Gesundheitsschutz : Moderne Beleuchtungstechnik für die Gesundheit

Licht ist nicht nur fürs Sehen wichtig. Neben der visuellen hat Licht auch eine nichtvisuelle, biologische Wirkung. Sie beeinflusst verschiedene Prozesse und Strukturen im Körper, von der Hormonausschüttung über das Herz-Kreislauf-System und den Stoffwechsel bis hin zu Verdauung und Zellerneuerung. Erst seit 2002 ist bekannt, dass es neben den Stäbchen und Zapfen noch eine weitere Art von Lichtrezeptoren im menschlichen Auge gibt. Diese Fotorezeptoren reagieren besonders auf blaues Licht mit einer Wellenlänge von 480 Nanometern (nm). Auch künstliche Beleuchtung hat häufig einen Anteil an blauem Licht, der möglicherweise nichtvisuelle Wirkungen beinhalten kann.

Blaues Licht stimuliert

PC-Monitore, Smartphones sowie LEDs bestrahlen Menschen nahezu rund um die Uhr mit blauem Licht, was nicht dem natürlichen Tag-Nacht-Rhythmus entspricht. Das in den Fotorezeptoren enthaltene lichtempfindliche Protein Melanopsin wandelt diese Lichtsignale in Nervensignale um und wirkt so auf den Körper. Blaues Licht ist stimulierend: Es sorgt dafür, dass das anregende Hormon Cortisol ausgeschüttet und das Schlafhormon Melatonin unterdrückt wird. Dem Körper wird vermittelt, dass es nun Zeit ist, wach und aktiv zu sein.

Zudem regt Blaulicht die Ausschüttung von stimmungsaufhellendem Serotonin an. Ist der Schlaf-Wach-Rhythmus dauerhaft gestört, kann neben den eingangs erwähnten körperlichen und psychischen Beschwerden auch das Krebsrisiko steigen. Die internationale Krebsagentur (IARC) hat langjährige Nachtarbeit, die mit Störungen des Tag- Nacht-Rhythmus einhergeht, als wahrscheinlich Krebs erregend eingestuft.

Die genauen Zusammenhänge zwischen Schichtarbeit, biologischen Wirkungen des Lichts und gesundheitlichen Problemen werden derzeit weiter erforscht.

Das 24-Stunden-Lichtprofil bei Schichtarbeit

Bei Nachtarbeit sind die kompletten Lichtprofile über 24 Stunden modifiziert. Das zeigten Untersuchungen des Instituts für Prävention und Arbeitsmedizin (IPA) der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung zu den Auswirkungen von Nachtarbeit. Im Rahmen der Studie wurden bei Krankenschwestern rund um die Uhr alle zehn Sekunden die Lichtexposition und die darin enthaltenen Spektralfarben gemessen. Die so erstellten 24-Stunden-Blaulichtprofile wichen bei Nachtarbeit deutlich von den Profilen bei Tagarbeit ab: Es fehlten längere Phasen der Dunkelheit. Ohne sie gerät die innere Uhr aus dem Takt.

Erkenntnisse zu Lichtszenarien im Schichtdienst

Hier setzt moderne Beleuchtungstechnik an: Gezielt gesteuertes, biodynamisches Kunstlicht soll an Arbeitsstätten den Schlaf-Wach-Rhythmus der Beschäftigten positiv beeinflussen. Dass dies möglich ist, bestätigten die Ergebnisse der Studie ILIGHTS. Dabei setzte das Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik (UMSICHT) in einem BMW-Group-Werk in München ein experimentelles Lichtsystem ein.

Ein halbes Jahr waren 83 Beschäftigte im Schichtdienst jeweils vier Wochen einem anderen Lichtszenario ausgesetzt. Über eine Kamera an der Kopfbedeckung wurden der Lichtkonsum, der Blaulichtanteil und die Umgebungstemperatur über den Schichtverlauf gemessen. Die ideale Lichtfarbe variiert mit der Tageszeit. Das Wohlbefinden der Teilnehmenden war bei kaltweißem Licht mit einer Wellenlänge von 480 nm und hoher visueller Beleuchtungsstärke am höchsten. Beim Schlaf-Wach-Verhalten profitierten die BMW-Beschäftigten am meisten in der Spätschicht von kaltweißem bis neutralweißem Licht: Der Schlaf verlängerte sich deutlich und die Neigung, tagsüber einzuschlafen, nahm ab.

Vorläufige Regelungen zur Beleuchtung

Aus den heute vorliegenden Forschungsergebnissen zu biologischen Lichtwirkungen können laut Ausschuss für Arbeitsstätten (ASTA) der Bundesanstalt für Arbeitsschutz und Arbeitsmedizin (BAuA) noch keine konkreten quantitativen Festlegungen, wie Zeitpunkt und Dauer der Lichtexposition, für den Arbeitsschutz abgeleitet werden. Einige Zusammenhänge seien jedoch hinreichend belegt, um qualitative Empfehlungen, etwa zur Lichtfarbe und Beleuchtungsstärke, für Arbeitsstätten geben zu können.

So rät der ASTA, dass die Farbtemperatur bei Nachtarbeit nicht höher als 4.100 Kelvin liegen sollte. „Auf diese Obergrenze hat man sich geeinigt, denn so können Menschen noch arbeiten, ohne den Biorhythmus zu stark zu beeinflussen“, erklärt Frank Breuer vom Institut für Arbeit und Gesundheit der Deutschen Gesetzlichen Unfallversicherung (DGUV).

Allgemeine Empfehlungen zur Beleuchtung bei Nacht- und Wechselschicht:

• Die Beleuchtung sollte während der Nachtschicht so gestaltet sein, dass sie den Biorhythmus möglichst wenig stört.
• Arbeit am Bildschirm vor dem Schlafengehen sollte vermieden werden.
• Nicht benötigte Lichtquellen abschalten oder dimmen.
• Für Arbeiten an Bildschirmen Blaulichtfilter-Programme verwenden.

„Welche die optimale Beleuchtung bei Wechselschicht ist, lässt sich pauschal nicht sagen“, betont Breuer. Um diese zu finden, müsse jeder Arbeitsplatz einzeln betrachtet werden. Dabei spielen nicht nur die Arbeitsaufgaben eine Rolle, sondern auch das Alter der Beschäftigten. „Ältere Menschen haben einen wesentlich höheren Lichtbedarf als jüngere, sind aber gleichzeitig blendempfindlicher“, so der Experte.

Für Schichtarbeitsplätze könnten Systeme wie ILIGHTS mit seinen auf die einzelnen Beschäftigten individuell abgestimmten Lichtintensitäten und Wellenlängen daher helfen, die innere Uhr im Takt zu halten.

Autorin: Yvonne Millar, Manuela Müller