Schon 1952 fand R.A. Weale [1] heraus, dass das Auge auf Licht im blauen Bereich sensibler reagiert, als bei anderen Wellenlängen. Licht steuert unsere biologische Uhr und synchronisiert den Tag Nacht Rhythmus immer wieder aufs Neue. Bei völliger Dunkelheit kann unsere innere Uhr nicht synchronisiert werden. Sie läuft frei. Dabei ist die Periodendauer etwa 10-20 min länger als 24 Stunden, wobei sie täglich immer mehr abweicht, d.h. sie wird desynchronisiert (Czeisler et al. 1999 [11]). Das führt zu Symptomen, die denen eines Jetlags ähneln.
Durch den Zugang zu künstlichem Licht, entfernt der Mensch sich immer mehr von den natürlichen Rhythmen. Fast unbegrenzt steht dem Menschen künstliches Licht zur Verfügung. Die zur Verfügung stehenden Spektren der einzelnen Lichtquellen spiegeln oftmals nicht die natürliche Qualität des Tageslichtes wider. Das kann zu gravierenden Änderungen des circadianen Rhythmus führen. Der Mensch ist in seiner Evolutionsgeschichte immer im Einfluss des natürlichen Sonnenlichtes gewesen. Durch die heutigen künstlichen Lichtquellen jedoch verbringt der Mensch mehr Zeit in Räumen, als unter freiem Himmel. Ein hoher Blauanteil der natürlichen Beleuchtung über Tage führt zu einer Melatoninunterdrückung. Den meisten künstlichen Lichtquellen fehlt genau dieser Blauanteil für die biologische Wirkung. Leuchtstoffröhren der Qualität 830 oder 840 in Büros, Schulen und Arbeitsstätten
weisen eine kaum bis sehr geringe biologische Wirkung auf (Gall, 2004; Rea,2003 [12,13]).
Das führt dazu, dass unser Körper Melatonin ausschüttet. Die Folge ist Müdigkeit, Unkonzentriertheit, Aufmerksamkeitsverlust und Leistungsreduzierung am Tage, bis hin zu Depressionen. Nachts fehlt dieser Anteil an Melatonin um die Tiefschlafphase zu erreichen. Das ist deswegen problematisch, da wichtige Selbstheilungsleistungen des Körpers genau in dieser Schlafphase geschehen. Freie Radikale, die im Körper Schäden an der Zell DNA verursachen, können nicht effektiv verhindert werden. Der nächtliche Erholungszyklus wird gestört. Andererseits wird genau in den Abend und Nachtstunden oft Licht mit einem hohen Blauanteil konsumiert. Nachtschichtarbeiter oder auch Krankenschwestern sind während ihrer Nachtarbeit oftmals hohen Lichtintensitäten mit einem hohen Blauanteil ausgesetzt. Aber auch Fernsehgeräte oder auch Monitore weisen einen deutlich erhöhten Blauanteil aus, der in der Lage ist, Melatonin zu unterdrücken. Auch das führt zu Schlaflosigkeit, Müdigkeit bis hin zu Depressionen
Im Jahre 2007 hat die International Agency for Research on Cancer (IARC) der WHO Schichtarbeit mit zirkadianer Disruption beziehungsweise Chronodisruption als wahrscheinliches Humankarzinogen eingestuft. „Die Einstufung als „wahrscheinlich krebserregend“ wurde vorgenommen, da die Belege beim Menschen zwar „begrenzt“, aber in Tierexperimenten bereits ausreichend schienen.“ (Zitat Deutsches Ärzteblatt Sep.2010 [14]). Neueste Forschungsergebnisse (Erren TC, Reiter RJ, 2009 [15]) zeigen genau diesen Trend. Es ist auch als logisch nachzuvollziehen, dass eine Unterbrechung der hormonell wie auch physiologisch perfekt auf einander abgestimmten Prozesse, auf Dauer dem Körper schadet. Schichtarbeiter oder auch Krankenschwestern weisen ein deutlich erhöhtes Krebsrisiko aus, als Menschen mit normaler Tagesarbeit.
Gute und effektive Lichtquellen müssen dem Tageslicht angepasst sein. Sie müssen dynamisch, über den Tag verteilt, ihr Wellenlängenspektrum und Lichtintensität dem Tageslichtverlauf anpassen. Früh morgens angefangen mit einem geringen Blauanteil und hohem Rotanteil wird im Verlauf des Morgens immer mehr blau eingemischt. Der hohe Blauanteil bewirkt eine Melatoninsuppression. Der Körper muss jetzt wissen, dass es Tag ist. Je nach Aufgabenart wird die Intensität arbeitsgerecht eingestellt.
Die Norm verlangt 300lx am Arbeitsplatz und 500lx am Computerarbeitsplatz. Dieses entspricht in der Norm aber leider nur die Minimalgrenze. An einem sonnigen Sommertag sind wir bis zu 100.000lx Sonnenlicht ausgesetzt. Kommen wir ins Büro, so
erwarten uns gerade mal 500lx. Eine biologische Wirkung des Lichtes ist daher nicht vorhersehbar. Hier wird der Begriff der„biologischen Dunkelheit“ geprägt (Schierz, 2002 [16]).
Eine große Leuchtfläche erzeugt auch einen flächigen Reiz auf der Retina. Es ist daher darauf zu achten, dass die abzustrahlende Leuchtfläche groß genug ist, um auch die circadianen Rezeptoren zu reizen. Die heutigen überwiegend eingesetzten Leuchten haben entweder einen sehr hellen Lichtpunkt, wie Halogenstrahler, oder, wie bei Leuchtstoffröhren, Raster, die die abstrahlende Leuchtfläche, aufgrund der Blendung und Leuchtdichtereduzierung, bei 65° verdecken. Aber genau bei diesem Eintrittswinkel in das Auge hat man die beste biologische Wirkung. Wünschenswert wären großflächige Deckenleuchten, die man aneinanderreihen kann. Hier haben sich Leuchten mit prismatischen Kunststoffplatten bewährt. Die in den Platten eingelagerten Mikroprismen haben bei 65° entblendende und leuchtdichtereduzierende Eigenschaften, die aber dabei im 65° Winkel großflächig leuchten. Eine weitere Möglichkeit wäre ein großer Anteil indirekter Strahlung zur Decke und Wand in einem Raum.
Die beste biologische Wirkung des Lichtes erhält man, wenn das Licht in einem Winkel zwischen 45° und 90° in das Auge fällt. Dabei darf das Licht nicht blenden.
Punktförmige Lichtquellen erzeugen einen punktförmigen Reiz auf der Retina und somit keinen biologischen Lichtreiz. Erst eine genügend große Leuchtfläche erfüllt diese Anforderung.
