In einer Vielzahl wissenschaftlicher Studien wurde eine hohe Toxizität dieser Lichtspektren nachgewiesen, so dass deren Toxizität für die Netzhaut heute wissenschaftlich anerkannt ist. Anerkannt ist auch, dass diese Lichtquellen eine bedeutende Teilursache sind für den grauen Star (Katarakt) und die Makuladegeneration. Besonders gefährlich ist das LED-Licht, wenn man dieses während längerer Zeit betrachtet oder sich darin aufhält, sei es als Beleuchtung im Hause, oder in Bildschirme von Smartphones und Tablets schaut und zwar ganz besonders beim Sehen aus kurzer Distanz. Auch das Sonnenlicht enthält blaue Lichtspektren, doch können wir uns schützen, indem wir eine Sonnenbrille tragen, die sowohl auf der Vorder-, als auch auf der Rückseite des Brillenglases die toxischen Wellenlängen herausfiltert. Schwieriger ist es aber, sich vor dem LED-Licht einer Innenbeleuchtung zu schützen. Ein Ersatz von LED-Lampen durch warmes weisses Licht mit der Farbtemperatur 2700 Kelvin wäre dringend notwendig, doch sind solche Glühbirnen kaum zu finden. Bei den so genannten «OLED» oder «AMOLED» -Bildschirmen der Smartphones gibt es gar keine Möglichkeit, sich effizient zu schützen, ausser man verwendet sie immer nur gelegentlich und nur möglichst kurz[i],[ii].
Die Blaulichtspektren des LED-Lichtes verursachen eine Degeneration der Netzhaut, einen Untergang ihrer Seh- und Nervenzellen. Diese phototoxischen Schäden summieren sich über die Jahre hinweg und es gibt deutliche Hinweise, dass dieses Licht für die immer häufiger werdenden degenerativen Krankheiten der Linse, der Netzhaut, für Sehschwäche, Retinopathien und für das Erblinden betagter Menschen durch die Makuladegeneration und das Glaukom mitverantwortlich ist. Dieser Untergang der Netzhaut durch das LED-Licht ist vielfach nachgewiesen. Es aktiviert die Mikroglia in der Netzhaut und verursacht dadurch darin eine chronische Entzündung. Die Mikroglia ist das Immunsystem sowohl des Gehirns als auch der Netzhaut. Man hat festgestellt, dass durch dieses Licht die mRNA-Konzentration der Marker BAX, Bcl-2 und Caspase-3 in der Netzhaut ansteigen. Diese Marker sind an der Kaskade des Zelluntergangs der Netzhautzellen, an der so genannten «Apoptose», beteiligt[i]. Eine Arbeitsgruppe der französischen «Agentur für Ernährung, Umwelt und Arbeitsschutz (ANSES)» hat diese Erkenntnisse bestätigt[ii].
Eine andere Forschergruppe analysierte Verletzungen der Netzhaut und die Veränderungen der Genexpressivität in den Zellen der Netzhaut durch Tierversuche, welche das blaue Spektrum des «weissen» LED-Lichts verursacht. Bei Mäusen, die sich während 4 Wochen im Schein dieses Lichtes mit einer Stärke von 250 Lux befanden, verringerten sich die Zellen der Netzhaut stark, was an der Zahl der Zellkerne in der äußeren Körnerschicht erkennbar ist. Zudem veränderte sich die Genaktivität (Genexpression) in den Netzhautzellen deutlich und man fand wesentlich mehr untergehende Netzhautzellen bei diesen Tieren, im Gegensatz zu Mäusen, welche sich während ebenfalls 4 Wochen in viel stärkerem normalem Licht der Stärke 1000 Lux befanden. Man vermutet, dass Signalwege, an denen das Protein Ubiquitin beteiligt ist, an dieser Netzhautdegeneration beteiligt sind. Ubiquitin ist ein kleines Protein, das in allen Zellen vorhanden ist und eine wichtige Rolle spielt bei der Regulation verschiedener Zellvorgänge. Das LED-Licht vermindert die Konzentration von Ubiquitin in den Netzhautzellen stark, was eine Selbstzerstörung anzeigt. Auch weisen Expressionsanalysen und immunhistochemische Untersuchungen darauf hin, dass zudem der Ubiquitin-vermittelte Proteolyse-Signalweg an der Degeneration der Netzhaut beteiligt ist[i].
Smartphones und Tablets zwingen uns, den Bildschirm aus der Nähe zu betrachten. Eine Übersichtsstudie ging der Frage nach, wie sich dies auf die Netzhaut auswirkt. Mehrere Untersuchungen an Tieren zeigten, dass Bildschirme mit dieser modernen Leuchtdiodentechnik die Netzhaut schon bei mässiger Exposition schädigen. Leider fehlen bis heute noch hochwertige Studien hierzu, da diese Technik sehr schnell eingeführt wurde. Die Forscher betonen, dass solche Untersuchungen dringend notwendig sind, um die Risiken der Smartphones und Tablets für den Menschen beurteilen zu können[i].
Eine andere Forschergruppe untersuchte die Auswirkungen des Lichtes der Smartphones auf Zellkulturen aus retinalem Pigmentepithel, sowie auf die Netzhaut von Ratten. Dabei wurden, als Parameter des Zelluntergangs, die Spiegel von Bcl-2, Bax, Fas-Ligand (FasL), des Fas-assoziierten Proteins, der so genannten «Todesdomäne» (FADD) und des Caspase-3-Proteins bestimmt. Als Zeichen des Zelluntergangs erhöhte die Belichtung der Zellkulturen die Parameter: «Bax-, gespaltene Caspase-3-, die FasL- und FADD-Expression» in den Zellen stark und hemmte die Akkumulation von Bcl-2- und Bcl-xL und die Bcl-2/Bax-Assoziation. Im Tierversuch wurden die Ratten während 4 Wochen teils kontinuierlich, teils periodisch, mit diesem Licht bestrahlt. Auch die periodische Exposition schädigte ihre Netzhaut sehr stark, verminderte ihre Dicke, bewirkte einen Untergang (Atrophie) von Photorezeptorzellen der Retina und verletzte auch deren Nervenzellen[i]. Wissenschaftlich ist anerkannt, dass Smartphones die Regulation des Tag-Nachtrhythmus schädigen. Aktiviert man den «Nachtlichtmodus» des Handys, so reduziert dies die Intensität des kurzwelligen Blaulichtes gut doppelt so stark, wie blaulichtreduzierende Brillengläser. Dieses Ergebnis gilt auch für alle anderen elektronischen Geräte, da sie die gleiche Art weißen Lichtes mit Blauspektrum abstrahlen, wie die Smartphones[ii]. Klebt man eine Schutzfolie über den Bildschirm, so verringert dies die Intensität des Blaulichtes ein wenig, doch wurde gezeigt, dass es wirksamer ist, die Helligkeit des Bildschirms zu reduzieren und den Nachtsichtmodus einzuschalten.
Die zunehmende Verwendung von Mikrowellen, vor allem in Mobiltelefonen und Radar, führt zu einer höheren Anzahl exponierter Personen, was ebenfalls Anlass zur Sorge gibt. Augäpfel sind aufgrund ihrer Anatomie und Zusammensetzung «Hotspots» der Hochfrequenzfeldstrahlung. In einer Metaanalyse wurden mehrere Studien zu Auswirkungen auf das Auge untersucht. Die Studien waren kaum vergleichbar, da sich die Expositionssysteme, Leistungsdichten und Dosimetrien unterschieden. Während die thermischen Wirkungen auf das Auge gut bekannt sind, einschließlich Katarakt, Hornhautödem, Endothelzellverlust und Netzhautdegeneration, gelten die nicht-thermischen Wirkungen immer noch als umstritten. Allerdings sind unter experimentellen Bedingungen Zellzyklusanomalien und ein früher Zelltod (Apoptose) durch diese Hochfrequenzstrahlung nachgewiesen worden. Es gibt Hinweise, dass diese Schäden auf oxidativen Stress zurückzuführen sind. Noch gibt es nur wenige Studien, die am Menschen durchgeführt wurden[iii]. Soweit diese vorhanden sind, haben sie jedoch wissenschaftlich nachgewiesen, dass die gepulste Hochfrequenzstrahlung des Mobilfunks Augenkrankheiten erzeugt. Eine Studie mit 166 Patienten im Alter von 40 bis 70 Jahren hat ergeben, dass der Augendruck vor und nach der Verwendung des Mobiltelephons in beiden Augen durchschnittlich um 13% ansteigt[iv].
Eine andere Studie der Seoul National University an 79 Patienten mit Messung an 158 Augen (127 glaukomatöse und 31 gesunde Augen), wies ebenfalls eine starke Erhöhung des Augeninnendrucks durch Mobilfunkstrahlung nach[v]. Heute gilt als wissenschaftlich anerkannt, dass die hochfrequente elektromagnetische Mikrowellenstrahlung von Mobiltelefonen und anderen modernen Geräten das Augengewebe schädigen kann. Zum Beispiel wurden in einer Studie die nichtthermischen Wirkungen hochfrequenter elektromagnetischer Mikrowellenstrahlung (1,1 GHz, 2,22 mW) auf das
Augenlinsenepithel von Rindern untersucht. Die Exposition bei 1,1 GHz, 2,22 mW Mikrowellen verursachte eine reversible Abnahme der optischen Qualität der Linse, begleitet von einer irreversiblen morphologischen und biochemischen Schädigung der Linsenepithelzellschicht. Die Wirkung der elektromagnetischen Strahlung auf das Linsenepithel unterschied sich deutlich von derjenigen durch Wärme. Die Wissenschaftler zogen aus diesem Experiment den Schluss, dass elektromagnetische Felder der Mikrowellenstrahlung die Augenlinse schädigen[1]. Eine andere grosse Übersichtsstudie (Metaanalye) bestätigte, dass eine längere Nutzung des Mobiltelefons durch Kinder Kurzsichtigkeit (Myopie), Sehschwäche (Asthenopie) und Erkrankungen der Oberfläche der Augen, der Hornhaut und der Bindehaut, erzeugen kann. Die Wissenschaftler fordern, dass die Nutzungszeit für Kinder geregelt und stark gesenkt werden müsse[2].
[1] Bormusow E. et al.: Non-Thermal Electromagnetic Radiation Damage to Lens Epithelium. The Open Ophthalmology Journal, 2008, 2, 102-106
[2] Wang J. et al.: Smartphone Overuse and Visual Impairment in Children and Young Adults: Systematic Review and Meta-Analysis. Meta-Analysis J Med Internet Res 2020 Dec 8;22(12):e21923. doi: 10.2196/21923.
Bücher: Handbuch 25. Handbuch 4
[i] Chen-Hui L. et al.: Editor's Highlight: Periodic Exposure to Smartphone-Mimic Low-Luminance Blue Light Induces Retina Damage Through Bcl-2/BAX-Dependent Apoptosis. Toxicol Sci 2017 May 1;157(1):196-210
[ii] Teran E. et al.: Evaluation of Two Strategies for Alleviating the Impact on the Circadian Cycle of Smartphone Screens. Comparative Study Optom Vis Sci 2020 Mar;97(3):207-217
[iii] Vignal R. et al.: Effects of mobile phones and radar radiofrequencies on the eye. Pathol Biol (Paris)
. 2009 Sep;57(6):503-8. doi: 10.1016/j.patbio.2008.09.003. Epub 2008 Nov 25.
[iv] Shokooni- Rad S. et al.: Comparison of Intraocular Pressure Changes Due to Exposure to Mobile Phone Electromagnetics Radiations in Normal and Glaucoma Eye. Comparative Study Middle East Afr J Ophthalmol
. 2020 Apr 29;27(1):10-13.
[v] Lee E.I. et al.: Effect of Smartphone Use on Intraocular Pressure. Clinical Trial Sci Rep
2019 Dec 11;9(1):18802
[i] Clark A.J. et al.: Ocular Tolerance of Contemporary Electronic Display Devices. Review Ophthalmic Surg Lasers Imaging Retina
. 2018 May 1;49(5):346-35
[i] Xie C. et al.: Chronic retinal injury induced by white LED light with different correlated color temperatures as determined by microarray analyses of genome-wide expression patterns in mice. J Photochem Photobiol B 2020 Sep;210:111977. doi: 10.1016/j.jphotobiol.2020.111977. Epub 2020 Jul 23
[i] Balogh B. et al.: LED-Induced Microglial Activation and Rise in Caspase3 Suggest a Reorganization in the Retina. Int J Mol Sci 2021 Sep 27;22(19):10418
[ii] Behar-Cohen F. et al.: Light-emitting diodes (LED) for domestic lighting: any risks for the eye? Review Prog Retin Eye Res 2011 Jul;30(4):239-57
[i] Renard G. et al.: The dangers of blue light: True story! Review J Fr Ophtalmol
2016 May;39(5):483-8
[ii] Torii H. et al.: Omnidirectional illumination light source device: LED ORB Light System. Retina
2021 Apr 1;41(4):886-889