Mit Ausnahme von zum Beispiel Lasern geben Wärmestrahlenquellen entsprechend ihrer Oberflächentemperatur immer ein breites Spektrum elektromagnetischer Strahlung unterschiedlicher Wellenlängen ab. Das Infrarot-Spektrum wird entsprechend der Wellenlänge in die Bereiche A (kurzwellig), B (mittelwellig) und C (langwellig) eingeteilt.
Welches Spektrum eine Strahlenquelle abgibt und bei welcher Wellenlänge das Maximum liegt, ist allein durch die Oberflächentemperatur der Strahlenquelle definiert. Objekte mit weniger als 350 °C geben ein Spektrum ab, das fast ausschließlich im Infrarot-C-Bereich liegt. Um das Abstrahlspektrum nennenswert in den kurzwelligen und energiereicheren Infrarot-A-Bereich zu verschieben, sind Oberflächentemperaturen von über 1.500 °C notwendig – hier liegen dann ca. 20 Prozent des Spektrums im Infrarot-A-Bereich.
Infrarot A:
Kurzwellige IR-Strahlung, die sich an den
sichtbaren Bereich anschließt
Von 780 nm bis 1.400 nm (Nanometer)
Infrarot B:
Mittelwellige IR-Strahlung
Von 1.400 nm bis 3.000 nm (Nanometer)
Infrarot C:
Langwellige IR-Strahlung
Von 3.000 nm bis 1 Mio. nm (Nanometer)
Unsere Haut absorbiert jede Infrarotstrahlung (A, B und C), deren Energie dadurch in Wärme umgewandelt wird. Während Infrarot-B- und -C-Strahlung dabei kaum in die Haut eindringen, können Photonen eines relativ kleinen Wellenlängenbereichs des Infrarot-A-Spektrums eine Eindringtiefe von bis zu fünf Millimetern erreichen. Allerdings werden auch in diesem schmalen Wellenlängenband bereits 95 Prozent der Infrarot-A-Strahlung in den darüber liegenden Hautschichten absorbiert und in Wärme umgewandelt. Nur ein 5%iger Anteil dieser Infrarot-A-Photonen erreicht also tiefere Hautschichten in bis zu 5 mm Tiefe. Daher ist auch nachvollziehbar, dass eine direkte Erwärmung von Implantaten, die unter der Haut liegen (beispielsweise ein Herzschrittmacher, eine künstliche Hüfte oder Metallschrauben), durch die Infrarotstrahlung ausgeschlossen ist.
- Maximale Eindringtiefen der IR-Strahlung
Bei der maximalen Eindringtiefe im jeweiligen Wellenlängen Bereich werden noch 5 % der ursprünglich auftreffenden Strahlung nachgewiesen. Demnach werden 95 % der abgegebenen Strahlung bereits in den darüber liegenden Hautschichten absorbiert.
Mehrere aktuelle Arbeiten geben allerdings zu der Vermutung Anlass, dass Infrarot-A-Strahlung bei häufiger Anwendung über einen längeren Zeitraum hinweg die Hautalterung beschleunigen und Hautkrebs verursachen kann. Warum dies gerade Infrarot-A-Strahlung betrifft, ist einfach zu erklären: Infrarot-A-Photonen eines bestimmten, schmalen Wellenlängenbereiches – wenn auch nur sehr wenige – erreichen in tieferen Hautschichten lebende Zellen, die auf diesen Reiz reagieren können. Infrarot-C-Strahlung dringt hingegen nicht so tief ein und gibt ihre Energie bereits an die darüberliegenden, verhornten Hautzellen ab. Diese Zellen, die die äußere mechanische Schutzschicht unserer Haut bilden, haben keinen Stoffwechsel und können daher selbst nicht mehr auf Reize reagieren. Es wird also angenommen, dass die tiefergehenden Infrarot-A-Photonen einen Reiz auf stoffwechselaktive Hautzellen ausüben, der auf genetischer Ebene zu Veränderungen im Zellstoffwechsel führt (man nennt dies Transkriptionsveränderungen). Das bedeutet, das Infrarot-A-Photon schädigt zwar die Erbinformation (DNA) der Zelle nicht direkt – dafür reicht die Energie nicht aus –, aber die Zelle versucht, auf die vom Photon übertragene Energie mit einer Veränderung des Stoffwechsels zu reagieren. Kommt es dabei zu einem „Arbeitsunfall“, kann eine Erkrankung entstehen. Ein einziger „Arbeitsunfall“ kann unter Umständen ausreichen.
Medizinische Hyperthermie:
Wassergefilterte Infrarot-A-Strahlung wird in speziellen Überwärmungsbetten eingesetzt, in denen Körperkerntemperaturen bis 42 °C über Stunden aufrechterhalten werden können. Radiofrequenz-Applikatoren ermöglichen dagegen die selektive Überwärmung auch tief im Körper liegender Tumoren. Die „medizinische Hyperthermie“ hat also das Ziel, hohes künstliches Fieber oder hohe Temperaturen im Tumorgewebe zu erzeugen und über einen längeren Zeitraum aufrechtzuerhalten. Erst unter diesen Bedingungen werden in nennenswertem Umfang immunologische und möglicherweise Krebszellen abtötende Prozesse aktiviert. Und erst dadurch rechtfertigt sich zum Beispiel der Einsatz in der Krebstherapie, allein oder in Kombination mit einem Standardverfahren. Wird künstliches Fieber erzeugt, erfordert das eine strenge und intensive medizinische Betreuung des Patienten durch ein entsprechend geschultes Fachpersonal. Der Anwendungsbereich der Ganzkörperhyperthermie erstreckt sich von der zusätzlichen Krebsbehandlung über Autoimmunerkrankungen bis hin zu Allergien. Vielfach steht allerdings der unwiderlegbare medizinisch-wissenschaftliche Nachweis noch aus, was auch daran liegt, dass geforderte „Doppelblindstudien“ bei dieser Therapie nur schwer umsetzbar sind. Die unter strenger Aufsicht von Fachärzten praktizierte „medizinische Hyperthermie“ ist ein Verfahren, das Infrarotkabinen nicht leisten können und auch nicht sollen.
