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Biologische Wirkung von Infrarostrahlung
Infrarotstrahlung wurde lange nur als Wärmequelle angesehen. Maßgeblich Roman Muryn hat ab 2020 angefangen, die Bedeutung der Infrarotstrahlung unabhängig von der Wärmewirkung zu betonen (Muryn 2019), (Muryn )).
Photobiomudulation: Wirkung von Rot/NIR auf die Mitochondrien
Nahes Infrarot und Tiefes Rot hat unabhängig von der Wärme auch eine direkte Wirkung auf die Zellen des Körpers, konkreter auf die Mitochondrien.
Mitochondrien sind die Kraftwerke in den eukaryotischen Zellen1). Während Blätter Photosynthese betreiben, d.h. aus Sonnenergie, CO2 und H2O energiereichen Zucker (C6H12O6) produzieren, geschieht in Mitochondrien quasie der umgekehrte Prozess. In der sogenannten Zellatmmung (mit Glykolyse, Zitratzyklus und Elektronentransportkette=Atmungskette) finden eine große Menge an chemischen Einzelschritten statt, die letztlich das energiearme Molekül Adenosindiphosphat (ADP) in das energiereiche Molekül Adenosintriphosphat (ATP) umwandeln und dabei Zucker und Sauerstoff verbrauchen und CO2 freisetzen. ATP dient dann als Energieträger für viele biochemische Prozesse.
Diese Zellatmmung funktioniert in völliger Dunkelheit, aber deutlich besser, wenn rotes und infrarotes Licht auf die Mitochondrien trifft. Licht um 600-700 nm stimuliert das Enzym Cytochrom-c-Oxidase (CCO), das für den letzten Schritt in der Elektronentransportkette verantwortlich ist. Daher verbessert rotes Licht die Effizienz der ATP-Produktion und stellt den Zellen somit mehr Energie zur Verfügung.
Als Enteckung der Wirkung von IR-Strahlung gilt Endre Mester, der 1968 eher zufällig herausfand, dass Licht eines Rubin-Lasers mit 659 nm Wellenlänge bei Ratten die Wundheilung und das Haarwachstum fördert (Mester et al. 1968),(Mester, Szende, & Gärtner 1968). In den 1980/90ern wurde von Tiina Karu herausgearbeitet, dass CCO hierbei die relevante Zielstruktur ist (Karu 2008). Seitdem gab es zahlreiche Studien mit sehr unterschiedlichen Parametern (Wellenlänge, Kohärenz, Pulsfrequenz, Intensität), die manchmal erfolgreich waren und manchmal nicht (Hamblin 2016). In der Anfangszeit wurde der Begriff “Low Level Laser Therapy (LLLT)” geprägt, da das kohärente Laserlicht aber nicht entscheidend ist, wird in den letzten Jahren der Begriff “Photo-Bio-Modulation (PBM)” genutzt.
Wundheilung
Sehvermögen
Ich greife hier nur kurz ein für mich eindrucksvolles Paper auf, da es auf meiner Webseite doch hauptsächlich um Reptilien gehen soll. Ich erwarte aber ähnliche Effekte auch bei Reptilien:
In (Barrett & Jeffery 2026) wurde das Sehvermögen von 22 gesunden Arbeitern in einer Werkstatt am University College London wärend der Monate Oktober - Dezember untersucht. Die Werkstatt war ein fensterloser Raum in dem die Arbeiter auch ihre Mittagspause verbrachten. Durch das Wetter, die Tagslänge und die Arbeitszeiten hielten sich Arbeiter unter der Woche überhaupt nicht unter natürlichem Tageslicht auf. Die Werkstatt war ausschließlich mit - durchaus hochwertigen - LEDs beleuchtet (1.000 lux und 4000 K). Auch die öffentlichen Verkehrsmittel und das Zuhause der Menschen war mit LEDs beleuchtet.
Zu Beginn der Studie, nach 2 Wochen, nach 4 Wochen und nach 6 Wochen, wurde in einem separaten dunklem Raum ein Standardtest zur Farbunterscheidung durchgeführt (ChromaTest). Dieser Test wird auch zur Diagnostik einer Netzhautschädigung bei Diabetes verwendet.
In einer der beiden Werkstätten wurden zusätzlich für zwei Wochen lang (zwischen Farbstest 1 und 2) mehrere 60 W Glühbirnen in kleinen Schreibtischlampen über den Arbeitsflächen angebracht. Die zusätzliche Helligkeit durch diese Lampen war im Vergleich zu der LED-Beleuchtung vernachlässigbar. Beim Farbtest nach 2 Wochen Glühbirnen-Beleuchtung stieg das Farbsehvermögen der Gruppe mit Glühbirnen um 25% an und blieb auch nach 6 Wochen auf diesem Wert. Bei der anderen Gruppe ohne Glühbirnen änderte sich das Farbsehvermögen nicht.
Die Netzhaut ist bekannt für ihren hohen Energieverbrauch. Infrarot und Rotlicht unterstütz die Mitochondrien in der Netzhaut.
Blutzuckerspiegel
Ich greife hier nur kurz ein für mich eindrucksvolles Paper auf, da es auf meiner Webseite doch hauptsächlich um Reptilien gehen soll. Ich erwarte aber ähnliche Effekte auch bei Reptilien:
In (Powner & Jeffery 2024) wurde der Einfluss von rotem LED-Licht (670 nm) auf den Blutzuckerspiegel untersucht. 30 Personen führten je zwei Nüchtern-Glukosetoleranztests durch: Sie tranken morgens nüchtern 75g Glukose und der Blutzuckerspiegel wurde anschließend alle 15 Minuten für insgesamt zwei Stunden gemessen.
Vor dem zweiten Test wurde bei 15 Personen eine Rotlichtbestrahlung 45 Minuten vor dem Glukosetest durchgeführt: der obere Rücken wurde mit 40 mW/cm² Licht mit 670 nm Wellenlänge bestrahlt. Die Kontrollgruppe wurde unter den selben Lampen behandelt, jedoch war die Lampe ausgeschaltet.
In der Kontrollgruppe stieg der Blutspiegel insgesamt um 27.7% weniger an, d.h. der Körper konnte die aufgenommene Glukose schneller abbauen.
Zur Einordnung der Intensität: Das ASTM Sonnenspektrum hat im Bereich 670 nm ± 15 nm 41.6 W/m² Bestrahlungsstärke. Die Intensität ist also sehr sonnenähnlich.
Relevanz für Reptilien
Aktiv sonnende Reptilien erhalten im natürlichen Habitat eine große Menge an IR-Strahlung. Besonders relevant ist, dass diese Tiere meist in den Morgenstunden Sonnen, wenn die Sonnenstrahlung noch nicht so heiß ist. Zu diesem Zeitpunkt hat die Infrarotstrahlung aber schon fast ihre volle Intensität.
Tiere die tagaktiv sind aber nicht aktiv sonnen sondern sich unter einem dichten Blätterdach aufhalten, erhalten ebenfalls eine große Menge an Infrarotstrahlung, da Blätter Infrarotstrahlung sehr gut durchlassen.
Zur IR-Strahlung des Sonnenlichts: Sonnenlicht
Reptilien sind daher mehr noch als der Mensch evolutionär eine eine hohe Infrarotstrahlung angepasst und nutzen diese sicherlich im Stoffwechsel. Bei sonnenden Arten bieten viele Lampen zwar ausreichend Wärme (z.B. Metalldampflampen), aber eine geringere Infrarotdosis im relevanten Wellenlängenbereich als das Sonnenlicht. Nicht-sonnende Arten aus Wald-Habitaten erhalten bei reiner Leuchtstofflampen- oder LED-Beleuchtung keine Infrarotstrahlung.
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