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Myopie: Brille gefällig, Stubenhocker?

Kurzsichtigkeit ist auf dem Vormarsch. Die Ursache meinen Wissenschaftler nun gefunden zu haben. Noch besser aber: Vielleicht kann man recht einfach vorbeugen.
Beim Augenarzt

Das Zhongshan Zentrum für Ophthalmologie in der Stadt Guangzhou im Süden Chinas war eh schon die größte Augenklinik des Landes, als klar wurde, dass es unbedingt noch erweitert werden musste. Immer mehr Kinder hatten Probleme mit dem Sehen und jede Menge Augentests mussten durchgeführt werden, um Brillen zu verordnen. Das Gebäude platzte aus allen Nähten, erste neue Untersuchungszimmer wurden eingerichtet, und Ärzte wie auch Wissenschaftler wurden in andere Räumlichkeiten in einem nahe gelegenen Einkaufszentrum verlegt, um so Platz für die Patienten zu schaffen. Gerade während der Sommer- und Winterferien kamen täglich "Tausende von Kindern", erzählt der Augenarzt Nathan Congdon, der ebenfalls in die neuen Räume umziehen musste. "Bei so vielen Patienten konnte man sich gar nicht mehr bewegen."

In ganz Ostasien hat Myopie, sprich Kurzsichtigkeit, in den letzten Jahren extrem zugenommen. Vor 60 Jahren waren etwa 10 bis 20 Prozent der Chinesen kurzsichtig – heute sind es bis zu 90 Prozent der Teenager und jüngeren Erwachsenen; in Südkorea betrifft es sogar unglaubliche 96,5 Prozent der 19-jährigen Männer.

Auch in anderen Teilen der Welt wurde ein drastischer Anstieg festgestellt: In Europa und den USA finden sich inzwischen doppelt so viele Kurzsichtige wie noch vor einem halben Jahrhundert. Manche Schätzungen gehen davon aus, dass bis Ende des Jahrzehnts ein Drittel der Weltbevölkerung, also 2,5 Milliarden Menschen, von der Sehschwäche betroffen sein werden. "Wir gehen geradewegs auf eine Epidemie der Kurzsichtigkeit zu", meint Padmaja Sankaridurg, die Vorsitzende des Myopie-Programms des Brien Holden Vision Institute in Sydney in Australien.

Geht raus und spielt!
Geht raus und spielt! | In Singapur rufen öffentliche Werbeposter Kinder dazu auf, ins Freie zu gehen und zu spielen – um so der Kurzsichtigkeit vorzubeugen.

Und das ist mehr als nur lästig. Brillen, Kontaktlinsen und Operationen können natürlich Abhilfe schaffen, aber die Ursache wird dadurch nicht behoben. Kurzsichtigkeit beruht auf einer leichten Verlängerung des Augapfels, wodurch die Linse das Licht eines weiter entfernten Objekts etwas vor der Netzhaut bündelt anstatt direkt darauf. In schweren Fällen ist der innere Teil des Auges gestreckt und schmaler, was neben der Kurzsichtigkeit noch das Risiko für Netzhautablösung, Katarakt, Glaukom und sogar Erblinden steigert. Weil das Auge während der gesamten Kindheit wächst, entwickelt sich die Sehschwäche in der Regel im Schul- und Jugendlichenalter. In Ostasien hat inzwischen etwa jeder Fünfte im Studentenalter eine Extremform der Kurzsichtigkeit, und jedem Zweiten droht der irreversible Verlust der Sehkraft.

Seitdem wird verstärkt nach den Ursachen gefragt, und die Wissenschaftler scheinen auch Antworten zu finden. Die alte Meinung, Kurzsichtigkeit treffe besonders die Leseratten, legten sie ad acta und wagten neue Thesen: Zu viel Zeit in geschlossenen Räumen soll das Risiko für Kurzsichtigkeit bei Kindern steigern. "Wir versuchen den Leuten klar zu machen, dass ihre Kinder mehr Zeit im Freien verbringen sollten", sagt Kathryn Rose, die Chefin der Abteilung Orthoptik von der University of Technology in Sydney.

Was ist die Ursache?

Bisher machten vielen die Gene verantwortlich, weil nach Studien aus den 1960er Jahren bei eineiigen, genetisch identischen Zwillingen häufiger beide Partner kurzsichtig waren als bei zweieiigen Zwillingen mit unterschiedlichen Genen [1]. Seitdem wurden auch mehr als 100 Gensequenzen mit der Fehlsichtigkeit in Zusammenhang gebracht.

Dass die Genetik nicht alles sein konnte, zeigte sich besonders deutlich in einer Studie von 1969. Die Wissenschaftler untersuchten Inuit von der nördlichen Spitze Alaskas, wo sich der Lebensstil zu diesem Zeitpunkt bereits geändert hatte. Von den noch in abgelegenen und isolierten Gemeinschaften aufgewachsenen Erwachsenen waren nur 2 von 131 kurzsichtig, von ihren Kindern und Enkeln mit neuem Lebensstil waren es schon die Hälfte. Genetische Variation braucht aber Generationen und kann weder die rapide Entwicklung in Alaska erklären, noch die weltweit in die Höhe schnellende Zahl an Kurzsichtigen (siehe "Kurzsichtige auf dem Vormarsch"). "Deshalb muss irgendwie die Umwelt dazu beitragen", folgert Seang Mei Saw, die Epidemiologie und Genetik der Myopie an der National University of Singapore untersucht.

Ein Schuldiger war schnell gefunden: das Lesen von Büchern. Die Idee dazu stammt schon von dem deutschen Astronomen und Optikexperten Johannes Kepler, der vor mehr als 400 Jahren seine eigene Kurzsichtigkeit hierauf zurückführte. Die Meinung verbreitete sich immer mehr, und im 19. Jahrhundert empfahlen führende Augenärzte, Schüler sollten Kopfstützen nutzen, um nicht zu dicht an ihren Büchern zu sitzen.

Eine Myopie-Epidemie?
Eine Myopie-Epidemie? | In den vier in der Grafik dargestellten Ländern Ostasiens stieg die Zahl der Kurzsichtigen in den vergangenen 50 Jahren drastisch an. Die Sehverschlechterung liegt an einem leicht länglich verformten Augapfel – dieser bündelt das vom angeschauten Gegenstand kommende Licht nicht exakt auf die Netzhaut (die Retina), sondern etwas davor.

Der heutige Anstieg der Sehschwäche spiegelt natürlich auch wider, dass Kinder in vielen Ländern immer mehr Zeit mit Lesen, Schreiben und am Bildschirm von Computern oder Smartphones verbringen, insbesondere in den ostasiatischen Ländern, wo Leistung in der Ausbildung einen sehr hohen Stellenwert hat und die Kinder viel Zeit in der Schule und mit dem Lernen verbringen. Wie eine Studie der Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung (OECD) letztes Jahr zeigte, brauchen 15-Jährige in Shanghai heutzutage 14 Stunden pro Woche für ihre Hausaufgaben – in England sind es nur fünf und in den USA sechs Stunden.

Einen Zusammenhang von Erziehungsmethoden und Kurzsichtigkeit fanden bisher schon viele Studien. In den 1990er Jahren beispielsweise zeigte sich die Sehschwäche häufiger bei israelischen Teenagern der Jeschiwa-Schulen, die den ganzen Tag mit dem Studium religiöser Texte verbrachten, als bei Jungen, die weniger Zeit über ihren Büchern saßen. Von der Biologie her scheint es auch plausibel, dass ein ständiges Arbeiten im Nahbereich das Wachstum des Augapfels verändert, der sich ja an das einfallende Licht anpassen muss, um die Bilder auf der Netzhaut scharf abzubilden.

So attraktiv die Idee auch war, weitergeholfen hat sie nicht. In den frühen Jahren des 21. Jahrhunderts untersuchten Wissenschaftler bestimmte Gewohnheiten der Kinder, wie das Lesen von Büchern pro Woche und die Stunden am Computer, was aber alles das Risiko nicht zu beeinflussen schien. Etwas anderes aber schon. Im Jahr 2007 veröffentlichten Donald Mutti und Kollegen vom Ohio State University College of Optometry in Columbus eine Studie, bei der sie mit mehr als 500 Acht- und Neunjährigen aus Kalifornien starteten, die bis dahin normalsichtig waren. Das Team notierte erst einmal, wie die Kinder ihren Tag verbrachten. "Zum Schluss fragten wir sie noch kurz nach Sport und Outdoor-Aktivitäten", erzählt Mutti.

Das war genau die richtige Frage. Fünf Jahre später war nämlich jedes fünfte Kind kurzsichtig, und die Forscher konnten zeigen, dass der einzige damit im Zusammenhang stehende Umweltfaktor die im Freien verbrachte Zeit war. "Irgendwie fanden wir das zuerst komisch", erinnert sich Mutti, "doch mehrere Auswertungen ergaben immer dasselbe." Ein Jahr später kamen Rose und ihre Kollegen in Australien zu einem ähnlichen Schluss, nachdem sie drei Jahre lang 4000 Kinder in Sidneys Grund- und Mittelschulen beobachtet hatten: Die Kinder, die am wenigsten Zeit im Freien verbrachten, hatten das größte Risiko für Kurzsichtigkeit.

Das Team um Rose schloss zudem jegliche andere Erklärung aus, beispielsweise einen möglichen positiven Effekt von Sport als solchem, der nun einmal öfter im Freien ausgeführt wird – aber für Hallensport fand sich der Zusammenhang eben nicht. Dagegen wirkte die Zeit im Freien positiv, egal, ob die Kinder Sport trieben, Picknick machten oder nur am Strand etwas lasen. Außerdem verbrachten Kinder, die öfter im Freien waren, nicht unbedingt weniger Zeit mit Büchern, am Bildschirm oder mit anderen Tätigkeiten im Nahbereich ihrer Augen. "Wir hatten auch Kinder, die sowohl viel draußen waren als auch viel in Bücher und auf Bildschirme schauten und trotzdem nicht kurzsichtig wurden", erklärt Rose. Natürlich mag auch ein häufiges Arbeiten im Nahbereich die Augen beeinflussen – das Sonnenlicht war aber der wichtigste Faktor.

Licht an!

Manchen Forschern reicht die Datenlage noch nicht als Beweis aus. Die Optikerin Christine Wildsoet von der University of California in Berkeley ist beispielsweise skeptisch, weil die Zeit im Freien bei den meisten epidemiologischen Studien durch Fragebogen ermittelt wurde. Eine kleine Pilotstudie mit mobilen Lichtsensoren zeigte ihr nämlich, dass die Angaben oft nicht mit den wahren Zeiten im Sonnenlicht übereinstimmten. Auch der Spezialist für Kurzsichtigkeit Ian Flitcroft vom Children’s University Hospital in Dublin fragte sich, ob tatsächlich das Licht der protektive Faktor ist. Seiner Meinung nach könnten auch die größeren Distanzen, die das Auge dabei erfassen muss, von Bedeutung sein. "Licht ist nicht alles, und nur das Licht als einzige Erklärung für die komplexen Abläufe heranzuziehen, ist sicherlich viel zu simpel", kontert er.

Aber auch Tierexperimente unterstützen die Idee vom Licht als Schutzfaktor. Das erste Mal zeigten dies Forscher an den Augen von Küken, einem gängigen Labormodell für das Sehvermögen, in dem sich experimentell Kurzsichtigkeit auslösen lässt. Die Küken tragen ständig Linsen vor den Augen, die den Kontrast und die Auflösung der einfallenden Bilder verändert. Während die Küken unter kontrollierten Bedingungen aufwachsen, kann bei ihnen lediglich durch die Veränderung der Lichtintensität Myopie ausgelöst werden. Regan Ashby, Arne Ohlendorf und Frank Schaeffel vom Forschungsinstitut für Augenheilkunde der Universität Tübingen beschrieben nun im Jahr 2009, dass hohe Beleuchtungslevel, vergleichbar denen im Freien, die Entwicklung der experimentell ausgelösten Kurzsichtigkeit bei Küken um etwa 60 Prozent gegenüber dem Lichtlevel in Innenräumen verringern. Ein ähnlicher Schutzeffekt des Lichts wurden auch von anderen Forschern bei Spitzhörnchen und Rhesusaffen gefunden [2].

Wichtiger wären nun aber noch der Mechanismus und die Erklärung, wie helles Licht die Sehschwäche verhindert. Laut der gängigsten Hypothese fördert Licht die Freisetzung von Dopamin in der Netzhaut, wo der Neurotransmitter das Längenwachstum des Auges blockiert. Die besten Hinweise auf diese Licht-Dopamin-Hypothese erbrachten wieder Experimente am Kükenmodell: Wie Ashby und Schaeffel im Jahr 2010 beschrieben, hebt die Injektion des Dopamin-Antagonisten Spiperon ins Auge den schützenden Effekt des Lichts wieder auf.

Dopamin wird in der Netzhaut in einem bestimmten Tageszyklus produziert, und der Anstieg tagsüber schaltet vom Stäbchen-Sehen der Nacht auf das Zapfen-Sehen des Tages um. Die Forscher glauben nun, dass unter schwachem Licht, vergleichbar dem in Innenräumen, der Tag-Nacht-Zyklus unterbrochen und das Wachstum des Auges beeinflusst wird. "Wenn der Rhythmus nicht stimmt, gerät das ganze System außer Kontrolle, und das Auge wächst unregelmäßig", erklärt der inzwischen an der University of Canberra forschende Ashby.

Auszeit für die Augen

Ian Morgan arbeitet an der Australian National University in Canberra. Aus epidemiologischen Studien schließt er, dass täglich etwa drei Stunden bei mindestens 10 000 Lux die Kurzsichtigkeit bei Kindern verhindern kann. Das entspricht etwa der Helligkeit an einem sonnigen Sommertag im Schatten unter einem Baum und mit Sonnenbrille. Ein trüber Tag bietet dagegen weniger Licht, und ein Büro oder Klassenzimmer trotz Ausleuchtung normalerweise nicht mehr als 500 Lux. Drei oder mehr Stunden am Tag im Freien zu verbringen, ist in Morgans Heimat Australien ganz normal, und hier sind auch nur etwa 30 Prozent aller 17-Jährigen kurzsichtig. In vielen anderen Regionen der Welt, einschließlich den USA, Europa und Ostasien, verbringen Kinder aber nur eine oder zwei Stunden täglich im Freien.

Seit 2009 testet Morgan, ob mehr Zeit im Freien tatsächlich hilft. Mit seinen Arbeitskollegen am Zhongshan Ophthalmic Center initiierte er eine Dreijahresstudie: Bei einer Gruppe von Sechs- und Siebenjährigen in sechs zufällig ausgewählten Schulen in Guangzhou führten die Verantwortlichen 40-Minuten-im-Freien als letzte Schulstunde ein. Die Kinder aus sechs anderen Schulen ohne diese wurden als Kontrollgruppe untersucht. Von den 900 Kindern mit Zusatzstunde im Freien waren 30 Prozent im Alter von neun Jahren kurzsichtig, in den Kontrollklassen waren es 40 Prozent der Kinder. Die Daten sollen demnächst veröffentlicht werden.

Ein deutlicherer Effekt zeigte sich in einer Schule im Süden von Taiwan. Hier sollten die Schüler die gesamten 80 Minuten ihrer Pause im Freien verbringen und nicht mehr die Wahl zwischen drinnen und draußen haben. Ein Jahr später stellten die Ärzte bei 8 Prozent der Kinder die Sehschwäche fest, verglichen mit 18 Prozent der Kinder einer nahe gelegenen Schule ohne diese Maßnahme.

Angesichts seiner ersten Ergebnisse ist Morgan optimistisch, aber noch nicht zufrieden. "Das ist nur der Nachweis, dass die Zeit im Freien wirklich einen Einfluss hat", sagt er. "Die Frage ist aber doch, wie wir die Erkenntnisse tatsächlich in die Praxis umsetzen, um einen wesentlichen Nutzen zu erreichen." Weil er sich bewusst ist, dass viele Schulen nicht flexibel genug sind, um Stunden im Freien einzuführen, hat er zusammen mit Congdon letztes Jahr eine weitere Studie initiiert, bei der die Schüler in einem gläsernem Klassenzimmer unterrichtet werden, in das mehr natürliches Licht hineinkommt. "Klassenzimmer aus Glas wären in vielen Gegenden Chinas machbar", meint Congdon.

Laut Rose müsste die zusätzliche Zeit im Freien "von der Schule vorgeschrieben werden, weil die Eltern von sich aus sicherlich nicht darauf achten würden". Das hatte Saw mit ihren Kollegen schon festgestellt, als sie Eltern in Singapur in ein neunmonatiges Programm einwies. Den Eltern stellten sie Schrittzähler zur Verfügung, sie organisierten Familienwochenenden im Freien und boten ihnen sogar Geldpreise für die Kooperation an: Doch am Ende hatten diese Familien nicht mehr Zeit im Freien verbracht als die Kontrollgruppe.

In manchen Gegenden der Erde können die Kinder aber nicht mehr Sonnenlicht erhaschen, sei es, weil es nur wenige Stunden Tageslicht gibt, weil die Sonne zu schwach ist oder weil es einfach zu kalt ist, um längere Zeit draußen zu sein. Wie die Tierexperimente zeigen [2], könnte man sich in diesen Fällen mit starkem Licht in Innenräumen behelfen. So werden derzeit schon zur Behandlung von Winterdepressionen so genannte Lichtboxen verkauft, die bis zu 10 000 Lux liefern – ob sie auch gegen Kurzsichtigkeit helfen, wurde aber bisher noch nicht ausgiebig untersucht.

Wissenschaftler suchen auch nach anderen Möglichkeiten zum Aufhalten der Fehlsichtigkeit. Sankaridurg entwickelte zusammen mit ihren Kollegen spezielle Brillen und Kontaktlinsen, die das Wachstum des Auges beeinflussen sollen. Die besonderen Linsen fokussieren das Licht der entfernten Bilder aus dem gesamten Gesichtsfeld und nicht nur aus dessen Zentrum, wie bei Standardlinsen üblich. Laut anderer Forscher sollen auch nachts angewendete Augentropfen mit Atropin, also einer neurotransmitterblockierenden Substanz, das Voranschreiten der Sehschwäche aufhalten. "Wir verfolgen aber lieber einen ganzheitlichen Ansatz", fügt Sankaridurg noch hinzu.

Augentropfen und Lichtboxen werden sicherlich weniger Anklang finden als der Aufruf, die Kinder im Freien spielen zu lassen. Das wird ihnen auch auf andere Weise gut tun, und "fördert sicherlich ihre körperliche Aktivität, senkt das Risiko für Fettleibigkeit und hebt die Stimmung", sagt Rose. "In meinen Augen kann das nur ein Gewinn sein – noch dazu kostenlos."

Denselben Ratschlag gab schon der bekannte englische Augenchirurg Henry Edward Juler vor mehr als einem Jahrhundert. Im Jahr 1904 riet er in "A Handbook of Ophthalmic Science and Practice": "Wenn die Kurzsichtigkeit nicht wieder vergeht, sollte Luftveränderung – möglichst eine Reise ans Meer – verschrieben werden". Wildsoet macht es noch einmal deutlich: "100 Jahre später kommen wir wieder auf genau das zurück, was die Leute früher ganz intuitiv gemacht haben."

14/2015

Dieser Artikel ist enthalten in Spektrum - Die Woche, 14/2015

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  • Quellen
[1] Sorsby, A. & Leary, G. A. Refraction and its components in twins. Special Report Series no. 303 (Medical Research Council, 1962).
[2] Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 53, 3457, 2012.

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