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Schlaflos durch blaues Licht?

Schlafkiller LED-Bildschirme?

Schlafkiller LED-Bildschirme?

Die Elektronikbranche sucht nach energiesparenden Geräten. Dazu setzt sie LEDs als Bildschirm-Hintergrundbeleuchtung für Computer, Laptops, Smartphones und Tablets ein. DerStandard.at veröffentlichte einen Artikel über mögliche Folgen des Bildschirm-Schauens. So seien Menschen, die viel am Computer sitzen, wacher und aktiver als sonst um die Abendzeit. Bringt Licht aus LEDs wirklich unseren Schlafrhythmus durcheinander?
 

 

Zeitungsartikel: Viel zu viel Blaulicht (15.4.2014, derstandard.at)
Frage:Beeinträchtigt blaues Licht den Schlaf?
Antwort:unklar
Erklärung:Studien zeigen, dass blaues Licht Einfluss auf das „Schlaf“-Hormon Melatonin hat. Außerdem führt blau-reiches Licht zu veränderten Gehirnaktivitäten während des Schlafes. Doch ob blaues Licht den Schlafenden unerholt in den Tag schickt oder gar den Schlaf-Wach-Rhythmus schädigt, ist nicht geklärt.

Bei diesem Thema dreht sich alles um ein körpereigenes Hormon: das Melatonin. Das Hormon ist wichtig für viele Funktionen im Körper. Unter anderem reguliert es den Schlaf-Wach-Rhythmus. Doch wie kommt es dazu? Melatonin wird im Gehirn produziert. Wie viel produziert wird, hängt ganz von der Tageszeit ab. Nachts steigt der Melatoninspiegel, während er tagsüber eher gering ist. Am meisten Melatonin liegt zwischen 2 und 4 Uhr nachts vor [1]. Dieser Mechanismus wird durch eine Hirnregion gesteuert, die quasi unsere „innere Uhr“ darstellt, den sogenannten Suprachiasmatischen Nucleus. Diese Uhr reagiert auf Hell und Dunkel, also auf Lichtsignale, die über die Augen in das Gehirn gelangen.

Wenig Melatonin macht wach

Tagsüber enthält Sonnenlicht einen sehr großen Anteil kurzwelligen, also blauen Lichtes, ähnlich wie in LEDs. Am Abend aber sinkt der blaue Anteil, die roten Farben nehmen zu. Jetzt steigt im Körper der Melatoninspiegel und man wird müde.

Was aber passiert, wenn abends das blaue Licht bleibt? Dann ist der Mensch angeblich wacher und aktiver als er eigentlich sein sollte. Das ergaben zumindest die Ergebnisse einer Schweizer Studie aus dem Jahr 2011, die die Auswirkungen von LED-Bildschirmen auf den Melatoninspiegel, die Wachheit und die Leistungsfähigkeit untersuchte [2]. 13 Männer saßen jeweils für eine Woche täglich 5 Stunden vor einem LED-Bildschirm. Eine weitere Woche verbrachten sie jeweils 5 Stunden vor einem Nicht-LED-Bildschirm. Während der LED-Bildschirm-Woche produzierten die Hirne der Probanden deutlich weniger Melatonin. Außerdem fühlten sie sich selbst weniger schläfrig [2].

Diese Beobachtungen sind allerdings kritisch zu betrachten, da die Anzahl der Studienteilnehmer mit 13 sehr klein ist. Die Ergebnisse könnten dadurch reiner Zufall sein, die Studie ist zu wenig aussagekräftig. Eine noch kleinere Studie mit nur fünf Probanden erzielt ähnliche Ergebnisse hinsichtlich einer verringerten Melatoninproduktion durch LED-Bildschirme [1].

Veränderter Tiefschlaf durch blaues Licht

Eine neuere Studie aus dem gleichen Schweizer Institut fragt noch genauer nach: Beeinträchtigt zu viel blaues Licht am Abend den Schlaf? In dieser Arbeit untersuchten die Schweizer Forscher speziell die Struktur des Schlafes. Das Schlafprofil ist durch einen bestimmten Anteil an Tiefschlafphasen (NREM) und durch die „Traumschlaf”-Phase (REM) gekennzeichnet. Bei vielen Schlafstörungen oder bestimmten mit dem Schlaf verbundenen Erkrankungen ist die Dauer, die Reihenfolge oder die Zusammensetzung der Schlafstadien verändert [4].

Die Probanden wurden für die Studie einer zweistündigen Lichteinwirkung ausgesetzt. Dabei verwendeten die Forscher drei verschieden helle Lichtquellen. Im Vergleich fanden sie heraus: Probanden, die blau-reichem Licht ausgesetzt waren, hatten eine geringere Gehirnaktivität in einem bestimmten Frequenzbereich. Das könnte eine gewisse Unruhe zu Beginn des Schlafes bedeuten [3].

Das wäre eine ähnliche Wirkung wie es Koffein hat: Auch hier sind die Gehirnaktivitäten im selben Frequenzbereich reduziert [5]. Auf die allgemeine Schlafstruktur, also wie oft wir welche Stadien durchschlafen, hatte das blaue Licht keinen Einfluss [3]. Das Studiendesign ist hier sehr einfach gewählt, eine randomisiert-kontrollierte Studie könnte die methodische Zweifel am Studiendesign beseitigen. Außerdem sind die Ergebnisse sehr spekulativ. Die Forscher fanden zwar Auffälligkeiten im Schlafzyklus, doch es ist nicht eindeutig bewiesen, dass diese durch blaues Licht entstehen.

Offene Fragen

Licht mit erhöhtem Blauanteil, wie man es in LEDs findet hat laut Studienlage einen Einfluss auf spezielle Gehirnströme. Ob das aber nun wirklich einen Einfluss auf die Schlafqualität hat ist noch nicht geklärt. Die Fragen, ob blaues Licht dazu führt, dass wir unerholt aufwachen oder ob es den Schlaf-Wach-Rhythmus des Menschen auf lange Sicht schädigt, sind noch offen.

(Autoren: K. Regnat, J. Wipplinger, C. Christof)

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Information zu den wissenschaftlichen Studien

[1] Sroykham u.a. (2013)
Studientyp: kontrollierte Studie
Teilnehmer: 5
Fragestellung: Auswirkungen verschiedener Lichtverhältnisse eines Bildschirms auf das Befinden und den Melatoninspiegel.
Interessenskonflikte: keine Angaben

Sroykham W, Wongsawat Y. Effects of LED-backlit computer screen and emotional
selfregulation on human melatonin production. Conf Proc IEEE Eng Med Biol Soc.
2013;2013:1704-7. (Zusammenfassung der Studie)

[2] Cajochen u.a. (2011)
Studientyp: kontrollierte Studie
Studienteilnehmer: 13 Männer zwischen 19 und 35 Jahren
Studiendauer: zwei Wochen
Fragestellung: Auswirkungen von LED-Bildschirmen auf den Melatoninspiegel, die Wachheit und die kognitive Leistungsfähigkeit der Probanden
Mögliche Interessenkonflikte: keine

Cajochen C, Frey S, Anders D, Späti J, Bues M, Pross A, Mager R, Wirz-Justice A, Stefani O. Evening exposure to a light-emitting diodes (LED)-backlit computer screen affects circadian physiology and cognitive performance. J Appl Physiol (1985). 2011 May;110(5):1432-8. (Studie in voller Länge)

[3] Chellappa u.a. (2013)
Studientyp: kontrollierte Studie
Studienteilnehmer: 30
Fragestellung: Beeinflusst blau angereichtes Licht am Abend den Schlaf?
Mögliche Interessenkonflikte: keine

Chellappa SL, Steiner R, Oelhafen P, Lang D, Götz T, Krebs J, Cajochen C. Acute exposure to evening blue-enriched light impacts on human sleep. J Sleep Res. 2013 Oct;22(5):573-80. (Zusammenfassung der Studie)

Weitere wissenschaftliche Quellen

[4] Kirsch D (2014). Stages and architecture of normal sleep. In Eichler AF (ed.). UpToDate. Abgerufen am 3. 4. 2014 unter http://www.uptodate.com/contents/stages-and-architecture-of-normal-sleep/

[5] Scholarpedia, Koffein. Abgerufen am 3.4.2014 unter http://www.scholarpedia.org/article/Sleep_homeostasis