NASA und Rotlichttherapie: Eine moderne Technologie zur Heilung

 

In den 1980er-Jahren begann die NASA, Rotlichttherapie einzusetzen, um das Pflanzenwachstum im Weltraum anzuregen.

Schon bald stellten sie fest, dass diese Behandlung therapeutische Vorteile für Menschen hatte.

Heute wird diese Technologie in Rotlichttherapie-Panels eingesetzt, die für Verbraucher erhältlich sind.  

In den folgenden Abschnitten untersuchen wir, wie diese Entdeckung zustande kam und sich zu einer von der FDA registrierten Behandlung zur Förderung der Heilung entwickelte.

 

Rotlichttherapie bei der NASA: Der Ursprung des Programms

Leben, ob pflanzlich oder tierisch, gedeiht im Weltraum nicht so wie auf der Erde. Dies stellte die NASA-Wissenschaftler vor eine Herausforderung, da sie das Pflanzenwachstum im Weltraum untersuchen wollten, um Astronauten auf Langzeitmissionen mit Nahrung zu versorgen.

Die NASA wusste, dass der Einsatz herkömmlicher Lichtquellen nicht infrage kam, da sie nicht an die Raumfahrt angepasst waren. Zu den größten Problemen herkömmlicher Beleuchtung gehören eine hohe Wärmeentwicklung und ein enormer Energiebedarf.

 

 

LED-Leuchten wurden als praktikable Option vorgeschlagen, da sie energieeffizient und sicher sind.  

In den 1980er-Jahren begannen NASA-Wissenschaftler, die Weltraumgärtnerei zu erforschen. Sie wollten regenerative Gärten entwickeln, die Reisen außerhalb der Erde überstehen könnten. Rotlichttherapie könnte potenziell das Pflanzenwachstum in Mikrogravitationsumgebungen anregen. 

Die NASA war auch daran interessiert, Pflanzen im Weltraum anzubauen, um die Gesundheit der Astronauten zu verbessern, die bei längeren Weltraummissionen ein zentrales Anliegen war. Ein wichtiger Bestandteil der Gesunderhaltung von Astronauten sind ausreichende Vorräte an nahrhaften Lebensmitteln auf Langzeitreisen durch den Weltraum, bei denen Nachschub begrenzt oder nicht vorhanden ist.

 

 

Gefriergetrocknete „Weltraumnahrung“ war während der Blütezeit der Weltraumforschung in den 1960er- und 1970er-Jahren die Norm. Gemüse wäre gesünder und frisch. Außerdem wären sie erneuerbare Nahrungsquellen auf der Internationalen Raumstation. Fertig zubereitete Mahlzeiten hingegen müssten in die Umlaufbahn gebracht, gelagert und mit Wasser wieder zubereitet werden.  

Angesichts dieser gewaltigen Herausforderung mussten die NASA-Wissenschaftler eine Lichtquelle finden, die weniger Energie verbrauchte, nicht so viel Wärme erzeugte und die für ein gesundes Pflanzenwachstum notwendige Lichtart lieferte. Die Lösung waren Leuchtdiodenlampen, besser bekannt als LEDs.

 

Hier ist eine Zeitleiste der für die NASA relevanten Ereignisse: 

 

1983	Tiina Karu veröffentlicht eine Forschungsarbeit, in der sie über die Nutzung von Rotlichttherapie zur Anregung der menschlichen Heilung.
1985-1989	Ingenieur Robert Ignatius arbeitet an der Forschung zur Rotlichttherapie mit dem von der NASA finanzierten Wisconsin Center for Space Automation and Robotics (WCSAR).
1989	Die NASA stellt Quantum Devices Inc. Forschungsgelder zur Erforschung des Einsatzes von Rotlichttherapie zur Förderung des Pflanzenwachstums bereit.
1995	Die NASA bringt die ersten Rotlichttherapiegeräte für den Einsatz im Orbit auf den Markt.
1995-2003	Die NASA arbeitet weiterhin mit Drittanbietern an der Entwicklung von RLT-Technologie.
2007	Das WARP-10-RLT-Gerät wird für den militärischen Einsatz entwickelt.
2012	PlatinumLED bringt das erste RLT-Gerät mit 12 Spektren für Verbraucher auf den Markt.

 

LEDs: Die ideale Lösung zur Förderung des Pflanzenwachstums

Ronald W. Ignatius, Gründer und Vorsitzender von Quantum Devices Inc. (QDI), war der erste Mensch, der vorschlug, eine LED-Lampe für den Pflanzenanbau zu verwenden. Die Idee kam ihm Ende der 1980er-Jahre, als am von der NASA geförderten Wisconsin Center for Space Automation and Robotics Experimente zum Pflanzenwachstum durchgeführt wurden. LEDs, ein NASA-Artikel erklärt, „eine hohe Energieeffizienz und praktisch keine Wärme erzeugen, obwohl sie Lichtwellen aussenden, die zehnmal heller als die Sonne sind.“

Im Mittelpunkt der Forschung stand die Untersuchung von Lichtquellen für den Anbau von Nahrungsmitteln, insbesondere der Anbau von Nahrungsmitteln in Innenräumen für Umgebungen wie Raumfähren und die Internationale Raumstation (ISS), in denen sich Menschen über längere Zeit aufhalten würden. Das NASA-Forschungsteam arbeitete mit QDI zusammen, um festzustellen, ob LEDs die für die Photosynthese erforderlichen Lichtwellenlängen und Lichtintensitäten bereitstellen könnten.

Wie vom Team erhofft, steigerten LEDs die Energieproduktion in den Pflanzenzellen, was das Wachstum und die Photosynthese förderte.

 

 

Diese ersten Experimente zeigten großes Potenzial, obwohl der an Bord von Raumfahrzeugen angebaute Weizen Mängel aufwies. Diese Erkenntnis veranlasste Ignatius, LED-Produkte zu entwickeln, die genau die Lichtwellenlängen aussenden, die Pflanzen für die Photosynthese benötigen.

NASA entwickelte daraufhin Astroculture3, eine Pflanzenwachstumskammer, die LEDs nutzt, um Pflanzen an Bord von Raumfahrzeugen zu züchten. Im Oktober 1995 feierten LEDs auf der Raumfähre Columbia ihren ersten Flug, und zwar bei der zweiten US-Mission des Spacelab-Mikrogravitationslabors.

 

NASA-Forschung zur Rotlichttherapie im Laufe der Jahre

Wie alle Technologien haben sich LEDs im Laufe der Jahre weiterentwickelt. Heutige LED-Leuchten sind leistungsstärker, geben weniger Wärme ab und können auf präzise Wellenlängen abgestimmt werden, die perfekt für die Gesundheit von Pflanzen und Menschen optimiert sind.

Seit 2012 untersuchen die Habitationsprojekte des NASA-Programms Advanced Exploration Systems (AES) am Kennedy Space Center’s Space Life Sciences Laboratory das Wachstum von Blattsalat mit roten Blättern und Radieschen unter verschiedenen künstlichen Lichtquellen. Dazu gehören breitbandige Leuchtstoffbeleuchtung sowie blaue und rote LED-Beleuchtung.

Der leitende Forscher des Projekts war Dr. Matthew Mickens, ein Pflanzenbiologe an der North Carolina Agricultural and Technical State University und Empfänger des von der NASA geförderten Harriett G. Jenkins Predoctoral Fellowship. 

Als Studie der NASA erklärt, dass Dr. Matthew Mickens das Gesamtwachstum der Pflanzen untersuchte, einschließlich Größe, Dichte und Chlorophyllgehalt. Sie untersuchten auch das Vorhandensein von Adenosintriphosphat (ATP), der in Pflanzenzellen gespeicherten Energie. Mickens stellte fest, dass Radieschen, die rotem und blauem LED-Licht ausgesetzt waren, ein dunkleres Rot entwickelten, was auf höhere Antioxidantienspiegel hindeutete.

Der Verzehr antioxidantienreicher Lebensmittel wie Blaubeeren, Tomaten und rotem Blattsalat ist wichtig für die menschliche Gesundheit. Die Steigerung der antioxidativen Eigenschaften von Pflanzen mit hohem Mikro- und Makronährstoffgehalt durch rotes Licht könnte für Astronauten auf Langstreckenmissionen enorme Vorteile haben. 

Die LED-Technologie hilft Forschern, das Pflanzenwachstum im Weltraum zu optimieren. Dies wird letztlich zur Entwicklung eines effizienten geschlossenen Kreislaufs führen, in dem Pflanzen an Bord von Raumfahrzeugen für Langstreckenmissionen Sauerstoff für die Besatzung produzieren und sogar Wasser filtern und recyceln würden.

 

Rote-Licht-Therapie der NASA: heilende Wellenlängen

Während der ersten Forschungen der NASA mit LED-Leuchten machten Wissenschaftler eine zufällige Entdeckung mit weitreichenden Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit. Nicht nur förderten die roten LED-Wellenlängen das Pflanzenwachstum. Auch Hautläsionen der Wissenschaftler begannen aufgrund der Lichtexposition schneller zu heilen. 

Dies war ein erfreulicher Befund, da die Schwerelosigkeitsumgebung in Raumfahrzeugen die Gesundheit der Astronauten stark belastet. In einem Artikel über die Entdeckung erklärt der orthopädische Chirurg Howard B. Cotler schreibt: „Während Missionszeiträumen ist die Verletzungsrate bei Astronauten dreimal so hoch wie außerhalb von Missionszeiträumen, und es wurde beobachtet, dass Wunden im Orbit langsamer heilen.“ 

Ein weiteres Risiko für Astronauten während Weltraummissionen ist die Strahlung. Sie werden nicht durch die Atmosphäre geschützt. Raumfahrzeuge bieten einen gewissen Schutz, aber laut NASA sind Astronauten weiterhin einer zehnmal höheren Strahlenbelastung ausgesetzt als auf der Erde.

Die Strahlenbelastung kann vorübergehende Strahlenkrankheit sowie langfristige Risiken verursachen. Strahlung schädigt die Lymphozyten, also die Zellen, die an der Immunantwort beteiligt sind. Sie verursacht Krebs, Durchblutungsstörungen und Grauen Star und kann zu früh einsetzender Alzheimer-Krankheit beitragen. 

Angesichts all der Risiken für die Gesundheit von Astronauten war die Entdeckung der heilenden Eigenschaften von rotem Licht außerordentlich aufregend. Sie veranlasste die NASA, in den folgenden Jahren intensiv weitere Untersuchungen zu rotem Licht durchzuführen, und diese Forschung offenbarte unzählige Anwendungsmöglichkeiten der Rotlichttherapie.

 

Wie die Rotlichttherapie funktioniert

Eine der wichtigsten Wirkungen der Low-Level-Rotlichttherapie besteht darin, dass Lichtwellenlängen in Mitochondrien absorbiert werden, den „Energiefabriken“ in den Zellen. Dadurch werden die Mitochondrien angeregt, mehr ATP zu produzieren, wodurch die Fähigkeit der Zellen zur Ausführung wichtiger Funktionen gesteigert wird. 

Hamblins Erkenntnisse zur Zellstimulation

Dr. Michael Hamblin, außerordentlicher Professor für Dermatologie an der Harvard Medical School und weltweit anerkannter Experte für Rotlichttherapie, sagte über die Rotlichttherapie Folgendes:

„Die Low-Level-Lichttherapie (LLLT) kann die Heilung anregen, den Gewebetod verhindern sowie Schmerzen und Entzündungen lindern. Die molekularen und zellulären Mechanismen, die dieser Wirkung zugrunde liegen, werden untersucht … Stammzellen reagieren besonders empfindlich auf die Wirkung von Licht und können zur Differenzierung und Proliferation angeregt werden.“

Die Ergebnisse von Dr. Hamblin wurden durch weitere Studien bestätigt. 

Seit den 1980er-Jahren haben Forscher einige wichtige Auswirkungen von rotem Licht auf die menschliche Gesundheit entdeckt, darunter einen gesteigerten Zellstoffwechsel, eine Verringerung von Entzündungen, eine verbesserte Durchblutung, eine Reduzierung von oxidativem Stress und beschleunigte Genesung nach Verletzungen.

Rotlichttherapie zur Wundheilung

Dezember 2001 Forschungsübersicht konzentrierte sich auf die Nahinfrarot-Lichttherapie zur Heilung ischämischer und diabetischer Wunden bei Ratten sowie akuter und chronischer Wunden bei Menschen. Im Folgenden werden die Ergebnisse verschiedener in der veröffentlichten Übersichtsarbeit zitierter In-vitro-, Tier- und Humanstudien aufgeführt:

• In-vitro-Studien ergaben, dass die LED-Lichttherapie die Zahl der aus Mäusen und Ratten gewonnenen Fibroblasten um 140 bis 200 Prozent und die Zahl menschlicher Epithelzellen um 155 bis 171 Prozent erhöhte. Diese Zellen sind Vorläufer von Kollagen, das für die Wundheilung entscheidend ist. Epithelzellen kommen in Haut und Blutgefäßen vor und dienen als physische Barrieren, um Infektionen durch Krankheitserreger zu verhindern.

• Studien, in denen Nahinfrarotlicht in Kombination mit Überdrucksauerstoffkammern eingesetzt wurde, die den Sauerstoffgehalt im Blut erhöhen, stellten bei Ratten eine deutliche Verringerung der Wundgröße fest.

• In Humanstudien führte rotes Licht zu einer ebenso deutlich beschleunigten Heilung von Muskel-Skelett-Verletzungen bei Navy SEALs, eine beschleunigte Wundheilung bei Besatzungsmitgliedern von U-Booten der US Navy und eine Schmerzlinderung bei Kindern mit oraler Mukositis. 

Rotlichttherapie zur Krebsbehandlung 

Eine der spannendsten jüngsten Entwicklungen im Bereich der Rotlichttherapie mit roten LEDs ist ihre Anwendung als Krebsbehandlung, die als photodynamische Therapie (PDT) bezeichnet wird. Bei der PDT werden photosensibilisierende Medikamente zusammen mit hochintensivem rotem Licht eingesetzt, um Krebszellen gezielt zu bekämpfen und abzutöten. Eine Studie aus dem Jahr 2011 Eine von der American Cancer Society veröffentlichte Studie ergab, dass die PDT zwar noch in der Entwicklungsphase ist, aber vielversprechend ist und mehrere wesentliche Vorteile gegenüber Operationen, Chemotherapie und Bestrahlung bietet, darunter wenige oder keine Nebenwirkungen.

Weitere heilende Anwendungen der Rotlichttherapie umfassen die Behandlung neurodegenerativer Erkrankungen wie Alzheimer und Parkinson, Lymphödem, neuropathische Schmerzen, Muskelregeneration nach intensivem Training und osteoarthritische Gelenkschmerzen.

 

Von der NASA zu Rotlichttherapie-Panels für den privaten Gebrauch

Von der frühen Forschung der NASA bis heute hat sich die LED-Technologie bemerkenswert weiterentwickelt. Heute ist die Rotlichttherapie eine wirksame und sichere Behandlung bei unzähligen Erkrankungen und Beschwerden, darunter:

• Kollagenheilung und jünger aussehende Haut
• Verringerte Entzündungen
• Schnellere Wundheilung und Erholung vom Training
• Nachwachsen der Haare
• Und vieles mehr

Die BIOMAX-Serie sind die fortschrittlichsten Rotlichttherapie-Panels für Verbraucher auf dem Markt. 

Die Panels der BIOMAX-Serie bieten außerdem eine einstellbare Intensität und Wellenlängenbelichtung, sodass Nutzer jederzeit ganz einfach zwischen einer Behandlung mit R+, NIR+ und blauem Licht mit 480 nm oder einer Kombination dieser Wellenlängen wählen können.

Unterdessen SaunaMAX Pro verfügt über alle Funktionen der BIOMAX-Serie, kann aber für die Behandlung in der Sauna verwendet werden. Es ist das ideale Panel für Nutzer der Rotlichttherapie, die auch eine Heimsauna besitzen. 

Die Rotlichttherapie hat Dutzende von Anwendungsbereichen, die durch Tausende unabhängiger Studien belegt sind. Erfahren Sie hier mehr darüber, wie sie Ihre Gesundheit und Ihr Wohlbefinden steigern kann.

 

 

Häufig gestellte Fragen

F: Wurde die Rotlichttherapie von der NASA entdeckt?

A: Quantum Devices entwickelte 1993 für die Wachstumstests der NASA an Pflanzen eine Leuchtdiode (LED). Die Forschung zeigte, dass rote LED-Wellenlängen das Pflanzenwachstum beschleunigen konnten, aber auch dazu beitrugen, dass die Hautwunden des Wissenschaftlers schneller heilten.

 

F: Ist die Rotlichttherapie sicher? 

A: Die Rotlichttherapie hat nur minimale Nebenwirkungen, die in der Regel nur bei übermäßiger Anwendung auftreten. Bei Bedenken sollten sich Anwender an medizinisches Fachpersonal wenden.