieder und auch in den Tests schnitten die Ratten wieder gewohnt erfolgreich ab. Die Verdummung durch Dämmerlicht scheint bei den Tieren vollständig umkehrbar zu sein.

Eigenproduktion von “Beleuchtung” (Licht)

2/3 der Tiefseebewohner nutzen die Lumineszenz, die Fähigkeit Licht zu generieren. Sie haben körpereigene Lichtbildende Zellen, das sogenannte “primäre Leuchten”. Die meisten benutzen jedoch das“sekundäre Leuchten” bei dem symbiotische, d.h. in friedlicher Gemeinschaft mit dem Fisch lebende Bakterien das Licht bilden. Der Laternenfisch ist dafür ein Beispiel.

Fazit:

Der moderne Mensch verbringt zu wenig Zeit im Tageslicht, um ausreichend Energie, körperliche und seelische Gesundheit und erholsamen Schlaf zu erzielen.

Zitat:

  • “Das Auge gibt dem Körper Licht. Wenn dein Auge gesund ist, wird dein ganzer Körper hell sein.” (Aus der Bibel, Matthäus 6.22)
  • Mehr Licht”, soll Goethe auf dem Sterbebett gesagt haben

Internet:

Online-Fragebogen zur Ermittlung des persönlichen Tag-Nachtrhythmus

(Stand 24.03.2019)