Weltweit steigt die Häufigkeit von Kurzsichtigkeit ( ) bei Kindern, und die Erforschung der zugrunde liegenden Ursachen hat zwei Dinge deutlich gemacht: Zeit im Freien wirkt sich schützend auf das Sehvermögen aus, während der Aufenthalt in Innenräumen das Risiko einer Verschlechterung der Sehkraft erhöht. Eine neue Studie mit Wühlmäusen liefert jedoch interessante Erkenntnisse zu diesem Phänomen und einer möglichen Lösung: Den Ergebnissen zufolge könnte der indigoblaue Bereich des Sonnenlichts der Schlüssel zur Vorbeugung von Kurzsichtigkeit sein.

Die Forscher berichteten in der Fachzeitschrift „ “ („Cell Reports Medicine“) über ihre Beobachtungen, wonach die Anwendung dieses Teils des Lichtspektrums in der Umgebung von Nagetieren die Entstehung von Kurzsichtigkeit verhinderte. Die Ergebnisse wurden beim Menschen noch nicht bestätigt, doch mehrere Forscher zeigen sich vorsichtig optimistisch, dass eine erhöhte Exposition von Kindern gegenüber Licht mit indigoblauer Wellenlänge das sich entwickelnde Sehvermögen schützen könnte.

Volkskrankheit

„Niemand weiß, warum Außenlicht gut für die Augen von Kindern ist“, sagt Lisa Ostrin, eine Sehforscherin an der Fakultät für Optometrie der State University of New York, die nicht an der Studie beteiligt war. „Sollte sich herausstellen, dass bestimmte Wellenlängen der Grund dafür sind, wäre das ganz einfach, denn wir müssten diese nur in die Lampen einbauen und sie gegebenenfalls durch weiteres kurzwelliges Licht ergänzen.“ Der Experte betont jedoch, dass weitere Untersuchungen erforderlich sind, um diese Schlussfolgerung ziehen zu können.

Die Fehlsichtigkeit entsteht, wenn der Augapfel im Kindesalter zu lang wächst, anstatt seine typische Kugelform anzunehmen. Dies führt dazu, dass das Licht nicht direkt auf der Netzhaut (der lichtempfindlichen Gewebeschicht im hinteren Teil des Auges) fokussiert wird, sondern vor der Netzhaut, wodurch das an das Gehirn weitergeleitete Bild unscharf wird.

Die menschliche Genetik verändert sich nicht schnell genug, um eine Erklärung für die stetig steigende Häufigkeit zu liefern, die viele mit dem zunehmenden Lesen oder der Nutzung von Computerbildschirmen in Verbindung bringen. Andere vermuten, dass die Ursache des Problems in der verstärkten Belastung durch Innenraumbeleuchtung liegt, deren Wellenlängenspektrum im Vergleich zu Außenlicht eingeschränkter ist.

Forscher haben bereits zuvor den Einsatz von rotem Laserlicht bei Kindern getestet, um die eingeschränkte Beleuchtung in Innenräumen zu ergänzen. Den Ergebnissen zufolge kann die Behandlung das Fortschreiten der Kurzsichtigkeit bei Kindern verlangsamen, verhindert es jedoch nicht, und ihre Anwendung wirft zahlreiche Sicherheitsbedenken auf.

Neues Modell

Um besser zu verstehen, wie sich die Einwirkung verschiedener Lichtarten auf das sich entwickelnde Auge und die Entstehung von Kurzsichtigkeit auswirkt, wandten sich der Sehforscher und Ingenieur Rafael Grytz (Universität von Alabama) Richard Lang, Forscher im Bereich des Sehsystems (Medizinische Fakultät der Universität von Cincinnati), und ihre Kollegen auf die Mäusehörnchen zurück. Diese kleinen Säugetiere gehören zwar nicht zu den Primaten, doch ihre Augen dienen als gutes Modell für unsere eigenen, da sie (im Gegensatz zu den in Laboruntersuchungen häufig verwendeten Mäusen) nachts schlafen und sich ihr Leben lang auf ihr Tageslichtsehen verlassen.

Da die Eichhörnchenmäuse unter natürlichen Bedingungen jedoch nicht kurzsichtig werden, setzten die Forscher den Tieren 24 Tage nach dem Öffnen ihrer Augen – was bei ihnen einem Alter entspricht, das der frühen Kindheit ähnelt – winzige Brillen auf. Bei einem Auge fokussierte eine spezielle Linse das Licht auf einen Punkt hinter der Netzhaut, wodurch das Auge dazu veranlasst wurde, sich zu verlängern, um dies auszugleichen.

Frühere Untersuchungen an Mäusen deuteten darauf hin, dass der als Ultraviolett-A (UVA) bekannte Wellenlängenbereich das lichtempfindliche Protein OPN5 in der Netzhaut stimulieren und Kurzsichtigkeit vorbeugen kann. Die Forscher entdeckten jedoch, dass die Augen der Mäusemäuse – ähnlich wie das menschliche Auge – über eine Linse verfügen, die im Laufe der Entwicklung das UVA-Licht immer stärker herausfiltert. Sie stellten fest, dass zur Aktivierung von OPN5 bei den Mäusen eine Wellenlänge erforderlich ist, die etwas länger als die von UVA-Licht ist und im Bereich von 419 bis 446 Nanometer liegt. Die Autoren merken an, dass diese Wellenlängen im natürlichen Sonnenlicht häufiger vorkommen als in moderner Innenbeleuchtung.

Wellenlängen außerhalb dieses Bereichs, wie beispielsweise Violett und Blau, boten hingegen nur einen teilweisen Schutz vor Kurzsichtigkeit.

OPN5 spielt eine entscheidende Rolle bei der Entwicklung der Refraktion des Auges, also bei der Fähigkeit, Licht auf den für scharfes Sehen erforderlichen Punkt zu fokussieren, sagt Lang. Unsere derzeitige Hypothese lautet daher, dass viele Menschen kurzsichtig werden, weil wir in Innenräumen leben und nicht jene kurzwelligen Reize erhalten, die für eine normale Entwicklung der Refraktion notwendig sind, fährt der Experte fort.

Stärkere Belege für die Rolle von OPN5 könnten Studien liefern, bei denen das Protein oder das dafür kodierende Gen bei Tieren entfernt wird, um zu untersuchen, ob dadurch auch die Vorteile des indigoblauen Lichts verloren gehen, bemerkt Hidemasa Torii, Augenarzt an der Keio-Universität.

Lösungen und Rätsel

Die Forschungsgruppe hat zudem einen neuen Messwert (μ-opic) entwickelt, der quantifiziert, wie effektiv verschiedene Lichtwellenlängen vor Kurzsichtigkeit schützen können, und hat mithilfe von Computersimulationen die Auswirkungen verschiedener Innenbeleuchtungssysteme bewertet. Lang ist außerdem Mitarbeiter des Unternehmens Lumenaros, das Beleuchtungssysteme für Unterrichtsräume entwickelt, die das natürliche Sonnenlicht besser nachahmen.

Grytz verfolgt mit seinem eigenen Unternehmen, Electric Indigo, einen direkteren Ansatz: Dort werden Brillen entwickelt, in deren Rahmen indigoblaues Licht ausstrahlende LEDs integriert sind. „Das Kind kann die Brille tragen, während es Hausaufgaben macht und frühstückt, sodass das Licht täglich etwa eine Stunde lang auf seine Augen trifft“, erklärt Grytz. Die Brille wurde noch nicht an Menschen getestet, aber im Rahmen künftiger Versuche sollen ihre Sicherheit und Wirksamkeit untersucht werden, unter anderem durch die Messung zeitlicher Veränderungen der Dicke der Choroidea des Trägers. Diese mit Blutgefäßen durchzogene Schicht der äußeren Augenwand ist bei Kurzsichtigen nämlich oft dünner.

Die Entwicklung des menschlichen Auges ist erst Anfang zwanzig abgeschlossen, sagt Brittany Carr, Augenforscherin an der Universität von Alberta, daher könnten längerfristige Studien erforderlich sein, um festzustellen, ob die regelmäßige Exposition gegenüber indigoblauem Licht tatsächlich zu einem gesünderen Sehvermögen im Erwachsenenalter führt. Insgesamt seien die Ergebnisse zu den Wühlmäusen interessant, sagt Ostrin, doch da die Kurzsichtigkeit der Nagetiere durch Brillen hervorgerufen wurde, geben die Ergebnisse nicht unbedingt Aufschluss darüber, warum das sich entwickelnde menschliche Auge kurzsichtig wird. Der Experte fügt hinzu: