Sonnenlicht per LED

Zweifellos hat das Sonnenlicht nicht nur einen starken Einfluss auf die Pflanzenwelt (Chlorophyllbildung), sondern auch auf den Menschen. Guter Schlaf in der Nacht ist die beste und billigste Medizin. Dass Sonnenlicht und Sonnenspektrum einen so großen Einfluss auf die Leistungskurve des Menschen ausüben, wurde erst im letzten Jahrzehnt entdeckt. Umfangreiche Studien in den USA haben ergeben, dass seit der Erfindung des künstlichen Lichtes das Schlafverhalten vieler Menschen nachhaltig beeinflusst wird. Über 70 Millionen Menschen allein in den USA leiden demnach an Schlafstörungen. Nun wurde erforscht, was den menschlichen Schlaf beeinflusst, und dabei wurde erkannt, dass das Sonnenspektrum eine ganze Reihe von chemischen Prozessen während eines 24-Stunden-Zyklus im menschlichen Kopf auslöst. Dieses sogenannte „circadiane System“ hat Einfluss auf das menschliche Verhalten während eines Tages und einer Nacht.

Bild 1: Leistungskurve des Menschen über einen Tagesverlauf von 24 Stunden. Eurolighting

Circadianes System und Melatoninbildung

Die Bildung von Melatonin, einem Botenstoff in unserem Gehirn, steuert den Schlaf und das menschliche Schlafbedürfnis. Während des Tages ist der Melatoninspiegel des Menschen sehr niedrig, steigt aber im Laufe des Abends an, was die Müdigkeit fördert und den Menschen tief schlafen lässt. Das am Morgen wirksame, helle blau-grüne Sonnenspektrum erzeugt beim Menschen Rhodopsin, welches wiederum für die Aufwachphase Melanopsin und als Folge Seratonin produziert und den Menschen über den Tag hinweg fit und leistungsfähig hält. Gleichzeitig pusht es unter Mitwirkung von Cortisol den Menschen zur Leistungsfähigkeit. Diese Prozesse werden unter anderem vom Sonnenlicht und dessen Spektrum gesteuert und passen sich diesem ständig an. Denn über den Tag hinweg verändert sich das Sonnenspektrum erheblich: Von morgens blau-grün über mittags hell-weißlich bis hin zu rötlichen Tönen am Abend sind alle Nuancen im Sonnenlicht vorhanden.

Wird der Prozess in dieser „chemischen Fabrik“, die in unserem Kopf wirkt, unterbrochen oder gestört, ändert dies sofort das Wohlbefinden des Menschen. Sinkt zum Beispiel der Melatoninspiegel, kann dies zu Schlaflosigkeit führen oder andere Gesundheitsstörungen hervorrufen, wie Depressionen, schlechte Leistung oder schnelles Ermüden beim Lesen, aber auch weniger Kalkablagerungen bei Kindern, erkennbar an schlechten Zähnen, oder Osteoporose bei älteren Menschen.

Bild 2: Sonnenlicht-Messungen zu verschiedenen Tageszeiten: Veränderung des Sonnenlichtspektrums zwischen 8, 12 und 18 Uhr. Eurolighting

In früheren Jahrhunderten hielt man sich bei der Arbeit fast den ganzen Tag im Freien auf, es wurde Ackerbau betrieben und Handwerker übten ihr Gewerbe so weit wie möglich im Freien aus. Erst durch die Industrialisierung, die wiederum durch die Erfindung der Leuchtmittel ermöglicht wurde, verkürzte sich der Aufenthalt in der Sonne immer mehr bis hin zur heutigen Zeit mit zirka 10 Prozent des möglichen Tageslichtes und Sonnenscheins. Dieser Tagesrhythmus und damit die Reduzierung des Melatoninspiegels wurde gerade durch die modernen Leuchtdioden, Halogenlampen und selbst Glühbirnen noch zusätzlich negativ beeinflusst, weil diese Leuchtmittel – für uns unsichtbar – viel blaues Licht zum falschen Zeitpunkt erzeugen. Während morgens das blau-grüne Licht beim Sonnenaufgang dazu dient, die Melatoninbildung zu reduzieren und das Aufwachen zu erleichtern, verhindert es am Abend die Produktion von Melatonin, das wir für den guten Schlaf dringend benötigen. Eindeutige Störquellen sind Fernsehgeräte, Laptops, Computer und mobile Geräte wie Smartphones, die durch die Emittierung von blauen Wellenlängen die ausreichende Melatoninbildung reduzieren.

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Mit anderen Worten, das heutige Verhalten stört ganz erheblich den Ablauf des circadianen Systems mit der Folge, dass die Leistungsfähigkeit und Aufnahmefähigkeit des Menschen sinkt, ebenfalls seine Arbeitslust und Konzentration. So hilfreich wie die blauen Wellenlängen am Morgen zum Aufwachen sind, so schädlich sind sie am Abend für das Einschlafen. Die folgenden Bilder zeigen, wie schlecht die einzelnen Lichtquellen in Wirklichkeit häufig sind und

Bild 3 a: Lichtspektrum einer Sparlampe. Eurolighting

unser Wohlbefinden direkt oder indirekt steuern.

So sehr sich der Mensch heute energiebewusst verhält und Energielabels auf allen Produkten anbringt, so wenig bis gar nicht wurde bei den elektrischen Leuchtmitteln jeglicher Art auf das Lichtspektrum geachtet, das diese aussenden. Woran das liegt, sei dahingestellt. Da das menschliche Auge nur einen beschränkten Teil des Lichtspektrums erkennen kann, ist sich der Mensch oftmals der Tatsache gar nicht bewusst, inwieweit er sich in einem positiven oder negativen Lichtspektrum bewegt.

Das gesamte Lichtspektrum reicht vom breiten ultravioletten Bereich bis zum weiten Infrarot-Bereich. Für den Körper schädlich ist sicherlich der UVC-, aber auch der UVB-Bereich. Trotzdem sorgen die Lichtwellen im Randbereich UVB zu UVA bei einem Mangel an Sonnenlicht für einen Ausgleich und für eine Photosynthese des Vitamins D3, das für den Knochenabbau verantwortlich ist. UVA-Strahlen gelten derzeit als unbedenklich und zum Teil auch als förderlich für den Körper. Dem folgt der blaue und grünliche Bereich. Er sollte in hoher Intensität zur Verfügung stehen, um dem Körper zu signalisieren, die Melatoninproduktion zu reduzieren, welche Müdigkeit hervorruft. Dieser Bereich liegt bei zirka 460 nm. Danach kommen die hellen Bereiche Weiß und Gelb und schließlich die rötlichen Bereiche, welche die Melatoninproduktion wieder ankurbeln sollen, um die Müdigkeit und den Schlaf einzuleiten.

Bild 3b: Lichtspektrum einer Glühlampe. Eurolighting

Zusammenfassend kann gesagt werden, dass die ausreichende Melatoninbildung ursächlich ist für ein geschwächtes Immunsystem, Leistungsschwäche, fehlende Konzentration, teilweise Hauterkrankungen und möglicherweise für Krankheiten, die derzeit noch nicht völlig erforscht sind, zum Beispiel Diabetes. Intensive Forschungen in dieser Hinsicht haben erst in den letzten Jahren zielorientiert begonnen.

Unausgewogenheit bei künstlichen Lichtquellen

Bild 3c: Lichtspektrum einer warmweißen LED. Eurolighting

So entscheidend das Spektrum des Sonnenlichtes für den Menschen ist, so entscheidend ist auch die Intensität, mit der diese Wellenlängen den menschlichen Körper treffen. Hier gibt es eine starke Unausgewogenheit, zum Beispiel bei künstlichen Lichtquellen wie Leuchtdioden, die viel zu starke Lichtanteile im blauen Bereich besitzen und auch von Computer-Bildschirmen und mobilen Geräten ausgestrahlt werden.

Bild 4: Lichtspektrum eines Laptops. Eurolighting

Der Körper empfängt also nicht nur das Spektrum des Lichtes, sondern auch die Intensität der einzelnen Farben, die auf ihn und damit auf das circadiane System einwirken. Demgegenüber haben längere Wellenlängen (im Bereich oberhalb von 550 bis 560 nm), also in Richtung Orange oder Rot, am Ende des Spektrums einen sehr viel intensiveren Einfluss auf die Melatoninbildung. So ist es verständlich, dass gerade in Deutschland bei der Beleuchtung den warmen Farbtönen der Vorzug gegeben wird. Genauso wie der Körper bei einem Jetlag mehrere Tage benötigt, um diesen zu überwinden, kann es jedoch mehrere Tage dauern, bis der Körper eine falsche Beleuchtungssituation überwunden hat. Schlussfolgernd ist es wichtig, dem Körper ein starkes blau-grünliches Lichtspektrum am Morgen und ein orange-rotes Spektrum am Abend zur Verfügung zu stellen, damit diese „chemische Fabrik“ in großer Ausgewogenheit die Botenstoffe Melatonin, Rhodopsin und Seratonin produziert und damit den circadianen Rhythmus des Körpers einhält.

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Das öffentliche Bewusstsein muss sehr viel stärker für den Einfluss des Sonnenlichtes und das menschliche Befinden sensibilisiert werden und dieses als Ursache für einige Krankheiten in Betracht ziehen. Wobei ein Sonnenbad noch immer die beste Medizin ist – es ist nicht verschreibungspflichtig oder von der Krankenkasse finanziert. Intensive, weitergehende Forschungen sind hier nötig, denn man benötigt weniger die Messgeräte, als vielmehr umfangreiche medizinische und empirische Untersuchungen. Die gute Nachricht zu diesem Thema ist, dass es bereits die ersten Produkte gibt, die ein dem Sonnenlicht ähnliches Spektrum produzieren.

Bild 5: Neue Eurolighting LED-Lampe: Lumi Green, Leistung: 9 W, CCT: 3200 K, Ra: 92. Eurolighting

Durch das Hinzufügen spezieller Leuchtdioden im blau-grünen sowie roten Bereich zu den weiß abstrahlenden Leuchtdioden auf einer Platine wird das Lichtspektrum bei Eurolighting in entscheidenden Punkten verstärkt. Das Ergebnis: Es entsteht ein dem Sonnenlicht sehr ähnliches Lichtspektrum. Natürlich kann die Strahlungsintensität dieser Produkte niemals die volle Kraft der Sonnenstrahlung erreichen. Mit dieser Lösung lassen sich aber normale LED-Einschraublampen, Flächenleuchten, Deckenleuchten, T8-Röhren und ähnliches ausrüsten und damit sowohl im Haus, als auch in Schulen, Verwaltungsgebäuden jeglicher Art und Industriebetrieben äußerst positive Wirkungen erzielen. Empirische Untersuchungen haben zum Beispiel ergeben, dass bei Verwendung dieser Leuchtmittel der Kunde länger im Laden verweilt und damit größere Einkäufe tätigt. Ebenso setzt die Ermüdung beim abendlichen Lesen damit sehr viel später ein. Das verbessert die Sehkraft, man kann auch Texte mit kleiner Schrift besser lesen und Farben klarer und intensiver erkennen. Generell wirken sich diese LED-Leuchtmittel positiv auf das Wohlbefinden des Menschen über den Tag hinweg aus.

(ah)