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Gefährliche LEDs? LEDs: Gefahr für Augen und Gesundheit?

LED-Leuchten: Seit 10 Jahren revolutionieren sie die Lichttechnik. Sie sind billig und energiesparend, und sie passen in kleine und große Bildschirme. Sie sind also überall, aber sind sie auch gesund? Und stimmt es, dass sie auf lange Sicht Augenerkrankungen verschlechtern können?

Von: Isabell Hertweck Stücken

Stand: 06.11.2018

LED (engl.: light emitting diode)

Äußerlich unterscheidet sich eine LED-Birne kaum noch von anderen Leuchtmitteln. Bei manchen kann man ihr Innenleben erkennen, die kleinen, gelb beschichtete Chips. Wenn Strom fließt, erzeugen diese Chips eine optische Strahlung, also Licht.
Der vereinfachte Unterschied zu herkömmlichen Leuchten, die man als „Thermostrahler“ bezeichnet ist folgender: Bei den Thermostrahlern muss etwas zum „Glühen“ gebracht werden, erst dadurch entsteht sichtbares Licht. Dazu gehören zum Beispiel Kerzen, Glüh- und Halogenbirnen, aber auch die Sonne ist ein Thermostrahler.

Tipp: Wie lassen sich LED-Birnen von anderen unterscheiden?

Wenn Sie sich nicht sicher sind, ob es sich bei einer Ihrer Lampen um eine LED oder zum Beispiel eine Leuchtstoff- oder Halogenlampe handelt, hilft folgender Test: Geht die Lampe sofort an, oder braucht sie eine „Vorglühphase“? Wenn die Lampe erst allmählich hell wird, ist es wahrscheinlich keine LED. Denn LEDs leuchten sofort hell auf, sobald Strom fließt.

LEDs versus SONNE: Blaulicht-Gefahr?

Die Sonne strahlt Licht mit ganz unterschiedlichen Wellenlängen ab: von blau bis rot.

Prof. Herbert Plischke von der Hochschule für angewandte Wissenschaften in München ist Mediziner und Physiker. Er hat eine Professur für „Licht und Gesundheit“. Das heißt, er erforscht die Wirkung von Licht auf den menschlichen Organismus: nicht nur auf die Augen, auch aufs Gehirn oder die Hormone. Wie wirken also LEDs? Um diese Frage beantworten zu können, muss man einige Voraussetzungen beachten. Zunächst ist LED nicht gleich LED. Wichtig ist, wie sich das erzeugte Licht von natürlichem Licht unterscheidet. Dazu ein paar Grundlagen.

Breit gefächert: So sieht das Spektrum des Sonnenlichts aus.

Das natürliche Licht der Sonne besteht aus einer Mischung ganz unterschiedlicher Wellenlängen: Aufgefächert sehen sie aus wie ein Regenbogen, von blau bis rot. Ganz anders zusammengesetzt ist das Licht einer herkömmlichen LED.

LEDs strahlen oft nur Licht einzelner Farben und Wellenlängen ab. Blau ist besonders energiereich.

Als gesundheitlich problematisch bei den LEDS wird oft der erhöhte Blauanteil angesehen. Denn blaues Licht kann Verletzungen im Auge hervorrufen – mikroskopisch kleine Schädigungen der Netzhaut. Allerdings gibt es entscheidende Unterschiede zwischen den unterschiedlichen LEDs. Zum Beispiel zwischen „kaltweiß“ und „warmweiß“ – oder Büro- und Wohnbereichsleuchten.

"Das ist ein LED-Spektrum aus dem Wohnbereich, mit relativ geringer Farbtemperatur, die hat ungefähr 2600 Kelvin (Einheit der Farbtemperatur). Wenn man jetzt umschaltet auf eine Büroleuchte, da hat man Farbtemperaturen, die liegen so um die 4000 Kelvin, und da sieht man schon einen etwas höheren Blauanteil im Vergleich zum Rotgrünanteil. Blaues Licht hat mehr Energie im Licht, die blauen Lichtphotonen sind energiereicher als grüne oder rote Lichtphotonen."

Prof. Dr. med. Dipl.-Ing. Herbert Plischke, Hochschule für angewandte Wissenschaften München (oBB)

LEDs: Auf Intensität und Abstand kommt es an

Keine Gefahr für die Augen bei richtigem Gebrauch: Handydisplays und Monitore.

Die Intensität der Lichtquelle und der Abstand zum Auge sind die wesentlichen Risikofaktoren für eine photochemische Schädigung durch blaues Licht. Die gute Nachricht: Übliche Leuchten, Monitore und Handys sind hier längst nicht hell genug (bei „bestimmungsgemäßem Gebrauch“ – kleine Kinder- und Taschenlampen sind deshalb keine ungefährliche Kombination!).

LEDs mit hoher Strahlkraft und Bündelung können zum Risiko für die Augen werden.

Die schlechte Nachricht: Es gibt durchaus starke LED- Lichtquellen, die die Grenzwerte überschreiten können. Verletzungen können hier auch entstehen, wenn Licht seitlich in die Augen strahlt. Glamouröses Beispiel sind zum Beipiel Bühnenscheinwerfer.

"Das Gleiche gilt für Projektionsmonitore, LED-Beamer zum Beipiel und natürlich auch für Kraftfahrzeugscheinwerfer, die einen relativ starken Lichtkegel nach vorne ausstrahlen."

Prof. Dr. med. Dipl.-Ing. Herbert Plischke, Hochschule für angewandte Wissenschaften München

Unsere Augen: Natürlicher Schutz vor zu viel Sonnenlicht

Natürlicher Schutz: Unsere Augen haben gegen das besonders energiereiche blaue Licht der Sonne Abwehrmechanismen.

Übrigens: Auch die Sonne würde die kritischen Grenzwerte bei Weitem überschreiten. Deshalb hat unser Auge eine Reihe von Abwehrmechanismen entwickelt, die uns vor den schädlichen Wirkungen des natürlichen Lichts bewahren. Die Frage ist: Funktionieren die auch bei künstlichem Licht?

LED und Makula-Degeneration: Sind langfristige Auswirkungen möglich?

Was passiert, wenn man menschliche Augen über Jahre hinweg mit LEDs konfrontiert? Bisher hat man sich vor allem mit möglichen akuten Verletzungen durch blaue Lichtanteile beschäftigt. Welche langfristigen Auswirkungen möglich sind, ist noch nicht genau erforscht.

Intensive Forschung: Wie wirkt sich das Licht von LEDs auf unsere Augen aus?

Tierversuche mit Ratten nähren den Verdacht, dass LEDs sich in der Auswirkung auf die Netzhaut von anderen Leuchtmitteln unterscheiden. Bekannt ist, dass der Blaulichtanteil im natürlichen Licht, das heißt im Sonnenlicht, langfristige Auswirkungen auf die Makula-Degeneration haben kann.

"Festgestellt hat man Blaulichtschäden bei Patienten, die schon eine Erkrankung haben, eine Makula-Degeneration. Bei ihnen hat man festgestellt, dass, wenn diese Personen häufig am Tageslicht sind, sich die Krankheit verschlimmert."

Prof. Dr. med. Dipl.-Ing. Herbert Plischke, Hochschule für angewandte Wissenschaften München

Risikofaktoren für Makula-Degeneration  

Wann schadet blaues Licht der empfindlichen Makula?

Der Einfluss von Blaulicht auf die Makula-Degeneration wird derzeit erforscht. Daneben gibt es aber auch ein paar Risikofaktoren, die sicher zur Entstehung der altersbedingten Makula-Degeneration beitragen: Dazu gehören neben dem höheren Lebensalter Rauchen, Übergewicht (beziehungsweise allgemeine Entzündungsprozesse im Körper, verursacht durch ein Bündel von Einflussfaktoren, genannt „westlichen Lebensstil“) und auch erbliche Faktoren spielen eine Rolle.

LEDs: Gefahr durch fehlende Rotlichtanteile?

Wie und warum unterscheidet sich die Wirkung des blauen LED- und Sonnenlichts auf unsere Augen?

Haben LEDs mit hohem Blaulichtanteil die gleiche Wirkung auf die Makula-Degeneration wie der Blaulichtanteil im natürlichen Sonnenlicht, auch wenn Monitore längst nicht so hell strahlen wie Tageslicht? Welche Rolle spielen biologische Abwehrmechanismen gegen die potentiell schädlichen Effekte des Sonnenlichts? Hier gibt es noch viel Forschungsbedarf.

Prof. Plischke vermutet, dass bei LEDs nicht nur der Blauanteil, sondern auch das Fehlen der roten und infraroten Lichtanteile eine Rolle spielen könnten. 

"Das ist aus Tierversuchen bekannt: Tiere hat man mit toxischen Blaulichtanteilen bestrahlt und hat die Augen untersucht. Eine weitere parallele Gruppe hat man vorher mit Rotlichtanteilen bestrahlt, und die haben dann die gleiche, toxische Dosis erhalten und es wurden wesentlich weniger Schäden festgestellt."

Prof. Dr. med. Dipl.-Ing. Herbert Plischke, Hochschule für angewandte Wissenschaften München

Sind Halogenbirnen besser für Makulapatienten geeignet als LED-Leuchtmittel?

Das bedeutet, rote Lichtanteile haben vermutlich einen protektiven Effekt. In handelsüblichen LEDs sind sie aber oft, vor allem wegen der Energieersparnis, kaum enthalten. Prof. Plischke rät Menschen mit bereits geschädigter Makula deshalb dazu, vorsichtshalber Halogenleuchten statt LEDs zu verwenden.

„Warmweiße“ LEDs: Sind sie so „gemütlich“ wie Glühbirnen-Licht?

Spektrum einer "warmweißen" LED-Birne

Auch „warmweiße“ LEDs erzeugen nicht unbedingt das gleiche Licht wie die traditionellen Glühbirnen. Sie unterschieden sich von „kaltweißen“ LEDs vor allem durch den „gekappten“ Blauanteil. Der Unterschied dabei ist, dass traditionelle Glühbirnen sehr viel rotes und auch infrarotes Licht abstrahlen. Das macht sie energieintensiv, denn die infraroten Lichtanteile können wir nicht sehen, sie sind nur eine Art „Abfallprodukt“ der Helligkeit. Wichtig für die Helligkeit sind vor allem die grünen und gelben Lichtanteile.  Bei LEDs kann man steuern, welche Wellenlänge erzeugt werden soll. Da auch die sichtbaren roten Lichtanteile wenig dazu beitragen, dass wir eine Lichtquelle als „hell“ empfinden, sind sie bei LEDs – auch den warmweißen LEDs – unterrepräsentiert. Eine mögliche Konsequenz: Rote Farben wirken blasser als im Licht einer traditionellen Glühbirne.
Manche Hersteller werben damit, dass ihre LED-Lampen ein „natürliches“ Spektrum haben, das dem Tageslicht besser angeglichen ist, oder dass sie mehr Rotlicht-Anteile als andere LEDs haben. Da nicht jeder ein Spektrometer zu Hause hat, vertrauen Sie Ihren eigenen Augen:  Testen Sie selbst, welches Licht Ihnen am besten gefällt.

LEDs: Die Flicker-Gefahr

Manche LEDs, besonders die billig hergestellten, brummen und summen nicht nur, sondern flackern oder flickern auch. Die meisten von uns merken das nicht: manche Menschen sind für diese Effekte aber besonders empfindlich.

"Das heißt, es können Kopfschmerzen auftreten, es sind einfach Augenbelastungen feststellbar, bei diesen Menschen, es sind aber relativ wenige Menschen, die diese Probleme haben."

Prof. Dr. med. Dipl.-Ing. Herbert Plischke, Hochschule für angewandte Wissenschaften München

Genaue Effekte des Flickerns müssen noch erforscht werden. Das ist übrigens auch die Empfehlung einer unabhängigen wissenschaftlichen Kommission der EU (SCHEER), die sich mit den gesundheitlichen Risiken von LEDs befasst hat.

Tipp:

Empfindliche Menschen sollten vermeiden, LEDs zu dimmen, denn gedimmte LEDs flackern langsamer. Damit kann das Flackern dann eher wahrgenommen werden. Meiden sollten sie auch Lampengeschäfte: Dort überlagern sich die Frequenzbereiche verschiedener LEDs, und das verstärkt unter Umständen auch die Flicker-Wahrnehmung.

Wacher mit LEDs? Chancen der neuen Lichttechnik

Licht ist nicht gleich Licht: Licht mit viel Blauanteilen macht morgens wach.

Theoretisch kann man mit LEDs Licht in allen Farben machen, auch wenn das praktisch nicht ganz so einfach ist. Bisher allerdings ging's bei dieser Technik vor allem darum, die Energieersparnis zu optimieren. Prof. Plischke und seine Mitarbeiter beschäftigen sich aktuell damit, welchen Einfluss das Licht auf den Menschen hat, und wie man LEDs hier sinnvoll einsetzen kann. Human Centric Lightning nennt sich dieser Ansatz. Und hier spielt das blaue Licht wieder eine große Rolle, aber eher im positiven Sinn.

"… vor 20 Jahren hat man neue Fotorezeptoren im Auge entdeckt, die einen speziellen Anteil des Lichtes, einen blauen Anteil, detektieren, und über diese Zellen werden unsere Hormone gesteuert."

Prof. Dr. med. Dipl.-Ing. Herbert Plischke, Hochschule für angewandte Wissenschaften München

Man fand heraus: Nur blaues Licht macht uns wach, gerade morgens kann ein Blauanteil also sehr sinnvoll für eine künstliche Beleuchtung sein. Mit LEDs ist das, im Gegensatz zu den traditionellen Leuchtmitteln, viel besser realisierbar.

"Insgesamt gesehen sind LEDs eher eine Chance für die Gesundheit, weil wir jetzt sehr viel mehr aktiv Lichtplanung betreiben können. Das heißt, wir können die gesundheitlichen Effekte des natürlichen Tageslichts auch in einer künstlichen Umgebung besser nachstellen."

Prof. Dr. med. Dipl.-Ing. Herbert Plischke, Hochschule für angewandte Wissenschaften München

Ein anderer Aspekt dieses neuen Umgangs mit Lichtplanung ist natürlich auch, die Aufmerksamkeit darauf zu lenken, wo blaue Lichtanteile die „zirkadianen Rhythmen“ von Mensch und Tier durcheinanderbringen können. Straßenbeleuchtung mit hohem Blaulichtanteil ist möglicherweise energiesparend, aber nicht gesund.

Tipp:

Eine qualitativ hochwertige LED erkennt man unter anderem an einem guten Farbwiedergabe-Index, abgekürzt Ra oder CRI – je näher dieser Wert an 100 ist, desto besser.

Lichtdesign fürs Handy: Gesunde Rhythmen unterstützen

Blaufilter für Handys und Monitore am Abend unterstützen das Müdewerden.

„Gesundes“ Lichtdesign am eigenen Handy gibt’s sogar schon: Weil abends schon kleinste Mengen an blauem Licht die Produktion des Schlafhormons Melatonin unterdrücken, am Bildschirm den Blaufilter einschalten. Das sorgt nicht nur für gesunde Augen, sondern auch für einen gesunden Schlaf.

Weiterführende Links:

Schönes, gesundes Licht: Der aktuelle Leitfaden zum „Human Centric Lightning“ kann man sich hier herunterladen:

Hochwertige LEDs: Woran erkennt man sie?

Wie erkennt man eine qualitativ hochwertige LED? Die Symbole auf den Verpackungen von LEDs sind für Laien nicht einfach zu deuten. Hier eine Hilfe für die Übersetzung, allerdings noch auf die sogenannten „Energiesparlampen“ ausgerichtet.

Ein interessantes, aufschlussreiches Interview mit Prof. Plischke zu den vielen Auswirkungen von Licht auf die Gesundheit:

Die aktuellen Empfehlungen der wissenschaftlichen Kommission der EU zu den Auswirkungen von LEDs auf die menschliche Gesundheit finden sich hier:

Ein Beitrag des NDR über den Verdacht, dass LEDs Makula-Degeneration fördern:

Die Originalpublikation zum Tierversuch findet man hier:


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