Posts Tagged: circadian

Bei der Recherche nach neuen Erkenntnissen zu Lichtwirkungen muss ich mich zu weit aus dem Fenster gelehnt haben. Auf einmal erschien die nachfolgende Notiz in meinem Browser. Sie ist unbearbeitet und enthält die angeführten Literaturhinweise im Original:

Dass Sie bei der Lektüre aktueller Normenentwürfe (wie etwa der oft diskutierten DIN SPEC 5031-100) an die Lehrinhalte von 1968 denken, ist bezeichnend. Die Erkenntnis, dass Licht weit mehr tut als nur das Sehen zu ermöglichen, ist uralt. Die biologische bzw. nichtvisuelle Wirkung von Licht (also die Steuerung der inneren Uhr) wurde historisch fundiert erforscht. [1, 2]

Dennoch „vergeigen“ es Normungsgremien oft, diese einfachen Prinzipien praxisgerecht umzusetzen:

Der Kern der Sache: Die Erkenntnis, dass helles Licht am Morgen den Organismus aktiviert und der Mangel daran den Hormonhaushalt (Serotonin / Melatonin) stört, war bereits Ende der 1960er Jahre physiologischer Standard.
Das Problem der Normen: Statt dieses biologische Grundwissen in einfache, klare Regeln zu gießen, verstricken sich die Entwürfe oft in hochkomplexe, neue Messgrößen (wie etwa das \(\alpha \)-opic ERF, \(EDI\) oder \(MEDI\)). Das macht die Normen für die Praxis oft schwer verständlich und unhandlich.
Der Praxisbezug: Ein modernes, gesundes Beleuchtungskonzept für Büros oder Wohnräume lässt sich auf eine einfache Formel reduzieren: Hohe Beleuchtungsstärken mit hohem Blauanteil am Tag (zur Aktivierung) und warmes, gedimmtes Licht am Abend (zur Entspannung). [1, 2, 3, 4, 5]
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Wie kam es dazu, dass die Wissenschaft zu Beginn des 21. Jahrhunderts die Entdeckung des neuen Sensors im Auge fast wie die Erscheinung des Heilands gefeiert hat? Dies will ich nicht in ganzer Länge kommentieren. Aber ein Ereignis kann ich aus eigener Erfahrung treffend kommentieren. Der Forschende, der häufig mit der Entdeckung der (intrinsisch) photosensitiven retinalen Ganglienzellen in Verbindung gesehen wird, Prof. Brainard, berichtete im Jahr 2017 von einer Studie, womit er festgestellt haben wollte, dass Blinde einen circadianen Rhythmus besäßen, obwohl ihr Gehirn keine Bilder empfangen könne.

Ich hatte exakt dieselbe Erkenntnis von Prof. Hollwich Anfang der 1970er Jahre an der TU Berlin gehört. Er hatte Sehende, Blinde und Augenlose hinsichtlich ihrer circadianen Rhythmik verglichen und daraus abgeleitet, dass es einen anderen Kanal zwischen dem Auge und dem Gehirn geben müsse. Diesen Kanal hätte er deswegen den energetischen Pfad genannt. Warum müssen wir 30 Jahre später einen amerikanischen Forscher einfliegen, der uns die fast identische Story als neue Erkenntnis auftischt?

Meine Diagnose lautet: Zerstückelung des Forschungsgebiets. Hollwich war ein Augenmediziner. Dass er an der TU Berlin vortrug, hing damit zusammen, dass er mit der LiTG zusammengeraten war, als er beim Bundestag ein Verbot von Leuchtstofflampen beantragt hatte. Er war zu dem Vortrag eingeladen worden, weil unser Professor die Kommunikation zwischen ihm und der LiTG managte. Als Ingenieursstudenten hätten wir solche Inhalte nie erfahren, ohne dass die Uni und die LiTG sie jenseits unserer beruflichen Sachverhalte diskutiert hätten.

Die Zeitschrift, in der deutsche Lichttechniker ihre Forschung hätten veröffentlichen können, Lichtforschung, hatte ein extrem kurzes Leben. Die entstand etwa 1971 und war 1973 schon tot. Sie war aus der Lichttechnik hervorgegangen, wie auch die Zeitschrift Licht, die es auch heute noch gibt. Diese sollte weniger wissenschaftlich sein. Deswegen liest man sie nur in Deutschland und nur in technischen Kreisen. Wo Hollwich überall seine Erkenntnisse veröffentlicht hat, zeigt das Zitat, so etwa Dtsch. Ophtal. Ges., Graefes Arch. Opth. Actas neuweget, Wien …

Kurz gesagt, der deutschen Lichtforschung, so es die überhaupt gibt, fehlte ein Publikationsorgan. Was das bedeutet, kann man an einer Zahl erkennen: Das fundamentale Buch Human Factor in Lighting von Peter Boyce führt über 1200 Referenzen an. Davon stammt eine einzige Referenz aus Licht.

Forschende wie George C. Brainard hingegen (hier, nicht zu verwechseln mit dem Disney-Professor Ned Brainard, dem zerstreuten Professor, bevorzugen Organe wie The Journal of Clinical Endocrinology & Metabolism oder Journal of Biological Rhythms. Ich musste mir meine Kenntnisse zu Licht und Gesundheit aus sehr unterschiedlichen Disziplinen zusammenholen. Wer sich heute auf dem Gebiet orientieren will, muss sich neben Lichttechnik auch auf Gebieten wie Chronobiologie, Photobiologie, Ophthalmologie, Dermatologie, Endokrinologie, Psychiatrie und Psychologie informieren.

Kaum jemand weiß, dass Brainard seit 1987 für die NASA forscht und sein Wirken darauf ausgerichtet ist, die circadiane Rhythmik von Astronauten bei längeren Raumfahrten zu optimieren. Andere untersuchen Therapiemöglichkeiten für die Psychiatrie. Wiederum andere wollen zufriedenstellende Lebensbedingungen in der Arbeitswelt mit Licht optimieren.

Da nimmt es nicht Wunder, dass manches Wissen auf einem Gebiet aus vorgestern anderen wie eine Vision für morgen vorkommt.

Arbeitsschutz, circadian, Forschung, Gesundheit, Lehre

Das Kapitel zeichnet die Geschichte des PLACAR-Projekts nach, eines vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Verbundvorhabens zur Entwicklung von Plasmalampen für circadiane Rhythmen.

Ausgangspunkt war die wachsende Einsicht, dass künstliches Licht nicht nur der visuellen Beleuchtung dient, sondern auch biologische Prozesse beeinflusst. Vor allem die Unterdrückung der Melatoninausschüttung durch nächtliches Licht wurde als gesundheitlich problematisch angesehen. Daraus entstand die Idee, künstliche Beleuchtung zeitlich und spektral an den natürlichen Tagesrhythmus des Menschen anzupassen. Gesucht wurde deshalb nach zwei unterschiedlichen Lampentypen: einer „Morgenlampe“ mit höherem Blauanteil zur Förderung von Wachheit und Aktivierung sowie einer „Abendlampe“ mit möglichst geringem Blauanteil, um den abendlichen Anstieg des Melatonins nicht zu stören.

Es zeigte sich jedoch bald, dass die ehrgeizigen Erwartungen des Projekts in der praktischen Umsetzung kaum erfüllt wurden. Zwar sollten die neuen Lampen nicht nur biologisch wirksam, sondern zugleich für Arbeits- und Innenräume geeignet, energieeffizient, farbtreu und langlebig sein; genau an diesen Anforderungen scheiterten die Entwicklungen jedoch weitgehend.

Die als Abendlampen vorgesehenen Natriumdampfhochdrucklampen wiesen sehr hohe Leistungen, eine schlechte oder nur mit erheblichen Kompromissen verbesserbare Farbwiedergabe sowie lange Anlaufzeiten auf und erschienen daher für Wohn- oder Büroräume untauglich. Auch die Morgenlampe bereitete erhebliche Schwierigkeiten: Lichtstromabnahme, Farbdrift und mangelnde Langzeitstabilität machten sie für einen realen Einsatz unattraktiv.

Insgesamt kommt das Kapitel zu einem deutlich kritischen Urteil: Das Projekt wurde trotz anfänglicher Versprechen ohne praktische Folgen beendet, weil die entwickelten Plasmalampen technisch zu unflexibel, zu leistungsstark und letztlich nicht marktfähig waren. Als eigentlich zukunftsfähige Lösung erwies sich stattdessen die LED-Technik, die sich wesentlich besser steuern lässt und die Plasmalampenentwicklung rasch überholte. PLACAR verschwand fast spurlos.
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circadian, Forschung, Gesundheit, Innovation, Lichtqualität, Psychologie

In den letzten Monaten habe ich mich viel mit den gesundheitlichen Wirkungen des Lichts beschäftigt und mehrere ergänzende Beiträge zu Genesis 2.0 – Schöpfung der elektrischen Sonne geschrieben. Würde man sie alle in einem Beitrag zusammenfassen, müsste man die einen Wirkungen (krankmachend) gegen die anderen (gesundmachend, heilend) abwägen oder sie gar relativieren. Dies wäre aber nicht der Bedeutung des Lichts angemessen. Licht ist eben facettenreich.

Falsch ist nur, eine der Facetten zu sehen und die anderen zu ignorieren. Jemand, der Licht gestalten will oder mit Licht gestalten, muss sich auf seinen Gegenstand konzentrieren und dabei weitere Facetten im Hinterkopf behalten. Daher stelle ich hier die einzelnen Beiträge kurz zusammen, um eine Übersicht zu geben.
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Wenn Licht krank macht: Zur langen Suche nach Ursache und Wirkung

Der Beitrag analysiert die komplexen und bislang nur unvollständig geklärten Zusammenhänge zwischen Lichtexposition und menschlicher Gesundheit mit besonderem Fokus auf potenzielle Beziehungen zur Krebsentstehung. Ausgehend von der Feststellung, dass bereits grundlegende Lichtwirkungen – wie die Sehleistung – wissenschaftlich schwer eindeutig zu fassen sind, wird gezeigt, dass sich diese Schwierigkeit bei der Untersuchung langfristiger gesundheitlicher Effekte erheblich verstärkt. Auf Basis arbeitswissenschaftlicher, photobiologischer und medizinischer Ansätze wird ein Wirkmodell vorgestellt, das primäre (direkte), sekundäre (mittelbar vermittelte) und tertiäre (langfristige) Lichtwirkungen unterscheidet. Historische und experimentelle Befunde zur kanzerogenen Wirkung ultravioletter Strahlung werden ebenso diskutiert wie neuere Erkenntnisse zu hormonellen Veränderungen, circadianen Störungen und Licht in der Nacht. Diese indirekten Wirkpfade, etwa über Melatonin und Cortisolregulation, werden als zentral für das Verständnis möglicher Zusammenhänge zwischen Licht und bestimmten Krebserkrankungen herausgearbeitet. Der Beitrag verdeutlicht, dass Licht nur selten als unmittelbarer Krankheitsauslöser wirkt, sondern überwiegend Bestandteil komplexer biologischer Wirkungsketten ist. Abschließend wird betont, dass die Erforschung von Lichtwirkungen auf die Gesundheit zwingend interdisziplinäre Ansätze erfordert und einfache Ursache-Wirkungs-Modelle der Problematik nicht gerecht werden.
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Wunden, die Licht heilt

Wirkungen, die in Sprichwörter eingeflossen sind

Wenn die Rede vom gesunden Licht ist, denken viele an Beleuchtung. Das ist aber nur eine Folge der veröffentlichten Meinung, die die Hersteller dominieren. Lux vita est – Der Slogan der seit 1998 stattfindenden Tagung Licht und Gesundheit (L&G) stammt noch von den Alten Römern. Sie wussten, mit Licht zu heilen.

Jenseits der Sprichwörter und literarischer Verarbeitung, z.B. Licht heilt Krebs – Medizinische Anwendung in PDT, Licht heilt Wunden – Photobiomodulation,

Heilung Jenseits der Physik – Heilende Aussichten

Licht muss nicht in der Form einer Strahlung auf die Haut oder eine Wunde fallen, um eine heilende Wirkung hervorzurufen. Es tut dies auch durch die Information, die es trägt. Nicht umsonst gilt die deutsche Vorschrift (ArbStättV § 7.1) zur Sichtverbindung nach außen so erfolgreich, dass alle neuen Gebäudebewertungen für nachhaltiges Bauen sie übernommen haben (link zu dem Beitrag Wer sorgt für gesundes Licht im Büro?).
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Wunden, die Licht heilt – zusammengefasst

Eine Zusammenfassung heilender Wirkungen von Licht und Sichtverbindung. Beispielsweise: Tageslicht und Aufenthaltsdauer im Krankenhaus, Tageslicht, Schmerzempfinden und Medikation, Tageslicht, Naturbezug und Ausblick korrelierend mit schnellerer Genesung, geringerer Komplikationsrate oder besserem psychischem Wohlbefinden.

Eine enorme Vielfalt an Wirkungen, die viele überraschen. Sie sind nicht nur Expertensache, man kann sie für die eignene Gesundheit verwerten.
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Eine zweite Revolution in Sachen Licht und Gesundheit von Lisa Heschong

Der Beitrag fasst zentrale Thesen von Lisa Heschong (14. April 2026) zu einer „zweiten Revolution“ im Verständnis von Licht und Gesundheit zusammen. Während die erste Forschungswelle vor allem die circadiane Wirkung (Zeitpunkt, Intensität, blaues Licht) betonte, rücken nun weitere nicht visuelle Mechanismen in den Fokus. Große epidemiologische Datensätze deuten darauf hin, dass höhere Lichtexpositionen am Tag langfristig mit besseren Gesundheitsoutcomes assoziiert ist (u. a. weniger psychiatrische Diagnosen sowie geringere Herz Kreislauf , Krebs und Mortalitätsraten). Zugleich wird die Erklärung über Vitamin D als alleinige Ursache relativiert, weil Supplementierungsstudien die erwarteten Effekte nur begrenzt replizieren. Der Beitrag diskutiert zudem spektrale Anteile jenseits des Sichtbaren: Nahinfrarot (NIR), das in der Photobiomodulation genutzt wird und auch bei Umgebungsdosen physiologische Effekte zeigen könnte, sowie ultraviolette Strahlung (UV), die durch moderne LED-Beleuchtung und Low-E-Verglasung in Innenräumen stark reduziert wird. Diese technischen Veränderungen können unbeabsichtigte Folgen haben, etwa im Kontext der Myopie-Epidemie. Insgesamt bleibt die Evidenz zur wirksamen und sicheren Dosierung lückenhaft; als pragmatische Konsequenz wird empfohlen, tagsüber mehr Zeit bei ungefiltertem Tageslicht im Freien zu verbringen und Tageslicht in Innenräumen stärker als Gesundheitsressource zu berücksichtigen.
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Fundamente der Circadianen Medizin

Der Beitrag stellt die Grundlagen der circadianen Medizin (Chronomedizin) vor: Statt nur, was behandelt wird, rückt wann Diagnostik, Therapie und Lebensstilmaßnahmen stattfinden, in den Mittelpunkt. Im Fokus dieses Beitrags steht das DFG-Programm TRR 418 „Fundamente der Circadianen Medizin“ (u.a. Charité, FU/HU Berlin), das personalisierte, an der inneren Uhr ausgerichtete Medizin erforschen und klinisch nutzbar machen will.

Früher von mir beschriebene Lichttherapien (PDT/Photobiomodulation) wirken direkt; die circadiane Wirkung von Licht zielt dagegen auf indirekte Steuerung über den Tagesrhythmus.
• Circadiane Medizin nutzt Chronobiologie für präzisere Diagnostik und wirksamere, nebenwirkungsärmere Therapien durch zeitlich passgenaue Maßnahmen (z.B. Chronopharmakologie).
• Sie berücksichtigt Unterschiede zwischen sozialer Uhrzeit und biologischer Uhr sowie individuelle Chronotypen (relevant auch innerhalb Europas).
• Auch Ernährung ist zeitabhängig: Spätes Essen kann den Stoffwechsel stören; „Intervallfasten“ wird als Anwendung circadianer Prinzipien eingeordnet.
• Das Projekt zielt auf drei Richtungen: die innere Uhr messen („detecting the clock“), Rhythmen gezielt beeinflussen („targeting the clock“) und Behandlungen tageszeitlich optimieren („exploiting the clock“).
• Im Dokument werden die Teilprojekte aufgelistet; die offizielle Projektbeschreibung ist am Ende unverändert wiedergegeben.

Arbeitsschutz, circadian, Forschung, Gesundheit, Lehre

Ohne Licht gibt es kein Leben. Licht macht den Raum erlebbar. Aber Licht kann auch krank machen. Das Buch Genesis 2.0 - Schöpfung der elektrischen Sonne erzählt den langen Weg vom Stehlen des Feuers vom Himmel bis zur LED-Beleuchtung, entlang dessen man immer wieder die Frage nach der Gesundheit erhoben hat. Licht wurde in der Antike zum Heilen eingesetzt. Die Lichtlosigkeit der Städte während der Industriellen Revolution ging mit vielen Krankheiten der Finsternis einher. Später wurde es in Großraumbüros und anderswo in der Arbeitswelt zum Stressor. Die Hintergründe der Wirkungen des Lichts auf den Menschen hatte ich vor fast 30 Jahren anlässlich der Tagung Licht und Gesundheit dargelegt („Licht als Stressor oder Stimulans - Psychophysiologische Wirkungen der Beleuchtung auf den arbeitenden Menschen“, hier)

Der neue Beitrag zu Genesis 2.0 analysiert die komplexen und bislang nur unvollständig geklärten Zusammenhänge zwischen Lichtexposition und menschlicher Gesundheit mit besonderem Fokus auf potenzielle Beziehungen zur Krebsentstehung. Ausgehend von der Feststellung, dass bereits grundlegende Lichtwirkungen – wie die Sehleistung – wissenschaftlich schwer eindeutig zu fassen sind, wird gezeigt, dass sich diese Schwierigkeit bei der Untersuchung langfristiger gesundheitlicher Effekte erheblich verstärkt.

Auf Basis arbeitswissenschaftlicher, photobiologischer und medizinischer Ansätze wird ein Wirkmodell vorgestellt, das primäre (direkte), sekundäre (mittelbar vermittelte) und tertiäre (langfristige) Lichtwirkungen unterscheidet. Historische und experimentelle Befunde zur kanzerogenen Wirkung ultravioletter Strahlung werden ebenso diskutiert wie neuere Erkenntnisse zu hormonellen Veränderungen, circadianen Störungen und Licht in der Nacht. Diese indirekten Wirkpfade, etwa über Melatonin‑ und Cortisolregulation, werden als zentral für das Verständnis möglicher Zusammenhänge zwischen Licht und bestimmten Krebserkrankungen herausgearbeitet.

Der Beitrag verdeutlicht, dass Licht nur selten als unmittelbarer Krankheitsauslöser wirkt, sondern überwiegend Bestandteil komplexer biologischer Wirkungsketten ist. Abschließend wird betont, dass die Erforschung von Lichtwirkungen auf die Gesundheit zwingend interdisziplinäre Ansätze erfordert und einfache Ursache‑Wirkungs‑Modelle der Problematik nicht gerecht werden.

Arbeitsschutz, circadian, Forschung, Gesundheit, Lehre

Die Forschung um die Lichtwirkungen auf die Biorhythmen des Menschen liefert eine neue Facette, die zunächst die Forschung selbst betrifft: Wie messe ich die Körperzeit eines Menschen? Danach kommt die praktische Anwendung: Studien zufolge kann die Tageszeit, zu der beispielsweise bestimmte Krebsimmuntherapien verabreicht werden, deren Wirksamkeit entscheidend beeinflussen. Man weiß es im Prinzip schon sehr lange, dass der gleiche Wirkstoff morgens anders wirkt als abends. Dass man das Prinzip präzise auf das Individuum herunterbricht, ist hingegen neu

Dies meldete der Berliner Tagespiegel am 08. April 2026. Anders als die UTC, Coordinated Universal Time, die für alle Menschen gilt, oder GMT, die nur noch für die Briten gilt, gilt die Körperzeit für ein einzelnes Individuum. Zwar synchronisiert das Licht der Sonne die circadianen Rhythmen aller Menschen mit dem Rhythmus von 24 Stunden. Aber das Individuum behält seinen Takt. Diesen individuellen Takt der inneren Uhr in Diagnostik und Therapie zu berücksichtigen, ist Ziel der sogenannten circadianen Medizin, auch genannt Chronopharmazie.

Die Bestimmung der Körperzeit erfolgt bislang meistens im Speichel. Die Meldung im Tagesspiegel besagt, dass sie nur bei schwachem Licht über mehrere Stunden ermittelt werden kann. Das liegt an der Praxis der Schlafforschung. Der neuartige Test soll die Bestimmung an Haarproben ermöglichen.

Der Protagonist der Studie an der Charité Berlin, Prof. Achim Kramer, steckt hinter Bodyclock, einem Team, das diesen Test auch vermarktet. Das Produkt nennt es “weltweit ersten RNA-Haartest zur Bestimmung der inneren Uhr” : Dieser einzigartige Test hilft unseren Kunden dabei, ihre innere Uhr und ihren Schlaftyp (Chronotyp) kennenzulernen und mit personalisierten Empfehlungen den Schlaf zu verbessern, die Gesundheit zu stärken und Krankheiten zu vermeiden.

In diesem Blog meide ich alles, was nach Werbung aussieht oder klingt. Im vorliegenden Fall erinnere ich mich aber an zwei Personen, die mehrere Monate nicht schlafen konnten. Ihnen wurde mit der circadianen Medizin derart gründlich geholfen, wie ich es eher für gelogen gehalten hätte. Daher gebe ich die Webadresse gerne weiter. Man kann sich dort ausführlich über circadiane Rhythmen und ihre Bedeutung informieren.

Das folgende Video ist vom ZDF und wird auf der Website von Bodyclock zitiert. Das nächste Video fand ich informativ. Das letzte Video erklärt alles spielerisch-sachlich.