Licht für Gesundheit

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Nicht-visuelle Wirkungen der optischen Strahlung – Eine Einführung


Autor

Ahmet Cakir

Beitrag

Die Diskussion um nicht-visuelle Wirkungen der optischen Strahlung dient der Diskussion von Wirkungen von optischer Strahlung, die nicht mit dem Sehen zusammenhängen. Diese Diskussion soll den Gegenstand der ÖLichttechnik aufweiten und Bereiche jenseits medizinischer, psychologischer und visueller Aspekte erschließen. Sie soll helfen, die Gesamtwirkung von Licht und restlicher Strahlung aus dem optischen Spektrum zu verstehen.

Menschen, Tiere und Pflanzen zeigen komplexe, noch nicht vollständig verstandene Reaktionen auf die täglichen und saisonalen Veränderungen der solaren Energie, unter der sie entstanden sind. Unter die Bezeichnung „optische“ Strahlung versteht man Wellenlängen zwischen 100 nm bis 1 mm, im wesentlichen UV-Strahlung, sichtbare Strahlung und Infrarotstrahlung. Für den Zweck dieser Diskussion sollen die Bereiche wie folgt aufgeteilt werden: UV, von 100 bis 380 nm, sichtbare Strahlung und naher Infrarotbereich 380 bis 1400 nm und Infrarot, 1400 nm bis 1 mm.

Die Wirkungen der Solarstrahlung auf Menschen und Tiere umfassen vielseitige Aspekte von Schädigung der Gewebe im Auge, Wirkungen auf die Haut, Tumorentwicklung und Synchronisierung der biologischen Rhythmen. Man hat eine Reihe von Krankheiten mit Hilfe von Licht oder UV heilen können, allein oder mit zusätzlicher Hilfe von Medikamenten. Sichtbares Licht aus dem kurzwelligen Bereich wird in der Phototherapie von Neugeburten mit Gelbsucht eingesetzt.

Optische Strahlung kann eine Reihe von negativen und positiven Effekten erzeugen. Während die bekannten positiven Wirkungen für Zwecke der Lichttherapie eingesetzt werden, beunruhigen Nachrichten über das wachsende Ozonloch viele Menschen wegen der schädlichen Wirkungen.

Nicht-visuelle Aspekte der Beleuchtung werden auch auf dem Gebiet der Innenbeleuchtung diskutiert, z.B. die Frage, ob man der künstlichen Beleuchtung UV beimischen soll, damit das Fehlen der natürlichen Strahlung kompensiert wird. Man muss bei solchen Fragen sehr vorsichtig sein, weil UV-Strahlung auch karzinogene Wirkungen ausüben kann. Und das Einführen von Gefahrenquellen in Arbeitsbereiche, seien die Gefahren noch so klein, will gut überlegt sein. Ob die heute für Beleuchtungszwecke verwendeten Lichtquellen eine karzinogene Wirkung entfalten können, ist nicht geklärt. Ungefiltertes Licht aus Halogenglühlampen kann aber hinreichend große Intensitäten von UV-Strahlung emittieren, um aktinische Erytheme auszulösen, wenn die betreffenden Personen bei seh hohen Beleuchtungsstärken sehr lange unter diesem Licht arbeiten. Daher werden Halogenlampen mit hoher Leistung mit Glasfiltern versehen, die die Strahlung weitgehend eliminieren.

Es ist auch diskutiert worden, ob übliche Leuchtstofflampen malignes Melanom verursachen können. Nach Ausführungen von CIE (Commission Internationale de l’Eclairage) gibt es keine Hinweise, die eine solche Vorstellung unterstützen könnten. (Anm.: Es ist zwar u.U. möglich, eine theoretisch mögliche Behauptung zu belegen, jedoch ist es prinzipiell nicht möglich, sie zu widerlegen. Daher die vorsichtige Antwort der CIE.) Photoimmunologie ist das Studium der nicht-ionisierender Strahlung, insbesondere im UV-Bereich, auf das Immunsystem des Menschen. Solche Effekte sind selektiver Natur und es werden nur wenige Immunreaktionen beeinträchtigt. Licht und möglicherweise Teile des optischen Spektrums bilden mächtige zeitbezogene Wirkfaktoren (sogenannte exogene Zeitgeber). In früheren Geschichtsperioden war das menschliche und soziale Leben hauptsächlich durch natürliche Zeitgeber reguliert, die die täglichen, monatlichen und jahreszeitlichen Rhythmen vorgaben. Im modernen Leben kamen eine Reihe von sozialen Zeitgebern hinzu, z.B. bestimmte Fernsehereignisse wie die Tagesschau um 20.00 Uhr, die weitere exogene Zeitgeber bilden, wobei die Benutzung von künstlicher Beleuchtung in der dunklen Tageshälfte wegen solcher Ereignisse mit der Wirkung der natürlichen Zeitgeber konfligieren kann. In den 80er Jahren des letzten Jahrhunderts wurde zum ersten Mal nachgewiesen, dass die Tagesrhythmik des menschlichen Organismus durch Lichteinwirkung auf den Sehapparat beeinflusst werden kann. Spätere Experimente haben gezeigt, dass sogar Lichteinwirkung auf die Haut die circadiane Rhythmik zu verschieben imstande ist. Es wird diskutiert, ob man solche Wirkungsmechanismen ausnutzen kann, um die Leistungsabgabe des Menschen bei Schichtarbeit zu erhöhen, indem man den persönlichen Rhythmus und den Schichtplan optimal aufeinander abstimmt. An der vordersten Front der Forschung über die Schichtarbeit wird darüber sinniert, wie man die Zuverlässigkeit der Nachtarbeit durch Lichteinwirkungen erhöhen könnte. Während solche Überlegungen human denkenden Menschen eine Gänsehaut herunter jagen können, muss man bedenken, dass alle großen technisch bedingten Katastrophen des Industriezeitalters nachts passiert sind, so auch die nachhaltige Verwüstung von Bhopal mit Tausenden von Toten und Abertausenden von Spätgeschädigten, Tschernobyl und Three Mile Island! Es kann daher durchaus als „human“ angesehen werden, dass man bestimmte Einzelpersonen belastet, um der Allgemeinheit eine größere Sicherheit zu geben.

Während manche Wissenschaftler die menschliche innere Uhr häufig unter Normalzuständen untersucht haben, haben andere Forscher gestörte Verhältnisse unter die Lupe genommen. So haben sie z.B. das Phänomen jet lag untersucht, das durch einen zu schnellen Wechsel der Zeitzone entsteht, auf die der Körper adaptiert ist. Die Umadaptation dauert zwar drei bis sieben Tage, jedoch leiden die Betroffenen in dieser Zeit nicht selten unter Erscheinungen wie Schlaflosigkeit, Verdauungsstörungen, Depressionen u.v.a.m. Solche Erscheinungen können der weltweit verteilten Arbeit ziemlich unüberwindbare Grenzen bereiten. Manche Forscher äußern sich optimistisch über die Aussichten der Beeinflussung bzw. Beseitigung solcher Symptome mit Licht und hoffen, dass sie manches Problem der Luftfahrt lösen können.

Forschungsarbeiten über die Schichtarbeit haben gezeigt, dass Arbeiten unter hohen Beleuchtungsstärken (1.000 lx bis 10.000 lx) eine bessere Anpassung des circadianen Rhythmus, bessere Vigilanz und Denkleistung gewährleisten kann als Arbeiten unter 100 ly bis 150 lx. Es ist auch gezeigt worden, dass eine Exposition zu weißem Licht von Leuchtstofflampen zu bestimmten Zeiten besseres Schlafverhalten, höhere Leistung oder schnellere Anpassung des circadianen Rhythmus bedeuten.

eingestellt in CyberLux: November 2001

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