UVB-LED, är framtiden här?

Hej igen!

Jag hade egentligen tänkt att göra ytterligare ett inlägg om bygget därhemma, men tar ett litet sidospår först. Den här gången tänkte jag att vi skulle reda lite i det här med LED för UVB-strålning, och hur man (än så länge) bör tänka kring det.

Under de senaste åren har det börjat dyka upp ett flertal olika typer av LED-ljuskällor som avger UVB-strålning. I nuläget har bland annat ZooMed och Exo Terra lanserat olika UVB-LED produkter, och det finns även ett antal mindre företag som också säljer olika varianter av LED som avger UVB-strålning.

Att använda LED som UVB-källa är något som det har pratats om länge, och produktutveckling har pågått i en del år. Eftersom alla andra UVB-källor vi använder till våra reptiler innehåller kvicksilver, kommer de att fasas ut, och då är LED den självklara efterföljaren. LED är dessutom, som regel, mer energieffektivt jämfört med till exempel lysrör, och behöver ju inte heller bytas ut lika ofta.

De UVB-LED som finns på marknaden har alltså samma fördelar som andra LED-ljuskällor, men hur är det med själva UV-strålningen? Det är ju ändå det som är poängen med UVB-LED. Här är finns det tyvärr ett problem med de produkter som finns på marknaden än så länge. Flera ljus- och belysningsexperter som har gjort tester och mätningar av denna typ av lampor har påtalat ett stort bekymmer med dem – de avger väldigt lite strålning i en mycket viktig del av UV-spektret.

För att förstå problematiken behöver vi titta närmare på produktionen av vitamin D3 i reptilernas kropp, för det är nämligen där det blir bekymmersamt.

Vi kan utgå ifrån att alla reptiler kan producera eget vitamin D3, en process som återfinns hos mer eller mindre alla landlevande ryggradsdjur. Denna process börjar i huden, där en typ av kolesterol omvandlas till pre-vitamin D3. För att denna process ska starta krävs dock UVB-strålning, av våglängder mellan 290 och 310 nm.

Pre-vitamin D3 kan i sin tur omvandlas till den aktiva formen av vitamin D3, förutsatt att djuret är tillräckligt varmt (processen är egentligen mer avancerad, och innehåller fler steg i bland annat levern, men det är inte det viktiga i det här sammanhanget).

Så långt så gott, alla typer av UVB-källor, inklusive LED avger UVB-strålning av våglängder mellan 290 och 310 nm. Det finurliga med att producera eget vitamin D3 är att kroppen själv kan reglera nivåerna i blod och vävnader, genom att omvandla tillbaka pre-vitamin D3 till kolesterol om det inte behövs mer D3 i kroppen. På detta sätt undgår kroppen att överdosera så att säga, även om huden utsätts för stora mängder UVB-strålning.

Denna säkerhetsmekanism kräver dock en annan typ av strålning för att fungera, nämligen långvågig UVB-strålning samt kortvågig UVA-strålning, av våglängder mellan 310 och 335 nm.

Det är här problemet med UVB-LED kommer in. De produkter som finns på marknaden idag saknar, eller avger åtminstone väldigt lite långvågig UVB-strålning, och kortvågig UVA-strålning av våglängder mellan 310 och 335 nm, men mycket kortvågig UVB-strålning av våglängder mellan 290 och 310 nm.

På bilden kan du se ett förenklat schema för hur dessa processer fungerar, och vad som krävs för att de ska starta.

I praktiken innebär detta att djuren kommer att producera mycket pre-vitamin D3, men inte har möjlighet att starta processen som omvandlar tillbaka pre-vitamin D3 till kolesterol. All pre-vitamin D3 kommer alltså sedan att omvandlas till aktiv vitamin D3, vilken innebär en potentiell risk för att djuren producerar alldeles för mycket vitamin D3, vilket kan leda till problem.

Även här är processen egentligen lite mer invecklad, med flera olika potentiella steg för hur pre-vitamin D3 kan omvandlas ”tillbaka”, men i det här sammanhanget kan vi bortse från detta, för enkelhetens skull.
Alla LED-ljuskällor består av en kombination av olika dioder med väldigt snävt spektrum, oftast bara runt 20 nm, och de varianter av UVB-LED som finns idag har ofta en typ av diod som ger kortvågig UVB-strålning (för att stimulera vitamin D3 produktion), och en typ av diod som ger långvågig UAV-strålning (över 350 nm, för att det är det reptiler kan se), i kombination med dioder som avger strålning som uppfattas som synligt ljus för oss människor.

Det skulle alltså behövas ytterligare någon, eller några dioder för att täcka in de våglängder som behövs för att starta processen som omvandlar tillbaka pre-vitamin D3 till kolesterol, för att dagens UVB-LED skulle vara likvärdiga t.ex ett UV-T5-lysrör.

Zoomeds nya version av deras ReptiSun har dioder runt 325 nm, vilket är ett stort steg i rätt riktning, och det lär vara fler liknande produkter på gång. Tills dess att dessa nyare varianter har testats ordentligt över tid rekommenderar jag dock att man fortsätter att använda lysrör, metallhalogenlampor (HID), eller kvicksilvergaslampor (Mercury vapor) som UV-källor till reptiler.

Det här är ännu ett bevis på vikten av att försöka täcka in så många våglängder som möjligt i sin belysning, eftersom olika våglängder har olika effekt på djuren. Alla UV-källor bör därför såklart kombineras med bra allmänbelysning och värmelampor för att skapa ett så heltäckande spektra som möjligt.

Stort tack till Sarina Wunderlich för lån av bilden på Reptisun!

Vidare läsning:

“Vitamin D3 synthesis: A self-limiting process in natural sunlight”

UVB‐emitting LEDs for reptile lighting: Identifying the risks of nonsolar UV spectra

Vanliga frågor om UVB-LED

Kan LED-lampor användas som UVB-källa för reptiler?

Ja, det finns UVB-LED-lampor på marknaden, men de är fortfarande under utveckling och har vissa begränsningar. I dagsläget är de inte lika kompletta som traditionella UV-källor när det gäller att täcka alla nödvändiga våglängder.

Vad är problemet med dagens UVB-LED-lampor?

De flesta UVB-LED-lampor avger främst kortvågig UVB (290-310 nm), vilket startar D3-produktionen. Men de saknar ofta tillräckligt med långvågig UVB och kortvågig UVA (210-335 nm), som krävs för att kroppen ska kunna reglera överskott av D3. Det kan i längden leda till risk för D3-överskott hos djuret.

Varför är rätt våglängd så viktig?

För att reptiler ska kunna reglera sin D3-nivå krävs inte bara UVB som startar produktionen, utan också strålning som kan bromsa eller stoppa den när det behövs. Om detta saknas, riskerar man obalanser i kroppen som på sikt kan skada djuret.

Vad är skillnaden mellan UVB-LED och UV-T5-lysrör?

T5-lysrör har ett bredare spektrum och täcker in fler våglängder. UVB-LED har smalare spektrum (ca 20 nm per diod), vilket gör att det krävs flera olika dioder för att efterlikna lysrörens funktion. De flesta LED-lösningar idag saknar fortfarande en eller flera av de nödvändiga våglängderna.

Vad gör tillverkarna för att förbättra UVB-LED-tekniken?

Nya versioner, som ZooMeds uppdaterade ReptiSun, innehåller dioder runt 325 nm, ett steg närmare ett mer komplett spektrum. Men det krävs fler tester och förbättringar innan LED fullt kan ersätta dagens UV-källor.

Vad rekommenderas idag för UVB till reptiler?

Tills vidare är T5-lysrör, HID-lampor och kvicksilverlampor säkrare val. De täcker bättre in de våglängder som krävs för att kroppen ska kunna både starta och reglera D3-produktionen på ett naturligt sätt.