Schädigung der Augen durch Licht

Bei den extrem hellen Lampen, die wir teilweise im Terrarium einsetzten, gibt es natürlich auch die berechtigte Sorge vor einer Schädigung der Augen bis hin zur Erblindung. Mir persönlich sind nur sehr wenige Fälle von Augenschäden bekannt, trotzdem sollte man das, was man aus der Humanmedizin weiß, als Warnung auch für die Tierhaltung nutzen.

Blaues Licht mit einer Wellenlänge um 440 nm schädigt die Netzhaut. Dieser Effekt wird im Deutschen als Blaulichtgefährdung oder Photoretinitis bezeichnet, im englischen als Blue-Light-Hazard.

Makuladegeneration, via wikipedia

Die Zapfen und Stäbchen in der Netzhaut ändern ihre chemische Struktur, wenn sie ein Photon absorbieren und ein entsprechendes Signal an den Sehnerv weiterleiten. Anschließend brauchen sie einige Zeit in der eine Kette von chemischen Änderungen abläuft, die die Photorezeptoren wieder regeneriert. Man spricht auch davon, dass die Photorezeptoren “ausbleichen”. Blaues Licht zwischen 400 nm und 500 nm greift in diesen Regenerationsvorgang ein und macht die Photorezeptoren frühzeitig wieder empfindlich für Licht. So wird die Wahrscheinlichkeit für Schäden an den Photorezeptoren erhöht. Beim Menschen ist Makuladegeneration die Langzeitfolge dieser Überlastung der Photorezeptoren. [1209Bullough, J., & Mies, M. S. (2000). The blue-light hazard: A review. Journal of the Illuminating Engineering Society, 29, 6–14.]

[1198Ein unverbindlicher leitfaden zur richtlinie 2006/25/eg über künstliche optische strahlung. (2010). Europäische Kommission.; 1197Directive 2006/25/ec of the european parliament and of the council of 5 april 2006 on the minimum health and safety requirements regarding the exposure of workers to risks arising from physical agents (artificial optical radiation) (19th individual directive within the meaning of article 16(1) of directive 89/391/eec).]

Bewertungsfunktion für Photoretinitis im Vergleich zu drei Lichtquellen.

Da das Wirkspektrum für Blaulichtgefährdung sehr gut mit dem Spektrum der blauen Primär-LED in normalen weißen LEDs übereinstimmt, kam die Sorge auf, dass weiße LEDs eine besonders starke Blaulichtgefährdung verursachen [1196Konjhodžić, Đ. (2019). Are led-based screens and lamps suddenly hazardous? Instrument Systems.; 1207Zak, P., & Ostrovsky, M. (2012). Potential danger of light emitting diode illumination to the eye, in children and teenagers. Light and Engineering, 20, 5–8.]. Das wurde in verschiedenen Studien widerlegt! Es hängt letztlich nur von der Farbtemperatur ab, wie stark die Blaulichtgefährdung von Lampen ist, nicht von der Lampentechnologie. Auch Leuchtstofflampen mit hoher Farbtemperatur haben eine stärkere Blaulichtgefährdung. LEDs und Halogenlampen mit gleicher Farbtemperatur haben eine gleich starke Blaulichtgefährdung [1208Dain, S. J. (2020). The blue light dose from white light emitting diodes (leds) and other white light sources. Ophthalmic and Physiological Optics, 40(5), 692–699.].

Bei Fröschen wurden Veränderungen an den Photorezeptoren in der Netzhaut durch Leuchtstofflampenlicht beobachtet [835Fite, K. V., Blaustein, A. R., Bengston, L., & Hewitt, H. E. (1998). Evidence of retinal light damage in rana cascadae: a declining amphibian species. Copeia, 1998(4), 906–914.]: Die Tiere wurden für 8 Stunden in einen Glaskasten gesetzt, der von allen Seiten mit Leuchtstofflampen bestrahlt wurde. Die Beleuchtungsstärke betrug 3'200 lux.

Auch bei Kaulquappen wurden Schäden an der Linse und der Netzhaut festgestellt [834Flamarique, I. N., Ovaska, K., & Davis, T. M. (2000). Uv-b induced damage to the skin and ocular system of amphibians. Biological Bulletin, 199(2), 187–188.], verursacht durch intensive UV-Bestrahlung. Die Kaulquappen wurden täglich 8 Stunden lang mit einer UVB-Leuchtstofflampe mit Emission im Bereich 280–315 nm bestrahlt. Möglicherweise wurde eine Leuchtstofflampe mit unnatürlich kurzwelligem Spektrum genutzt, die Autoren machen dazu leider keine Angaben.

Foto: Tina Keller, www.tk-phelsuma.de

UV-Strahlung kann nicht nur als bekannter Sonnenbrand die Haut schädigen sondern auch die Hornhaut des Auges. Beim Menschen tritt das als “Schneeblindheit” beim Skifahren ohne gute Sonnenbrille oder als “Verblitzen” beim Schweißen häufiger auf, ist aber seltener als der normale Sonnenbrand der Haut. Während die Haut von Reptilien deutlich robuster ist, als die des Menschen, scheint da auf die Hornhaut nicht zuzutreffen. Eine Hornhautentzündung wurde bei Reptilien häufiger beobachtet, insbesondere wenn UV-Lampen mit einem unnatürlich kurzwelligen UV-Spektrum verwendet wurden. Diese Lampen strahlen UV-Strahlung mit einer Wellenlänge kleiner 300 nm ab, was eine besonders starke Wirkung bezüglich Hornhautentzündung hat.

Wirkungsspektrum für die Bildung einer Hornhautentzündung

Katarakt, via Wikimedia

Infrarot-A-Strahlung (780 nm - 1400 nm) wird beim Menschen zum großen Teil in der Linse absorbiert und führt zur Erwärmung des Linsengewebes. IR-B und IR-C Strahlung wird hingegen direkt an der Oberfläche der Hornhaut absorbiert. Die Linse altert durch IR-A-Strahlung schneller als üblich und lässt anschließend weniger Licht durch. Dieses Krankheitsbild bezeichnet man als Katarakt oder “Grauen Star”. Die Pupille ist nicht mehr tief schwarz sondern man sieht die graue Linse. Der erkrankte Mensch sieht wie durch eine grau gefärbte Scheibe hindurch.

Für dieses Krankheitsbild muss Infrarotstrahlung über viele Jahre, typisch 10 bis 20 Jahre lang mit sehr hoher Intensität direkt auf die Augenlinse treffen. Der Mensch muss also über viele Jahre lang häufig direkt in eine Infrarot-Quelle blicken. Das ist bei Glasbläsern der Fall, die jeden Tag viele Stunden lang rot-glühendes Glas betrachten formen. Bei Glasbläsern oder Schmieden ist der Glasbläserstar eine anerkannte Berufskrankheit. Heute schützten Brillen, die Infrarotstrahlung herausfiltern.

Da die Strahlung über sehr lange Zeit direkt auf die Linse wirken muss, halte ich eine Gefahr durch die typischen Terrarienlampen für nicht gegeben. Auch das Sonnenlicht strahlt sehr viel Infrarot-A ab, Reptilien sind evolutionär an diese IR-A-Belastung angepasst. Als Vorsichtsmaßnahme ist es aber sicher sinnvoll, Infrarot-A-Quellen immer mit hellem sichtbarem Licht zu nutzen um so ein direktes “in die Lampe schauen” zu verhindern. Also statt Rotlichtlampen oder Carbonstrahlern lieber Halogenlampen.

Rote, grüne und andersfarbige Laserpointer erzeugen eine abnorm hohe Beleuchtungsstärke auf einer sehr kleinen Fläche. Ein typischer frei verkäuflicher grüner Laserpointer mit 1 mW Leistung auf einer Kreisfläche mit 2 mm Durchmesser erreicht 300 W/m² oder ca. 200'000 lux. Die sichtbare Strahlung kommt durch Linse und Kammerwasser bis zur Netzhaut im Auge. An der Netzhaut kann es durch die enorm hohe Leistung zu thermischen Verbrennungen führen. Das ist keine besondere Eigenschaft der Lichtfarbe (ein roter Laserpointer ist also nicht gefährlich, weil er rot ist) sondern der hohen Energiedichte.

Diese These geistert durch die Facebook-Gruppen. Ich konnte dafür keinerlei Nachweis finden und vermute ein Missverständnis basierend auf roten Laserpointern oder Linsentrübung durch Infrarotstrahlung.

[1209] Bullough, J., & Mies, M. S. (2000). The blue-light hazard: A review. Journal of the Illuminating Engineering Society, 29, 6–14.
[1198] Ein unverbindlicher leitfaden zur richtlinie 2006/25/eg über künstliche optische strahlung. (2010). Europäische Kommission.
[1197] Directive 2006/25/ec of the european parliament and of the council of 5 april 2006 on the minimum health and safety requirements regarding the exposure of workers to risks arising from physical agents (artificial optical radiation) (19th individual directive within the meaning of article 16(1) of directive 89/391/eec).
[1196] Konjhodžić, Đ. (2019). Are led-based screens and lamps suddenly hazardous? Instrument Systems.
[1207] Zak, P., & Ostrovsky, M. (2012). Potential danger of light emitting diode illumination to the eye, in children and teenagers. Light and Engineering, 20, 5–8.
[1208] Dain, S. J. (2020). The blue light dose from white light emitting diodes (leds) and other white light sources. Ophthalmic and Physiological Optics, 40(5), 692–699.
[835] Fite, K. V., Blaustein, A. R., Bengston, L., & Hewitt, H. E. (1998). Evidence of retinal light damage in rana cascadae: a declining amphibian species. Copeia, 1998(4), 906–914.
[834] Flamarique, I. N., Ovaska, K., & Davis, T. M. (2000). Uv-b induced damage to the skin and ocular system of amphibians. Biological Bulletin, 199(2), 187–188.
[784] Guidelines on limits of exposure to broad-band incoherent optical radiation (0.38 to 3µm). (1997). Health Physics, 73(3), 539–554.