UV-Strahlung - Private HTL des Landes Tirol - Kolleg für Optometrie
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Christian Schwab<br />
DIPLOMARBEIT<br />
2011<br />
<strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong><br />
und die Beeinträchtigung auf das menschliche Auge<br />
verfasst von:<br />
Roland Wartbichler<br />
Rene´ Kammerlander<br />
Christian Schwab<br />
- 1 -
Christian Schwab<br />
EIDESSTATTLICHE ERKLÄRUNG<br />
Wir erklären an Ei<strong>des</strong> statt, dass wir die vorliegende Diplomarbeit selbstständig und<br />
ohne fremde Hilfe verfasst, andere als die angegebenen Quellen und Hilfsmittel nicht<br />
benutzt und die benutzten Quellen wörtlich und inhaltlich entnommenen Stellen als<br />
solche erkenntlich gemacht haben.<br />
Roland Wartbichler<br />
Rene´ Kammerlander<br />
Christian Schwab<br />
Hall in <strong>Tirol</strong>, am 23. Mai 2011<br />
- 2 -
Christian Schwab<br />
INHALTSVERZEICHNIS:<br />
1 VORWORT, INHALT 01<br />
2 ABSTRACT 02<br />
3 ALLGEMEINE INFORMATIONEN ÜBER <strong>UV</strong>-STRAHLUNG 03<br />
a) Einteilung <strong>des</strong> solaren Lichtspektrums 04<br />
b) Übersicht <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong> Erdatmosphärenschädigung 06<br />
c) Wirkungsweise der schädlichen <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong> 07<br />
d) Wie kann <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong> dem Augengewebe schaden? 07<br />
e) Die Abhängigkeit der <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong> von der Meereshöhe 08<br />
f) Die <strong>UV</strong>-Belastung global gesehen 10<br />
g) Hilfreiche Informationen über die <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong> in Österreich 11<br />
4. AUFBAU DES AUGES 12<br />
5. BEOBACHTUNG DES VORDEREN AUGENABSCHNITTS 14<br />
6. <strong>UV</strong>-MESSINSTRUMENTE 16<br />
7. <strong>UV</strong>-SCHÄDEN DURCH SCHWEIßEN 19<br />
8. DIE TEILBEREICHE DER OPTISCHEN STRAHLUNG 22<br />
9. EINDRINGTIEFE OPTISCHER STRAHLUNG INS AUGE 23<br />
10. ABSORBTION DER <strong>UV</strong>-STRAHLUNG IM AUGE 24<br />
11. SCHÄDIGUNG DES AUGES DURCH <strong>UV</strong>-STRAHLUNG 27<br />
11.1 Schädliche Wirkungsweise der drei <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong>sarten 27<br />
11.1.1 Cornea 28<br />
11.1.2 Conjunktiva 32<br />
11.1.3 Lider 35<br />
11.1.4 Linse 37<br />
11.1.5 Glaskörper 41<br />
11.1.6 Retina 42<br />
- 3 -
12 POSTITIVE AUSWIRKUNGEN DER <strong>UV</strong>-STRAHLUNG AUF DAS<br />
MENSCHLICHE AUGE 44<br />
12.1 <strong>UV</strong>-Crosslinking bei Keratokonus 44<br />
12.2 Neuartige Linse: CALHOUN LAL 47<br />
12.3 Weitere Aspekte 48<br />
13. FORSCHUNGSSTUDIE DER UNIVERSITÄT INNSBRUCK 50<br />
13.1 Keratitis Solaris – Bestrahlungsdosen durch solare <strong>UV</strong>-B-<strong>Strahlung</strong> 50<br />
13.2 Solare <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong> im Hochgebirge und ihre Bedeutung <strong>für</strong> den Menschen 55<br />
13.3 Schwellenwertdosis der Keratitis Solaris durch solare Bestrahlung 58<br />
14. SCHUTZ DER AUGEN VOR SCHÄDLICHER STRAHLUNG 59<br />
15. DAS PERIPHERE LICHT – DER PLF-EFFEKT 60<br />
16. VERBESSERTER <strong>UV</strong>-SCHUTZ MIT KONTAKTLINSEN 62<br />
17. KANTENFILTER 64<br />
18. <strong>UV</strong>-SCHUTZ UND SOLARIUM 65<br />
19. ANHANG 68<br />
Christian Schwab<br />
- 4 -
1. VORWORT, INHALT:<br />
Wie gefährlich sind ultraviolette Strahlen <strong>für</strong> den Menschen?<br />
Längst ist bewiesen, dass die Exposition durch <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong> auf die Erde und somit<br />
auf den Menschen laufend steigt.<br />
Die Folge von <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong> <strong>für</strong> die Haut ist den meisten Menschen bewusst.<br />
Umfragen belegen, dass 95 % befragter Personen <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong> mit Hautproblemen<br />
assoziieren und 85 % der Befragten ist das Melanomrisiko bekannt.<br />
Lediglich 10 % der Befragten bringen die schädliche <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong> mit<br />
Augenerkrankungen in Verbindung!<br />
Es ist bestätigt, dass das Auge neben der Haut das anfälligste Organ <strong>für</strong> Schäden,<br />
die durch Sonnenlicht verursacht werden, ist.<br />
Die Aufgabe <strong>des</strong> Augenoptikers ist es unter anderem, seine Kunden hinsichtlich der<br />
großen Gefahr, die durch die <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong> ausgeht, aufzuklären.<br />
Diese Problematik inspirierte uns und wir versuchten dieses Thema zu durchleuchten<br />
und eine Zusammenfassung zu erstellen.<br />
Der Aufbau unserer Arbeit gliedert sich in einen allgemeinen Teil, in dem<br />
grundsätzliche Informationen über die <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong> behandelt werden, folgend<br />
darauf wird der anatomische Aufbau <strong>des</strong> Auges behandelt sowie die Abschnitte <strong>des</strong><br />
Auges angeführt, in denen bestimmte <strong>UV</strong>-Bereiche wirken. Nach den<br />
Untersuchungsmethoden folgt der eigentliche Teil der Arbeit und somit die<br />
Beschreibung der Auswirkungen durch <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong> auf das menschliche Auge.<br />
Abschließend wird noch die medizinisch induzierte <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong> behandelt sowie die<br />
Gabe von künstlicher <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong> z. B. im Solarium.<br />
Mit unserer Arbeit wollen wir ein Nachschlagewerk <strong>für</strong> uns nachfolgenden<br />
Schülerkollegen an der P<strong>HTL</strong> <strong>für</strong> <strong>Optometrie</strong> erstellen.<br />
Christian Schwab<br />
- 5 -
2. Abstract:<br />
How dangerous ist the <strong>UV</strong>-radiation for the human eye?<br />
It has been proved for a long time that <strong>UV</strong>-radiation th the earth and thus to us<br />
steadily increases.<br />
The consequence to the skin ist well known. Surveys document that 95 per cent of<br />
the interviewed persons link <strong>UV</strong>-radiation with skin damage and 85 per cent are<br />
informed about the risk of melanos.<br />
Only 10 per cent of the interviewed persons link <strong>UV</strong>-radiation with eye damage!<br />
It´s accredited, that the eye is next to the skin the 2nd delicate organ of the human<br />
body what concerns the effect oft he sunlight.<br />
The challenge of an optician or an optometrist is to inform his customers about the<br />
risk of <strong>UV</strong>-radiation to the human eye.<br />
These problems inspired us to analyse and investigate this problem.<br />
Our work is structured into a general part, in which we give information about <strong>UV</strong>-<br />
radiation. Followed by an part where the anatomy of the human eye is explaned as<br />
well as the sections of the human eye, where <strong>UV</strong>-radiation is effective. This is<br />
followed by the main part of our work: The <strong>des</strong>cription of the consequence of <strong>UV</strong>-<br />
radiation to the human eye. At last we <strong>des</strong>cribe medically approved <strong>UV</strong>-radiation as<br />
well as artificial <strong>UV</strong>-radiation like the solarium.<br />
In our thesis we wanted to create a reference book for students who follow us at the<br />
P<strong>HTL</strong> of optometry.<br />
Christian Schwab<br />
- 6 -
3. ALLGEMEINES <strong>UV</strong>-STRAHLUNG:<br />
Das menschliche Augenpaar ist während der gesamten Wachperiode einer<br />
Lichtexposition ausgesetzt. Die Wirkung dieser optischen <strong>Strahlung</strong> hängt von der<br />
Wellenlänge, Einwirkungsdauer, Einwirkungsintensität sowie der Größe der<br />
bestrahlten Fläche und somit von der Eindringtiefe der <strong>Strahlung</strong> und vom zeitlichen<br />
Verlauf der Einwirkung ab.<br />
Die optische <strong>Strahlung</strong> <strong>des</strong> elektromagnetischen Wellenspektrums verfügt über einen<br />
großen Wellenlängenbereich, der sich vom Nanometerbereich = 100 Milliardstel<br />
Meter bis zu Wellenlängen um einen Millimeter bewegt. Unterschieden wird in<br />
sichtbares und unsichtbares Licht. Die Unterteilung erfolgt in:<br />
1) unsichtbare, ultraviolette (<strong>UV</strong>) <strong>Strahlung</strong> im Wellenlängenbereich von Lambda<br />
= 100 bis 400 nm<br />
Diese <strong>UV</strong> <strong>Strahlung</strong> unterteilt man weiterhin in:<br />
<strong>UV</strong> C = Lambda 100 bis 280 nm<br />
<strong>UV</strong> B = Lambda 280 bis 315 nm<br />
<strong>UV</strong> A = Lambda 315 bis 400 nm<br />
2) sichtbare (VIS) <strong>Strahlung</strong> wird eingeteilt in Wellenlängenbereiche von:<br />
Lambda 400 nm (blau) bis 780 nm (rot)<br />
3) unsichtbare, infrarote (IR) <strong>Strahlung</strong> wird eingeteilt in Bereiche von:<br />
Lambda 780 nm bis 1.400 nm = IR A<br />
Lambda 1.400 nm bis 3.000 nm = IR B<br />
Lambda 3.000 nm bis 1 mm = IR C<br />
Christian Schwab<br />
- 7 -
a) EINTEILUNG DES SOLAREN LICHTSPEKTRUMS:<br />
Bild 1<br />
Die „International Commission on Illumination“ (CIE – Commission International de<br />
l‘Eclairage) hat die Grenze von <strong>UV</strong> A zum sichtbaren Licht vor einigen Jahren von<br />
380 nm auf 400 nm geändert. Der exakte Grund <strong>für</strong> die Verschiebung der <strong>UV</strong>-A<br />
Grenze konnte von uns leider nicht recherchiert werden, wobei das Argument<br />
angegeben werden kann, das die spektrale Empfindlichkeit <strong>des</strong> Auges schon unter<br />
400 nm beginnt. Ein Interesse der Industrie ist auch anzuführen, da bei einer<br />
Senkung der <strong>UV</strong>-A Grenze dann offiziell von einem „100 % igem <strong>UV</strong>-Schutz“<br />
gesprochen werden kann.<br />
Die Einteilung ist damit begründet, dass relativ enge Spektralbereiche sehr<br />
unterschiedliche biologische Wirkungen und somit auch unterschiedliche Wirkungen<br />
auf den menschlichen Körper sprich auch auf das Auge hervorrufen.<br />
Die wichtigste Quelle natürlicher <strong>Strahlung</strong> ist die Sonne. Als Sonnenlicht bezeichnet<br />
man die elektromagnetische Energie, die bei der Fusion <strong>des</strong> in der Sonne<br />
enthaltenen Wasserstoffes freigesetzt wird. Je kurzwelliger und somit energiereicher<br />
das von der Sonne emittierte Licht ist, <strong>des</strong>to schädlicher kann diese <strong>Strahlung</strong> sein.<br />
Christian Schwab<br />
- 8 -
Durch die Ozonschicht, die die Erde in einem Abstand von ca. 50 km (Stratosphäre)<br />
umhüllt, werden <strong>UV</strong> Strahlen bis etwa 300 nm Wellenlänge absorbiert. Die<br />
Ozonmoleküle absorbieren Wellenlängen zwischen 100 und 300 Nanometern. Die<br />
schädliche <strong>UV</strong>-C <strong>Strahlung</strong> wird somit vollständig absorbiert, von der <strong>UV</strong>-B <strong>Strahlung</strong><br />
bleibt ein geringer Rest übrig.<br />
90% <strong>des</strong> Ozons befinden sich in der unteren Stratosphäre. Dieser Bereich wird<br />
Ozonschicht genannt. Streng genommen handelt es sich hierbei nicht um eine<br />
Schicht, sondern lediglich um einen Schleier, denn selbst in dieser Höhe beträgt die<br />
Ozonkonzentration nur 5 bis 10 parts per million, das heißt unter einer Million<br />
Gasteilchen befinden sich jeweils 5 bis 10 Ozonmoleküle. Die gesamte Ozonschicht<br />
wäre unter den auf der Erdoberfläche vorherrschenden Luftdruckbedingunen<br />
lediglich 3,5 mm dick.<br />
Für die Bildung von Ozon aus Sauerstoff ist energiereiche <strong>Strahlung</strong> nötig. Die<br />
kurzwelligen <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong>en passieren die oberen Schichten der Atmosphäre<br />
ungefiltert. In der Stratosphäre sorgen dann die <strong>UV</strong>-C Stahlen da<strong>für</strong> dass<br />
Sauerstoffmoleküle durch photochemische Reaktion in Sauerstoffatome<br />
aufgespalten werden, die mit anderen Sauerstoffmolekülen zu Ozon reagieren. Auf<br />
der anderen Seite wird ein Teil <strong>des</strong> Ozons durch <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong> wieder in ein<br />
Sauerstoffmolekül und ein Sauerstoffatom gespalten. Diese Reaktionskette<br />
absorbiert einen großen Teil der in die Atmosphäre gelangten kurzwelligen <strong>UV</strong>-<br />
<strong>Strahlung</strong>. Das Ozon hat dort die lebenswichtige Funktion eines Filters gegen den<br />
schädlichen ultravioletten Anteil der Sonnenstrahlung.<br />
Die unaufhaltsame Abnahme der Ozonschicht durch chemische Reaktionen wie die<br />
Einwirkungen von dem Treibgas Fluorchlorkohlenwasserstoff (FCKW) – mittlerweile<br />
weltweit verboten - bewirkt jedoch einen stetigen Abbau der Schutzschicht um den<br />
Erdball. Eine Ausdünnung der Ozonschicht um zehn Prozent bedeutet eine<br />
Zunahme von schädlicher <strong>UV</strong>B-<strong>Strahlung</strong> um ca. 15 Prozent.<br />
Christian Schwab<br />
- 9 -
Christian Schwab<br />
- 10 -<br />
Nur ca. 15 % der von der Menschheit ausgestoßenen FCKW und andere<br />
halogenhaltige Stoffe werden in der Troposphäre abgebaut, die restlichen 85 %<br />
steigen in einer Zeitdauer von ca. 3 Jahren in die Stratosphäre auf. Erst dort wird die<br />
stabile Kohlenstoff-Chlor-Bindung von kurzwelligem <strong>UV</strong>-Licht gespalten und<br />
Chlorradikale werden frei. Diese Chlorradikale reagieren dann mit den<br />
Ozonmolekülen und bauen so das Ozon ab.<br />
b) ÜBERSICHT <strong>UV</strong>-STRAHLUNG – ERDATMOSPHÄREN<br />
Bild 2<br />
SCHÄDIGUNG.<br />
Transmissionsunterschiede <strong>UV</strong>-Licht und Erdatmosphären
c) DIE WIRKUNGSWEISE DER SCHÄDLICHEN <strong>UV</strong>-STRAHLUNG<br />
AUF Z. B. DIE CORNEA:<br />
Christian Schwab<br />
- 11 -<br />
Ein von der Sonne ausgesendetes Photon trifft auf die Cornea und wird von dieser<br />
absorbiert. Die Moleküle der Cornea nehmen die Energie <strong>des</strong> Photons auf. Die<br />
Auswirkungen sind von der Wellenlänge abhängig. Die Energie eines Photons ist<br />
umgekehrt proportional zu <strong>des</strong>sen Wellenlänge. Das heißt, <strong>UV</strong> B <strong>Strahlung</strong> von z.B.<br />
300 nm ist etwa sechshundert Mal biologisch wirksamer bzw. schädlicher <strong>für</strong> die<br />
Cornea als <strong>UV</strong> A <strong>Strahlung</strong> mit z.B. 325 nm. Je länger die Wellenlänge ist, umso<br />
energieärmer ist die <strong>Strahlung</strong>, jedoch kann sie auch umso tiefer in leben<strong>des</strong><br />
Gewebe eindringen. Sowohl <strong>UV</strong> A- als auch <strong>UV</strong>-B <strong>Strahlung</strong> können die<br />
Kollagenfasern schädigen. Die <strong>UV</strong>-A <strong>Strahlung</strong> kann hochreaktive chemische<br />
Zwischenprodukte z. B. Hydroxyl und Sauerstoffradikale generieren. Diese können<br />
sowie das <strong>UV</strong>-B selbst die DNA <strong>des</strong> menschlichen Körpers schädigen.<br />
Veränderungen an der Desoxyribonukleinsäure bedeuten häufig, dass die <strong>für</strong> den<br />
Proteinaufbau verantwortlichen Enzyme den DANN-Code an der betreffenden Stelle<br />
nicht lesen können. Dadurch können defekte Proteine entstehen, die ihre biologische<br />
Aufgabe nicht mehr erfüllen können, oder Zellen absterben.<br />
d) Wie kann <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong> dem Augengewebe schaden?<br />
<strong>UV</strong>A- und <strong>UV</strong>B-<strong>Strahlung</strong> wirkt je nach Wellenlänge unterschiedlich auf biologisches<br />
Gewebe. Es gibt auch Unterschiede hinsichtlich der Absorptionseigenschaften <strong>des</strong><br />
Augengewebes bezüglich der <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong>. Die Cornea und die Augenlinse sind die<br />
<strong>für</strong> die <strong>UV</strong>-Absorption wichtigsten Gewebestrukturen <strong>des</strong> Auges. Unter 300 nm<br />
(<strong>UV</strong>B) absorbiert die Cornea die meiste <strong>Strahlung</strong>, während die Augenlinse<br />
hauptsächlich <strong>UV</strong>A-<strong>Strahlung</strong> unter 370 nm absorbiert. Die Belastung durch <strong>UV</strong>-<br />
<strong>Strahlung</strong> gilt als Risikofaktor ober Ursache <strong>für</strong> die Pathogenese zahlreicher<br />
Augenerkrankungen.
e) DIE ABHÄNGIGKEIT DER <strong>UV</strong>-STRAHLUNG VON DER<br />
MEEHRESHÖHE:<br />
Christian Schwab<br />
- 12 -<br />
Bereits geringe Intensitäten der solaren <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong> ergeben wichtige biologische<br />
Reaktionen. Die Wirksamkeit wird durch das Aktivierungsspektrum angegeben,<br />
<strong>des</strong>sen Maximum mit 100 % normiert ist (DIN 5031, 1979). Das bekannteste<br />
Aktivierungsspektrum ist das <strong>des</strong> Erythems (=Sonnenbrand).<br />
Die Zunahme der <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong> mit der Höhe wird als Höheneffekt bezeichnet und<br />
als Quotient der Intensitäten angegeben. Der Höheneffekt hängt von der<br />
Wellenlänge, der Sonnenhöhe, der Trübung der Atmosphäre, der Albedo (= Maß <strong>für</strong><br />
das Rückstrahlvermögen von diffus reflektierenden, also nicht selbst leuchtenden<br />
Oberflächen) dem Gelände und dem troposphärischen Ozon ab.<br />
1994 wurde durch das Institut <strong>für</strong> Medizinische Physik in Innsbruck unter der<br />
Mitwirkung von Univ.-Doz. Prof. Dr. Mario Blumthaler eine Publikation mit dem<br />
Thema:<br />
„Spektrale Messungen <strong>des</strong> Höheneffektes der solaren <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong> im Raum<br />
Innsbruck“<br />
veröffentlicht. Hier<strong>für</strong> wurden Messstationen in Innsbruck (577 m) und am Hafelekar<br />
(2300 m) eingerichtet. Diese Stationen eignen sich wegen der kurzen<br />
Horizontaldistanz von 2,5 km sehr gut zur experimentellen Bestimmung <strong>des</strong><br />
Höheneffektes der solaren <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong>. Die Zunahme der <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong> mit der<br />
Seehöhe wurde an diesen Stationen mit einem hochauflösenden<br />
Doppelmonochromator in den Monaten Jänner bis März 1992 an wolkenlosen Tagen<br />
gemessen. Der Doppelmonochromator ermöglicht spektrale Messungen im Bereich<br />
von 290 nm bis 350 nm in Schritten von 0,5 nm mit einer Halbwertsbreite von +/- 0,4<br />
nm. Es wurde die globale <strong>Strahlung</strong> auf die horizontale und die direkte <strong>Strahlung</strong><br />
getrennt gemessen.
Christian Schwab<br />
- 13 -<br />
Ziel der Arbeit war es, den Höheneffekt in Abhängigkeit von der Wellenlänge bei<br />
verschiedenen atmosphärischen Bedingungen <strong>für</strong> die globale und die direkte<br />
<strong>Strahlung</strong> zu erfassen. Unter globaler <strong>Strahlung</strong> versteht man die gesamte<br />
Solarstrahlung, die auf die Erdoberfläche auf eine horizontale Empfangsfläche<br />
auftrifft. Als direkte <strong>Strahlung</strong> wird der Teil der emittierten Solarstrahlung bezeichnet,<br />
der direkt, ohne auf ein Hindernis zu treffen, auf die Erdoberfläche trifft. Diese<br />
Strahlen erreichen somit die Erdoberfläche am kürzesten Weg, ohne reflektiert,<br />
gestreut, gebeugt oder gebrochen zu werden.<br />
Gemessen wird die <strong>Strahlung</strong> in der Einheit der bestrahlungsstärke, Watt pro<br />
Quadratmeter (W/m²). Eine weitere Möglichkeit der Angabe ist die Nicht-SI-Einheit<br />
kWh/(m²*a). In Mitteleuropa erreicht die Globalstrahlung bei wolkenlosem Himmel im<br />
Sommer ca. 1000 W/m2. Bei trübem, wolkigen Wetter sinkt der Wert auf unter 100<br />
W/m2. Von Sonnenschein spricht man ab einem Wert von 120 W/m2.<br />
Bild 3<br />
Unterschiedliche Wellenlänge bezogen auf die Globalstrahlung.<br />
Das <strong>UV</strong>-Spektrum wurde an beiden Stationen getrennt <strong>für</strong> die globale und die direkte<br />
<strong>Strahlung</strong> gemessen. Der Höheneffekt ist <strong>für</strong> die direkte <strong>Strahlung</strong> wesentlich größer<br />
als <strong>für</strong> die globale <strong>Strahlung</strong>. Bei der direkten <strong>Strahlung</strong> ergibt sich eine starke
Christian Schwab<br />
- 14 -<br />
Zunahme <strong>des</strong> Höheneffektes mit abnehmender Wellenlänge, bei der globalen<br />
Strahllung ist diese Zunahme nur schwach ausgeprägt.<br />
Der große Höheneffekt der direkten <strong>Strahlung</strong> ist durch Absorption und Streuung in<br />
der Luftschicht zwischen Berg- und Talstation verursacht, wobei der spektrale Verlauf<br />
hauptsächlich aus der Rayleigh-Streuung (= elastische Streuung<br />
elektromagnetischer Wellen an Luft- oder Staubmolekülen, deren Durchmesser<br />
kleiner im Vergleich zur beobachteten Wellenlänge Lambda ist) resultiert. Der<br />
geringere Höheneffekt der globalen <strong>Strahlung</strong> ergibt sich aus dem Umstand, dass<br />
der aus der direkten <strong>Strahlung</strong> gestreute Anteil den diffusen <strong>Strahlung</strong>sstrom an der<br />
Talstation erhöht.<br />
Für den Höheneffekt der direkten <strong>Strahlung</strong> zeigt sich ein starker Anstieg mit kürzerer<br />
Wellenlänge, <strong>für</strong> die globale <strong>Strahlung</strong> ein schwacher Anstieg.<br />
Für die Intensität der solaren <strong>Strahlung</strong> am Erdboden ist weiter auch noch der<br />
Neigungswinkel ausschlaggebend, unter den die einfallenden Strahlen auftreffen. Je<br />
kleiner der Winkel, den die Sonnenstrahlen mit einer waagerechten Fläche bilden,<br />
<strong>des</strong>to größer ist die Dicke der Atmosphäre, die sich zu durchlaufen haben. Folglich<br />
ist die <strong>Strahlung</strong>, die auf der Erdoberfläche auftrifft, geringer.<br />
Als Faustregel <strong>für</strong> die Zunahme der <strong>UV</strong>-Belastung in Abhängigkeit mit der<br />
Höhenzunahme kann angenommen werden:<br />
Die <strong>UV</strong>-Belastung pro 1.000 Höhenmeter steigt um ca. 18 bis 20 %<br />
f) Die <strong>UV</strong>-Belastung global gesehen:<br />
Die <strong>UV</strong>- Belastung auf der Erdoberfläche ist, bedingt durch die unterschiedlich<br />
vorhandene Schutzschicht (=Ozonschicht), auf der Südhalbkugel bedeutend höher.<br />
Verschiedenste Krankheiten und Erscheinungen treten durch diesen Umstand<br />
bereits wesentlich früher auf. Somit lässt sich auch der Umstand erklären, warum<br />
Menschen, die in diesen Breitengraden leben, bereits mit 32 bis 38 Jahren eine
Lesebrille benötigen. Die höhere <strong>UV</strong>-Belastung wirkt sich negativ auf die<br />
Linsenalterung <strong>des</strong> Menschen aus.<br />
g) Hilfreiche Informationen über die <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong> in Österreich:<br />
<strong>UV</strong>-Forschungsgruppe der Medizinischen Universität Innsbruck<br />
www.uv-index.at<br />
Bild 4<br />
Christian Schwab<br />
- 15 -
4. Aufbau <strong>des</strong> Auges<br />
Roland Wartbichler<br />
- 16 -<br />
Der Augapfel liegt in der knöchernen Augenhöhle (Orbita). Die äußerste Hülle bildet<br />
die undurchsichtige Sklera und die transparente Hornhaut.<br />
Die mittlere Schicht <strong>des</strong> Auges wird durch die Uvea, die Gefäßhaut gebildet. Sie<br />
besteht aus Iris, Ziliarkörper und Aderhaut. Die stark durchblutete Aderhaut dient zur<br />
Versorgung der Netzhautrezeptoren und sie regelt die Temperatur der Retina. Der<br />
Ziliarkörper ist <strong>für</strong> die Akkommodation verantwortlich und produziert das<br />
Kammerwasser. Die Iris dient als Aperturblende <strong>des</strong> Auges.<br />
Die Retina beherbergt die Netzhautrezeptoren. Sie beginnt an der Ora Serrata, dem<br />
Übergang zwischen Ziliarkörper und Retina. Die wichtigsten Bereiche auf der<br />
Netzhaut sind die Macula mit Fovea und Foveola (Ort <strong>des</strong> schärfsten Sehens) und<br />
der Papille, dem Durchtrittspunkt <strong>des</strong> Sehnervs. Die Rezeptoren der Retina wandeln<br />
optische Reize in elektrische Signale um, die über den Sehnerv zur Sehrinde<br />
weitergeleitet und dort verarbeitet werden.<br />
Die Augenlinse liegt hinter der Iris. Sie trägt zu einem Drittel zum Gesammtbrechwert<br />
<strong>des</strong> Auges bei. Durch die Brechkraftänderung der Augenlinse, die Akkommodation,<br />
ermöglicht sie es dem Auge sich auf unterschiedliche Entfernungen Einzustellen.<br />
Das Kammerwasser wird im Ziliarkörper gebildet, und fließt durch die Pupille aus der<br />
Hinterkammer in die Vorderkammer <strong>des</strong> Auges. Hier fließt es in den Kammerwinkel<br />
und sickert über das Trabekelwerk in den schlemschen Kanal und wird danach über<br />
die Venen von Bindehaut und Sklera abtransportiert.<br />
Durch Diffusion gelangen über das Kammerwasser Wasser und Nährstoffe in die<br />
Hornhaut. Sauerstoff diffundiert aus der Luft über den Tränenfilm in die Hornhaut.<br />
Das Kammerwasser ist auch <strong>für</strong> den Augeninnendruck verantwortlich. Steigt dieser,<br />
durch Störung <strong>des</strong> Abflusses, oder durch Kammerwasserüberproduktion an, kann<br />
der Sehnerv beschädigt oder zerstört werden. Dies kann bei Nichtbehandlung bis zur<br />
Erblindung führen.
1 bio-brucknergym.eduhi.at<br />
Absorbtion von <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong> im Auge<br />
<strong>UV</strong>-Licht schädigt das Auge an den Stellen, an denen es Absorbiert wird.<br />
Roland Wartbichler<br />
- 17 -<br />
Die Cornea wird durch Starke <strong>UV</strong>B und <strong>UV</strong>C-<strong>Strahlung</strong> der Wellenlängen<br />
100 bis 320 nm geschädigt. Der Vordere Augenabschnitt (Cornea, Conjunctiva und<br />
Lider) kann durch einen großen Bereich der <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong> (200 bis 400 nm)<br />
geschädigt werden. Durch lange und/oder intensive Bestrahlung (zum Beischpiel<br />
beim Schweißen ohne adequaten <strong>UV</strong>-Schutz) kann es zu einer Photokeratitis<br />
kommen. Diese Entzündung der Hornhaut und Bindehaut ist sehr Schmerzhaft,<br />
jedoch durch die gute Regenerationsfähgkeit der Hornhaut nach durchschnittlich 24<br />
Stunden wieder Abgeheilt.<br />
Die Augenlinse ist vor allem <strong>für</strong> langwellige <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong> snfällig (315 bis 400 nm).<br />
Diese <strong>Strahlung</strong> beschleunigt die Eintrübung der Augenlinse (Katarakt).
2 optikum.at<br />
Roland Wartbichler<br />
- 18 -<br />
Die Retina ist zwar durch die vor ihr liegenden Medien, wie Cornea, Kammerwasser,<br />
Augenlinse und Glaskörper fast vollständig gegen <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong> geschützt. Trotzdem<br />
ist sie sehr Empfindlich und muss vor zu starker Lichteinstrahlung, vor allem durch<br />
sichtbare Licht und Infrarotlicht geschützt werden.<br />
5. Beobachtung <strong>des</strong> vorderen Augenabschnittes<br />
Spaltlampe<br />
Die Spaltlampe dient zur Inspektion <strong>des</strong> vorderen und mittleren Augenabschnittes.<br />
Durch Messokulare, Vorrichtungen zur Hornhautdickenmessung und<br />
Vorderkammertiefenmessung, Applanationstonometer und Foto- oder Videokameras<br />
lässt sich ihr Anwendungsspektrum beträchtlich erweitern.<br />
Die Spaltlampe ist eine Kombination aus einem Stereomikroskop und einer<br />
speziellen Beleuchtungseinrichtung, die es möglich macht ein helles spaltförmiges<br />
scharf begrenztes Lichtbündel auf das Auge zu projizieren.<br />
Die Beobachtungseinrichtung und die Beleuchtungseinrichtung sind durch die<br />
Gerätemechanik miteinander verbunden. Sie können sich um eine senkrechte durch<br />
den Hornhautscheitel verlaufende Achse unabhängig voneinander drehen. Das<br />
Mikroskop kann verschiedene Vergrösserungsstufen zwischen 5 und 50 fach<br />
aufweisen. Die Beleuchtungseinrichtung ermöglicht es den Spalt in Länge, Breite und<br />
Intensität zu verstellen.
3bon.de<br />
Roland Wartbichler<br />
- 19 -<br />
Eine Untersuchung <strong>des</strong> Auges bei akuter Photokeratitis kann nur nach<br />
Narkotisierung der Hornhaut durchgeführt werden, da eine Photokeratitis sehr<br />
schmerzhaft ist und der Patient die Lieder krampfhaft zukneift (Plepharospasmus).<br />
Andere durch starke <strong>UV</strong>-Einstrahlung begünstigte Veränderungen am Auge die mit<br />
Hilfe der Spaltlampe beobachtet werden können<br />
Pinguecula oder Lidspaltenfleck, ist eine harmlose Degeneration der Bindehaut. Sie<br />
tritt als weiß-gelber Fleck meist erst nasal auf. In stark ausgeprägten Fällen, kann die<br />
Ablagerung auch als störent empfunden werden.<br />
4 www.meduni-graz.at
Roland Wartbichler<br />
- 20 -<br />
Pterygium oder Flügelfell, ist ein einwachsen der Konjunktiva auf die Hornhaut. Das<br />
Pterygium ist im Prinzip harmlos, übt jedoch einen Zug auf die Hornhaut aus, der zu<br />
einem Irregulären Astigmatismus führt und so den Visus beeinträchtigen kann. Das<br />
Pterygium kann jedoch durch Operation entfernt werden. Es besteht jedoch eine<br />
erhöhte Rezidivgefahr.<br />
5 optikum.at<br />
6. <strong>UV</strong>- Messinstrumente<br />
Doppelmonochromator – Radiometer<br />
Das Doppelmonochromator – Radiometer zerlegt das Sonnenlicht fein abgestuft<br />
nach Wellenlängen geordert in seine Bestandteile und misst die Bestrahlungsstärke<br />
der einzelnen Wellenlängen. Diese Zerlegung ist notwendig, da die verschiedenen<br />
Wellenlängen der <strong>UV</strong> – <strong>Strahlung</strong> unterschiedlich stark auf den menschlichen Körper<br />
(Haut und Augen) wirken. <strong>UV</strong>B Strahlen haben beispielsweise eine 10000 stärkere<br />
Wirkung als die länger welligen <strong>UV</strong>A Strahlen.<br />
6 uni-kiel.de
<strong>UV</strong> Biometer<br />
Roland Wartbichler<br />
- 21 -<br />
Beim <strong>UV</strong>-Biometer wird berücksichtigt, dass einzelne Wellenlängenbereiche der<br />
<strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong> unterschiedliche Wirksamkeit auf biologische Systeme haben. Zur<br />
Information über die <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong>sintensität wird durch Filtern eine Gewichtung<br />
entsprechend der Wirkungskurve <strong>für</strong> die Rötung der Haut vorgenommen. Die<br />
gemessene <strong>Strahlung</strong>sintensität wird als <strong>UV</strong>-Index angegeben. Dieser wurde von der<br />
WMO (World Meteorological Organisation) gemeinsam mit der WHO (World Health<br />
Organisation) zur Information der Bevölkerung definiert und gibt die Stärke der <strong>UV</strong>-<br />
<strong>Strahlung</strong> en, der <strong>für</strong> die Gesundheit relevant ist.<br />
7 sonnblick.net<br />
Pyrheliometer<br />
Das Pyrheliometer gehört zu den meteorologischen <strong>Strahlung</strong>smessgeräten. Es wird<br />
direkt auf die Sonne gerichtet und misst so die direkte Bestrahlungsstärke(in Watt pro<br />
Quadratmeter) der Sonne Die <strong>Strahlung</strong> wird dabei von einer schwarz eingefärbten<br />
Thermosäule oder Thermometer absorbiert. Die <strong>Strahlung</strong> führt zu einer Erwärmung<br />
aus der der <strong>Strahlung</strong>sfluss errechnet werden kann.<br />
Abhängig von der Art der Abdeckung, kann man entweder nur den kurzwelligen<br />
<strong>Strahlung</strong>santeil(Quarzglas) oder die gesamte <strong>Strahlung</strong> (Kunststoff) messen.
8 de.wikipedia.org<br />
Aktinometer<br />
Roland Wartbichler<br />
- 22 -<br />
Das Aktinometer ist ein relatives Messgerät <strong>für</strong> die direkte Sonnenstrahlung. Es muss<br />
mit einem Absolutinstrument, dem Pyrheliometer geeicht werden.<br />
Sonnenphotometer<br />
Ein Sonnenphotometer ist ein Photometer, welches direkt auf die Sonne gerichtet<br />
wird. Automatisierte Sonnenphotometer folgen der Sonne im Laufe <strong>des</strong> Tages. Sie<br />
messen die direkte Sonneneinstrahlung.<br />
Unter der Annahme konstanter Ausstrahlung der Sonne kann so die Trübung der<br />
Erdatmosphäre aus dem Verhältnis der am Boden gemessenen Einstrahlung zur<br />
Einstrahlung außerhalb der Atmosphäre berechnet werden.<br />
Daraus kann man den Aerosolgehalt, Wasserdampfgehalt oder Ozongehalt in der<br />
Atmosphäre bestimmen.
9 de.wikipedia.org<br />
7. <strong>UV</strong>- Schäden durch Schweißen<br />
Roland Wartbichler<br />
- 23 -<br />
Durch Einwirkung optischer <strong>Strahlung</strong> hoher Intensität, wie sie beim Schweißen<br />
vorkommt, kann das Auge innerhalb kürzester Zeit geschädigt werden. Der Ort der<br />
Schädigung hängt von der Wellenlänge der <strong>Strahlung</strong> ab. Die Intensität der<br />
Schädigung hängte von der Stärke der <strong>Strahlung</strong> und von der Dauer der Bestrahlung<br />
ab.<br />
Direkte Schäden treten dort auf wo die <strong>Strahlung</strong> absorbiert wird, vor allem an der<br />
Bindehaut und der Hornhaut. Durch Wärmeleitung kann jedoch auch die Augenlinse<br />
in Mitleidenschaft gezogen werden.
10 banken-versicherunge.at<br />
Photokeratitis und Photokonjunktivitis<br />
Roland Wartbichler<br />
- 24 -<br />
Durch starke <strong>UV</strong>-Bestrahlung kann der vorderste Teil <strong>des</strong> Auges (Konjunktiva und<br />
Cornea) innerhalb weniger Minuten stark geschädigt werden. Es kommt zu<br />
Entzündungen der Hornhaut (Photokeratitis) und der Bindehaut (Photokonjunktivitis).<br />
Die Schädigung wird durch eine photochemische Reaktion in den Epithelzellen<br />
hervorgerufen. Dabei sterben die äußeren Epithelzellen ab.<br />
Die Schädigung macht sich jedoch erst nach ca. 6-8 Stunden bemerkbar.<br />
Die Symptome sind starke Schmerzen der Augen, tränen der Augen und Lidkrampf.<br />
Die Behandlung erfolgt mit Augensalben und Augenverbänden. Dem Patienten wird<br />
auch Bettruhe verordnet. Ein bis zwei Tage nach der Schädigung haben sich jedoch<br />
die Hornhaut und Bindehautzellen wieder nachgebildet und es tritt eine vollständige<br />
Heilung ein.
11 avwieland.de<br />
Roland Wartbichler<br />
- 25 -
8. DIE TEILBEREICHE DER OPTISCHEN STRAHLUNG<br />
Der Ultraviolett-Bereich wird nochmals in drei Bereiche unterteilt:<br />
- <strong>UV</strong>-A-<strong>Strahlung</strong> 315-400 nm<br />
- <strong>UV</strong>-B-<strong>Strahlung</strong> 280-315 nm<br />
- <strong>UV</strong>-C-<strong>Strahlung</strong> 100-280 nm<br />
René Kammerlander<br />
- 26 -<br />
Die Ultraviolettstrahlung weist umso mehr Energieinhalt auf, je kurzwelliger sie ist<br />
und umso gefährlicher ist sie <strong>für</strong> Haut und Augen.<br />
Die Stärke der <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong> wird durch die stratosphärische Ozonschicht, den<br />
Sonnenstand (Jahres- und Tageszeit), die Bewölkung, die Höhenlage über Meer und<br />
die Reflexion durch die Oberfläche <strong>des</strong> Bodens (Schnee, Wasser, Sand) bestimmt.<br />
Je geringer die geografische Breite, <strong>des</strong>to größer der Einfallswinkel der <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong><br />
und umso intensiver ist die <strong>Strahlung</strong>.<br />
Die Gefahr der Strahlenschäden nimmt mit zunehmend höherer Lebenserwartung<br />
am Auge zu. Ein erhöhtes Gefahrenpotential liefern:<br />
- alpiner Bergsport<br />
- oftmaliges Sonnenbaden<br />
- Solarien<br />
- Verminderte Ozonschicht
9. EINDRINGTIEFE OPTISCHER STRAHLUNG INS AUGE<br />
Die Eindringtiefe optischer <strong>Strahlung</strong> ins Aug Auge e hängt von der Wellenlänge dieser ab.<br />
<strong>Strahlung</strong>sart<br />
<strong>UV</strong>-C und <strong>UV</strong>-B (teilweise)<br />
<strong>UV</strong>-B (teilweise) und <strong>UV</strong>-A<br />
Sichtbare <strong>Strahlung</strong><br />
Um genauere Angaben über die Eindringtiefe machen zu können, muss der<br />
Transmissionsgrad der einzelnen Komponenten <strong>des</strong> Auges in Abhängigkeit von der<br />
Wellenlänge angegeben werden. Wie aus der Tabelle ersichtlich, dringt <strong>UV</strong>-<br />
<strong>Strahlung</strong> umso weiter ins Auge ein, je langwelliger sie ist. Je nach Eindringtiefe kann<br />
es zu Schäden am Auge kommen. Folglich hängt die Schädigung mit der<br />
Wellenlänge und somit Eindringtiefe der <strong>Strahlung</strong> zusammen.<br />
VIS<br />
<strong>UV</strong>-A/B<br />
<strong>UV</strong>-C<br />
Abbildung 1: : Eindringtiefe optischer <strong>Strahlung</strong> ins Auge; perret-optic.ch<br />
René Kammerlander<br />
dringt im Auge ein bis zur<br />
Hornhaut/Bindehaut<br />
Augenlinse<br />
Netzhaut<br />
- 27 -
10. ABSORBTION DER <strong>UV</strong>-STRAHLUNG IM AUGE<br />
René Kammerlander<br />
- 28 -<br />
Dort, wo die einfallende <strong>Strahlung</strong> absorbiert wird, treten vor allem direkte<br />
Schädigungen auf. Es werden nämlich verschiedene Lichtwellenlängen mit<br />
unterschiedlicher Intensität durch die transparenten Augenmedien absorbiert.<br />
Aus Abb. 2 ist ersichtlich, bei <strong>UV</strong>-C- und <strong>UV</strong>-B-<strong>Strahlung</strong> (100-315 nm) der<br />
Transmissionsgrad der optisch klaren Augenmedien sehr hoch ist. Folglich tritt<br />
hierbei vor allem Keratokonjunktivitis als Folge einer Schädigung der Epithelschicht<br />
der Cornea auf, welche sich aber binnen kurzer Zeit regenerieren kann. <strong>UV</strong>-A-<br />
<strong>Strahlung</strong> (315-400nm) gilt als Ursache <strong>für</strong> einen Katarakt. Der Transmissionsgrad<br />
der optisch klaren Augenmedien ist annähernd gleich.<br />
Abbildung 2: Transmissionsvermögen der optisch klaren Augenmedien und Schädigungsmuster
Anteilige Absorption der <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong> (von 100%)<br />
Wellenlänge[nm] Cornea Kammerwasser Augenlinse<br />
René Kammerlander<br />
Glaskörper<br />
100 -280 100 % 0 % 0 % 0 %<br />
300 92 % 6 % 2 % 0 %<br />
320 45 % 16 % 36 % 1 %<br />
340 37 % 14 % 48 % 1 %<br />
360 34 % 12 % 52 % 2 %<br />
Tabelle 1: Anteilige Absorption der <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong>, www.otpikum.at<br />
- 29 -<br />
Aus dieser Tabelle geht eindeutig hervor, dass je langwelliger die <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong>,<br />
<strong>des</strong>to stärker sind die Schäden in der Augenlinse. Ebenso wird dadurch aufgezeigt,<br />
dass je kurzwelliger die <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong>, <strong>des</strong>to stärker die cornealen Schäden. Die<br />
Retina erreicht nahezu keine <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong> mehr, da diese von davor liegenden<br />
Augenmedien absorbiert wird.<br />
Der verbleibende Rest der <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong>, welcher nicht schon zuvor von den<br />
vorderen Augenmedien absorbiert wurde, wird vom Glaskörper absorbiert.<br />
Die <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong> wird bis zu einer Wellenlänge von 300 nm von der Hornhaut<br />
absorbiert. Sie dient sozusagen als erstes Schutzschild. Wobei <strong>UV</strong>-A-<strong>Strahlung</strong> zu<br />
etwa 35% und <strong>UV</strong>-B-<strong>Strahlung</strong> zu etwa 50% absorbiert wird. Von der Augenlinse<br />
wird der verbleibende Anteil der <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong> absorbiert.
René Kammerlander<br />
- 30 -<br />
Den größten Anteil an der Fokussierung eintreffender Lichtstrahlen auf die Retina hat<br />
die Cornea (bzw. der Tränenfilm); dies aufgrund der Brechzahldifferenz von 1,376<br />
zu1,0 und der starken Vorderflächenkrümmung. Durch <strong>UV</strong>-B- und <strong>UV</strong>-C-<strong>Strahlung</strong><br />
(100 nm -320 nm) kann die Cornea zu Schaden kommen. Vor allem der vordere<br />
Augenabschnitt, welcher sich aus Cornea, Conjunctiva und Lider zusammensetzt, ist<br />
besonders durch einen großen Bereich der <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong> (200 – 400 nm) gefährdet.<br />
Folglich kann es zu einer Photokeratitis oder Schneeblindheit führen durch eine<br />
Überdosierung von <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong>.<br />
Trotz der Tatsache, dass die <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong> vor dem Erreichen nahezu gänzlich von<br />
den vor der Retina liegenden Augenmedien absorbiert wird, ist das sensible, retinale<br />
Gewebe anfällig <strong>für</strong> Lichtschäden. Folglich ist das Auge von Natur aus mit<br />
Schutzmechanismen gegen zu hohe Dosen versehen. Weitere Schutzfunktionen <strong>des</strong><br />
Auges sind neben der Pupillenreaktion, vermehrter Lidschlag und Zusammenkneifen<br />
der Lider.
11. SCHÄDIGUNG DES AUGES DURCH <strong>UV</strong>-STRAHLUNG<br />
René Kammerlander<br />
- 31 -<br />
11.1 SCHÄDLICHE WIRKUNGSWEISE DER DREI <strong>UV</strong>-<br />
STRAHLUNGSARTEN<br />
<strong>UV</strong>-A, <strong>UV</strong>-B und <strong>UV</strong>-C-Strahlen beeinflussen das Auge, wie in Abbildung 1<br />
ersichtlich, je nach ihrer Eindringtiefe. So üben die <strong>UV</strong>-A-und <strong>UV</strong>-B-<strong>Strahlung</strong><br />
Auswirkungen auf die Augenlinse aus, hingegen <strong>UV</strong>-B und <strong>UV</strong>-C-<strong>Strahlung</strong> Einflüsse<br />
auf Hornhaut und Bindehaut.<br />
Es können durch folgende Prozesse strahlenbedingte Effekte an jenen<br />
Augenabschnitten auftreten:<br />
- thermische Prozesse<br />
- fotochemische Prozesse<br />
- thermisch-mechanische Prozesse<br />
Biochemisch betrachtet sind zwei wichtige Mechanismen ursächlich <strong>für</strong><br />
strahlenbedingte Schäden am Auge. Zum einen einem direkten Prozess, bei dem in<br />
dem betreffenden Gewebe die <strong>Strahlung</strong> durch spezifische, chemische<br />
Chromophoren, wie zum Beispiel Nukleinsäuren, absorbiert wird. Zum anderen<br />
einem „photosensitivierten“, indirekten Prozess, bei welchem die Absorption der<br />
Strahlen durch körperfremde Verbindungen oder Medikamenten erfolgt.<br />
Die Folgeschäden der Einwirkung von <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong> auf das Auge können in akute<br />
und chronische Schäden eingeteilt werden:
René Kammerlander<br />
- 32 -<br />
Als akute Schäden wird vor allem die Photokeratitis und die Retinopathia solaris<br />
bezeichnet. Als Auslöser dieser akuten Schäden gilt eine kurzzeitige Einwirkung von<br />
<strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong> (z.Bsp. bei intensiver Sonnenbestrahlung ohne Sonnenschutz oder<br />
ungeschütztes Betrachten einer Sonnenfinsternis).<br />
Unter chronische Schäden werden Lidspaltenfleck, Pterygium und die Ausbildung<br />
eines grauen Stars gezählt. Diese Folgeschäden werden durch langfristige<br />
Einwirkung von <strong>UV</strong>-Strahlen hervorgerufen.<br />
Im Folgenden Kapitel wird auf Augenabschnitte im Allgemeinen und die Auswirkun-<br />
gen bzw. Schädigungen der <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong> auf diese eingegangen.<br />
11.1.1. Cornea<br />
a) Aufbau und Funktion:<br />
Abb. 3: Schichtaufbau der Cornea; www.medizin.uni-tuebingen.de
René Kammerlander<br />
- 33 -<br />
Die Cornea ist eine optisch brechende Grenzfläche und zugleich das am stärksten<br />
brechende Medium <strong>des</strong> Auges.<br />
Wie in Abb. 3 ersichtlich, ist die Hornhaut aus sechs Schichten aufgebaut. Epithel,<br />
Basalmembran, Bowman-Membran, Stroma, Descemet-Membran und Endothel.<br />
Die Dicke der Hornhaut beträgt ca. 520 µm und ihr Durchmesser liegt horizontal bei<br />
etwa 11-12 mm und vertikal 9-11 mm. Der zentrale Radius beträgt ca. 7,8 mm, was<br />
einer Dioptrieangabe von 43 dpt entspricht.<br />
Die Hornhaut enthält keine Blutgefäße, da sonst die Sicht beeinträchtigt würde.<br />
Jedoch besteht sie aus sehr vielen, sensiblen Nerven, welche die Cornea zu einer<br />
der empfindlichsten Stellen der Körperoberfläche machen. Um eben die klare Sicht<br />
zu gewährleisten, erfolgt die Ernährung avaskulär, also ohne Durchblutung.<br />
Für die Ernährung nimmt die Cornea Sauerstoff aus dem Tränenfilm und der Luft <strong>für</strong><br />
das Epithel und Stroma auf und <strong>für</strong> das Endothel Sauerstoff aus dem<br />
Kammerwasser.<br />
Eine der wichtigsten Funktionen der Cornea ist die Transmission <strong>des</strong> Lichts.<br />
Aufgrund ihrer Transparenz dient sie als Eintrittsfenster <strong>für</strong> Licht. Auch eine<br />
Schutzfunktion <strong>des</strong> vorderen Bulbus, ohne eine Beeinträchtigung der optischen<br />
Anforderungen, zählt zu den Aufgaben der Hornhaut.<br />
Aufgrund ihrer hohen Absorbtion gegenüber <strong>UV</strong>-B-Strahlen gilt sie als Schutzschild<br />
<strong>für</strong> die hinter ihr liegenden Linse und Netzhaut.
) <strong>UV</strong>-induzierte Erkrankungen der Cornea<br />
- Keratitis photoelektrika – Schneeblindheit – Verblitzung<br />
René Kammerlander<br />
Abb. 4: Keratitis photoelectrica; <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong> und das<br />
Auge, Prof. Dr. F. Daxecker, Medizinische Universität<br />
Innsbruck;<br />
Abb. 5: Keratitis Phoelektrika; Augenklinik Fulda,<br />
www.augenarzt-fulda.de<br />
- 34 -
René Kammerlander<br />
- 35 -<br />
Durch die <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong> (vor allem <strong>UV</strong>-B-<strong>Strahlung</strong>) beim Schweißen oder durch<br />
extrem lange und hohe <strong>UV</strong>-Expositur kann es zu einer Lockerung der cornealen<br />
Epithelzellen an der Basalmembran kommen. Als Folge dieser photochemischen<br />
Reaktion treten kleine Erosionen auf. Hierbei wird der antioxidative<br />
Schutzmechanismus <strong>für</strong> die Hornhaut geschädigt.<br />
Symptome:<br />
Die Latenzzeit von Symptomen dieser Hornhautentzündung beträgt 3-8 Stunden.<br />
Häufige Symptome sind Schmerzen, ein Gefühl von Sand in den Augen, Tränen,<br />
Rötung und eventuell muzine Ablagerungen. Kommt es zu unerträglichen<br />
Schmerzen, kann ein Blepharospasmus auftreten. Da sich geschädigte Epithelzellen<br />
nach wenigen Tagen regenerieren, gilt die Keratitis photoelektrika als eine temporäre<br />
Erscheinung, welche reversibel ist. Der Visus kann als Folge mehr oder weniger<br />
eingeschränkt sein.<br />
Risikogruppe:<br />
Die Keratitis photoelektrika kommt vor allem beim Elektroschweißen ohne<br />
Augenschutz (Verblitzen) und beim Aufenthalt bei Sonnenschein auf Schneeflächen<br />
im Hochgebirge (Schneeblindheit) vor.<br />
Behandlung:<br />
Eine Behandlung erfolgt mit Lokalanästhetika, einer Salbe, Lichtkarenz und bei<br />
Bedarf mit Schmerztabletten<br />
Handelt es sich bei der Erkrankung jedoch um eine extrem schwerwiegende, so kann<br />
es dazu kommen, dass die Cornea langfristig ihre Transparenz verliert und es folglich<br />
zu einer Hornhaut-Transplantation kommen muss.
René Kammerlander<br />
- 36 -<br />
Bei der Spaltlampenbeobachtung findet man eine unter Fluoreszin anfärbbare<br />
Hornhaut und ein Epithelödem.<br />
Welche Faktoren Einfluss auf die Keratitis photoelektrika hinsichtlich der <strong>UV</strong>-<br />
<strong>Strahlung</strong> haben, geht aus einer Forschungsstudie der Universität Innsbruck <strong>für</strong><br />
Ophtalmologie und physikalische Medizin hervor, auf welche in Kapitel 6 näher<br />
eingegangen wird.<br />
4.1.2 Conjunktiva (Bindehaut)<br />
a) Aufbau und Funktion:<br />
Die Bindehaut ist eine durchsichtige, glatte Schleimhaut, welche die Innenfläche der<br />
Augenlider mit der Vorderfläche <strong>des</strong> Augapfels verbindet – daher auch der Name<br />
Bindehaut.<br />
Die Bindehaut erstreckt sich vom Limbus Corneae über die Fornix bis zur Lidkante.<br />
Man unterteilt sie in drei Abschnitte und zwar in die palbebrae, fornikale und bulbäre<br />
Conjunktiva.<br />
Hauptaufgabe der Bindehaut ist der Schutz <strong>des</strong> äußeren Auges vor<br />
Mikroorganismen. Neben Mikroorganismen wirken auch andere Faktoren, wie zum<br />
Beispiel <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong>, Fremdkörper usw. auf die Bindehaut ein.
) <strong>UV</strong>-induzierte Erkrankungen der Bindehaut<br />
- Pterygium – Flügelfell<br />
René Kammerlander<br />
- 37 -<br />
Abb. 6: Pterygium; odlarmed.com Abb. 7: Pterygium; Augenarzt, Dr. med E.<br />
Drechsel, München<br />
Das Pterygium ist ein conjunktivales, fibrovaskuläres, flügelförmiges Gewebe,<br />
welches vom nasalen Limbus über die Cornea wächst. Es handelt sich hierbei um<br />
eine <strong>UV</strong>-induzierte Degeneration der limbalen Bindehaut. Diese Degeneration kann<br />
auf Veränderungen <strong>des</strong> Hornhautepithels oder der darunter befindlichen Bowmann-<br />
Membran zurückgeführt werden.<br />
Diese Gewebeschicht ersetzt das Stroma der Bindehaut, welches durch die <strong>UV</strong>-<br />
Einwirkung abgebaut wird. Ausgelöst wird das „Flügelfell“ von <strong>UV</strong>-Strahlen, die<br />
seitlich auf das Auge treffen.<br />
Da der äußere Augenwinkel im Schatten der Nase liegt, ist meist der innere<br />
Augenwinkel betroffen. „In der Hornhaut werden die Strahlen fokussiert und treffen<br />
dann mit sehr hoher Intensität auf die Übergangszone zur Bindehaut“, berichtet<br />
DOG-Präsident Prof. Dr. med. Thomas Reinhard, Ärztlicher Direktor der Augenklinik<br />
am Universitätsklinikum Freiburg. Deshalb tritt genau in diesem Bereich das<br />
Flügelfell durch Veränderungen aufgrund von <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong> auf.
Symptome<br />
René Kammerlander<br />
- 38 -<br />
Das Pterygium ist zwar gutartig, kann aber das Sehen erheblich behindern, wenn es<br />
bis zum Zentrum der Hornhaut übergreift.<br />
Als weitere Symptome können außerdem Reizungen auftreten, weil der Tränenfilm,<br />
der die Bindehaut schützt, an dieser Stelle unterbrochen wird (-trockenes Auge).<br />
Weiters kann das Pterygium auch die Radien der Hornhaut verändern, was einen<br />
Astigmatismus zur Folge haben kann. Ein weiterer Aspekt ist eine erhöhte Blendung,<br />
welche durch das trockene Auge und eine vermehrte Lichtstreuung im Bereich <strong>des</strong><br />
Flügelfells hervorgerufen wird.<br />
Risikogruppe<br />
Das sogenannte „Flügelfell“ tritt meist bei Personen auf, die einer hohen <strong>UV</strong>-<br />
Belastung ausgesetzt sind und sich viel im Freien aufhalten, wie dies zum Beispiel<br />
bei Landwirten, Seeleuten oder im Hochgebirge der Fall ist. Häufig kommt es auch<br />
bei Bewohnern südlicher Länder in Äquatornähe aufgrund der höheren <strong>UV</strong>-Belastung<br />
vor.<br />
Behandlung<br />
Eine Behandlung erfolgt in der Regel erst, wenn die angeführten Symptome stärker<br />
werden oder die Sehleistung stark beeinträchtigt wird. Als einzige Möglichkeit einer<br />
Behandlung dient die operative Entfernung.<br />
Diese erfolgt je nach Gesundheitszustand ambulant oder im Rahmen eines<br />
Spitalaufenthaltes und dauert ca. 45 Minuten unter lokaler Betäubung. Im ersten<br />
Schritt wird das Flügelfell chirurgisch entfernt. Im zweiten Schritt erfolgt eine Glättung<br />
<strong>des</strong> Operationsgebietes mittels einer Laser-Behandlung. Das Wieder-Auftreten <strong>des</strong><br />
Pterygiums auch nach operativer Entfernung ist jedoch wahrscheinlich.
- Pinguecula (Lidspaltenfleck)<br />
René Kammerlander<br />
Abb. 8: Pinguecula; Universitätsklinik <strong>für</strong> Augenheilkunde Graz<br />
- 39 -<br />
Der Lidspaltenfleck ist eine harmlos, gelblich, leicht erhabene Verdickung der<br />
Bindehaut im Lidspaltenbereich, welche meist nasal auftritt. Durch seitlich auf das<br />
Auge einfallende <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong>en kommt es zu Totalreflexionen, die nasal<br />
Eiweißablagerungen hervorrufen. In der Augenoptik kann es zu Problemen bei der<br />
Linsenanpassung kommen, aber nur wenn der Linsenrand direkt an dem<br />
Lidspaltenfleck anliegt.<br />
11.1.3 Lider<br />
a) Aufbau(Anatomie) und Funktion:<br />
Anatomisch werden die Augenlider in zwei Zonen gegliedert: Die erste Zone ist das<br />
Oberlid, welches wiederum aus zwei Teilen besteht: aus dem tarsalen und dem<br />
orbitalen Teil. Der tarsale Teil beschreibt den Bereich von der Lidkante bis zum<br />
Sulcus Palpebrae superior. Der orbitale Teil erstreckt sich vom Sulcus Palpebrae<br />
superior bis zu den Augenbrauen. Die zweite Zone ist das Unterlid; dieses reicht über<br />
die Wangen bis zur nasojugalen Falte und malaren Falte.
René Kammerlander<br />
- 40 -<br />
Die Hauptfunktionen der Lider bestehen im Schutz <strong>des</strong> Augapfels vor Schäden durch<br />
die Außenwelt und darin, den Bulbus zu befeuchten.<br />
b) <strong>UV</strong>-induzierte Erkrankungen der Lider:<br />
Der Farbstoff Melanin wird unter <strong>UV</strong>-Einfluss gebildet. Dieser lagert sich um die<br />
Zellkerne in der Oberhaut und soll somit die DNA in den Zellen vor Schäden durch<br />
<strong>UV</strong>-Strahlen schützen.<br />
Wird allerdings zu wenig Melanin gebildet, schadet uns die <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong> – nicht nur<br />
in Form eines Sonnenbran<strong>des</strong>, sondern auch langfristig, indem sie die DNA der<br />
Zellen schädigt und das Hautkrebsrisiko dadurch erhöht.<br />
Auch in unmittelbarer Nähe <strong>des</strong> Auges, am Lid, können bösartige Hauttumore<br />
auftreten:<br />
BASALIOM:<br />
Hierbei handelt es sich um einen semimalignen Hautkrebs, der stetig wächst, aber<br />
keine Metastasen bildet.<br />
Abb. : Basaliom; e-learning.studmed.unibe.ch
photochemisch angeregt werden und fluoreszieren<br />
René Kammerlander<br />
- 41 -<br />
Weitere bösartige Tumore, welche durch <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong> hervorgerufen werden<br />
können, sind Karzinome und Melanome.<br />
11.1.4 Linse<br />
a) Aufbau und Funktion:<br />
Die Linse besteht zu 60% aus Proteinen und Wasser. Außerdem ist sie ungleichseitig<br />
bikonvex, elastisch und durchsichtig. Die Linse besteht aus Eiweiß und enthält weder<br />
Blutgefäße noch Nerven. Das Linsenepithel bildet zeitlebens Linsenfasern, folglich<br />
nimmt das Linsenvolumen mit dem Alter zu.<br />
Die Ernährung der Linse erfolgt über das Kammerwasser.<br />
Funktion:<br />
Die wichtigsten Funktionen der Linse sind Akkomodation und sie ist ein Teil <strong>des</strong><br />
optischen Apparates <strong>des</strong> Auges.<br />
b) <strong>UV</strong>-induzierte Erkrankungen der Linse:<br />
Die Strukturproteine der Linse machen den größten Teil <strong>des</strong> Trockengewichts der<br />
Linse aus. Deshalb müssen sie eine wichtige Rolle bei der Transmission, Absorption<br />
und Reflektion <strong>des</strong> Lichts durch das Auge spielen.<br />
So gibt es zum Beispiel beim Kleinkind keinerlei Chromophoren 1 im Auge, die<br />
sichtbares oder <strong>UV</strong>- Licht absorbieren können. Eine 10 Jahre alte Linse verfügt über<br />
1 Chromophoren: z.Bsp. Nukleinsäuren oder aromatische Aminosäuren-Rückstände; können
René Kammerlander<br />
- 42 -<br />
eine Transmission von 75%, eine Linse im Alter von 25 Jahren eine Transmission<br />
von unter 20% (siehe Abb. 9). In jungen Linsen herrscht also ein Mangel an der Zahl<br />
<strong>UV</strong>-absorbierender Chromophoren, welche mit zunehmendem Alter ansteigt.<br />
Abb. 9: Transmission der <strong>UV</strong>- und sichtbaren <strong>Strahlung</strong> in der normalen menschlichen Linse<br />
in Abhängigkeit vom Lebensalter, Buch Biochemie <strong>des</strong> Auges, Band 197, Enke Verlag, Seite<br />
244<br />
Durch direkte Absorption kann die Linse in Mitleidenschaft gezogen werden.<br />
Veränderungen bestehen vor allem durch verstärkte Pigmentierung.<br />
Eine ständige <strong>UV</strong>-Bestrahlung aus der Umwelt wirkt vor allem durch eine Reihe von<br />
fluoreszierenden Chromophoren, welche photochemisch angeregt werden (die immer<br />
längere Wellenlängen absorbieren), einem immer dunkler werdenden Gelb <strong>des</strong><br />
Linsenkerns, und einem Anstieg unlöslicher Linsenproteine. Diese fluoreszierenden<br />
Komponenten nehmen mit dem Alter zu und dadurch kommt es zu einer Abnahme<br />
der Lichtdurchlässigkeit (v.a. <strong>UV</strong>- und sichtbares Licht).
René Kammerlander<br />
- 43 -<br />
„Es wird angenommen, dass <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong> höherer Intensität starke photochemische<br />
Schäden an wichtigen Enzymsystemen verursachen kann“. Biochemie <strong>des</strong> Auges<br />
G.O.H Gaumann<br />
Mit Hilfe unzähliger Befunde der letzten Jahre kann bewiesen werden, dass die <strong>UV</strong>-<br />
<strong>Strahlung</strong> als wichtiger Faktor beim Altern der Linse und bei der Kataraktgenese bei<br />
Tier und Mensch gilt.<br />
- Katarakt (grauer Star)<br />
Abb. 10: Katarakt; Dr. Hadjian, Facharztpraxis Abb. 11: Katarakt; www.dr-leber.de<br />
<strong>für</strong> Augenheilkunde, Stadtoldendorf<br />
Langjährige <strong>UV</strong>-Exposition kann zu einem Verlust der Transparenz und Trübung der<br />
Augenlinse führen. Dies wird als Katarakt bezeichnet. Durch photochemische<br />
Reaktionen werden in den Linsenzellen sogenannte Cristalline, Eiweiße, verändert.<br />
Die <strong>Strahlung</strong> löst die chemischen Bindungen auf – dies macht die Proteine unlöslich<br />
und es kommt zur Klumpenbildung. Zudem legen sich Pigmente an den Linsenzellen<br />
an. Folglich kann eine Pigmentierung der Zellen und Trübung der Linse erfolgen. Das<br />
Sehen kann dadurch stark eingeschränkt werden oder es kann so weit fortschreiten<br />
bis eine vollständige Erblindung eintritt.
René Kammerlander<br />
- 44 -<br />
Auch zeigen Untersuchungen, dass <strong>UV</strong>-B und <strong>UV</strong>-A Schäden an der DNA oder an<br />
den Membranen der Zellen Katarakte hervorrufen.<br />
Bei der Spaltlampenuntersuchung erkennt man die Trübung der Linse durch einen<br />
roten Fundusreflex, welcher je nach Trübungsform weniger brilliant sein oder dunkle<br />
Schatten aufweisen kann. Einen inneren, dunklen Ring kann man bei<br />
myopisierendem Kernkatarakt erkennen und beim direkten Fundusspiegeln erscheint<br />
der Augenhintergrund unschärfer.<br />
Der Katarakt ist die häufigste Ursache <strong>für</strong> Erblindungen weltweit. Eine Schätzung der<br />
WHO (Weltgesundheitsorganisation) ergab, dass ca. 20 % der Katarakte auf eine<br />
<strong>UV</strong>-Belastung zurückzuführen sind.<br />
Symptome:<br />
Als Symptome treten vor allem auf: Blendung durch Lichtstreuung, Nebel-<br />
Schleiersehen, welches zu Visusverschlechterung führt, schlechte<br />
Farbwahrnehmung, schlechtes Kontrastsehen. Auch das Auftreten von<br />
Doppelbildern auf einem Auge ist ein Symptom dieser Erkrankung.<br />
Behandlung<br />
Je nach Art und Härte der Kerntrübungen und Begleiterkrankungen sowie Alter <strong>des</strong><br />
Patienten stehen zwei Operationsverfahren zur Verfügung:
1. ECCE (Extra-Capsulläre-Catarakt-Extraktion):<br />
René Kammerlander<br />
- 45 -<br />
Bei dieser Operationsmethode wird die vordere Linsenkapsel eröffnet und eine<br />
Scheibe entfernt. Anschließend wird mit Hilfe eines Hochfrequenzultraschalls die<br />
Linse zertrümmert und abgesaugt (Phakoemulsifikation). Nach diesem Vorgang<br />
werden der Linsenkern und die Linsenrinde komplett entfernt. Die hintere Kapsel und<br />
die Zonula-Aufhängung bleiben erhalten. Abschließend wird die hintere Kapsel<br />
poliert und eine Kunstlinse (IOL=Intraokularlinse) implantiert.<br />
2. ICCE (Intra-Capsuläre-Cataract-Extraktion):<br />
Die gesamte Linse wird in ihrer Kapsel mit einem Kältestift angefroren und aus dem<br />
Auge herausgezogen, indem man einen großen, oberen Hornhautschnitt durchführt.<br />
Diese Methode gilt schon eher als veraltet.<br />
Eine konservative Therapie zur Rückbildung eines Katarakts gibt es nicht.<br />
11.1.5 Glaskörper<br />
a) Aufbau und Funktion:<br />
Der Glaskörper besteht zu 98% aus Wasser, welches an Hyalyronsäure gebunden<br />
ist. Somit nimmt er 65% <strong>des</strong> Augeninhaltes ein.<br />
Der Glaskörper wird durch die Linse und die Cornea vor <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong> geschützt.<br />
Erfolgte bei einem Patienten eine Kataraktextration verliert der Glaskörper einen<br />
erheblichen Schutz vor <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong>.
René Kammerlander<br />
- 46 -<br />
Dieser enthält nämlich nur einige Chromophoren, die in der Lage sind <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong><br />
zu absorbieren.<br />
Aus Experimenten geht hervor, dass Einwirkung von <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong> auf den<br />
Glaskörper eine Schrumpfung <strong>des</strong> Glaskörpergels und Denaturierung <strong>des</strong><br />
Kollagennetzes zur Folge hat.<br />
11.1.6. Retina:<br />
a) Aufbau und Funktion:<br />
Abb. 12: Schemaskizze Aufbau der Retina; http://www.dma.ufg.ac.at<br />
Die Retina empfängt die ins Auge einfallenden Lichtstrahlen und wandelt diese in<br />
chemisch elektrische Impulse um. Diese Impulse werden dann an das Gehirn
René Kammerlander<br />
- 47 -<br />
weitergeleitet. Die Zapfen befinden sich in der Macula und ermöglichen das Tages-<br />
und Farbensehen.<br />
Die Stäbchen befinden sich in der Peripherie und sind <strong>für</strong> das Dämmerungs- und<br />
Nachtsehen zuständig.<br />
b)<strong>UV</strong>-induzierte Erkrankungen der Netzhaut:<br />
Vor dem Erreichen auf der Netzhaut wird die <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong> beinahe vollständig von<br />
der vor der Retina liegenden Augenmedien absorbiert. Da zum Beispiel die<br />
Transmission von Linsen bei Kindern höher ist (siehe Kapitel 4.1.4), gibt es häufig bei<br />
Kindern Schäden an der Netzhaut durch <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong>.<br />
Biochemisch betrachtet, gibt es drei Theorien zur Erklärung der Lichteinwirkung auf<br />
die Retina: Die erste Theorie beschreibt den photodynamischen Einfluss <strong>des</strong><br />
sichtbaren Lichts auf die Photorezeptorzellen, wodurch freie Radikale erzeugt<br />
werden, was zur Peroxidation der Lipidmembran führen kann. Eine weitere Theorie<br />
behandelt die Wirkung <strong>des</strong> <strong>UV</strong>-Lichts auf Stoffwechselvorgänge in der Retina. Dabei<br />
spielt die ständige Lichtexposition eine große Rolle, welche dadurch den<br />
Sauerstoffverbrauch der Linse unterdrückt. Die dritte Theorie geht davon aus, dass<br />
Bleichen zur Bildung eines toxischen Photoprodukts führt, wobei es zu toxischen<br />
Agens kommen kann.<br />
Retinablutungen in der Höhe – eine „Höhenkrankheit“, die das Auge betrifft<br />
Infolge eines Höhenanstiegs können sich Veränderungen in der Retina ergeben,<br />
welche sich durch überfüllte und verstärkt geschlängelte Gefäße sowie fleckförmige<br />
Einblutungen äußern. Diese Erkrankung tritt ab einer Höhe von 5000 Meter auf und<br />
die Symptome können rasch und spontan wieder resorbiert werden. Die Gründe
René Kammerlander<br />
- 48 -<br />
liegen in einer verminderten O2-Sättigung, einer höheninduzierten verstärkten<br />
Gehirndurchblutung, plötzliche Anstrengung aber auch Höhenhusten.<br />
12. POSITIVE AUSWIRKUNGEN DER <strong>UV</strong>-STRAHLUNG AUF DAS<br />
MENSCHLICHE AUGE<br />
<strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong> nimmt nicht nur negativen Einfluss auf das menschliche Auge, sondern<br />
kann bei bestimmter Dosis auch eine positive Wirkung haben. Eine langjährige<br />
Einwirkung von <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong> auf die Cornea bewirkt eine Stabilisierung und<br />
Vernetzung der Cornea-Kollagenfasern. Deshalb ist eine <strong>UV</strong>-Exposition mit Maß und<br />
Ziel auch durchaus gesund <strong>für</strong> das Auge. Diese Erkenntnis machte man sich vor<br />
allem beim <strong>UV</strong>-Crosslinking bei Keratokonus zu Nutze:<br />
12.1 <strong>UV</strong>-Crosslinking bei Keratokonus<br />
Bei einem Keratokonus handelt es sich um eine Erkrankung, bei der es zu einer<br />
meist fortschreitenden Auswölbung der Hornhaut kommt. Diese kann die Sicht<br />
beeinträchtigen und muss oft in Form von einer Hornhautverpflanzung behandelt<br />
werden.<br />
Abb. 13: links: Normale Cornea; rechts: Keratokonus; Quelle: la-sight.com
Abb. 14: Keratokonus; Quelle: Paracelsus Medizinische Privatuniversität Salzburg<br />
René Kammerlander<br />
- 49 -<br />
Diagnostiziert wird der Keratokonus mittels Hornhaut-Topographie. Dabei wird eine<br />
„Höhenkarte“ der Hornhaut erstellt (siehe Abb. 15).<br />
Eine weitere Diagnosemöglichkeit bietet die Hornhaut-Pachymetrie, im Rahmen<br />
derer eine Ultraschall-Untersuchung der Hornhautdicke erfolgt.<br />
Abb. 15: Hornhaut-Topographie, Links: verzerrtes "Placido"-Bild<br />
eines Keratokonus Rechts: Hornhaut-Topographie eines<br />
Keratokonus; http://www.iroc.ch/uv.html
Abb. 16: <strong>UV</strong>-Riboflavin-Crosslinking Universitätsklinikum Marburg<br />
www.ukgm.de/ugm_2/deu/umr_aug/17749.html<br />
René Kammerlander<br />
- 50 -<br />
Zur Behandlung <strong>des</strong> Keratokonus gibt es eine neu entwickelte Methode – das <strong>UV</strong>-<br />
Riboflavin-Crosslinking der Hornhaut.<br />
Hierbei erfolgt eine Quervernetzung der Hornhaut, um der fortschreitenden<br />
Auswölbung durch mechanische Stabilisierung von Gewebe entgegenzuwirken.<br />
In Kombination wird eine <strong>UV</strong>-Bestrahlung mit Verabreichung von Riboflavin-<br />
Augentropfen (ein Vitamin-B2)) durchgeführt. Das Riboflavin wird als Lichtpuffer<br />
verwendet.<br />
Abb. 17: Riboflavin-Molekül themedicalbiochemistrypage.org
René Kammerlander<br />
- 51 -<br />
Diese Verbindung absorbiert die <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong> und verhindert so, dass das Licht in<br />
die tieferen Gewebeschichten eindringen kann. Durch das Licht angeregt, setzt das<br />
Riboflavin Sauerstoffverbindungen frei, welche <strong>für</strong> die Quervernetzung der<br />
Kollagenfasern die nötige, chemische Energie liefern. Das Riboflavin wird auf die<br />
„nackte“ Hornhaut aufgebracht. Dazu wird das Epithel an der zu behandelnden Stelle<br />
entfernt und die fehlende Zellschicht wächst innerhalb von wenigen Tagen von selbst<br />
wieder nach.<br />
12.2 NEUARTIGE LINSE - CALHOUN LAL:<br />
Seit kurzem existiert am Markt <strong>für</strong> Intraokularlinsen eine neuartige Kunstlinse, die es<br />
ermöglicht das Sehpotential <strong>des</strong> menschlichen Auges optimal auszuschöpfen. Der<br />
Name der Kunstlinse, Calhoun LAL, steht <strong>für</strong> „Light Adjustable Lens“ das heißt, die<br />
Linse ist durch Licht adjustierbar.<br />
Die Linse wurde von dem amerikanischen Augenarzt Dan Schwartz und dem<br />
Chemiker Robert Grubbs, Nobelpreisträger <strong>für</strong> Chemie <strong>des</strong> Jahres 2005, gemeinsam<br />
entwickelt.<br />
Hat sich ein Patient einer Katarakt Operation unterzogen, kann meist die genaue<br />
Stärke der IOL vor der Operation aus verschiedensten Gründen nicht immer ganz<br />
exakt festgelegt werden. Die Folge ist sehr häufig eine Brillenkorrektur zum<br />
Ausgleich der verbleibenden Fehlsichtigkeit.<br />
Mit der Calhoun LAL kann der Augenarzt jedoch nach der Implantation der Linse die<br />
verbleibende Brechkraftfehler sowie zusätzlich einen eventuell vorhandenen<br />
Astigmatismus exakt nachkorrigieren.<br />
Das Besondere der Kunstlinse ist das außergewöhnliche Material, aus dem sie<br />
gefertigt wird. Es besteht zu einem großen Teil aus photosensitiven
René Kammerlander<br />
- 52 -<br />
Silikonmakromeren. Durch Bestrahlung mit <strong>UV</strong>-Licht kann dieses Material verformt<br />
und so die Brechkraft der Linse verändert werden.<br />
2 bis 3 Wochen nach der Operation wird eine Nachbehandlung durchgeführt wo die<br />
postoperative Sehfähigkeit festgestellt und justiert wird. Dies geschieht indem die<br />
IOL mit <strong>UV</strong>-Licht bestrahlt wird. Muss die Brechkraft der Linse erhöht werden,<br />
bestrahlt der Augenarzt den zentralen Teil der Calhoun LAL. Die Linse wird im<br />
Zentrum dicker und die Brechkraft nimmt zu.<br />
Ist die Brechkraft der Linse zu hoch, werden die Ränder der Kunstlinse bestrahlt. Das<br />
Zentrum der Linse flacht ab und die Brechkraft wird reduziert.<br />
Nach drei bis vier Sitzungen wird die IOL endgültig fixiert und kein <strong>UV</strong>-Licht bewirkt<br />
mehr eine Veränderung an der Linse.<br />
Die <strong>UV</strong>-Beeinträchtigung <strong>für</strong> das innere Auge ist unbedenklich, da die Innenseite der<br />
Kunstlinse mit einem <strong>UV</strong>-Blocker versehen ist und somit keine schädliche <strong>Strahlung</strong><br />
an die weiteren Augenabschnitte, und somit bis zur Retina, gelangen kann.<br />
Die Langzeitwirkungen können noch nicht angeführt werden, aber mit hoher<br />
Wahrscheinlichkeit wird der Patient nach der Operation <strong>für</strong> die Ferne und <strong>für</strong> die<br />
Nähe keine Brille mehr benötigen.<br />
12.3 Weitere Aspekte:<br />
Die wichtigste Funktion, die aus der Aufnahme von <strong>UV</strong>-Licht im Körper resultiert, ist<br />
die Umsetzung der <strong>Strahlung</strong> in Vitamin D3. Dieses wird vom menschlichen Körper<br />
benötigt, damit Mineralien, wie Kalzium, gebildet und verwertet werden können.<br />
Vitamin D3 kommt außer in Fisch nicht in unseren Nahrungsmitteln vor. Besteht ein<br />
Mangel von Kalzium, so kann es bei Kindern zu Rachitis und bei Erwachsenen zu<br />
Osteoporose (Knochenerweichung) kommen.<br />
Weiters verhindert <strong>UV</strong>-Licht Karies und verbessert den Mineralhaushalt,<br />
Knochenstoffwechsel und die immunologische Abwehr.
René Kammerlander<br />
- 53 -<br />
<strong>UV</strong>-Licht baut Stresshormone ab, wodurch eine Erweiterung <strong>des</strong> Sehfelds und<br />
eine erhöhte Informationsverarbeitung erfolgt. Ebenso ergibt sich durch <strong>UV</strong>-<br />
<strong>Strahlung</strong> eine vermehrte Bildung von roten Blutkörperchen und <strong>des</strong><br />
Hämoglobins, wodurch eine bessere Sauerstoffversorgung der Zellen gegeben<br />
ist.<br />
Über die Augen gelangt Sonnenlicht in die Hirnanhangdrüse. Folglich wird der<br />
Hormonhaushalt auch über <strong>UV</strong>-Einstrahlung beeinflusst. Dort wird Depressionen<br />
vorgebeugt, indem es die Melatoninbildung hemmt.<br />
Sonnenlicht kann auch die Sehkraft stärken, weil es, sofern es nicht direkt auf die<br />
Augen trifft, Nahrung <strong>für</strong> die Sehzellen ist.<br />
Vor allem <strong>UV</strong>-C-<strong>Strahlung</strong> wirkt antibakteriell und ist wichtig <strong>für</strong> das Immunsystem<br />
und die Sehzellen.<br />
<strong>UV</strong>-B-Licht ist essentiell zur Vitamin-D-Bildung, welches u.a., wie oben bereits<br />
angeführt, den Kalziumhaushalt reguliert und indirekt den Blutdruck auf normale<br />
Weise sinken lässt. <strong>UV</strong>-B-Strahlen im Sonnenlicht unterstützen das sympathische<br />
Nervensystem, indem sie die Aktivität von Enzymen erhöhen und den<br />
Zuckerstoffwechsel verbessern. Ebenso wirkt es gegen Störungen <strong>des</strong> Herz-<br />
Kreislaufsystems und hat herzschützende Wirkung. Liegt eine ausreichende<br />
Intensität der <strong>Strahlung</strong> vor, so ist <strong>UV</strong>-B-<strong>Strahlung</strong> ein wesentlicher Aspekt in der<br />
Abwehr von Krebserkrankungen (Blasen-, Brust-, Darm-, Prostata- und zahlreiche<br />
andere Krebsarten).<br />
<strong>UV</strong>-A- und <strong>UV</strong>-B-<strong>Strahlung</strong> wird im Kampf gegen Akne, Neorodermitis und<br />
anderen Hautkrankheiten verwendet.<br />
Vitamin D wird mit Hilfe der <strong>UV</strong>-B <strong>Strahlung</strong> gebildet. Dieses dient noch dazu als<br />
Schutzstoff gegen Prostata-, Darm- und Brustkrebs, Zuckerkrankheit und<br />
Osteoporose.
René Kammerlander<br />
- 54 -<br />
13. FORSCHUNGSSTUDIE DER UNIVERSITÄT INNSBRUCK,<br />
INSTITUT FÜR MEDIZINISCHE PHYSIK, UNIVERSITÄTSKLINIK<br />
FÜR AUGENHEILKUNDE<br />
13.1 Keratitis Solaris – Bestrahlungsdosen durch solare <strong>UV</strong>B-<strong>Strahlung</strong><br />
Dr. M. Blumthaler, Univ-Prof. Dr. W. Ambach, Institut <strong>für</strong> Medizinische Physik der Universität Innsbruck<br />
Doz. Dr. F. Daxecker, Universitätsklinik <strong>für</strong> Augenheilkunde, Innsbruck<br />
Im Zuge der Bearbeitung unserer Diplomarbeit haben wir uns Kontakt mit Herrn<br />
Univ.-Prof. Dr. M. Blumthaler vom Institut <strong>für</strong> physikalische Medizin an der Universität<br />
Innsbruck aufgenommen. In einem persönlichen Gespräch hat mir dieser ermöglicht,<br />
Einblick in seine Studien zum Thema <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong> und das menschliche Auge zu<br />
nehmen. In dieser Studie führte er, unterstützt von der Universitätsklinik <strong>für</strong><br />
Augenheilkunde Dr. F. Daxecker, Messungen der <strong>Strahlung</strong>sdosis von <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong><br />
in Abhängigkeit von der Meereshöhe, dem Ozongehalt der Atmosphäre, der<br />
Sonnenhöhe und dem Reflexionsvermögen <strong>des</strong> Bodens durch. Mit Hilfe dieser<br />
Befunde wertete er Aktivierungsspektren aus, welche Aussagen darüber liefern, wie<br />
groß die Wirksamkeit der <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong> unter bestimmten Voraussetzungen ist.<br />
Diese wurden am Beispiel der Keratitis solaris (Keratitis photoelektrika) ausgewertet<br />
und lieferten diese Ergebnisse interessante Aspekte zur Auswirkung der <strong>UV</strong>-<br />
<strong>Strahlung</strong> auf das menschliche Auge, welche ich mir im Folgenden erlaube<br />
zusammenzufassen.<br />
Abb. 18: Dr. M. Blumthaler, Universität Innsbruck;<br />
Oberer Teil: Keratitis-Aktivierungsspektrum<br />
Unterer Teil: Keratitiswirksame Bestrahlungsintensität <strong>des</strong> Auges<br />
<strong>für</strong> die solare <strong>Strahlung</strong> in den einzelnen Jahreszeiten sowie O m<br />
NN und 3000 m NN.
René Kammerlander<br />
- 55 -<br />
Durch Multiplikation <strong>des</strong> Aktivierungsspektrums mit dem solaren Spektrum erhält<br />
man die – zum Beispiel – keratitiswirksame Intensität (siehe Abb. 18). Hier wird das<br />
keratitiswirksame Sonnen-spektrum veranschaulicht. Es ist sehr gut ersichtlich, dass bei<br />
einer Wellenlänge von 280 bis 320 nm (<strong>UV</strong>-Bereich) ein Peak die Belastung auf das Auge im<br />
<strong>UV</strong>-Bereich zeigt.<br />
In Zusammenhang mit den <strong>für</strong> das Auge relevanten Bestrahlungsintensitäten spielen<br />
folgende Punkte eine wichtige Rolle:<br />
a) Das Reflexionsvermögen <strong>des</strong> Bodens<br />
Im Allgemeinen wird die Intensität der <strong>Strahlung</strong> durch Reflexion <strong>des</strong> Bodens<br />
verstärkt. So reflektiert zum Beispiel hellfarbiger Sand etwa 15 %, Wasser 5 % und<br />
Schnee (je nach Verschmutzungsgrad) ca. 50-95 % der <strong>UV</strong>-B-<strong>Strahlung</strong>.<br />
Geht man vom freien Gelände über auf eine Schneeoberfläche, so erhöht sich die<br />
keratitiswirksame <strong>Strahlung</strong>sintensität um einen Faktor 15,8 – unabhängig von Höhe<br />
und Jahreszeit.<br />
Aus Messungen ist bekannt, dass das Reflexionsvermögen einer trockenen<br />
Schneeoberfläche <strong>für</strong> <strong>UV</strong>-B-<strong>Strahlung</strong> bis zu 100% beträgt. Es gibt einen großen<br />
Unterschied der Intensitäten bei aperer und schneebedeckter Oberfläche. Der Grund<br />
da<strong>für</strong> ist, dass bei aperem Gelände die Schwellenwertdosis im Verlauf <strong>des</strong> Tages<br />
auch im Sommer praktisch nicht erreicht wird und die Keratitis photoelektrika<br />
praktisch nur bei schneebedecktem Gelände auftritt.
René Kammerlander<br />
- 56 -<br />
Abb.19: Keratitiswirksame Intensitäten zu Mittag <strong>für</strong> Meeresniveau und 3000 m NN. Das Auge<br />
betrachtet horizontale Oberfläche. Punktierter Bereich: schneebedecktes Gelände;<br />
Schraffierter Bereich: aperes Gelände.<br />
b) Ozonkonzentration – jahreszeitlicher Verlauf<br />
Das Verhältnis der Mittagsintensität im Laufe der Jahreszeiten beträgt im Winter 1,7<br />
zu Frühling 7,6 zu Sommer 17,0 zu Herbst 9,9<br />
Es besteht also ein Zusammenhang zwischen Intensität und Ozonkonzentration. Die<br />
Ozonschicht gilt als „riesige <strong>UV</strong>-Schutzbrille der Erde“. Die Ozonkonzentration ergibt<br />
im Herbst verglichen mit dem Frühjahr eine um 30 % größere keratitiswirksame<br />
Mittagsintensität. (siehe Abb 19, Seite 28)<br />
Im Tagesverlauf erfolgt ein steiler Anstieg hin zum Maximum, welches in der<br />
Mittagszeit erreicht wird. Die Globalstrahlung hat dagegen einen deutlich<br />
unterschiedlichen Tagesverlauf (gestrichelte Linie in Abb. 20). Der Grund da<strong>für</strong> liegt<br />
in der Schwächung der keratitiswirksamen Intensität bei niederen Sonnenhöhen als
René Kammerlander<br />
- 57 -<br />
Folge der Änderung der durchstrahlten Ozonschicht bei unterschiedlichen<br />
Sonnenhöhen.<br />
Abb. 20: Keratitiswirksame Intensität auf eine horizontale Fläche im tageszeitlichen Verlauf <strong>für</strong><br />
die einzelnen Jahreszeiten; die Kurven gelten <strong>für</strong> Meeresniveau und 47° geographischer<br />
Breite; zum Vergleich Tagesgang der Globalstrahlung gestrichelt eingetragen<br />
c) Höhengradient<br />
Die Zunahme <strong>des</strong> Mittagswertes der keratitiswirksamen <strong>Strahlung</strong> hängt von der<br />
Meereshöhe ab. Der Höhengradient im Frühling, Sommer und Herbst beträgt<br />
16%/1000m, denn mit zunehmender Höhe kann die dünner werdende Luftschicht<br />
einen immer kleineren Teil der <strong>UV</strong>-Strahlen herausfiltern. Im Vergleich zum<br />
Meeresniveau erfolgt eine Zunahme der keratitiswirksamen <strong>Strahlung</strong> in 3000 m<br />
Höhe im Winter 29%, Frühling 48%, Sommer 48% und Herbst 49%. Im Tagesverlauf<br />
erfolgt ein steiler Anstieg zum mittäglichen Maximalwert.
René Kammerlander<br />
- 58 -<br />
Abb.21: Keratitiswirksame Intensitäten zu Mittag <strong>für</strong> Meeresniveau und 3000 m NN. Das Auge<br />
betrachtet horizontale Oberfläche. Punktierter Bereich: schneebedecktes Gelände;<br />
Schraffierter Bereich: aperes Gelände.<br />
Aus Abb. 21 geht die keratitiswirksame Intensität der <strong>Strahlung</strong> hervor. Das Auge<br />
betrachtet horizontales schneebedecktes Gelände (95 %Albedo=Reflexions-<br />
vermögen) und freies Gelände (6 %Albedo). Die Graphen veranschaulichen die<br />
jeweilige Jahreszeiten-abhängige Intensität. Der linke Graph zeigt 0 m NN und der<br />
rechte Graph zeigt 3000 m NN.<br />
Vor allem im rechten Graphen wird deutlich, wie sehr im Sommer auf<br />
schneebedecktem Gelände die keratitiswirksame Bestrahlungsintensität steigt.
René Kammerlander<br />
- 59 -<br />
13.2 Solare <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong> im Hochgebirge und ihre Bedeutung <strong>für</strong><br />
den Menschen<br />
Studie von Walter Ambach und Mario Blumthaler, Institut <strong>für</strong> medizinische Physik der Universität<br />
Innsbruck.<br />
Im Rahmen dieser Studie wurden Aktivierungsspektren aufgenommen, welche ein<br />
schwieriges Unterfangen darstellt, weil monochromatische <strong>Strahlung</strong> hoher Intensität<br />
erforderlich ist.<br />
Messungen der solaren <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong>:<br />
Es gibt zwei Detektorsysteme, welche eine spektrale Empfindlichkeitskurve<br />
aufweisen. Zur Messung von <strong>UV</strong>-B-<strong>Strahlung</strong> wird das Robertson-Berger-Sunburn-<br />
Meter mit einer spezifischen, spektralen Empfindlichkeit. Zur Messung der <strong>UV</strong>-A-<br />
<strong>Strahlung</strong> das Eppley <strong>UV</strong>-Radiometer mit einer der Pigmentierung ähnlichen<br />
spektralen Empfindlichkeit.<br />
Ergebnisse:<br />
Wie bereits erwähnt, spielt die Meereshöhe hinsichtlich der Intensität der <strong>UV</strong>-<br />
<strong>Strahlung</strong> eine große Rolle. Zum Zwecke dieser Messungen wurden Messungen der<br />
erythemwirksamen (Sonnenbrand-fördernden) Dosis an einer Höhenstation<br />
(Jungfraujoch, 3576 m) und einer Talstation (Innsbruck, 577 m) im jahreszeitlichen<br />
Verlauf durchgeführt. Es ergeben sich in Zusammenhang mit Höhe und Jahreszeit<br />
Unterschiede der Tagesdosen (Abb. 22).<br />
Abb. 22: Tagessumme der<br />
erythemwirksamen <strong>Strahlung</strong> in<br />
jahreszeitlichen Verlauf am<br />
Jungfraujoch (links) und in<br />
Innsbruck.
Abb. 23: Effektive Aktivierungsspektren verschiedener biologischer Reaktionen vor Sonne.<br />
René Kammerlander<br />
- 60 -<br />
„Wichtige biologische Reaktionen, die durch die solare <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong> verursacht<br />
werden, sind das Erythem, die direkte und sekundäre Pigmentierung sowie die<br />
Photokeratitis.“ Seite 16 Blumthaler<br />
Abb. 24: Effektive Aktivierungsspektren verschiedener biologischer Reaktionen vor Sonne und das daraus<br />
resultierende Risikospektrum (durchgezogene Linie); Prof. Dr. M. Blumthaler
René Kammerlander<br />
- 61 -<br />
Aus einigen bekannten Reaktionen bei Sonnenbestrahlung ergeben sich in Abb. 23<br />
gezeigte effektive Aktivierungsspektren von Erythem (Sonnenbrand), Konjunktivitis<br />
und Keratitis. Daraus kann ein Risikospektrum abgeleitet werden, welches die<br />
Einhüllende der Aktivierungsspektren ist (siehe Abb. 24).<br />
Abb. 25: Effektives Aktivierungsspektrum vor Sonne <strong>für</strong> Katarakt (BACHEM, 1956), Sonnenspektrum<br />
<strong>für</strong> 60° Sonnenhöhe und 0,32cm Ozon (BENER, 1972)<br />
In Abb.25 ist ersichtlich, dass die <strong>UV</strong>-B-<strong>Strahlung</strong> eine weitaus höhere Wirksamkeit<br />
im Aktivierungsspektrum <strong>für</strong> Katarakt innehat, als die <strong>UV</strong>-A-<strong>Strahlung</strong>. Dies hängt mit<br />
dem starken Anstieg der <strong>UV</strong>-A-Intensität im Sonnenspektrum mit zunehmender<br />
Wellenlänge zusammen. Folglich müssen <strong>UV</strong>-A- und <strong>UV</strong>-B-Bereich berücksichtigt<br />
werden.
René Kammerlander<br />
- 62 -<br />
13.3 Schwellenwertdosis der Keratitis Solaris durch solare<br />
Bestrahlung<br />
Als Schwellenwertdosis wird der kleinste Wert bezeichnet, bei dem eine Reaktion<br />
auftritt.<br />
Aus klinischen Hinweisen aus Fällen von Keratitis Photoelektrika, welche in der<br />
letzten Zeit an der Ambulanz der Universitätsklinik <strong>für</strong> Ophtalmologie in Innsbruck<br />
beobachtet wurden, geht viel Interessantes hervor:<br />
Die beobachteten Fälle mit Keratitis Photoelektrika traten nach einem Aufenthalt im<br />
Hochgebirge auf. Ohne Augenschutz begaben sich die Patienten in<br />
schneebedecktes Gelände in ca. 3000 NN. Aus der Expositionsdauer (Dauer <strong>des</strong><br />
Aufenthalts der Personen in diesem Gelände) konnte die keratitiswirksame Dosis<br />
bestimmt werden. Man erhält eine berechnete, keratitiswirksame Bestrahlungsdosis<br />
von 1200 J/m² bis 5600 J/m². Diese Werte sind als Obergrenze aufzufassen, weil die<br />
tatsächliche Expositionszeit wahrscheinlich kürzer ist als die angegebene<br />
Aufenthaltszeit. (Quelle: Keratitis Solaris, Dr. M. Blumthaler, Universität Innsbruck).<br />
Alle Schwellenwertangaben in der Literatur beziehen sich auf Bestrahlungen von<br />
wenigen Minuten, wie dies zum Beispiel beim Schweißen der Fall ist. Hier<strong>für</strong> liegt die<br />
Schwellenwertdosis bei 40J/m².<br />
Es ist interessant, dass sich bei Langzeitintensitäten geringer Intensität eine höhere<br />
Schwellenwertdosis als bei starken und kurzzeitigen Bestrahlungsintensitäten ergibt.
Christian Schwab<br />
- 63 -<br />
14. SCHUTZ DER AUGEN VOR DER SCHÄDLICHEN STRAHLUNG:<br />
Die Form <strong>des</strong> Augapfels und der Augenbrauen bieten einen gewissen anatomischen<br />
Schutz vor direkter <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong>. Auch die Augenhöhle, in der das Auge eingebettet<br />
ist, ist an der Schutzfunktion von Sonnenstrahlung die von oben kommt, beteiligt. Bei<br />
hellem Licht, bzw. direktem Blick in die Sonne wird die Belastung durch das<br />
Zusammenkneifen der Augen noch weiter verringert.<br />
Es ist jedoch bereits länger bekannt, dass reflektiertes Licht bzw. Streustrahlung<br />
trotzdem die Augäpfel und somit auch das Augeninnere treffen kann. Durch den<br />
anatomischen Aufbau <strong>des</strong> Auges kann es z. B. durch den Tränenfilm oder die<br />
Cornea zu deutlicher Streuung bzw. Totalreflexion und somit zu ungeahnter<br />
Schädigung kommen. Neben dem Schutz durch das Tragen von Hut oder<br />
Schildkappe, der die <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong> maximal um das Vierfache verringern kann, ist<br />
das Tragen einer Sonnenbrille von großer Wichtigkeit.<br />
Das häufige Tragen einer Sonnenbrille wurde mit einem um 40 Prozent geringerem<br />
Risiko <strong>für</strong> einen hinteren subkapsulären Katarakt in Verbindung gebracht. Das<br />
Tragen von Schildkappe oder Sonnenbrille ist zweifellos wichtig jedoch sind zwei<br />
weiter Tatsachen zu berücksichtigen:<br />
Erstens:<br />
Sonnenbrillen werden in der Bevölkerung unterschiedlich häufig getragen. Laut einer<br />
Umfrage tragen die meisten Menschen höchstens in 30 Prozent der im Freien<br />
verbrachten Zeit einen Sonnenschutz. Fast ein Viertel von ihnen trägt nie<br />
Sonnenbrillen.
Zweitens:<br />
Christian Schwab<br />
- 64 -<br />
Da die meisten Sonnenbrillen eine Basiskurve von 4 bis 6 aufweisen, schützen diese<br />
die Augen nicht vor peripherer auftreffender <strong>Strahlung</strong>. Das heißt, Sonnenlicht und<br />
somit die schädliche <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong> kann ungehindert auf die empfindlichen<br />
Strukturen <strong>des</strong> Auges treffen.<br />
15. DAS PERIPHERE LICHT – DER PLF-EFFEKT:<br />
Studien bestätigen, dass peripher auftreffende <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong> die gefährlichste weil<br />
unerwartete ist. Die Totalreflexion der Cornea ist höchstwahrscheinlich auch der<br />
Grund, warum ein Pterygium auf der nasalen Seite der Konjunktiva häufiger auftritt<br />
als temporal. Studien zeigen, dass die Cornea als zusätzliche Linse fungiert, die das<br />
auf die temporale Cornea auftreffende Licht auf die andere Seite <strong>des</strong> Auges<br />
fokussiert. Die Anatomie der Nase verhindert diesen Effekt in umgekehrter Richtung.<br />
Das heißt, das auf den nasalen Limbus auftreffende Licht hat keinen so spitzen<br />
Winkel, dass es am temporalen Limbus zu einer Fokussierung kommt. Der Grad der<br />
Fokussierung durch den Limbus hängt zum Teil von der Hornhauttopografie und von<br />
der Tiefe der Vorderkammer ab.<br />
Es wurde berechnet, dass die stärkste Lichtintensität am nasalen Limbus etwa<br />
zwanzigmal höher ist als die Intensität <strong>des</strong> auftreffenden Lichts. Dies liegt am Effekt<br />
der oben beschriebenen Fokussierung <strong>des</strong> peripheren Lichts. Darüber hinaus wird<br />
das Licht durch den gleichen Mechanismus auf die nasale Augenlinse fokussiert und<br />
erreicht dort eine Spitzenintensität, die um das 4 bis 5 fache höher ist, als das normal<br />
auftreffende Licht.<br />
Ebenfalls ist es möglich, dass der Effekt der Fokussierung peripheren Lichts ein<br />
Faktor <strong>für</strong> die Entstehung von Katarakten, die vor allem im unteren nasalen<br />
Quadranten entstehen, ist.
- SCHUTZ DES AUGES VOR PLF-EFFEKT:<br />
Christian Schwab<br />
- 65 -<br />
Es wurde nachgewiesen, dass der PLF-Effekt bei verschiedenen Einfallswinkeln<br />
auftritt. Das Phänomen ist sogar bei stumpfen Winkeln erkennbar, bei denen die<br />
<strong>Strahlung</strong>squelle hinter der Augenvorderfläche liegt. Obwohl Sonnenbrillen vom<br />
Fachoptiker fast die gesamte auftreffende <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong> blockieren, bieten die<br />
meisten Fassungen seitlich nur einen unzureichenden Schutz. Tatsächlich wurde<br />
festgestellt, dass Sonnbrillen, die das Auge nicht komplett umschließen, nicht<br />
beziehungsweise kaum vor peripher fokussierter <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong> schützen.<br />
Hier empfiehlt sich vor allem das Tragen von stark gewölbten Sonnenbrillen (=<br />
Basiskurve 8,00) beziehungsweise das Tragen von Fassungen mit zurückgezogener<br />
Backe und oder breitem Bügel. Auch eine Sonnenbrille mit zusätzlichem<br />
Seitenschutz vermindert deutlich die seitlich einfallende Lichtmenge. Da die<br />
Sonnenbrillenmode in den letzten Jahren eine Veränderung in Richtung Größe<br />
erfuhr, ist dies heutzutage mit den meisten Fassungen gewährleistet.<br />
Das optische Fachpersonal ist geschult und berät hinsichtlich optimalsten und<br />
ausreichenden Schutz. Nicht zu vergessen ist: Auch die beste Sonnenbrille schützt<br />
nicht richtig, wenn sie nicht ordnungsgemäß angepasst ist und / oder rutscht!
16. VERBESSERTER <strong>UV</strong>-SCHUTZ MIT KONTAKTLINSEN:<br />
Christian Schwab<br />
- 66 -<br />
Gut angepasste weiche Kontaktlinsen bedecken die gesamte Cornea und den<br />
Limbus. Ein in die weiche Kontaktlinse integrierter <strong>UV</strong>-Filter schütz sowohl diesen<br />
Bereich als auch das Augeninnere vor direkter und reflektierter <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong>. Im<br />
Gegensatz zu den meisten Sonnenbrillen schützen Kontaktlinsen auch vor dem PLF-<br />
Effekt, wie experimentell nachgewiesen wurde. Spezielle Kontaktlinsenmaterialien<br />
mit <strong>UV</strong>-Filter reduzieren die Intensität der auf den nasalen Limbus fokussierten<br />
peripheren <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong> signifikant. Der Schutz besteht bei allen Einfallswinkeln und<br />
somit wird die Möglichkeit zur Entstehung eines Pterygiums und <strong>des</strong> frühzeitigen<br />
Katarakts verringert.<br />
Durchgeführte Studien bestätigen, dass Kontaktlinsen mit <strong>UV</strong>-Filter die Cornea, das<br />
Kammerwasser und die Augenlinse vor <strong>UV</strong>-strahlungsbedingten pathologischen<br />
Prozessen schützen kann.<br />
Die Menge, der von der Kontaktlinse absorbierten bzw. durchgelassenen <strong>UV</strong>-<br />
<strong>Strahlung</strong> ist vom Material und Design abhängig. Es handelt sich um die<br />
Absorptionskapazität bei einer bestimmten Min<strong>des</strong>tdicke. Der <strong>UV</strong>-Schutz der Klasse I<br />
muss min<strong>des</strong>tens 90 Prozent <strong>UV</strong>A- und min<strong>des</strong>tens 99 Prozent <strong>UV</strong>B-<strong>Strahlung</strong><br />
absorbieren. <strong>UV</strong> Schutz der Klasse II min<strong>des</strong>tens 70 Prozent <strong>UV</strong>A- und min<strong>des</strong>tens<br />
95 Prozent <strong>UV</strong>B-<strong>Strahlung</strong>. Die <strong>UV</strong>-Schutzeigenschaft einer Kontaktlinse wird durch<br />
die Copolymerisation eines <strong>UV</strong>-absorbierenden Benzotriazolmonomers und <strong>des</strong><br />
Monomers der jeweiligen Kontaktlinsenmaterilas erreicht, wobei das Benzotriazol die<br />
<strong>UV</strong>A- und <strong>UV</strong>B-<strong>Strahlung</strong> absorbiert.<br />
Einen 100 %igen <strong>UV</strong>-Schutz bieten zum Beispiel folgende<br />
Kontaktlinsen:<br />
Johnson & Johnson - Acevue Oasys<br />
Boston XO – lila; Boston XO ice – kein <strong>UV</strong>-Schutz
Christian Schwab<br />
- 67 -<br />
Kontaktlinsen mit <strong>UV</strong>-Schutz der Klasse I oder II schützen die Cornea, den Limbus<br />
und die inneren Strukturen <strong>des</strong> Auges auch in Situationen, in denen eine<br />
Sonnenbrille nicht geeignet wäre.<br />
Beim Tragen von Kontaktlinsen sollte man jedoch immer bedenken, dass sie lediglich<br />
einen Teil <strong>des</strong> Auges abdecken und somit meist Bindehaut und Lider ungeschützt<br />
bleiben. Eine Kombination von Kontaktlinse mit <strong>UV</strong>-Schutz und optimal filternder<br />
Sonnenbrille (= der DIN EN 1836 entsprechend) erweist sich als beste<br />
Schutzmöglichkeit. Grundsätzlich sollte beim Kauf von Kontaktlinsen immer auf einen<br />
zusätzlichen <strong>UV</strong>-Schutz durch eine Sonnenbrille gedacht werden.<br />
Neben der DIN Kennzeichnung soll eine Sonnenbrille auch über eine CE<br />
Zertifizierung verfügen. (CE = Conformité Européen). Diese befindet sich meist auf<br />
der Innenseite <strong>des</strong> Brillenbügels. Beide Zeichen belegen, dass die Sonnenbrille den<br />
Sicherheitsanforderungen europäischer Richtlinien entspricht.<br />
Der Endverbraucher ist in der Regel die Ästhetik und die modischen Trends<br />
ausschlaggebend <strong>für</strong> einen Sonnebrillenkauf. Es darf jedoch nicht auf die<br />
Primärfunktion einer Sonnenbrille – die Schutzfunktion – und somit auf die Qualität<br />
der Gläser und auf die Sinnhaftigkeit der Fassung vergessen werden.<br />
Hochwertige Sonnenschutzgläser weisen eine 100 % <strong>UV</strong>-Kante ab 400 nm auf. Der<br />
Grad der Tönung ist auf den Gebrauch abgestimmt.
17. KANTENFILTER:<br />
Christian Schwab<br />
- 68 -<br />
Ein Kantenfilter ist ein Spezialfilterglas, das das <strong>UV</strong>-Licht und das sichtbare blaue<br />
Licht absorbiert. Das heißt, es sind Lichtschutzgläser, die das komplette Licht <strong>des</strong><br />
solaren Spektrums bis zu einer bestimmten Wellenlänge (Kante) komplett<br />
absorbieren. Als Kante wird die filterspezifische Wellenlänge bezeichnet, die den<br />
Absorptions- und Transmissionsbereich voneinander trennt.<br />
Diese Produkte weisen zwei scharf voneinander getrennte Spektralbereiche auf. Das<br />
energiereiche kurzwellige Licht (<strong>UV</strong>-Licht und Blaubereich) wird absorbiert und ab<br />
dem Kantenwert wird das Licht transmittiert. Ebenfalls führt ein Kantenfilterglas auch<br />
zu einer Kontraststeigerung und zu einer Reduktion der Blendung.<br />
VERGLEICH TRANSMISSIONSKURVE SONNENSCHUTZGLAS UND<br />
KANTENFILTERGLAS:<br />
Bild 5, 6<br />
Transmissionskurve Sonnenschutzglas<br />
Transmissionskurve Kantenfilterglas
18. <strong>UV</strong>-Schutz und Solarium:<br />
Christian Schwab<br />
- 69 -<br />
Die wichtigste Quelle natürlicher <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong> ist die Sonne. Künstlicher <strong>UV</strong>-<br />
<strong>Strahlung</strong> ist man beim Besuch von Sonnenstudios ausgesetzt. Besonders in der<br />
dunklen Jahreszeit suchen viele die Wärme und das Licht von Solarien, jedoch nicht<br />
ohne Risiko. Gesunde Bräune ist im Solarium nicht zu bekommen. Vorbräunen im<br />
Solarium ist kein sicherer Schutz <strong>für</strong> natürliche <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong>, da die<br />
Zusammensetzung in den Röhren der Solarien nicht dem Spektrum der Sonne<br />
entspricht. Die Haut muss zuerst einen ausreichenden Eigenschutz aufbauen. Dass<br />
die <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong> neben positiven Effekten, wie das Anregen der Durchblutung und<br />
<strong>des</strong> Kreislaufs sowie die Steigerung <strong>des</strong> allgemeinen Wohlbefindens <strong>für</strong> den Körper,<br />
auch erhebliche negative Auswirkungen, vor allem <strong>für</strong> das Auge, haben kann, ist<br />
bereits seit Jahren bekannt. Die künstliche <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong> ist keineswegs schonender<br />
oder gesünder. Es handelt sich auch um einen Trugschluss, dass die Bräune aus<br />
dem Solarium vor Urlaubs-Sonnenbrand schützt. Trotzdem nehmen viele Menschen<br />
die Warnhinweise der Experten nur in den seltensten Fällen ernst.<br />
Die meisten Solarien verabreichen <strong>UV</strong>A <strong>Strahlung</strong>. Hierbei handelt es sich meist um<br />
eine viel höhere Strahlenbelastung als die Mittagssonne in den Tropen. Der Gang in<br />
das Solarium ist eine Gefahr <strong>für</strong> das menschliche Auge und bedarf eines<br />
ausreichenden Augenschutz, da das Augenlid selbst nicht alle schädlichen <strong>UV</strong>-<br />
Strahlen abhält. Der gesamte optische Apparat bedarf eines zusätzlichen Schutzes.<br />
Reizungen sind noch das geringste Übel. Eine Trübung der Augenlinse oder der<br />
umgangssprachliche „Sonnenbrand im Auge“ sprich Verbrennungen der Horn- oder<br />
Netzhaut könnten die Folge eines ungeschützten Besuches im Solarium sein.<br />
Von Spezialisten wird empfohlen, pro Jahr nicht mehr als 50 natürliche und<br />
künstliche Sonnenbäder zu nehmen!<br />
Die Schutzbrillen die den gültigen Sicherheitsvorschriften entsprechen, müssen dem<br />
Solariumbesucher unaufgefordert zur Verfügung gestellt werden. Diese Schutzbrillen<br />
bedecken lediglich den Augapfel und hinterlassen somit keine größeren hässlichen<br />
weißen Flecken. Wer sie nicht ausleihen will, kann sie im Fachhandel bereits ab Euro<br />
5,00 beziehen.
Fehlen die Schutzbrillen im Solarium verlassen Sie dieses am besten gleich wieder!<br />
Weiters ist zu beachten:<br />
Christian Schwab<br />
- 70 -<br />
Wenn Sie am Auge und hier speziell an der Augenlinse operiert worden sind, sollten<br />
Sie auf den Solariumbesuch komplett verzichten!<br />
- FUNKTIONSPRINZIP SOLARIUM:<br />
Die technischen Komponenten eines Solariums beschränken sich auf eine künstliche<br />
<strong>UV</strong>-Strahlenquelle, verschiedene Filter und Reflektoren und einem mechanischen<br />
Aufbau mit festgelegter Nutzfläche.<br />
Solarien arbeiten mit dem gleichen ultravioletten Strahlen, wie sie auch im<br />
Sonnenlicht vorkommen. Wie gesagt, meistens <strong>UV</strong>-A aber auch <strong>UV</strong>-B. <strong>UV</strong>-C ist <strong>für</strong><br />
den menschlichen Körper gefährlich!<br />
Am häufigsten verwendete Geräte:<br />
1) Niederdruckgeräte mit Leuchtstoffröhren:<br />
Diese Geräte liegen von ihrer Strahlenqualität zwischen Sonne und<br />
Hochdruckbrenner. Sie geben neben einem relativ hohen <strong>UV</strong>-A Anteil auch<br />
noch einen von der Leuchtstoffbeschichtung abhängigen großen <strong>UV</strong>-B Anteil<br />
ab. Das <strong>UV</strong>-B bewirkt unter anderem, dass die Hornhaut sich verdicken kann,<br />
und somit eine sogenannte Lichtschwiele bildet, die einen natürlichen Schutz<br />
vor weiterer <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong> darstellt.<br />
2) Hochdruckbrenner:<br />
Diese werden mit speziellen Filtern betrieben. Sie geben sehr viel <strong>UV</strong>-A und<br />
kein <strong>UV</strong>-B ab. Mit diesen Geräten wird die begehrte „schnelle Bräune“ erzielt.
Christian Schwab<br />
- 71 -<br />
In kommerziellen Bräunungsstudios wird meist eine Kombination der beiden Geräte,<br />
das heißt Solarien mit Leuchtstoffröhren und einem integrierten Hochdruck-<br />
Gesichtsbräuner, verwendet.<br />
Solarien mit einer Leistung von 0,3 Watt erfüllen die derzeit gültigen gesetzlichen<br />
Anforderungen gemäß Brüsseler Beschluss vom Juli 2007 und gelten als<br />
unbedenklich. Dennoch soll der Umgang mit der künstlichen <strong>UV</strong>-Bestrahlung in<br />
Maßen und verantwortungsvoll dosiert werden.
ANHANG:<br />
Christian Schwab<br />
- 72 -<br />
Nachfolgende Tabelle zeigt die Einteilung in Lichtschutzstufen (Tönungsstufen), in<br />
die die am Markt angebotenen Sonnenbrillengläser eingeteilt werden.<br />
Kategorie Transmission Absorption Luminosität Anwendungsbereich Gläserfarbe<br />
0 - S0 80 - 100% 0 - 20% Bewölkt<br />
1 - S1 43,2 - 80% 20-56% Sonnig<br />
2 - S2 17,8 - 43,2% 57-81%<br />
3 - S3 8,5 – 17,8% 82-91%<br />
4 - S4 3,2 – 8,5% 92-97%<br />
Stark sonnig,<br />
Innenstadt<br />
Sehr sonnig,<br />
Land oder<br />
Strand<br />
Extrem<br />
sonnig,<br />
Hochgebirge<br />
und Schnee<br />
Sehr heller Filter. Nur<br />
leichter Lichtschutz.<br />
Eine Brille unter 80 %<br />
Lichtdurchlässigkeit ist<br />
nicht nachtfahrtauglich.<br />
Heller bis mittlerer Filter<br />
in normalen Breiten mit<br />
geringem Blendschutz.<br />
Guter <strong>UV</strong>-Schutz<br />
Dunkles Universalfilter.<br />
Mittlerer Blendschutz.<br />
Guter <strong>UV</strong>-Schutz. In<br />
den meisten<br />
Situationen, besonders<br />
in Mitteleuropa gut<br />
verwendbar.<br />
Sehr dunkler Filter.<br />
Stärkerer Blendschutz.<br />
Hoher <strong>UV</strong>-Schutz.<br />
Notwendigkeit: Tropen,<br />
Subtropen, Südeuropa,<br />
Hochgebirge,<br />
Schneeflächen, helle<br />
Wasserflächen, Sand.<br />
Extrem dunkler Filter.<br />
Hoher Blendschutz.<br />
Hoher <strong>UV</strong>-Schutz. Nur<br />
bei extremen<br />
Bestrahlungsverhältniss<br />
en wie helle<br />
Schneeflächen oder<br />
Gletscher notwendig.<br />
Diese sehr dunklen<br />
Brillen dürfen nicht beim<br />
Führen eines<br />
Kraftfahrzeuges<br />
verwendet werden.<br />
Gelb<br />
Grau<br />
Grün<br />
Grau<br />
Braun
PROBLEME:<br />
Christian Schwab<br />
- 73 -<br />
Um unserer Arbeit eine persönliche Note zu verleihen beschlossen wir, eine von uns<br />
gestaltete Befragung von Personengruppen, die negative Erfahrungen mit der <strong>UV</strong>-<br />
<strong>Strahlung</strong> in Verbindung mit ihren Augen hatten, in das Werk einfließen zu lassen.<br />
Grundsätzlich hatten wir vor, in unserer Arbeit eine <strong>für</strong> uns angemessene Umfrage<br />
mit verschiedenen Probandengruppen durchzuführen.<br />
Variante 1:<br />
Unser erster Gedanke war, dass wir mit Hilfe von einem Augenarzt und der<br />
Universitätsklinik in Innsbruck Patienten mit Keratitis Photoelectrica einer kurzen<br />
Umfrage unterziehen.<br />
Hier dachten wir an Menschen, die sich ohne adäquaten Sonnenschutz <strong>für</strong> ihre<br />
Augen in größeren Höhen befinden. Genauer gesagt wollten wir mit Bergführern oder<br />
Schifahrern sprechen.<br />
Wir wollten allgemeine Fragen wie: Ort, Gegebenheiten, Grund <strong>des</strong> mangelnden<br />
Schutzes, ... eruieren und eventuell den weiteren Verlauf der Erkrankung<br />
dokumentieren.<br />
Die Durchführung dieses Vorhabens war uns jedoch aufgrund <strong>des</strong> individuellen<br />
Datenschutzes nicht möglich. Ebenfalls gestaltete sich eine zeitliche Organisation der<br />
Befragung sehr schwierig, da die Patienten plötzlich mit akuten Problemen einen Arzt<br />
konsultieren und somit hätten wir ständig vor Ort in einer Ordination verweilen<br />
müssen.<br />
Ein weiteres Problem stellte sich uns ebenfalls noch in den Weg. Dokumentationen,<br />
in der Art wie wir sie vorhatten, müssen, laut Auskunft eines Augenarztes und der<br />
Ärztekammer, durch eine Ethikkommission begutachtet und bestätigt werden. Da<br />
dieser Aufwand mit wesentlichen zeitlichen und finanziellen Kosten verbunden ist,<br />
wurde dieses Vorhaben verworfen.
Variante 2 und 3:<br />
Christian Schwab<br />
- 74 -<br />
Unsere folgenden Vorhaben konzentrierten sich auf Umfragen im Bereich von<br />
Solariumbenützern die aus kosmetischen Gründen im Solarium auf einen<br />
Augenschutz verzichten. Wir erfuhren zwar, dass es genug Menschen gibt, die dies<br />
praktizieren, um keine unschönen „weißen Ringe“ um die Augen zu bekommen, die<br />
ihren tollen braunen Teint beeinflussen.<br />
Diese Umfrage scheiterte leider an der mangelnden Mitarbeitsfreudigkeit der<br />
Personengruppe, die wir befragen wollten.<br />
Des Weiteren wollten wir Menschen befragen, die beruflich bedingt mit <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong><br />
zu tun haben, genauer gesagt mit Arbeitern im Metallgewerbe, die ohne oder mit<br />
nicht ausreichendem Schutz die Tätigkeit <strong>des</strong> Elektroschweißens praktizierten.<br />
Wir erhofften uns bei diesem Thema auch größeren Erfolg, welcher jedoch auch an<br />
planungstechnischen Gründen von Seiten unserer Probanden zum Scheitern<br />
verurteilt war.<br />
In Anbetracht der Tatsachen beschränkten wir uns ab Jänner 2011 auf die<br />
Fertigstellung einer mehr oder weniger theoretischen Arbeit.
ZEITAUFWAND SCHWAB:<br />
Juni bis September 2010:<br />
Überlegungen bezüglich Projektarbeitsthema, Gespräche mit Firmen,<br />
Universitätsbibliothek Salzburg, Vorkonzept Thema <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong>, optische<br />
Gespräche mit <strong>Kolleg</strong>en, … (Zeitaufwand 50 Stunden)<br />
06.10.2010: 4 Stunden Unterricht: Findung Team, Projektbesprechung<br />
13.10.2010: 4 Stunden Unterricht: Mail Unternehmen, Gruppenarbeit<br />
20.10.2010: 4 Stunden Unterricht: Zeitplan, Themenaufteilung, Allgemeinarbeit<br />
27.10.2010: 4 Stunden Unterricht: Zeitplan, Themenaufteilung, Allgemeinarbeit<br />
03.11.2010: 4 Stunden Unterricht: Bibliothek, Stoffsammlung<br />
10.11.2010: 4 Stunden Unterricht: Bibliothek, Stoffsammlung<br />
11.11.2010: 4 Stunden: Gespräch Prof. Dr. Blumthaler, Innsbruck<br />
17.11.2010: 4 Stunden Unterricht: Beginn Texterstellung<br />
24.11.2010: 4 Stunden Unterricht: Beginn Texterstellung<br />
Laufende Weiterbearbeitung <strong>des</strong> schriftlichen Teils, Gespräche mit Mitarbeitern über<br />
Messmethoden bzw. Probanden (Zeitaufwand 10 Stunden)<br />
Jan. / Feb. 2011: Gespräche mit Frau Dr. Stieldorf und Herrn Dipl. Ing. (FH) Pöltner<br />
bezüglich Messmethoden, Probandenfindung, Problemerörterung … Ergebnis =<br />
negativ (Zeitaufwand 20 Stunden)<br />
16.02.2011: 4 Stunden Unterricht: Anmeldung <strong>HTL</strong>-Innovativ, Stoffsammlung Projekt<br />
20.02.2011: 5 Stunden: Stoffsichtung, Beginn der Textverarbeitung<br />
24.02.2011: 4 Stunden Unterricht: Email: Dr. Ruckhofer, Dr. Blumthaler<br />
27.02.2011: 5 Stunden: Stoffsichtung, Textverarbeitung<br />
02.03.2011: 4 Stunden Unterricht: Besprechung Mitarbeiter; Email Dr. Ruckhofer<br />
05.03.2011: 4 Stunden Stoffsammlung im Internet<br />
16.03.2011: 4 Stunden Unterricht: Fertigstellung <strong>HTL</strong> Innovativ, abstract <strong>für</strong> Projekt<br />
19.03.2011: 5 Stunden: Textverarbeitung<br />
- 75 -
26.03.2011: 5 Stunden: Textverarbeitung<br />
06.04.2011: 4 Stunden: Textverarbeitung – allgemeiner Teil<br />
09.05.2011: 5 Stunden: Textverarbeitung – allgemeiner Teil<br />
13.04.2011: 4 Stunden: Textverarbeitung, weiterführende Literatur<br />
19.04.2011: 5 Stunden: Textverarbeitung, weiterführende Literatur<br />
20.04.2011: 5 Stunden: Textverarbeitung<br />
29.04.2011: 5 Stunden PC Raum - Fertigstellung meiner Teile<br />
30.04.2011: 5 Stunden PC Raum – Fertigstellung meiner Teile<br />
06.05.2011: 5 Stunden PC Raum – Fertigstellung meiner Teile<br />
07.05.2011: 5 Stunden PC Raum – Fertigstellung meiner Teile<br />
21.05.2011: 5 Stunden PC Raum – Zusammenfügen Kammerlander<br />
Gesamtzeit Schwab: 204 Stunden<br />
(Wobei ich nicht immer jeden Zeitaufwand <strong>für</strong> diese Arbeit exakt dokumentiert habe.<br />
Der Zeitaufwand ist ein Anhaltspunkt und fällt realistisch um einiges höher aus.)<br />
- 76 -
Stundentafel-<br />
Kammerlander René<br />
07.11.2010 3 Literatursammlung+Recherchearbeiten<br />
08.11.2010 2 Literatursammlung+Recherchearbeiten<br />
11.11.2010 4 Gespräch Prof.Dr. Blumthaler, Univ. Ibk<br />
13.11.2010 2 Lieratursammlung+Recherchearbeiten<br />
17.11.2010 2 Recherchearbeiten<br />
01.12.2010 2 Recherchearbeiten<br />
04.12.2010 3 Recherchearbeiten<br />
08.12.2010 1 Gespräch Prof.Dr. Blumthaler, Univ. Ibk<br />
15.12.2010 1 Recherchearbeiten+E-Mail-Kontakt mit Bergführerverband <strong>Tirol</strong><br />
17.12.2010 2 Recherchearbeiten<br />
23.12.2010 3 Recherchearbeiten<br />
27.12.2010 3 Recherchearbeiten<br />
04.01.2011 3 Literatursammlung+Recherchearbeiten<br />
12.01.2011 2 Recherchearbeiten<br />
18.01.2011 2 Literatursammlung+Recherchearbeiten<br />
26.01.2011 4 Literatursammlung+Recherchearbeiten<br />
05.02.2011 4 Recherchearbeiten<br />
06.02.2011 4 Recherchearbeiten<br />
20.02.2011 5 Textverarbeitung+Recherchearbeiten<br />
23.02.2011 3 Recherchearbeiten<br />
27.02.2011 5 Textverarbeitung+Recherchearbeiten<br />
18.04.2011 6 Textverarbeitung+Recherchearbeiten<br />
21.04.2011 2 Textverarbeitung+Recherchearbeiten<br />
22.04.2011 4 Textverarbeitung+Recherchearbeiten<br />
23.04.2011 3,5 Textverarbeitung+Recherchearbeiten<br />
25.04.2011 5 Textverarbeitung+Recherchearbeiten<br />
27.04.2011 4 Textverarbeitung+Recherchearbeiten<br />
07.05.2011 4 Textverarbeitung<br />
08.05.2011 4 Textverarbeitung<br />
09.05.2011 4 Textverarbeitung<br />
10.05.2011 5 Textverarbeitung<br />
11.05.2011 5 Textverarbeitung<br />
12.05.2011 2 Gespräch Institut <strong>für</strong> Biochemie, Bachmann<br />
13.05.2011 6 Textverarbeitung<br />
14.05.2011 6 Textverarbeitung<br />
15.05.2011 7 Textverarbeitung<br />
16.05.2011 3 Textverarbeitung<br />
17.05.2011 4 Textverarbeitung<br />
18.05.2011 3 Textverarbeitung<br />
19.05.2011 4 Textverarbeitung<br />
20.05.2011 6 Textverarbeitung<br />
21.05.2011 5 Zusammenführung Christian<br />
22.05.2011 2 Textverarbeitung<br />
149,5<br />
- 77 -
PROJEKTSTRUKTURPLAN<br />
Kalenderwoche 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21<br />
Planung<br />
Finden der Probanden<br />
Recherchen<br />
<strong>UV</strong>- <strong>Strahlung</strong> und menschl.<br />
Körper<br />
Veränderungen <strong>des</strong> Auges<br />
med. Anwendung<br />
<strong>UV</strong> Allgemein<br />
<strong>UV</strong>- Höhenabhängigkeit<br />
Situationsbedingte<br />
Schutzmöglichkeiten<br />
Auge allgem.<br />
Prüfinstrumente<br />
Technologie<br />
Rücksprache mit<br />
Projektbegleiter<br />
Kontaktaufnahme mit Prof. Dr.<br />
Blumthaler<br />
Fragebogen erstellen<br />
Probandenmessungen<br />
Auswertung der Messungen<br />
Verschriftlichung der einzelnen<br />
Arbeitsteile<br />
Zusammenfügen der Arbeiten<br />
Zusammenstellung komplett<br />
Korrektur durch<br />
Projektbetreuer<br />
Endfassung<br />
Drucken der Arbeit<br />
Abgabe im Sekretariat<br />
(23.05.2011- 11:59:47 Uhr)<br />
Vorbereitung Präsentation<br />
Einladen der beteiligten Firmen<br />
u. Personen<br />
Probepräsentation<br />
Präsentation (25.05.2011)<br />
Kammerlander René Wartbichler Roland Schwab Christian Gemeinsam<br />
- 78 -
Literaturverzeichnis Kammerlander:<br />
Internetquellen:<br />
www.j-lorber.de<br />
www.gesundheitsamt.de<br />
www.iroc.ch<br />
www.wolfsberg.at<br />
www.nzz.ch<br />
www.optikum.at<br />
www.krebsgesellschaft.de<br />
www.optiker.at<br />
www.wikipedia.org<br />
Peter Schatzl, 2001, Geographische Aspekte <strong>des</strong> Höhenbergsteigens<br />
www.jnjvisioncare.de<br />
www.dog.org<br />
www.meisterfrick.com<br />
www.springerlink.com<br />
www.uni-duesseldorf.de<br />
- 79 -<br />
Gefährdung der Augen, Ausgabe 07/2002, Information <strong>des</strong> Berufsgenossenschaftlichen<br />
Instituts <strong>für</strong> Arbeitssicherheit-BIA St. Augustin
Bücherquellen:<br />
- 80 -<br />
Biochemie <strong>des</strong> Auges, Herausgegeben von Otto Hockwin, G.O.H. Naumann, Band 107,<br />
Enke-Verlag,<br />
Keratitis Solaris: Bestrahlungsdosen durch solare <strong>UV</strong>-B-<strong>Strahlung</strong>. Dr. M. Blumthaler<br />
Solare <strong>UV</strong>-<strong>Strahlung</strong> im Hochgebirge und ihre Bedeutung <strong>für</strong> den Menschen, Dr. M.<br />
Blumthaler
BILDNACHWEIS SCHWAB:<br />
Bild 1: Firma Agetech GmbH, D 12557 Berlin, http://www.agetech.de/<br />
Bild 2: Helmholz Zentrum München, D-85764 Neuherberg,<br />
http://www.helmholtz-muenchen.de/start/index.html<br />
Bild 3: Helmholtz Zentrum München, D-85764 Neuherberg,<br />
http://www.helmholtz-muenchen.de/start/index.html<br />
Bild 4: Startseite <strong>UV</strong>-Gruppe Innsbruck, Medizinische Universität Innsbruck,<br />
http://www2.i-med.ac.at/uv-index/de/index_de.html<br />
Bild 5, 6: Schweizer Optik, http://www.schweizer-optik.de/Start.4.0.html<br />
- 81 -
QUELLENVERZEICHNIS SCHWAB:<br />
Universität Innsbruck, Sektion <strong>für</strong> Biomedizinische Physik, Prof. Dr. Mario Blumthaler<br />
http://www.uibk.ac.at/universitaet/<br />
Universitätsklinik <strong>für</strong> Augenheilkunde und <strong>Optometrie</strong> Salzburg, Dr. Josef Ruckhofer<br />
http://www.augenklinik-salzburg.at/images/home.jpg<br />
Helmholtz Zentrum München<br />
http://www.helmholtz-muenchen.de/start/index.html<br />
Dkfz – Deutsches Krebsforschungszentrum<br />
http://www.dkfz.de/index.html<br />
Schweizer Optik<br />
http://www.schweizer-optik.de/Start.4.0.html<br />
DOZ – Deutsche Optikerzeitung, Karen Walsh<br />
http://www.doz-verlag.de/<br />
Optikum – Unabhängiges Augenoptik Panorama<br />
http://www.optikum.at/<br />
Höhere Fachschule <strong>für</strong> Augenoptik Köln, Dr. Andreas Berke<br />
http://www.hfak.de/dozenten/berke/hfakadr.html<br />
Radiant energy and the eye, Newell, New Orleans Academy of Ophthalmology<br />
Jack Kanski, Klinische Opthalmologie, Atlas, Springer<br />
Augusin A. J., Augenheilkunde, 3 Auflage, Springer<br />
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