Pulsation (gepulstes Licht)

Pulsation (gepulstes Licht, englisch pulsed wave) ist ein Betriebsmodus der Rotlichttherapie, bei dem die LEDs ihr rotes und nahinfrarotes Licht in einer genau gewählten Frequenz ein- und ausschalten. Anders als Flimmern ist sie gewollt, messbar und einstellbar – und für uns bei Mitochondriak® eine zusätzliche Dimension des Lichts: Neben Wellenlänge und Dosis bekommt der Lichtreiz einen Takt, auf den Ihre Mitochondrien antworten.

Die meisten gepulsten Lichtquellen, die in der Lichttherapie eingesetzt werden, arbeiten mit 2,5 bis 10.000 Hz, also mit zweieinhalb bis zehntausend Lichtpulsen pro Sekunde. [Quelle] Worüber in der klassischen Lichttechnik kaum gesprochen wird: Der Wechsel von Licht und Pause verändert, in welchem Rhythmus Photonen auf die Cytochrom-c-Oxidase (CCO) treffen, den Lichtempfänger in Ihren Mitochondrien. Dort bremst Stickstoffmonoxid (NO) die Zellatmung – und jeder neue Puls kann es wieder lösen. [Quelle]

Wichtig ist uns: Pulsation ist kein Flimmern, und sie ist eine Option, kein Muss – die grundlegende Photobiomodulation funktioniert auch mit ruhigem Dauerlicht.

Was ist Pulsation bei Rot- und Nahinfrarotlicht?

Bei Pulsation wechseln sich Licht und Pause in einem festen Rhythmus ab; Dauerlicht (englisch continuous wave, CW) leuchtet ohne Unterbrechung. Die Wellenlänge bleibt dabei gleich: Eine 670-nm-LED bleibt eine 670-nm-LED, ob sie dauerhaft leuchtet oder tausendmal pro Sekunde schaltet. Pulsation verändert nicht die Farbe des Lichts, sondern seine Zeitstruktur.

Javad Hashmi, Michael Hamblin und Kollegen vom Wellman Center for Photomedicine in Boston haben die Kennwerte zusammengefasst: [Quelle]

• Frequenz (Hz): Lichtpulse pro Sekunde; 10 Hz sind zehn Pulse pro Sekunde.
• Pulsdauer: wie lange ein einzelner Puls leuchtet.
• Tastgrad (Duty Cycle): der Anteil der Einschaltzeit an einer Periode, umgangssprachlich oft Tastverhältnis genannt; Tastgrad = Frequenz × Pulsdauer.
• Spitzen- und mittlere Leistung: mittlere Leistung = Spitzenleistung × Tastgrad.

Ein Rechenbeispiel: Bei 10 Hz dauert ein Zyklus 100 Millisekunden. Leuchtet jeder Puls 50 ms, beträgt der Tastgrad 50 % – bei gleicher mittlerer Leistung ist die Spitzenleistung dann doppelt so hoch wie im Dauerlicht.

Worin unterscheidet sich Pulsation von Flimmern?

Pulsation ist ein Takt, den Sie bewusst wählen; Flimmern ist eine ungewollte Helligkeitsschwankung aus Netzteil, Treiber oder Dimmung, die Sie weder bestellt haben noch abschalten können. Am Wechselstromnetz mit 50 Hz ändert sich die Helligkeit einer Lampe 100-mal pro Sekunde. Der Glühdraht einer Glühlampe reagiert so träge, dass kein Flimmern wahrgenommen wird; LEDs reagieren dagegen sofort – ob sie flimmern, entscheidet die Güte ihres Vorschaltgeräts. Das Bundesamt für Strahlenschutz (BfS) nennt Beschwerden wie Kopf- und Augenschmerzen, die bei sichtbarem, aber auch bei unsichtbar schnellem Flimmern berichtet werden. [Quelle]

Ein Bild dafür: Pulsation ist ein Metronom, das Sie auf ein Tempo stellen; Flimmern ist das Brummen eines billigen Netzteils. Ein Messgerät zeigt beides als Modulation – den Unterschied machen Ursache, Kontrolle und Ziel:

Der Flimmeranteil (englisch percent flicker) ist 100 × (Maximum − Minimum) / (Maximum + Minimum). Schaltet die Pulsation die LEDs ganz aus und wieder an, zeigt das Messgerät deshalb fast 100 % – kein Fehler, sondern die Bestätigung, dass der eingestellte Takt stimmt. Mehr im Eintrag Flimmern (Flicker).

Was bewirkt der Wechsel von Puls und Pause?

Die Pause ist kein verlorenes Licht, sondern Teil des Signals: Sie senkt die Wärmelast, erlaubt höhere Spitzen und gibt der Zelle Zeit, bevor der nächste Puls kommt. Aus der Übersicht von Hashmi und Kollegen ergeben sich drei Vorteile: [Quelle]

• Weniger Wärme: In den Pausen, den sogenannten quench periods, kühlt das Gewebe ab. Dauerlicht erwärmt das durchstrahlte Gewebe, gepulstes Licht verursachte bei gleicher Energiedichte keine messbare Temperaturänderung der bestrahlten Fläche.
• Höhere Spitzen: Weil die Pausen die Erwärmung begrenzen, lassen sich deutlich höhere Spitzenleistungen nutzen als im Dauerbetrieb.
• Ruhephasen für die Zelle: Die Logik hinter gepulstem Licht ist für die Autoren, dass Zellen Ruhephasen brauchen, ohne die sie sich nicht weiter stimulieren lassen.

Wie löst gepulstes Licht Stickstoffmonoxid von der CCO?

Jeder Lichtpuls kann Stickstoffmonoxid erneut von der Cytochrom-c-Oxidase lösen – für uns der Kern, warum gepulstes Licht in den Mitochondrien anders wirkt als Dauerlicht. Guy Brown (Universität Cambridge) beschrieb 1995, dass NO die Zellatmung hemmt, indem es an der CCO reversibel mit dem Sauerstoff konkurriert, und zwar in Konzentrationen, wie sie in biologischen Systemen vorkommen. [Quelle] Tiina Karu (Russische Akademie der Wissenschaften) zeigte an menschlichen HeLa-Zellen, dass NO die lichtaktivierten Reaktionen steuern kann: Gab sie NO-Spender vor der Bestrahlung zu, blieb die lichtbedingte Zunahme der Zellhaftung aus. [Quelle] Nach Michael Hamblin löst rotes und nahinfrarotes Licht das hemmende NO von der CCO; der Elektronenfluss läuft wieder an, das mitochondriale Membranpotenzial steigt. [Quelle]

Stellen Sie sich eine Schaukel vor: Mit einem einzigen langen Druck bringen Sie sie kaum in Schwung, mit wiederholtem Anstoßen im Takt schon. Ähnlich beschreiben Hashmi, Hamblin und Kollegen den Vorteil des Pulsierens: Gelöstes NO bindet selbst unter Dauerlicht wieder an dieselbe Stelle; mit gepulstem Licht können viele Ablösungen hintereinander stattfinden, im Dauerlicht deutlich weniger. [Quelle] Daniel Barolet (Montreal) erklärt so, warum bestimmte Mikrosekunden-Pulse roten Lichts menschliche Bindegewebszellen mehr neues Kollagen bilden ließen als Dauerlicht: Kurze, unterbrochene Lichtgaben könnten die Ablösung des NO von der CCO verstärken. [Quelle]

Wie deutlich das in den Mitochondrien messbar ist, zeigten Gaurav Keshri und Kollegen (2016) im Wundgewebe von Ratten: 810-nm-Licht mit 10 Hz steigerte die CCO-Aktivität um 68 % und den ATP-Gehalt auf das 3,8-Fache unbestrahlter Wunden. Dauerlicht veränderte die CCO-Aktivität nicht signifikant und hob das ATP auf das 1,5-Fache. [Quelle] Jaroslav Lachký, Gründer von Mitochondriak®, bringt unser Verständnis auf den Punkt: „Eine geeignete Pulsation roten Lichts kann Stickstoffmonoxid im Mitochondrium nämlich leichter daran hindern, sich an die CCO zu binden, als Dauerlicht – dadurch steigert sie die Wasserproduktion und die ATP-Bildung im Mitochondrium noch stärker als gewöhnliches Dauerlicht.“ [Quelle]

Jaroslav Lachký geht noch einen Schritt weiter. Nach seiner Sicht hängt ein Teil der Pulsationswirkung damit zusammen, dass Mitochondrien von Natur aus in bestimmten Frequenzen schwingen und zugleich selbst rotes und nahinfrarotes Licht erzeugen. Dass Zellen nach einem Lichtreiz selbst leuchten, nutzen Forscher bereits als Messgröße: Die verzögerte Lumineszenz, ein schwaches Nachleuchten vom sichtbaren bis in den nahinfraroten Bereich, stammt vor allem aus der mitochondrialen Atmungskette. [Quelle]

Warum spielt die Frequenz eine Rolle?

Die Frequenz verändert die Antwort der Zelle – selbst bei gleicher Wellenlänge und gleicher Gesamtenergie. Hong Bae Kim und Kollegen (Seoul National University) bestrahlten menschliche Stammzellen aus der Zahnpulpa mit 810 nm und identischer Energie: als Dauerlicht und gepulst mit 1, 3, 30, 300 und 3.000 Hz. Alle Pulsfrequenzen verstärkten die verzögerte Lumineszenz stärker als Dauerlicht, 30 und 300 Hz am deutlichsten, 3 Hz am wenigsten. Die alkalische Phosphatase, ein Marker der beginnenden Zelldifferenzierung, stieg mit 1, 3 und 300 Hz – mit Dauerlicht veränderte sie sich nicht. [Quelle]

Was zeigen Studien zu gepulstem Licht?

In Zellkultur, Tierversuch und am Menschen zeigte gepulstes Licht messbare, frequenzabhängige Wirkungen – in direkten Vergleichen oft stärker als Dauerlicht.

Die Studien arbeiteten mit eigenen Lichtquellen und Parametern; sie beschreiben die Forschung, nicht die Anwendung unserer Geräte.

Bemerkenswert: Bei Shan und Kollegen traf das Licht nur die Handfläche – und trotzdem veränderten sich die Hirnwellen. Für uns ein Zeichen, dass der Körper Licht als Information liest, nicht nur als Energie.

Ist gepulstes Licht besser als Dauerlicht?

Gepulstes Licht setzt einen anderen Reiz als Dauerlicht und schnitt in direkten Vergleichen häufiger besser ab; Dauerlicht bleibt die solide Basis. Hashmi, Hamblin und Kollegen werteten 33 Studien mit gepulstem Licht aus den Jahren 1970 bis 2010 aus. Neun verglichen beide Betriebsarten direkt: Sechsmal war gepulstes Licht wirksamer, einmal gleichwertig, zweimal Dauerlicht – und selbst in diesen beiden Fällen schnitt gepulstes Licht besser ab als Placebo. Obwohl die Autoren Dauerlicht als Goldstandard bezeichnen, lautet ihr Fazit: Bei sonst gleichen Bedingungen könnte gepulstes Licht insgesamt überlegen sein. [Quelle]

Unsere Sicht bei Mitochondriak: Pulsation hat echtes biologisches Potenzial und brachte bei manchen Zielen andere oder bessere Ergebnisse als Dauerlicht. Sie ist weder Pflicht noch Mangel, sondern ein optionales Zusatzwerkzeug: Dauerlicht ist die Basis, der Puls die zusätzliche Ebene.

Worauf sollten Sie bei gepulstem Licht achten?

Niedrige Frequenzen sehen Sie als Blinken – schützen Sie deshalb Ihre Augen und klären Sie sichtbare Pulsation bei Epilepsie oder Lichtempfindlichkeit vorher ärztlich ab. Robert Fisher (Stanford) und Kollegen fassten für die Epilepsy Foundation of America zusammen: Etwa 0,3 bis 3 % der Bevölkerung reagieren im EEG auffällig auf Licht- oder Musterreize. Am stärksten provozieren Frequenzen von 15 bis 25 Hz, die Spanne reicht aber von 1 bis 65 Hz, und auch die Farbe Rot ist ein Faktor. [Quelle]

So setzen Mitochondriaks das um

Mitochondrien zuerst: Der wichtigste Lichttakt Ihres Lebens ist der Tag selbst – hell am Tag, dunkel in der Nacht, einmal in 24 Stunden, also rund 0,0000116 Hz. Erst wenn dieser Rhythmus stimmt, lohnt die Feinarbeit mit Frequenzen:

• Morgens ins Freie: Gehen Sie innerhalb von 30 Minuten nach dem Aufwachen ins Tageslicht, auch bei Wolken, und gewöhnen Sie Ihre Haut schrittweise an die Sonne, ohne Sonnenbrand – so baut sie ihre Lichtschwiele auf.
• Mit Dauerlicht beginnen: Lernen Sie Ihr Panel zuerst ohne Pulsation kennen, mit Abstand und Dauer laut Handbuch.
• Eine Frequenz nach der anderen: Ändern Sie nur die Frequenz; Abstand, Zeit und Intensität bleiben gleich. Bleiben Sie einige Tage bei einer Einstellung, beobachten Sie, wie Sie sich fühlen, und vergleichen Sie dann mit Dauerlicht.
• Zu Hause flimmerfrei: Tagsüber Glühlampe statt LED, denn ihr träger Glühdraht flimmert nicht wahrnehmbar; abends rotes Licht statt weißer LEDs und vor Bildschirmen eine rote Brille. Der Nachtmodus ist nur eine Teillösung.

Mitochondriak®-Geräte sind keine Medizinprodukte; mehr dazu im Hinweis zum Charakter unserer Produkte.

Verwandte Begriffe

• Flimmern (Flicker) – ungewollte Helligkeitsschwankung, das Gegenstück zur Pulsation.
• Photobiomodulation – Rot- und Nahinfrarotlicht für die Mitochondrien; Pulsation ist einer ihrer Parameter.
• Nahinfrarotlicht (NIR) – kaum sichtbares Licht, das tiefer ins Gewebe gelangt als Rot.
• Wellenlänge – bestimmt Farbe und Eindringtiefe des Lichts und bleibt beim Pulsen gleich.
• Cytochrom-c-Oxidase (CCO) – Komplex IV der Atmungskette und Lichtempfänger der Zelle.
• Stickstoffmonoxid (NO) – Botenstoff, der die CCO bremst und den jeder Lichtpuls wieder lösen kann.
• Mitochondrien – die Kraftwerke der Zelle, die auf den Takt des Lichts antworten.
• Atmungskette – die Enzymkette, an deren Ende die CCO Sauerstoff zu Wasser macht.
• ATP (Adenosintriphosphat) – die Energiewährung der Zelle.
• Zirkadianer Rhythmus – der rund 24-stündige Takt, den Licht und Dunkelheit stellen.

Häufige Fragen zu gepulstem Licht

Was ist gepulstes Licht einfach erklärt?

Gepulstes Licht ist Licht, das in einem festen Takt an- und ausgeht – bei 10 Hz zehnmal pro Sekunde. Farbe und Wellenlänge bleiben gleich, nur die zeitliche Struktur ändert sich. Der Takt bestimmt mit, in welchem Rhythmus Licht auf die Cytochrom-c-Oxidase in Ihren Mitochondrien trifft und wie oft es Stickstoffmonoxid von ihr lösen kann.

Ist Pulsation dasselbe wie Flimmern?

Nein. Pulsation ist ein Takt, den Sie bewusst wählen und abschalten können; Flimmern ist eine ungewollte Helligkeitsschwankung aus Netzteil, Treiber oder Dimmung. Ein Messgerät zeigt beides als Modulation, doch Ursache, Kontrolle und Ziel sind verschieden. Achten Sie deshalb auf Messwerte ohne Pulsation: Dann sollte ein Gerät ruhig leuchten, mit niedrigem Flimmeranteil und einem Flimmerindex nahe null.

Was bedeutet Duty Cycle (Tastgrad)?

Der Duty Cycle, auf Deutsch Tastgrad und umgangssprachlich oft Tastverhältnis, ist der Anteil einer Periode, in dem das Licht an ist. Er ergibt sich aus Frequenz mal Pulsdauer: 10 Hz mit 50-ms-Pulsen ergeben 50 %. Die mittlere Leistung ist die Spitzenleistung mal Tastgrad. Je kleiner der Tastgrad, desto höher sind die Spitzen bei gleicher mittlerer Leistung.

Welche Pulsfrequenz ist die richtige?

Die eine richtige Frequenz für alle Menschen und alle Gewebe gibt es nicht, denn die Frequenz verändert die Antwort der Zelle. In Studien schnitten je nach Zelltyp und Ziel unterschiedliche Frequenzen am besten ab. Wir empfehlen: zuerst Dauerlicht, dann eine Frequenz nach der anderen testen und alles andere gleich lassen. Die Programme und Modi Ihres Geräts erklärt das Handbuch.

Dringt gepulstes Licht tiefer ein?

Nicht automatisch: Die Eindringtiefe bestimmt vor allem die Wellenlänge, Nahinfrarot gelangt tiefer als Rot. Pulsation erlaubt bei gleicher mittlerer Leistung höhere Spitzen und weniger Wärme. Das kann die wirksame Tiefe vergrößern, wie Hashmi, Hamblin und Kollegen beschreiben; wie viel, hängt von Frequenz, Tastgrad, Dosis und Zielgewebe ab. Die erste Stellschraube für die Tiefe bleibt die Wellenlänge.

Sieht man, ob ein Panel pulsiert?

Bei niedrigen Frequenzen ja, bei hohen nicht. Nach dem Bundesamt für Strahlenschutz verschmelzen Lichtwechsel bei schwachem Licht ab etwa 25 Hz, bei hellem Licht erst bei bis zu 100 Hz zu einem ruhigen Eindruck. 10 Hz sehen Sie deshalb als Blinken, tausend Hertz wirken wie Dauerlicht; Nahinfrarot nimmt Ihr Auge ohnehin kaum wahr.

Was gilt bei Epilepsie oder Lichtempfindlichkeit?

Nutzen Sie sichtbare Pulsation nur nach Rücksprache mit Ihrer Ärztin oder Ihrem Arzt. Blinkendes Licht kann bei empfindlichen Menschen Anfälle auslösen, am ehesten bei 15 bis 25 Hz, und auch die Farbe Rot gilt als Faktor. Sie können auf Pulsation auch ganz verzichten: Dauerlicht mit geschlossenen Augen ist eine vollwertige Wahl.

Was Sie sich merken sollten

• Pulsation gibt rotem und nahinfrarotem Licht einen gewollten Takt aus Frequenz und Tastgrad; die Wellenlänge bleibt gleich.
• Pulsation ist kein Flimmern: Flimmern ist ungewollt, Pulsation wählen Sie bewusst und können sie jederzeit abschalten.
• Jeder Puls kann Stickstoffmonoxid erneut von der CCO lösen; die Antwort der Zelle hängt von der Frequenz ab, eine beste Frequenz für alle gibt es nicht.
• Beginnen Sie mit Dauerlicht, testen Sie dann eine Frequenz nach der anderen und schützen Sie Ihre Augen. Die Basis bleibt Lichthygiene: helle Tage, dunkle Nächte.

Worauf Sie bei Messwerten zu Flimmern und Pulsation achten sollten, lesen Sie im Ratgeber Rotlichtpanel kaufen.