Sonnenstrahlen und ihre Wirkung auf das Auge

Fast die Hälfte der Sonnenstrahlen (47 %) erscheinen auf der Erde als sichtbares Licht, ähnlich viel (46 %) sendet die Sonne als Infrarotstrahlen aus, und 7 % der Sonnenstrahlen erreichen die Erde als ultraviolette (UV-) Strahlen. Mit Wellenlängen zwischen 100 und 400 nm grenzen UV-Strahlen unmittelbar an den Bereich der ionisierenden Strahlung. Der gesamte Anteil der UVC-Strahlen, etwa 90 % der UVB- und ein kleiner Teil der UVA-Strahlen werden durch Ozon, Wasserdampf, Sauerstoff und Kohlendioxid absorbiert.

Die restlichen Strahlen erreichen in unterschiedlicher Intensität abhängig von Breitengrad, Höhe, Wolkendecke, Jahres- und Tageszeit sowie Ozonschicht die Erde. Neben dieser direkten Strahlung gibt es die indirekte Strahlung durch Reflexion: Schnee reflektiert zum Beispiel 80 % der Sonnenstrahlen, Wasser ca. 25 %, Sand 10 % und Gras 1 %.

UV-Strahlen: Schäden an Hornhaut und Retina

„Die energiereiche UV-Strahlung ist für das menschliche Auge sehr gefährlich", erklärt Rüdiger Matthes, Leiter der AG „Nichtionisierende Strahlung" beim Bundesamt für Strahlenschutz (BfS). „Bis zu 66 % der UVA- und etwa 55 % der UVB-Strahlen durchdringen die Hornhaut und gelangen in das Innere des Auges. Dort werden sie zu einem großen Teil von der Augenlinse absorbiert. Etwa 1–2 % der UVA- und UVB-Strahlen erreichen die Netzhaut."

Linse und Hornhaut werden vor allem durch die kürzerwelligen UVB-Strahlen geschädigt: „Akut können die UVB-Strahlen einen Sonnenbrand am Augenlid oder eine akute Photokeratitis hervorrufen", informiert Prof. Dr. med. Dipl.-Ing. Hans-Jürgen Grein vom Studiengang Augenoptik der Fachhochschule Jena. Durch die UVB-Strahlen sterben Zellen auf der Hornhautoberfläche ab und brechen auf. Die darunter liegenden freien Nervenendigungen werden gereizt und irritiert, was zu starken Schmerzen und zum vorübergehenden Sehverlust führen kann. „Darüber hinaus begünstigen UVB-Strahlen die Entwicklung des grauen Stars", erklärt Grein.

Schädlich für die Netzhaut sind vor allem die langwelligeren UVA-Strahlen. „Treffen UVA-Strahlen oder Strahlen des sichtbaren Lichtes mit kurzer Wellenlänge, sogenannte „High-Energy-Visible" (HEV)-Strahlen, die wir als blaues Licht sehen, wiederholt auf die Retina, können sie vor allem das Pigmentepithel durch photochemische Reaktionen mit Bildung von freien Radikalen stark schädigen." Dies könne zu einem frühzeitigen Auftreten der altersbedingten Makuladegeneration mit progressivem Verlust des Visus und zentralen Gesichtsfeldausfällen führen.

Neuere Studien zeigen, dass die Belastung durch UV-A und UV-B-Strahlen in den letzten Jahrzehnten durch den Klimawandel um bis zu 20 % zugenommen hat. Zudem wird diskutiert, dass auch das blaue Licht aus LED-Lampen, Monitoren und Smartphones langfristig die Netzhaut belasten kann.

Infrarot-Strahlen: Risiko für Katarakt erhöht

Auch Infrarot(IR)-Strahlen mit einer Wellenlänge zwischen 780 und 10 000 nm können das Auge deutlich schädigen. Die längerwelligen IR-C-Strahlen werden von der Atmosphäre vollständig absorbiert. Neben der natürlichen IR-Strahlung senden künstliche Quellen wie Laser, Hochöfen oder Bogenlampen IR-Strahlen aus. Tränenfilm und Hornhaut absorbieren zwar einen Großteil der IR-B-Strahlen, lassen jedoch etwa 96% der IR-A-Strahlen durchtreten.

Die Energie der IR-Strahlen reicht nicht aus, um photochemische Reaktionen hervorzurufen, die Strahlen führen jedoch zu einer deutlichen Erwärmung des Augeninneren. „Durch den Temperaturanstieg werden die Zellen geschädigt, Horn- und Netzhaut reagieren zudem empfindlicher auf UV-Strahlen und können verbrannt werden", erklärt Rüdiger Matthes vom BfS. „IR-Strahlen erhöhen das Risiko, an einem grauen Star zu erkranken."

Aktuelle Fachberichte weisen darauf hin, dass die Kombination aus UV- und IR-Belastung durch längere Aufenthalte im Freien sowie berufliche Exposition heute noch stärker beachtet werden muss.

Höheres Risiko für Diabetiker und Kinder

Schutz durch „innere" und „äußere" Sonnenbrille

Unsere Augen verfügen über natürliche Mechanismen, um sich gegen die schädlichen Sonnenstrahlen zu schützen. [...]

„Viele Menschen schützen ihre Augen zu wenig gegen Sonneneinstrahlung", sagt Matthes. „Mit einem optimalen Schutz kann man gar nicht früh genug anfangen. Auch Kinder sollten regelmäßig eine Sonnenbrille tragen, vor allem wenn sie starker Sonneneinstrahlung ausgesetzt sind wie im Urlaub am Meer oder im Gebirge."

Augenärzte betonen heute, dass ein frühzeitiger Schutz entscheidend ist, da sich Schäden durch UV- und HEV-Strahlen im Laufe des Lebens kumulieren.

Sonnenbrille besonders wichtig für Fehlsichtige und nach Katarakt-OP

„Tragen sollte man eine Sonnenbrille immer dann, wenn man sich in einer Umgebung aufhält, bei der auch die Haut gefährdet ist", empfiehlt Wesemann. Besonders schützen müssen sich Menschen mit einer künstlichen Augenlinse nach einer Katarakt-Operation. „Die künstliche Linse absorbiert zwar UV-Licht, aber nicht das kurzwellige blaue Licht", erklärt Grein. „Diese Patient*innen haben ein 3–5fach höheres Risiko, an einer altersbedingten Makuladegeneration zu erkranken." Neue Brillengläser mit Blaulichtfilter („Blue Blocker") sind inzwischen weit verbreitet, allerdings nicht alle für den Straßenverkehr zugelassen.