Eine neue bahnbrechende Studie von UCL-Forschern kommt zu dem Ergebnis, dass bereits eine dreiminütige Bestrahlung mit tiefrotem Licht, die einmal pro Woche am Morgen erfolgt, die nachlassende Sehkraft deutlich verbessern kann.
Die in Scientific Reports veröffentlichte Studie baut auf früheren Arbeiten des Teams auf (1 und 2), die gezeigt haben, dass die tägliche dreiminütige Bestrahlung mit langwelligem, tiefrotem Licht die energieproduzierenden Mitochondrienzellen in der menschlichen Netzhaut „anschaltet“ und so dazu beiträgt, die natürlich nachlassende Sehkraft zu verbessern.
*Tiefrotes Licht 3min 670nm, Die Verwendung erfolgt auf eigene Gefahr.
Für diese jüngste Studie wollten die Wissenschaftler herausfinden, wie sich eine einzige dreiminütige Exposition auswirkt, wobei sie auch ein viel niedrigeres Energieniveau als bei ihren früheren Studien verwendeten. Aufbauend auf separaten UCL-Forschungsarbeiten an Fliegen, bei denen festgestellt wurde, dass die Mitochondrien je nach Tageszeit eine „wechselnde Arbeitsbelastung“ aufweisen, verglich das Team die morgendliche Exposition mit der nachmittäglichen Exposition.
Zusammenfassend stellten die Forscher fest, dass sich das Farbkontrastsehen der Teilnehmer im Durchschnitt um 17 % verbesserte, wenn sie morgens drei Minuten lang tiefrotem Licht mit einer Wellenlänge von 670 Nanometern ausgesetzt waren, und dass die Wirkung dieser einmaligen Exposition mindestens eine Woche lang anhielt. Wurde derselbe Test jedoch am Nachmittag durchgeführt, wurde keine Verbesserung festgestellt.
Die Wissenschaftler sagen, dass die Vorteile des tiefroten Lichts, die durch die Ergebnisse hervorgehoben werden, einen Durchbruch für die Augengesundheit darstellen und zu erschwinglichen Augentherapien für zu Hause führen sollten, um den Millionen von Menschen weltweit zu helfen, deren Sehkraft von Natur aus abnimmt.
Der Hauptautor, Professor Glen Jeffery (UCL Institute of Ophthalmology), sagte: „Wir haben gezeigt, dass eine einzige Exposition mit langwelligem, tiefrotem Licht am Morgen die nachlassende Sehkraft deutlich verbessern kann, was ein großes Problem für die Gesundheit und das Wohlbefinden von Millionen von Menschen weltweit darstellt.
„Diese einfache Maßnahme, die auf Bevölkerungsebene angewandt wird, würde sich erheblich auf die Lebensqualität im Alter auswirken und wahrscheinlich zu einer Verringerung der sozialen Kosten führen, die durch Probleme im Zusammenhang mit verminderter Sehkraft entstehen.
Natürlich abnehmende Sehkraft und Mitochondrien
Bei Menschen um das 40. Lebensjahr herum beginnen die Zellen in der Netzhaut des Auges zu altern, und das Tempo dieser Alterung wird zum Teil dadurch verursacht, dass auch die Mitochondrien der Zelle, deren Aufgabe es ist, Energie (bekannt als ATP) zu produzieren und die Zellfunktion zu fördern, abzunehmen beginnen.
Die Mitochondriendichte ist in den Photorezeptorzellen der Netzhaut am größten, die einen hohen Energiebedarf haben. Infolgedessen altert die Netzhaut schneller als andere Organe, mit einem ATP-Rückgang von 70 % im Laufe des Lebens, was zu einer erheblichen Beeinträchtigung der Funktion der Photorezeptoren führt, da ihnen die Energie fehlt, um ihre normale Aufgabe zu erfüllen.
Bei der Untersuchung der Auswirkungen von tiefrotem Licht beim Menschen stützten sich die Forscher auf ihre früheren Ergebnisse bei Mäusen, Hummeln und Fruchtfliegen, die alle eine deutliche Verbesserung der Funktion der Photorezeptoren der Netzhaut feststellten, wenn ihre Augen mit tiefrotem Licht von 670 Nanometern (lange Wellenlänge) bestrahlt wurden.
„Mitochondrien reagieren besonders empfindlich auf langwelliges Licht, was sich auf ihre Leistung auswirkt: Längere Wellenlängen von 650 bis 900 nm verbessern die Leistung der Mitochondrien und steigern die Energieproduktion“, so Professor Jeffery.
Studien am Morgen und am Nachmittag
Die Photorezeptorenpopulation der Netzhaut besteht aus Zapfen, die das Farbensehen vermitteln, und Stäbchen, die das Sehen bei schwachem/dunklem Licht anpassen. Diese Studie konzentrierte sich auf die Zapfen und beobachtete die Farbkontrasteinstellung entlang der Protan-Achse (Messung des Rot-Grün-Kontrasts) und der Tritan-Achse (Blau-Gelb). *
In dieser Studie wurden nur die Zapfen und nicht die Stäbchen getestet; ähnliche frühere Untersuchungen ergaben eine vergleichbare Wirkung auf Zapfen und Stäbchen, so dass das Team davon überzeugt war, dass jede Wirkung auf die Zapfen auf die Stäbchen übertragen werden kann.
Alle Teilnehmer waren zwischen 34 und 70 Jahre alt, hatten keine Augenkrankheit, füllten vor dem Test einen Fragebogen zur Augengesundheit aus und verfügten über ein normales Farbensehen (Zapfenfunktion). Dies wurde mit Hilfe eines „Chroma-Tests“ beurteilt: Erkennen von farbigen Buchstaben, die einen sehr geringen Kontrast aufwiesen und zunehmend verschwommener erschienen, ein Prozess, der als Farbkontrast bezeichnet wird.
Mit Hilfe eines mitgelieferten LED-Geräts wurden alle 20 Teilnehmer (13 Frauen und 7 Männer) morgens zwischen 8 und 9 Uhr drei Minuten lang tiefrotem Licht mit einer Wellenlänge von 670 nm ausgesetzt. Ihr Farbsehvermögen wurde dann drei Stunden nach der Exposition erneut getestet und 10 der Teilnehmer wurden auch eine Woche nach der Exposition getestet.
Im Durchschnitt wurde eine „signifikante“ Verbesserung des Farbsehens um 17 % festgestellt, die bei den getesteten Teilnehmern eine Woche anhielt; bei einigen älteren Teilnehmern wurde eine Verbesserung um 20 % festgestellt, die ebenfalls eine Woche anhielt.
Einige Monate nach dem ersten Test (um sicherzustellen, dass alle positiven Auswirkungen des tiefroten Lichts „ausgewaschen“ worden waren) führten sechs (drei Frauen, drei Männer) der 20 Teilnehmer denselben Test am Nachmittag zwischen 12 und 13 Uhr durch. Als die Teilnehmer dann ihr Farbsehvermögen erneut testen ließen, zeigte sich keine Verbesserung.
Professor Jeffery sagte: „Wenn man einmal pro Woche ein einfaches LED-Gerät benutzt, wird das Energiesystem, das in den Netzhautzellen nachgelassen hat, wieder aufgeladen, ähnlich wie eine Batterie.
„Und die morgendliche Belichtung ist absolut entscheidend für die Verbesserung der nachlassenden Sehkraft: Wie wir bereits bei Fliegen gesehen haben, haben die Mitochondrien veränderte Arbeitsmuster und reagieren nicht in der gleichen Weise auf Licht am Nachmittag – diese Studie bestätigt dies.“
Bei dieser Studie betrug die von der LED-Taschenlampe ausgestrahlte Lichtenergie nur 8 mW/cm2 statt 40 mW/cm2, die sie zuvor verwendet hatten. Dies hat den Effekt, dass das Licht gedämpft wird, aber die Wellenlänge nicht verändert wird. Zwar sind beide Energiestufen für das menschliche Auge völlig unbedenklich, aber die weitere Reduzierung der Energie ist ein zusätzlicher Vorteil.
Erschwingliche Augentherapien für zu Hause
Da es kaum erschwingliche Augentherapien mit tiefrotem Licht gibt, hat Professor Jeffery ohne kommerziellen Gewinn mit Planet Lighting UK, einem kleinen Unternehmen in Wales, und anderen zusammengearbeitet, um 670-nm-Infrarot-Augengeräte zu einem erschwinglichen Preis herzustellen, im Gegensatz zu einigen anderen LED-Geräten zur Verbesserung der Sehkraft, die in den USA für über 20.000 $ erhältlich sind.
„Die Technologie ist einfach und sehr sicher; die Energie des langwelligen 670nm-Lichts ist nicht viel höher als die des natürlichen Umgebungslichts“, sagte Professor Jeffery.
„Angesichts seiner Einfachheit bin ich zuversichtlich, dass ein einfach zu bedienendes Gerät zu einem erschwinglichen Preis für die Allgemeinheit verfügbar gemacht werden kann.
„In naher Zukunft könnte man sich einmal pro Woche drei Minuten lang tiefrotem Licht aussetzen, während man sich einen Kaffee kocht oder auf dem Weg einen Podcast anhört.
Einschränkungen der Studie
Trotz der Klarheit der Ergebnisse sagen die Forscher, dass einige der Daten „verrauscht“ sind. Während die positiven Wirkungen bei Personen nach einer 670nm-Exposition eindeutig sind, kann das Ausmaß der Verbesserungen zwischen Personen ähnlichen Alters stark variieren. Daher ist bei der Interpretation der Daten eine gewisse Vorsicht geboten. Es ist möglich, dass es andere Variablen gibt, die das Ausmaß der Verbesserung beeinflussen, die die Forscher bisher nicht identifiziert haben und die eine größere Stichprobengröße erfordern würden.
Diese Forschung wurde vom Biotechnology and Biological Sciences Research Council und von Sight Research UK finanziert.
zusätzlich: Ergebnis einer früheren Studie
Die Forscher fanden heraus, dass das 670-nm-Licht bei jüngeren Personen keine Wirkung hatte, aber bei Personen über 40 Jahren wurden deutliche Verbesserungen erzielt.
Die Farbkontrastempfindlichkeit der Zapfen (die Fähigkeit, Farben zu erkennen) verbesserte sich bei einigen Personen im Alter von etwa 40 Jahren und darüber um bis zu 20 %. Die Verbesserungen waren deutlicher im blauen Teil des Farbspektrums, der im Alter anfälliger ist.
Auch die Stäbchensensibilität (die Fähigkeit, bei schwachem Licht zu sehen) verbesserte sich bei den über 40-Jährigen deutlich, wenn auch weniger stark als der Farbkontrast.
Professor Jeffery sagte: „Unsere Studie zeigt, dass es möglich ist, die Sehkraft, die bei älteren Menschen nachgelassen hat, deutlich zu verbessern, indem man sie einfach kurzen Lichtwellenlängen aussetzt, die das Energiesystem, das in den Netzhautzellen nachgelassen hat, wieder aufladen, ähnlich wie eine Batterie.
„Die Technologie ist einfach und sehr sicher. Sie verwendet tiefrotes Licht einer bestimmten Wellenlänge, das von den Mitochondrien in der Netzhaut absorbiert wird, die Energie für die Zellfunktionen liefern.
„Unsere Geräte kosten in der Herstellung etwa 12 Pfund, so dass die Technologie für die Öffentlichkeit leicht zugänglich ist.
Diese Forschung wurde vom Biotechnology and Biological Sciences Research Council finanziert.
