Human Centric Lighting: Wege zum gesunden Biorhythmus

Zusammenhang von Biorhythmus und Licht: Wer hat an der inneren Uhr gedreht?

Die Sonne war immer zentraler Fixpunkt für unseren Biorhythmus. Das hat sich schon seit der Steinzeit so durchgesetzt: Unsere Urahnen kamen quasi jeden Morgen aus der Höhle und wurden durch das helle Sonnenlicht so richtig aktiviert. Da fällt das Jagen und Sammeln gleich viel leichter. Die Natur hat es für uns so angelegt, dass wir draußen herumspazieren und Tageslicht tanken. Nach dem gleichen Prinzip halten es auch die Reptilien. Während diese die Sonnenstrahlen über die Haut aufnehmen, um ihren Kreislauf in Schwung zu bringen, passiert beim Menschen viel über die Augen. Dort haben die sogenannten Ganglienzellen die Aufgabe, das Licht zu filtern und damit die Zirbeldrüse im Gehirn zu stimulieren. Diese steuert unseren Tag-Nacht-Rhythmus durch die Ausschüttung von passenden Hormonen: Melatonin zum Schlafen oder Cortisol zum Wachwerden. Da die Zellen besonders auf blaues Licht reagieren, hat kühles Tageslicht die größte Wirkung, wenn es ums Wachwerden geht. Geht der Tag zur Neige mit einem schönen roten Sonnenuntergang, schaltet die Zirbeldrüse auf Schlafen um. Auch für die Höhlenmenschen hieß das erstmal Pause machen und runter kommen. Besonders das warme Licht der Abendsonne oder des Lagerfeuers begünstigt diese Ruhephase. Die Zirbeldrüse kann den Körper damit auf die Nacht einstellen. So orientiert sich unsere innere Uhr am Stand der Sonne, ohne Rücksicht auf die lästige Zeitumstellung.

Melatonin ...wird in der Zirbeldrüse des Gehirns produziert und gilt als Schlafhormon. Es wirkt sich auf unseren Biorhythmus aus, indem es dem Körper das Signal zum Schlafen gibt. Die Produktion wird durch lichtempfindliche Zellen im Auge stimuliert. Hat der Körper nicht genug Melatonin, kommt es zu Schlafstörungen oder anhaltender Müdigkeit.

Seit der Erfindung der Glühlampe hat sich der Tagesablauf aber vom Modell Tag-und-Nacht entfernt; und dank Schichtsystem, Jetlag und fensterlosen Fabrikhallen wird der Biorhythmus des Menschen ein bisschen durcheinander gebracht. Unsere innere Uhr denkt leider erst bei einer Helligkeit von 1.000 Lux, dass es Tag ist; das ist ungefähr so hell, wie es an einem klassischen Novembertag wird. Im Vergleich schaffen durchschnittlich beleuchtete Innenräume gerade einmal 500 Lux. Da ist es nur naheliegend, von zivilisationsbedingten Lichtmangel zu sprechen. Der „Winterblues“ sorgt bei sensiblen Menschen für Energielosigkeit, Stimmungsschwankungen, einem größeren Schlafbedürfnis oder auch Heißhunger und Gewichtszunahme. Um dem entgegenzuwirken, empfiehlt es sich besonders zur dunklen Jahreszeit jedes bisschen Tageslicht zu nutzen. Geeignet ist alles von großen Fenstern bis zum kleinen Nachmittagsspaziergang.

 

Durch den Lichtmangel im Winter kommt es auch schneller zu einem Engpass in der Vitamin-D Versorgung. Das Vitamin sorgt für unsere Knochen indem es einerseits die Aufnahme des Knochenbausteins Kalzium aus der Nahrung ermöglicht und andererseits über Rezeptoren den Knochenaufbau direkt im Knochen animiert. In der Wachstumsphase ist Vitamin D daher unerlässlich, aber es beugt auch Krankheiten wie Osteoporose vor. Vitamin D wird mit den UVB Sonnenstrahlen über die Haut aufgenommen. Experten empfehlen, mehrmals wöchentlich für etwa 15 Minuten ins Freie zu gehen. Beim niedrigen Stand der Sonne im Winter oder bedecktem Himmel darf es natürlich auch länger sein.

 

Mit der richtigen Dosis Licht kann man seine innere Uhr also trotz Edisons großartiger Erfindung im Gleichgewicht halten. Wer seinen Lichtakku nicht allein mit Tageslicht aufladen kann (und wer kann das schon), dem kommen Edisons Erben zu Hilfe: Die Technologie, die das Problem verursacht hat, bietet nämlich auch eine Lösung mit dem Human Centric Lighting.

Der Mensch im Mittelpunkt: Mit biodynamischen Licht die Gesundheit positiv beeinflussen

Aber was eigentlich ist der Unterschied der biologisch wirksamen Leuchten zu normalen Lampen? Prinzipiell ist es erstmal der Grundgedanke: im Zentrum steht der Mensch, daher auch der Name „Human Centric Lighting“. Statt einen Raum einfach irgendwie auszuleuchten, orientiert man sich daran, wie eine für den Menschen optimierte Lichtatmosphäre geschaffen werden kann. Je nach Anwendungsbereich sollen Wohlbefinden und Stimmung, aber auch Produktivität positiv beeinflusst werden. Hierfür wurden biodynamische Beleuchtungskonzepte entworfen, die am Arbeitsplatz dem Mittagstief entgegenwirken oder bei Demenzpatienten den schwächelnden Biorhythmus unterstützen.

Tipps gegen den Winterblues

Tageslicht	Auch bei Mistwetter ist das Licht draußen noch deutlich besser als im Haus. Möglichst viel davon mitnehmen!
Schlafen	Nichts ersetzt gesunden Schlaf und das beste Licht bringt dem Biorhythmus nichts, wenn es keine ausreichende Erholung gibt.
Lichtwecker	...simulieren den Tagesbeginn, wenn es draußen noch dunkel ist und erleichtern das Wachwerden.
Therapieleuchten	...sind ein Ersatz für mangelndes Tageslicht: Lichtduschen unterstützen den Biorhythmus durch ihre große Helligkeit (bis zu 10.000 Lux).
Biodynamische Leuchten	...ahmen den Farbverlauf des Tageslichts im Laufe des Tages nach.
Biolicht	...oder Vollspektrumlicht simuliert das Tageslicht besser als gewöhnliche Leuchten. Statt aus nur 3 Farben besteht Biolicht aus den 7 Regenbogenfarben, wie das Sonnenlicht auch.
Achtung!	Auf die Position der Leuchten achten! Die Ganglienzellen im Auge, die die Signale an die innere Uhr weitergeben sitzen im Auge weit unten in der Nähe des Unterlids. Sie reagieren auf Licht, das von schräg oben einfällt.

Seitdem die Standleitung zwischen den lichtempfindlichen Zellen im Auge und der Zirbeldrüse im Gehirn vor ein paar Jahren entdeckt wurde, boomen biodynamische Leuchten, Lichtwecker und Lichttherapielampen. Sie springen ein, wenn der Bedarf an Tageslicht aus verschiedenen Gründen nicht erfüllt werden kann. Besonders zur dunklen Jahreszeit ist es sinnvoll, auf diese Hilfsmittel zurückzugreifen. Wenn wir uns nicht oft genug im Freien aufhalten, bleiben wir praktisch den ganzen Tag in der „biologischen Dunkelheit“, die im Haus leider herrscht. Die innere Uhr kommt aus dem Gleichgewicht, weil die Melatoninproduktion nicht ausreichend durch die Rezeption von kühlem und hellem Tageslicht unterdrückt wird. Als kühl gilt Licht ab etwa 4.000 Kelvin. Ein sonniger Tag kommt auf bis zu 12.000 Kelvin. Eine herkömmliche Glühlampe hat dagegen eine warme Lichtfarbe mit 2.700 Kelvin. Die Folge des Mangels sind Schlappheit, Müdigkeit und Vitamin D Mangel: die Lichtmangeldepression. Davon betroffen sind ca. 20% der Menschen, bis zu 5% leiden unter ausgeprägten Symptomen.

Wer also um 6 aufstehen muss, kann sich mit einem Lichtwecker ausrüsten, der das Morgenlicht nachahmt und die Aufwachphase sanft unterstützt. Zum Frühstück kann man sich eine Lichtdusche genehmigen. Das ist besonders wohltuend fürs Gemüt, wenn draußen alles grau ist. Der Markt bietet hier auch Leuchten mit Biolicht an. Das bedeutet, dass das Licht ein größeres Farbspektrum hat, und damit dem natürlichen Tageslicht noch ähnlicher ist. Leuchten, deren Helligkeit und Lichtfarbe von 2.700 bis 6.000 Kelvin verstellbar sind, unterstützen den Tagesrhythmus. Solche biologisch wirksamen Leuchten senden am Morgen das nötige kühle und helle Licht und werden im Laufe des Tages immer wärmer, damit der Melatonin-Ausschüttung am Abend nichts mehr im Wege steht. Die Wirkung wird durch die Lichtfarbe auf der einen Seite und Helligkeit auf der anderen Seite bedingt. Das sind die maßgeblichen Faktoren, die die Lichtrezeptoren beeinflussen. Wer vorm Schlafengehen noch ein bisschen mit dem Smartphone surfen will, sollte prüfen, ob die Bildschirmfarbe verstellbar ist und sich im Zweifel Apps zur Lichtsteuerung zulegen. Diese reduzieren einfach den Blauanteil: Zu viel kühles Licht am Abend würde ansonsten einen erholsamen Schlaf beeinträchtigen.

Lichttherapie: Wann? Idealerweise am Morgen. Nach 12 Uhr ist davon abzuraten, weil der Spiegel des Schlafhormons weiter gedrückt wird und dann am Abend zu Schlafstörungen kommen kann. Wie lange? Je nach Helligkeit ist bis zu einer Stunde ratsam. Bei über 10.000 Lux reichen auch schon 15-30 Minuten. Wie? Um die 7.000 Lux sind geeignet für die Therapie. Der Biorhythmus reagiert etwa ab 1.000-2.000 Lux. Wichtig ist auch ein hoher Blauanteil (also möglichst kühles Licht mit 4.000 Kelvin und mehr) und, dass es von schräg oben einfällt.

 

Gesunder Schlaf – gesunder Biorhythmus

Schlaf ist mindestens genauso wichtig für einen ausgeglichenen Biorhythmus wie ausreichend Licht. Wieviel jeder Mensch braucht, variiert stark von Person zu Person. Auch in der Wissenschaft gibt es keinen eindeutigen Konsens. Bei Erwachsenen liegt der Wert bei etwa 7-9 Stunden; viele Menschen fühlen sich aber auch mit weniger oder mehr wohl. Das Wohlbefinden ist hier der wichtigste Anhaltspunkt. Zahlreiche Studien belegen, dass sowohl zu wenig als auch zu viel Schlaf krank macht und zu Symptomen wie anhaltender Müdigkeit, Konzentrationsstörungen und Schlappheit führen kann.

Wer seinem Körper die richtige Dosis Schlaf gibt, tut der inneren Uhr einen großen Gefallen. Der natürliche Schlaf-Wach-Rhythmus folgt dem Tageslicht: Bei Dunkelheit wird die Melatonin-Ausschüttung angeregt, während sie besonders bei kaltweißem Licht unterdrückt wird. Wer also nicht ganz im Dunkeln schlafen möchte, oder abends vorm Schlafen gehen noch ein wenig liest, ist mit einer warmweißen Leseleuchte gut beraten.

„Achtung beim letzten Facebook-Check vorm Zubettgehen: die Bildschirme von Smartphones und Tablets strahlen kühles Licht aus, das einen erholsamen Schlaf beeinträchtigt. Neue Apps helfen, den Blauanteil des Lichts zu reduzieren.“

Beim Aufwachen hilft natürlich das kühle Tageslicht, aber gerade im Winter kann man mit Kunstlicht nachhelfen. Geeignet sind Leuchten mit einer entsprechend kühlen Lichtfarbe. Besonders Lichtwecker wirken dem Winterblues entgegen. Sie erhellen den Raum peu à peu mit ihrer Dimmautomatik und  simulieren so die Dämmerung und den Sonnenaufgang. Sie stellen den Körper auf den Morgen ein und wecken viel sanfter als ein gewöhnlicher Wecker. Wenn die Tage kürzer werden, helfen sie am Morgen den Melatonin-Spiegel zu drücken, obwohl es draußen noch dunkel ist. Wenn wir dann irgendwann wach sind, ist viel helles Licht das richtige Mittel, damit wir fit und gut gelaunt in den Tag starten.

Human Centric Lighting im Büro

Checkliste für Biologisch Wirksames Licht am Arbeitsplatz: - Helligkeit: höhere Beleuchtungsstärken erzielen eine positive biologische Wirkung - Direkt/Indirekt: wie beim Tageslicht sollte Licht sowohl mit direkten Leuchten als auch indirekt über angestrahlte Flächen abgegeben werden - Richtung: den besten Effekt erzeugt Licht, das von oben und von vorn ins Auge fällt - Farbe: der Biorhythmus reagiert auf blaues Licht – je kühler die Farbtemperatur, desto besser. Eine hohe Kelvinzahl macht wach und aktiv.

 Mit der richtigen Beleuchtung kann man Zuhause optimales Licht schaffen, das den Tagesablauf unterstützt und den Biorhythmus positiv beeinflusst. Aber das HCL findet auch in anderen Bereichen Anwendung. Am Arbeitsplatz sind in den seltensten Fällen ausreichend Fenster für alle Mitarbeiter vorhanden, sodass viele in biologischer Dunkelheit sitzen müssen. Das ist der Arbeit natürlich nicht zuträglich. Mithilfe von biologisch wirksamen Licht kann die innere Uhr auf den richtigen Modus eingestellt werden. Lichttherapieleuchten am Arbeitsplatz für die kleine Lichtdusche sind eine tolle Option für die Pause. So kann man auch das Mittagstief minimieren und die Leistung der Kollegen verbessern. Pausen sollten aber nicht gestrichen werden, nur weil das kühle Licht die Leistung pusht!

Ein Beispiel aus der Praxis belegt, was eine Missachtung des Biorhythmus für Folgen hat: Ein Automobilhersteller hat seine Beleuchtung umgestellt und die Mitarbeiter während der Nachtschicht durchgehend mit kühlem Licht um die 5.000 Kelvin versorgt. Im Ergebnis stieg die Produktivität um satte 15%, weil die Menschen während der ganzen Nacht konzentrierter arbeiten konnten. Nach ein paar Wochen nahm jedoch langsam aber sicher auch der Krankheitsstand zu. Der Biorhythmus der Mitarbeiter hatte keine Möglichkeit, sich irgendwie einzupendeln: Sie kommen am Morgen aus der Fabrikhalle vom kühlen Hallenlicht in kühles Tageslicht und legen sich dann Zuhause erstmal ins Bett. Die innere Uhr denkt aber in diesem Moment an alles andere als Schlafen. Durch das stets kühle Licht wird der Melatoninspiegel dauerhaft gedrückt und erholsamer Schlaf kaum möglich. Und das macht den Menschen letzten Endes krank. Auch ohne Nachtschicht sollte deshalb auf ein gewisses Gleichgewicht geachtet werden. Der Knick in der Leistungskurve nach dem Mittagessen sollte zunächst mit warmen Licht zum Herunterkommen begleitet werden. Nach einer Pause kann die Arbeit wieder mit kühlem, aktivierendem Licht angekurbelt werden.

Human Centric Lighting in der Bildung und in anderen Bereichen

Neben dem Officebereich und der Medizin werden die positiven Effekte von biodynamischer Beleuchtung auch in der Bildung genutzt. Einige Schulen sind beispielsweise bereits mit Lichtanlagen ausgestattet, die auf Knopfdruck die Konzentration fördern können. Früh am Morgen kann der Lehrer durch die Funktion „aktivieren“ die Schüler aus ihrem Halbschlaf holen, indem mit mittlerer Helligkeit und sehr kühlem Licht der Kreislauf zum Laufen gebracht wird. Die Einstellung „konzentriertes Arbeiten“ ist besonders für Klassenarbeiten oder für größere Rechen- oder Schreibaufgaben geeignet: Helligkeit und Farbtemperatur sind dabei dem Tageslicht ähnlich und wirken sich positiv auf die Aufmerksamkeit aus. Warmes und gedimmtes Licht in der Funktion „beruhigen“ lässt die Schüler herunterfahren, wenn Unruhe herrscht, nach Arbeiten oder intensiven Schulstunden.

Die Schulen wurden im Rahmen eines Forschungsprojektes an der Uniklinik in Hamburg beobachtet, deren Ergebnisse anhand von Vergleichsdaten belegten, dass die Kinder mit konzentrationsförderndem Licht auch bessere Leistungen bei geringerer Fehlerquote zeigten. Auch ihr Schlafrhythmus veränderte sich dahingehend, dass sie eher zu Bett gingen und am Morgen ausgeruhter waren.

Auf Grundlage dieser Studien können ähnliche Lichtkonzepte auch an Universitäten und Bibliotheken angewandt werden. Darüber hinaus gewinnt Human Centric Lighting auch in der Hotellerie, im Handel und in der Industrie an Bedeutung.