LED-Augenschäden – Probleme durch LED-Beleuchtung für das Auge

Das menschliche Auge funktioniert wie eine Kamera: der lichtbrechende Apparat erzeugt ein Bild auf der Netzhaut, das sich an verschiedene Situationen des Sehens anpasst. Durch die Akkommodation ermöglicht uns die Linse scharfes Sehen im Nah- und Fernbereich. Die Pupille dient als regelbare Lochblende und ist an der Erzeugung des Bildes beteiligt, indem sie die Lichtmenge regelt, die ins Auge fällt.

Im Alltag begegnet uns die die Abkürzung LED am häufigsten dann, wenn es im Haushalt um die Beschaffung von Leuchtmitteln geht. LED steht für Light Emitting Diode, was auf Deutsch lichtemittierende Diode bedeutet. Doch was genau hat es hiermit auf sich und wie entstehen LED-Augenschäden? 

• Bei einer lichtemittierenden Diode handelt es sich um ein elektronisches Halbleiterbauelement, das Licht erzeugt, sobald elektrischer Strom durch den Kristall fließt.  
• Die Lichtfarbe einer LED bestimmt dabei das verwendete Halbleitermaterial und dessen Bandlücke.
• LEDs zeichnen sich durch eine hohe Energieeffizienz, lange Lebensdauer und geringe Wärmeentwicklung aus.
• Aufgrund dieser Eigenschaften kommen sie heute in zahlreichen Bereichen wie Beleuchtung, Displays und Signaltechnik zum Einsatz. 
• Wegen ihres hohen Anteils an energiereichem, kurzwelligem Licht belasten diese lichtemittierenden Dioden die empfindlichen Sehzellen der Netzhaut. Hohe Intensität oder lange Exposition sind Gründe dafür, dass Augenschäden durch LEDs entstehen. 

Sehschäden durch LED entstehen, da das menschliche Auge als Organ äußerst empfindlich auf sichtbares Licht reagiert und bereits geringe Energiemengen physiologische Prozesse auslösen können. Treffen energiereiche Anteile von LED-Licht mit hoher Intensität auf die Netzhaut, kann dies die empfindlichen Sehzellen überlasten und langfristig schädigen. 

• Ab Wellenlängen von größer als 400 nm beginnt das für den Menschen sichtbare Licht.  

• Die Sehfunktion beruht auf einer enorm hohen, an die Grenzen des Zellmetabolismus gehende Spezialisierung der beteiligten Gewebe.  

• Die Sehzellen, die aus dem Bild elektrische Impulse erzeugen und den Sehprozess beginnen, sind maximal physikalisch empfindlich – ein Lichtquant, das Photon, löst schon eine physiologische Reaktion aus.  

• Sie bezahlen dieses jedoch mit einer erhöhten Empfänglichkeit für Schädigung durch energiereiches Licht.  

• Das bedeutet, dass sichtbares Licht mit hoher Intensität die Sehzellen schädigt. Daher bitte niemals ungeschützt direkt in die Sonne schauen. 

Das Bild wird von der lichtempfindlichen Netzhaut in elektrische Impulse umgewandelt und durch ihr neuronales Netzwerk in seine Informationsbestandteile zerlegt, die über den optischen Nerv zum Gehirn geleitet werden – hier findet der Sehprozess statt. 

Auch künstliches UV–Licht aus der Lichtstrahlung kann beim Schweißen zur Schädigung des Bindegewebes führen, was ein Gefühl von Sand im Auge hervorruft. Der Fachbegriff für dieses Phänomen heißt Photokeratitis und ist auch bekannt als Verblitzung oder Schneeblindheit. Bereits bei einer geringen Schädigung kommt es ein bis zwei Tage lang zu folgenden Symptomen:  

•  Tränenfluss  
• starkem Fremdkörpergefühl
• Lichtempfindlichkeit
• Lidkrämpfen
• Im schlimmsten Fall können sich Hornhautzellen ablösen oder absterben. 

 Diese aufgeführten Reaktionen zählen zu den visuellen Beeinträchtigungen durch LED, die bei unzureichendem Schutz auftreten können und das Auge erheblich belasten. 

LED-Augenschäden entstehen nicht nur durch Blendung oder subjektive Beschwerden, sondern können auch auf zellulärer Ebene wirksam werden. Die folgende Übersicht zeigt, wie eine Beschädigung der Augen durch LED insbesondere durch energiereiche Lichtanteile biologische Prozesse im Auge beeinflusst und Gewebe nachhaltig belasten kann: 

• Die unmittelbar am Sehprozess beteiligten Gewebe werden durch das Licht gleichfalls zellulär angegriffen.  

• Auf diese Weise absorbieren Hornhaut und Linse fast vollständig den Anteil des Lichtspektrums mit der höchsten Energie: das UV-Licht, mit Wellenlängen von kleiner als 390nm.  

• Dadurch kommt es zu oxidativem Stress und Schäden in der DNS der Zellen, die an der Erhaltung der Transparenz und am Schutz des Gewebes beteiligt sind.  

• In der Hornhaut wird ein erheblicher Teil des energiereichen Lichts durch die äußerste Schicht im Auge absorbiert.  

• Dabei werden durch DNS-Reparaturmechanismen kontinuierlich die UV-bedingten Schäden an der Hornhaut kompensiert.  

• Wenn diese Reparaturmechanismen mit dem Auftreten der Schäden nicht mithalten können, kommt es zu Hornhautschäden und Linsentrübung.  

• Auch künstlich erzeugtes UV-Licht kann dazu beitragen, wie etwa das Licht aus UV emittierenden Leuchtkörpern, Solarien oder während des Schweißvorgangs mit elektrischen Schweißgeräten.