Bedenken hinsichtlich von Augenschäden durch rotes Licht von PBM-Panels haben sich nicht bestätigt: Eine neue Studie zeigt, dass eine einzige 3-minütige Exposition das Farbsehen bis zu einer Woche verbessert.

Einleitung

Die Alterung des menschlichen Organismus ist eng mit dem Funktionsverlust der Mitochondrien verbunden, den „Kraftwerken“ der Zelle, die das grundlegende Energieträgermolekül ATP produzieren. Ausfälle in ihrer Tätigkeit zeigen sich deutlich in Zellen mit hohem Energieverbrauch, zu denen auch die Fotorezeptoren der Netzhaut des Auges gehören. Deshalb beobachten wir im höheren Alter vor allem Verluste und eine verminderte Funktion der Stäbchen (für das Nachtsehen) sowie der Zapfen (für das Farbsehen).

Eine kürzlich durchgeführte Studie (Shinhmar, Hogg, Neveu & Jeffery, Scientific Reports, 2021) bringt jedoch eine ermutigende Nachricht: Eine einzige dreiminütige Exposition gegenüber rotem Licht mit einer Wellenlänge von 670 nm – zudem in den Morgenstunden – verbesserte die Empfindlichkeit für Farbkontraste bei Personen im Alter von 37–70 Jahren deutlich, und dieser Effekt hielt bis zu einer Woche an.

Mitochondrien und Photobiomodulation: Warum rotes Licht?

Mehrere frühere Versuche an Tieren und Menschen haben gezeigt, dass die Exposition gegenüber langwelligem Licht (650–900 nm) die Aktivität der Mitochondrien erhöhen und die Produktion proinflammatorischer reaktiver Sauerstoffspezies (ROS) verringern kann. Konkret:
• Lange Wellenlängen dringen in tiefere Schichten der Netzhaut ein,
• Sie optimieren die „Nanowasserschicht“ in der Umgebung der ATP-Pumpen (rotierende Komplexe der Atmung)
Ketten),
• Verbessern die Effizienz der ATP-Produktion.

Im Falle der Netzhaut, die einen enormen Energieverbrauch aufweist (insbesondere in den Zapfen,
sichernden Farbsehen), eröffnet sich somit die Chance, einige altersbedingte
Änderungen.

Schlüsselthemen der Studie

1. Kurze Belichtung, niedrige Energie
• Die Studie arbeitete mit nur 3 Minuten Bestrahlung, wobei die Energiedichte nur 8 betrug
mW/cm^2 (zum Vergleich: frühere Studien verwendeten oft etwa 40 mW/cm^2).
• Diese Dosis ist ungefähr um eine Größenordnung höher als die Menge der 670-nm-Komponente, die im normalen Tageslicht zu finden ist.

2. Verbesserung der Farbwahrnehmung
• Die Tritan-Achse (blau-gelber Kontrast) verbesserte sich bei den getesteten Probanden im Durchschnitt um 17 %.
• Die Protan-Achse (rot-grüner Kontrast) hat sich um etwa 12 % verbessert.
• Durch die Aufteilung in die Altersgruppen 38–49, 50–59 und 60+ zeigte sich, dass sich in allen Bereichen eine Verbesserung ergab
in drei Gruppen bewegte sich zwischen 11–20 % (mit leichten Unterschieden je nach Farbskala).

3. Langfristige Wirkung
• Der Effekt wurde in verschiedenen Intervallen beobachtet: 3 Stunden nach der Bestrahlung und dann erneut nach einer Woche.
• Nach einer Woche lag die Verbesserung bei einigen Teilnehmern immer noch bei etwa 8–10 % (im Vergleich zum Ausgangswert),
etwas kleiner als direkt nach der Therapie.

4. Die Abgabezeit ist entscheidend
• Die Ergebnisse zeigen eindeutig, dass die Exposition nur morgens (ca. zwischen 8 und 9 Uhr) wirksam ist. • Die Bestrahlung am Nachmittag (gegen 12 bis 13 Uhr) hatte eine vernachlässigbare oder keine Wirkung.

Die Autoren vermuten einen Zusammenhang mit zirkadianen Veränderungen der mitochondrialen Funktionen, also mit Veränderungen in der ATP-Produktion im Tagesverlauf.

5. Bestätigungskontrolle
• Um einen rein „trainingsbedingten“ Effekt (wiederholte Messung) auszuschließen, wurde ein Teil der Freiwilligen
getestet ohne Anwendung von 670-nm-Licht, und ihre Ergebnisse verbesserten sich nicht.

Warum sind diese Ergebnisse wichtig?

• Minimale Eingriffe, schnelle Anwendung: Drei Minuten Bestrahlung, einmal pro Woche, mit einer tatsächlichen Verbesserung des funktionellen Sehens – das ist für Senioren oder die alternde Bevölkerung eine sehr einfache und akzeptable Methode.

• Relevanz für den Alltag: In der modernen beleuchteten Welt (künstliche Lichter, Monitore) haben wir Bedingungen, unter denen das vollständige Nachtsichtsehen (Stäbchen) oft nicht so stark genutzt wird, jedoch das Zapfen-Sehen entscheidend ist.

• Einsparungen im sozial-gesundheitlichen Bereich: Bessere Farb- und Kontrastwahrnehmung älterer Personen
kann die Selbstständigkeit erhöhen, das Unfallrisiko verringern (z. B. bei der Erkennung von Hindernissen oder Oberflächenänderungen) und die Lebensqualität insgesamt verbessern.

Wie funktioniert das auf zellulärer Ebene?

Die Grundlage ist die Wirkung von rotem Licht auf die Mitochondrien:
• Die Viskosität des Wassers in der Umgebung der mitochondrialen Rotationspumpen wird verringert,
• Optimiert das Membranpotenzial, das für die ATP-Bildung erforderlich ist,
• Reduziert oxidativen Stress (übermäßige Bildung von ROS).

Kurzwelliges Licht (z. B. die blaue Komponente) kann hingegen unerwünschte Wirkungen haben: Die teilweise Absorption durch die Mitochondrien führt zu erhöhtem oxidativem Stress und ist mit photobedingten Schäden verbunden. Daher ist die Wahl der geeigneten Wellenlänge wichtig – in diesem Fall 670 nm.

Limitationen der Studie und weitere Ausrichtung

• Größe und Stichprobenstreuung: Obwohl die Ergebnisse überzeugend sind, geben die Autoren selbst an, dass sie
es wäre sinnvoll gewesen, eine umfangreichere Studie mit mehr Teilnehmern durchzuführen, um individuelle Unterschiede zu untersuchen (einige Personen reagierten deutlich stärker als andere).

• Morgendliche vs. nachmittägliche Exposition: Warum genau kommt es zu einem so grundlegenden Unterschied in der Wirksamkeit? Es wird die Hypothese aufgestellt, dass zirkadiane Rhythmen der Mitochondrien eine Rolle spielen.

• Mögliche praktische Anwendung: Es ist fraglich, ob regelmäßige (z. B. wöchentliche) morgendliche „Sitzungen“
könnten eine langfristigere Stabilisierung oder sogar eine progressive Verbesserung der Sehfunktionen bringen.

Schlussfolgerung

Die Studie von Harpreet Shinhmar et al. aus dem Jahr 2021 liefert neue und starke Belege dafür, dass bereits eine einzige dreiminütige Exposition gegenüber rotem Licht (670 nm) in den Morgenstunden das Farbsehen (insbesondere die Tritan-Achse) deutlich (um 10–20 %) verbessert und diese Verbesserung zudem bis zu einer Woche anhält. Es handelt sich um einen außerordentlich einfachen, nicht-invasiven und kostengünstigen Eingriff, der eine bedeutende Unterstützung des Sehvermögens im höheren Alter darstellen könnte. Angesichts der fundamentalen Bedeutung des Sehens für das tägliche Leben kann eine solche Technik große gesellschaftliche und gesundheitliche Auswirkungen haben. Weitere Forschungen sollten die Dosierung, geeignete Anwendungsintervalle und mögliche langfristige kumulative Effekte näher untersuchen. Schon jetzt ist jedoch klar, dass die Photobiomodulation in dieser Form ein vielversprechender Weg sein kann, um gutes Sehen im Alter zu erhalten.

Link zur Studie:

Shinhmar, H., Hogg, C., Neveu, M. & Jeffery, G. (2021). Verbesserte Farbkonstrastempfindlichkeit nach einzelnen 670-nm-Bestrahlungen, verbunden mit verbesserter mitochondrialer Funktion. Scientific Reports, 11, 22872.

Verfügbar online: Scientific Reports

Hinweis: Bei Interesse an ähnlichen Therapien konsultieren Sie deren Eignung mit einem Facharzt, insbesondere wenn bei Ihnen eine Augenerkrankung diagnostiziert wurde.