Posts Tagged ‘AMD’

Es ist doch immer wieder schön, wenn die Medien nach einigen Jahren dann doch die Spur aufnehmen – regelmäßige Besucher dieses Blogs kennen das Thema bestimmt schon…

Quelle: Video: LED-Lampen schädigen die Augen – Plusminus – ARD | Das Erste

Anmerkung in eigener Sache: Aufgrund der DSGV, die demnächst in Kraft tritt, werde ich wohl keine grafischen Elemente, Abbildungen etc. mehr verwenden, da ich Abmahnungen aus dem Weg gehen will…

Dieser Vortrag von Alexander Wunsch wurde am 17. November 2015 im Grand Hotel in Heiligendamm anlässlich einer Einladung des Rotary Club Heiligendamm gehalten. Das ist auch insofern interessant, da genau an diesem Ort der Umweltgipfel stattgefunden hatte, anlässlich dessen im Jahre 2007 die Ausphasung der Glühlampe verkündet wurde. Der Vortrag dauert ziemlich genau so lange wie eine Schulstunde und ist daher etwas ausführlicher als die Präsentation „Gibt es den richtigen Computermonitor?“. Natürlich gibt es einige Parallelen und thematische Überschneidungen. Repetitio est mater studiorum, würde der Lateiner sagen. Da es frei gehaltene Vorträge und keine Vorlesungen sind, wird der eine oder andere Aspekt vielleicht klarer, wenn man beide Vorträge gesehen hat.

Lampen: LED-Licht bringt Wand und Teppich zum Leuchten – DIE WELT.

Schöne neue Welt des digitalisierten Lichts? LED – Wunderlampe oder Trojanisches Pferd? Die Antwort wird noch etwas auf sich warten lassen, da Industrie und Politik sich zu einem Feldversuch mit der Bevölkerung entschlossen haben, ohne die Warnhinweise aus der Forschung zu berücksichtigen. Wie schon bei der Mobilfunktechnologie wird alles getan, um die wirtschaftliche Entwicklung nicht zu behindern, gesundheitliche Aspekte treten dabei in den Hintergrund. Die Frage von Langzeitschäden kann schließlich nur epidemiologisch angegangen werden, was durch den Zeitfaktor zwei entscheidende Konsequenzen mit sich bringt: die gesundheitlich Geschädigten können nur noch symptomatisch behandelt und die Verursacher nicht mehr zur Verantwortung gezogen werden…

LED-Licht in der Schule – VDI Technologiezentrum GmbH.

Wieder ein schönes Beispiel, wie die Technologiegläubigkeit alle anderen Bedenken überrollt. Kinder sind für die Spektren von LEDs besonders anfällig: Hormonwirkungen und Stresswirkungen auf die Netzhaut können die Folge sein. Im Oktober 2010 veröffentlichte die französische Gesundheitsbehörde ANSES ein Gutachten, aus dem hervorgeht, dass man LED-Licht möglichst nicht im Umfeld von Kindern einsetzen sollte, da ein erhöhtes Risiko für eine spätere Entstehung der AMD (altersbedingte Makuladegeneration) nicht ausgeschlossen werden kann.

Weitere Informationen finden Sie hier.

Makuladegeneration: Dramatischer Versorgungsengpass droht – Umwelt-Panorama.de.

Aus diesem Artikel gehen einige Zahlen hervor, die belegen, wie dramatisch die Erkrankungsraten sein müssen, wenn pro Jahr mehr als eine halbe Million Injektionen durchgeführt werden…

Mit Röntgenstrahlen gegen Makuladegeneration | NDR.de – Ratgeber – Gesundheit.

Da frage ich mich doch, ob präventive Maßnahmen nicht besser wären…

Ok, das ist eigentlich eine rhetorische Frage, natürlich ist vorsorgen besser als heilen, schon klar…

Solange aber mögliche Ursachen außer Acht gelassen werden, ist es oft schwierig, die richtigen Präventivmaßnahmen zu ergreifen: Bis heute sind die meisten (Augen-)Ärzte davon überzeugt, dass Kunstlicht zu schwach ist, um die Netzhaut schädigen zu können. Nur Sonnenlicht sei stark genug, um an der Entstehung der Makuladegeneration beteiligt sein zu können, neben genetischen und weiteren unbekannten Faktoren bzw. Stoffwechselstörungen. Daraus folgt, dass Schutzmaßnahmen gegenüber Kunstlicht aus Sicht dieser Experten überflüssig sind. (Mir ist sogar ein Fall bekannt, wo ein namhafter Professor und Chefarzt einer Augenklinik einen Patienten (Angestellter bei einer großen Computerfirma) mit früh eingetretener Makuladegeneration (mit 40 Jahren) auf die Frage, ob das denn mit der vielen Bildschirmarbeit zusammenhängen könne, erbost hinausgeworfen hat, und zwar mit den Worten, er müsse sich in seiner Position solch hanebüchenen Unsinn nicht anhören…)

Seit ca. 40 Jahren erkennt man jedoch immer klarer, dass bestimmte Lichtanteile, die die Netzhaut erreichen, wesentlich aggressiver sind als andere: Blaues, indigofarbenes und violettes Licht am kurzwelligen Ende des Regenbogenspektrums haben genügend Energie, um in den Zellen der Netzhaut so genannte Sauerstoffradikale zu erzeugen. Dabei handelt es sich um sehr aggressive Moleküle, die empfindliche Zellbestandteile, z.B. Zellmembranen oder Mitochondrien, nachhaltig zu schädigen. Wenn der Schaden reparabel ist, benötigt die betroffene Zelle in jedem Fall mehr Energie, um die Reparaturvorgänge durchzuführen.

Bis heute relativ gut erforscht sind die Blaulichtschäden, die man auch durch Kunstlicht erzeugen kann – allerdings beziehen sich die Erkenntnisse auf Zell- oder Tierversuche und können daher nicht direkt auf den Menschen übertragen werden. Bei den Blaulichtschäden (Blue Light Hazard) werden allerdings meistens die akuten Schäden betrachtet, die bei starkem Licht auftreten können. Hier wird sich die zukünftige Forschung auch vermehrt den chronischen Blaulichtschäden der Netzhaut zuwenden müssen, die vermutlich bei wesentlich geringeren Lichtstärken auftreten können. Neuere Untersuchungen diskutieren sogar, ob die Schwellenwerte, die man bisher als sicher gehalten hatte, nicht um den Faktor 10 bis 100!!! zu großzügig angesetzt waren…

Was noch kaum erforscht ist, ist die Balance zwischen schädigenden Blaulichtanteilen und den langwelligen Anteilen im Rot und Nahinfrarotbereich, die in der Lage sind, die Reparaturvorgänge zu beschleunigen. Im Sonnenlicht (und Glühlicht) sind kurzwellige und langwellige Spektralanteile gut ausbalanciert, sodass für jedes kurzwellige Lichtquant auch langwellige Lichtquanten vorhanden sind, die dessen negative Wirkungen in gewissem Umfang ausgleichen können.

Moderne Lichtquellen (Entladungslampen, Weißlicht-LEDs) weisen kein balanciertes Spektrum auf: Die kurzwelligen Anteile sind stärker vorhanden, wohingegen langwelliges Rot und Nahinfrarotstrahlung fehlen. Damit verschiebt sich das Gleichgewicht in Richtung oxidativer Zellschädigung, ohne dass dem im regenerativen Bereich etwas entgegenstünde. Wenn die Zellschädigung verstärkt wird und gleichzeitig die Reparatur und Regeneration behindert werden, so bedeutet dies eine Weichenstellung in Richtung DEGENERATION.

Nicht-thermische Lichtquellen (Entladungslampen, Weißlicht-LEDs) weisen also Eigenschaften auf, die zumindest theoretisch die Entstehung der Makuladegeneration fördern können, da sie den Zellstress erhöhen und die Reparaturvorgänge behindern. Da es sich um einen Einfluss handelt, der (z.B. am Arbeitsplatz) viele Stunden täglich zur Wirkung kommt, muss man, will man wissenschaftlich korrekt vorgehen, auch nicht-thermische Kunstlichtquellen wie Leuchtstofflampen, LEDs und Hintergrundbeleuchtungen von Bildschirmen als mögliche Risikofaktoren für eine beschleunigte Entwicklung degenerativer Veränderungen der Netzhaut mit einbeziehen.

Epidemiologisch ist es ziemlich schwierig, einen pathogenen Faktor zu identifizieren, der praktisch alle untersuchten Menschen in einem Kollektiv gleichermaßen betrifft, so wie das für Kunstlicht eben gilt. Auch ist es epidemiologisch natürlich nicht einwandfrei, aus einem vermehrten Auftreten einer Erkrankung auf eine einzige Ursache schließen zu wollen. Allerdings haben neueste Untersuchungen zutage gefördert, dass das Eintrittsalter für die Makuladegeneration immer niedriger wird. Nannte man die Erkrankung früher ALTERSBEDINGTE Makuladegeneration (AMD), weil sie meistens bei älteren Menschen auftrat, so ist diese Bezeichnung in immer mehr Fällen heute nicht mehr zutreffend, da auch jüngere Patienten davon betroffen sind. Dabei handelt es sich dann um Bevölkerungsgruppen, die bereits im Kindergarten und in der Schule mit nicht-thermischem Licht konfrontiert waren…

Wer also auf wissenschaftliche Evidenz warten möchte, der kann sich mit der Prävention sicher noch etwas Zeit lassen. Wem hingegen die bereits vorliegenden Erkenntnisse reichen, um eine mögliche Netzhautschädigung durch blaues/kurzwelliges Licht in Betracht zu ziehen (auch wenn dieses nicht von der Sonne, sondern von Kunstlichtquellen mit sehr unnatürlicher Spektralverteilung stammt), kann sofort präventiv tätig werden, indem er z.B. am Bildschirm und am Fernsehgerät den Blauanteil reduziert, im Privathaushalt weiter Glühlampen (und keine LEDs!) einsetzt und in Situationen, wo er keinen Einfluss auf die Art des verwendeten Kunstlichts nehmen kann, eine gelb getönte Blaulicht-Schutzbrille trägt.

Augenerkrankungen – Makuladegeneration, Grauer Star und Glaukom.

Vormerken: Deutschlandfunk SPRECHSTUNDE Beitrag vom 14.10.2014, 10:10 h

Viele Augenkrankheiten sind Volkskrankheiten – hohe Kosten für die Gesellschaft – MEDIZIN ASPEKTE | medizin-aspekte.de.

Hier einige Daten zur altersbedingten Makuladegeneration: 4,5 Millionen Menschen allein in Deutschland sind bereits betroffen! Es gibt immer mehr Hinweise, dass Kunstlicht als pathogenetischer Faktor diskutiert werden sollte. Hier ist es besonders der kurzwellige (blaue) Spektralbereich, der verstärkt bei Quecksilberdampflampen und LEDs vorhanden ist. Als präventive Maßnahme eignet sich die Vermeidung nicht-thermischen Kunstlichts sowie das Tragen von Brillen, die den Blauanteil wirksam eliminieren.

Altersbedingte Makuladegeneration tritt viel früher auf als bisher angenommen!.

Korb CA et al. Prevalence of age-related macular degeneration in a large European cohort: Results from the population-based Gutenberg Health Study. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 2014 Feb 25. [Epub ahead of print]

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AUGE

Zu diesem Thema ein Text von 2013, erschienen in LUXLUMINA, dem Schweizer Fachmagazin über Lichtdesign und Lichtplanung.:

 

Gibt es gesundes Kunstlicht?

von Alexander Wunsch

Einleitung
Die Welt der künstlichen Beleuchtung befindet sich in einem Umbruch, wie er stärker kaum vorstellbar ist. Die LED scheint die Lösung aller Beleuchtungsprobleme zu sein, seit die Allgebrauchsglühlampe ausgephast wurde und die Giftstoffproblematik der Energiesparlampen zunehmend in den Fokus der Kritik geraten ist. Die grundlegenden Änderungen in der Welt des Kunstlichts haben als wichtigste Triebfeder die Energieeffizienz. Ist die LED wirklich die Super-Lichtquelle, für die sie gehalten wird? Kann sie in der Lichtqualität mit ihren Vorgängerinnen mithalten? Erzeugt sie eventuell sogar ein wirklich gesundes Kunstlicht oder ist doch eher Vorsicht angebracht?

Biokompatibles Licht
Um die Fragen nach der biologischen Verträglichkeit von Kunstlicht zu beantworten, ist es nötig, eine Reihe von Lichtparametern zu betrachten, die bislang in der Lichttechnik höchstens ein Schattendasein führen und in den Normenwerken keine Berücksichtigung finden. Zweifelsohne sind gute Weißlicht-LED einer Glühlampe in puncto Lebensdauer, Robustheit und Energieeffizienz zunächst überlegen. Was aber ist mit der Farbwiedergabe, dem Lichtflimmern, elektromagnetischer Störstrahlung durch digitale Vorschaltgeräte und natürlichem Spektralverlauf? Was hat es mit der biologischen Wirkung dieses neuartigen Kunstlichts ohne Wärmeanteil auf sich?

Was ist Lichtqualität?
Lichttechnik und Lichtbiologie haben unterschiedliche Herangehensweisen an den Faktor Lichtqualität. Die Lichttechnik unterteilt den Bereich des optischen Spektrums in einzelne Abschnitte und betrachtet diese getrennt voneinander in Form von Wirkspektren, z.B. für die Vitamin D-Bildung (UVB), den Sehvorgang (380 nm bis 780 nm) oder für die Wärmetherapie (Infrarot). Für jeden Einsatzbereich gibt es andere Lichtquellen, die auf Energieeffizienz und möglichst genaues Abdecken des jeweiligen Wirkungsbereiches getrimmt werden. Die „Qualität“ der jeweiligen Lichtquelle wird dann anhand weniger lichttechnischer Parameter ermittelt. Die Photobiologie (oder Lichtbiologie) sollte eigentlich einen anderen Weg wählen und neben der Definition einzelner Wirkspektren auch die jeweiligen Abschnitte in ihrem Zusammenwirken untersuchen, denn das Licht der Sonne ist aus einem charakteristischen Gemisch vieler Wirkbereiche zusammengesetzt, die sich teilweise in ihrer biologischen Wirkung verstärken oder kompensieren – auch hier ist das Ganze mehr als die Summe seiner Teile. Die Lichttechnik hat sich im letzten Jahrzehnt das Thema „Licht und Gesundheit“ auf die Fahnen geschrieben und bei zahlreichen Kongressen für sich beansprucht. Bevor sie dem Anspruch jedoch gerecht werden kann, Lichtquellen zu konstruieren, die der Gesundheit zuträglich sind, muss sie sich erst von ihrer monokausalen Betrachtungsweise verabschieden und die Synergien berücksichtigen, die das Sonnenlicht (aber auch die Abwesenheit von Licht) in biologischen Systemen bewirkt.

Biologische Verträglichkeit von Licht
Die Frage nach der biologischen Verträglichkeit sowie Toxizität von Licht kam bereits in der Antike auf (z.B. Lukrez, 1. Jahrh. v. Chr.). Damals war es in erster Linie das Sonnenlicht, das im Mittelpunkt des Interesses stand. In der heutigen Zeit verbringen die Menschen über 90 % ihrer Lebenszeit in geschlossenen Räumen, womit das künstlich erzeugte Licht den wichtigsten Strahlungseinfluss darstellt. Moderne Kunstlichtquellen unterscheiden sich in ihrer Spektralcharakteristik grundlegend von natürlichen Lichtquellen. Alle natürlichen Lichtquellen (Glühwürmchen ausgenommen) folgen in ihrer Spektralverteilung dem Planckschen Kurvenzug, sie sind thermische Lichtquellen, deren Strahlungsgemisch die natürliche Allianz von Helligkeit und Wärme repräsentiert. Modernes Kunstlicht (sowie durch Fenster gefiltertes Tageslicht) hingegen weist zumeist eine nicht-thermische Strahlungscharakteristik auf, da das Energieeffizienzbestreben zu einer Eliminierung der Infrarot-Anteile führt, die in der Lichttechnik lediglich als Abfallstrahlung verstanden werden. Mit jeder neuen Kunstlichtquelle, die sich in ihrer Spektralverteilung so grundsätzlich von natürlichem Licht unterscheidet, muss eigentlich die Frage nach der biologischen Verträglichkeit erneut gestellt und eine befriedigende Antwort gefunden werden, insbesondere wenn man davon ausgeht, dass sich das Auge und Gesamtorganismus im Laufe der Evolution an die natürliche Strahlungsumgebung optimal adaptiert haben. In dieser zentralen Frage herrscht zwischen Lichttechnik und Lichtbiologie jedoch kein Konsens. Die Ingenieure fordern einen Beweis für die Aussage, der Mensch sei in seinen Lichtreaktionen an thermische Lichtquellen adaptiert. Dieser ist zwar wissenschaftlich kaum zu erbringen, dennoch haben die Lichtphysiologen gewichtige Argumente dafür, dass eine derartige Anpassung im Laufe der Evolution doch stattgefunden hat:

1. Die Empfindlichkeitskurve des menschlichen Auges für das photopische Sehen gipfelt im selben Wellenlängenbereich, in dem unser Zentralgestirn die stärkste Abstrahlung aufweist (ca. 555 nm).
2. Das Licht einer Kerze (ca. 2100 K) liegt in der Farbwiedergabe (CRI = 99) quasi dort, wo auch das Sonnenlicht (6500 K) gemessen wird (CRI = 100). Die Glühlampe (ca. 2700 K) stellt zwar eine Kunstlichtquelle dar, erzeugt aber ebenfalls ein natürliches Spektrum mit exzellenter Farbwiedergabe (CRI = 100). Praktisch alle Planckschen Strahler weisen über einen weiten Temperaturbereich eine exzellente Farbwiedergabe auf, die bisher von nicht-thermischen Strahlern nur in Sonderfällen erreicht wird.

Reduktion auf Wirkspektren
Die Lichttechnik betrachtet bei Licht für die Allgemeinbeleuchtung nur den Wellenlängenabschnitt zwischen 380 nm und 780 nm. Dies ist auch der Spektralbereich, der die Grundlage für die Energieeffizienzbetrachtung darstellt. Lichtwirkungen durch Ultraviolett sowie Infrarot werden hier von der Bewertung ausgeschlossen. Das Sonnenspektrum hingegen reicht vom kurzwelligen UV bis in den Infrarotbereich, wobei der Nahinfrarot-Anteil (700 nm – 1500 nm) über 40% der gesamten Strahlungsenergie ausmacht. Findet der Sehvorgang unter dem Einfluss natürlichen Lichtes statt, wirkt speziell im Nahinfrarot ein deutlich breitbandigeres Spektrum auf die Netzhaut ein als bei nicht-thermischer künstlicher Beleuchtung, die meistens keine längerwellige Strahlung als 630 nm aufweist. Die Ausgewogenheit von kurzwelligen und langwelligen Strahlungsanteilen ist insofern bedeutsam, dass sich die Wirkungen teilweise kompensieren: Kurzwelliges Licht stellt für Zellen einen Stressfaktor dar, der z.B. mit der Bildung von Sauerstoffradikalen einhergeht, wohingegen langwelliges Licht \> 630 nm zur Zellregeneration beiträgt und der negativen Wirkung von Sauerstoffradikalen entgegenwirken kann.

Nicht-thermisches Licht und Auge
Die Stelle des schärfsten Sehens in der Netzhaut (Makula lutea) befindet sich permanent in einem Zustand physiologischer Ischämie (Minderdurchblutung), da sie nicht direkt über Blutgefäße, sondern nur durch Diffusion versorgt wird. Dies ist bemerkenswert, da die Stoffwechselanforderungen hier sogar besonders hoch sind. Der funktionierende Stoffaustausch zwischen Photorezeptoren, Müllerzellen und retinalem Pigmentepithel ist nicht nur Grundvoraussetzung für den eigentlichen Sehvorgang, sondern auch für den lebenslangen Erhalt der komplexen Zellfunktionen und gutes Sehvermögen bis ins hohe Alter. Bei thermischen Lichtquellen, also Feuer, Glühlampe oder ungefiltertem Tageslicht, sorgt der immer vorhandene Nahinfrarot-Anteil für eine verstärkte Diffusion in der Stelle des schärfsten Sehens: Nahinfrarot-Strahlung versetzt die Wassermoleküle im Gewebe in eine Vibrationsbewegung, was den Stoffaustausch erleichtert, ähnlich, wie sich ein Stück Kandiszucker schneller auflöst, wenn man den Tee umrührt. Trifft aber das nicht-thermische Licht einer weißen LED auf die Netzhaut, so sind zum einen selbst bei Warmton-Exemplaren erhebliche Blauanteile im Spektrum vorhanden, die zu vermehrtem Zellstress in der Netzhaut führen – andererseits fehlen die regenerierenden langwelligen Rotanteile sowie der diffusionsverstärkende Nahinfrarotanteil. Die Blauanteile im Licht einer weißen LED reichen zwar meist nicht aus, im Auge eine akute Blaulichtschädigung hervorzurufen (Blue Light Hazard), können aber durchaus langfristig zu einer chronischen Blaulichtschädigung führen. Diese langfristige Schädigung der Netzhaut durch nicht-thermische Lichtquellen (also LED und Leuchtstofflampen) müsste eine andere Bezeichnung erhalten, z.B. Blue Light Impairment, um den Unterschied zwischen akuter Schädigung und chronischer Beeinträchtigung deutlich zu machen. Soweit ist die Augenheilkunde jedoch noch nicht, denn die meisten Augenärzte gehen noch davon aus, dass die wichtigste degenerative Augenerkrankung der heutigen Zeit, die altersbedingte Makuladegeneration (AMD) höchstens durch Sonnenlicht, nicht aber durch Kunstlicht in der Entstehung begünstigt werden kann.

Ausblick
In erster Linie die europäische Lichtindustrie wehrt sich seit Jahrzehnten, die Fragestellung chronischer Gesundheitsbelastung durch Kunstlichtquellen systematisch und kritisch zu untersuchen. Während dem Problem der Blaulichtbelastung dieses Jahr in Japan ein ganzer Kongress gewidmet wurde, versucht die europäische Lichtindustrie, gerade diesen Blaulichtanteil als biologisch wertvoll zu klassifizieren und in die Normenwerke zu verankern. Die Unterdrückung des Regenerationshormons Melatonin wird als positiv und wünschenswert dargestellt und soll zum Qualitätsmerkmal „gesunden Kunstlichts“ erhoben werden. Nicht-thermische Lichtquellen leisten genau das: Sie weisen einen erhöhten Blauanteil auf. Man braucht also das Produkt nicht an die Anforderungen anpassen, sondern man passt die Normen an die Produkteigenschaften an. In Asien geht man einen anderen Weg: Patentrecherchen ergeben eine interessante Aktivität in die Richtung, wie man Bildschirme und energieeffiziente Lichtquellen so verbessern kann, dass sie den biologischen Erfordernissen gerecht werden und weder Hormonsystem noch Auge unnötigen Belastungen aussetzen. Aber es gibt auch Hoffnung für Europa: Die französische Gesundheitsbehörde ANSES hat 2011 einen umfangreichen Bericht verfasst und veröffentlicht, der davon abrät, LED-Licht im Privathaushalt einzusetzen und vor allem nicht dort, wo sich Kinder aufhalten. Diese haben eine für kurzwelliges Licht noch vollständig durchlässige Augenlinse und könnten daher bei frühzeitiger Belastung mit blaulichtverstärkten Lichtquellen ein erhöhtes Risiko tragen, frühzeitig eine Makuladegeneration zu entwickeln.

Literatur:
Behar-Cohen, F., et al., Light-emitting diodes (LED) for domestic lighting: Any risks for the eye?, Progress in Retinal and Eye Research (2011), doi:10.1016/j.preteyeres.2011.04.002

via Neuroglobin – A potential biological marker of retinal damage induced by LED light.

LED light for general lighting applications seems to be the featured technology capable of solving all the problems in artificial lighting…

Is LED light really the solution for biocompatible artificial lighting or is the LED hype a premature rushing ahead of the industry? The ANSES report (2010) is still ignored tactfully but secretively by most lighting technicians and ophthalmologists…

The aspects of concern are constantly increasing, namely melatonin suppression, retinal damage and endocrine disorder. This NEUROGLOBIN publication adds another bit to the body of evidence, that LED lighting may represent a modern Trojan Horse, a light surrogate deceiving our eyes by its appearance and damaging our organism simultaneously by its masked/invisible spectral properties.

For the readers of this blog entry who aren´t aware of the underlying principles, this little text might be helpful:

Biocompatibility of non-thermal light sources – some critical aspects of concern.
by Alexander Wunsch
Energy-efficient artificial light sources such as fluorescent lamps and LEDs exhibit a spectral energy distribution with an emphasis on the short wavelength part of the spectrum. In contrast to thermal light sources (TLS), the wavelengths longer than 630 nm are lacking in the spectrum of most non-thermal light sources (NTLS).
Recent findings could demonstrate that NTLS have a stronger impact on melatonin suppression via the retino-hypothalamical tract (RHT) compared to fire and incandescent lamps. The lighting industry defines melatonin suppression as a quality feature of biologically valuable artificial light and even plans to incorporate this attribute into the international lighting standards. Simultaneously there is a growing body of evidence that melatonin suppression is at least a Janus-faced process, especially when it occurs between dusk and dawn: during night time melatonin suppression is not beneficial but deleterious.

Two pathways of melatonin suppression are already known: the systemic or endocrine mechanism via the RHT and the pineal gland and, secondly,  the paracrine mechanism which controls the circadian photoreceptor regeneration in the retina itself. Up to now two cell types have been identified to produce melatonin on site: the photoreceptors and some ganglion cells. Since hampered regeneration is one important precursor of degenerative diseases, the ocular melatonin suppression by NTLS sets a focus on age related macular degeneration (AMD), a deleterious disorder leading to blindness with alarmingly increasing incidence in modern societies.

With regard to AMD, blue-enriched light is a problem concerning the melatonin suppression, but also it generates higher amounts of reactive oxygen species (ROS) in the retina and especially in the macular zone. In this context the lack of red and near infrared radiation in NTLS enters the stage. Photoreceptor cells have by far the highest oxygen consumption compared to any other cell type in the body. Metabolism is a key word in the macular zone, which is, due to optical requirements, an area without capillary vessels. Despite the ultra high metabolical demands in this critical zone, all transport activities depend on diffusion over a larger distance than usually found in other organs. Red and infrared radiation acts as a diffusion enhancer, since the water molecules in the tissue absorb the long wavelength light energy and transform it into molecular movement. As a second aspect, red and near infrared light is absorbed by certain chromophores of the electron transport chain, leading to an increased production of adenosine triphospate (ATP), especially in metabolically stressed cells. Up to now only thermal light sources provide this feature of balanced spectral energy distribution with regards to short and long wavelengths, whereas NTLS challenge the retinal tissue by reducing the metabolical activity and simultaneously increase the oxidative stress.

In summary, NTLS have an undesirable impact on endocrine and paracrine melatonin production during the regeneration phase and, due to their unbalanced spectrum, increase the metabolical tasks and reduce the metabolical activity in the tissue of skin and retina.