Hipnotyzujące odcienie niebieskiego i pomarańczowego na niebie na początku i na końcu słonecznego dnia mogą odgrywać znaczącą rolę w ustawianiu wewnętrznych zegarów ludzi. Innowacyjne światło LED, które naprzemiennie emituje pomarańczowe i niebieskie światło, przewyższało dwa inne urządzenia oświetleniowe pod względem zwiększania poziomu melatoniny u niewielkiej grupy uczestników badania. Odkrycia te , opublikowane w Journal of Biological Rhythms, wydają się wyznaczać nową poprzeczkę dla zdolności ludzi do wpływania na ich rytmy okołodobowe i odzwierciedlają nowe, skuteczne podejście do zwalczania sezonowego zaburzenia afektywnego (SAD).

Jak wewnętrzne zegary regulują funkcje naszego organizmu

Szereg problemów zdrowotnych i zaburzeń nastroju przypisuje się niezsynchronizowanym rytmom dobowym. Zmiany sezonowe, brak naturalnego światła, nocne zmiany i loty w różnych strefach czasowych mogą przyczyniać się do tego dysonansu. „Nasz wewnętrzny zegar mówi naszemu ciału, jak zachowywać się o różnych porach dnia, ale zegar musi być ustawiony, a jeśli nasz mózg nie jest zsynchronizowany z porą dnia, nie będzie działał prawidłowo” – wyjaśnił Jay Neitz, współautor artykułu i profesor okulistyki w UW School of Medicine.

Rytmy okołodobowe są codziennie trenowane i resetowane przez 24-godzinne cykle słoneczne światła i ciemności, które stymulują obwody w oczach, które komunikują się z mózgiem. Dzięki tym informacjom mózg wytwarza melatoninę, hormon, który pomaga organizmom zasnąć w synchronizacji z nocnymi godzinami słonecznymi. Ludzie, którzy spędzają wiele godzin dziennie w sztucznym świetle, często mają rytm dobowy, który pozostaje w tyle za produkcją melatoniny u osób narażonych na bardziej naturalne światło. Wiele komercyjnych produktów oświetleniowych zostało zaprojektowanych w celu kompensacji lub przeciwdziałania tym opóźnieniom. Większość z tych produktów kładzie nacisk na niebieską długość fali, ponieważ wiadomo, że wpływa ona na melanopsynę, fotopigment w oczach, który komunikuje się z mózgiem i jest najbardziej wrażliwy na kolor niebieski.

Wpływ różnych sztucznych źródeł światła na produkcję melatoniny

W przeciwieństwie do tego, światło opracowane przez naukowców nie wpływa na fotopigment melanopsyny. Zamiast tego ma naprzemienne niebieskie i pomarańczowe długości fal, które stymulują niebiesko-żółty obwód przeciwny, który działa poprzez fotoreceptory stożkowe w siatkówce. Obwód ten jest znacznie bardziej czuły niż melanopsyna i jest wykorzystywany przez nasz mózg do resetowania naszych wewnętrznych zegarów. Głównym autorem badania był James Kuchenbecker, pracownik naukowy okulistyki na University of Washington School of Medicine. Chciał on porównać wpływ różnych źródeł sztucznego światła na produkcję melatoniny.

On i jego koledzy opracowali i przeprowadzili test z trzema urządzeniami:

• białego światła o jasności 500 luksów (jasność odpowiednia dla ogólnych przestrzeni biurowych)
• niebieska dioda LED o krótkiej długości fali, zaprojektowana do wyzwalania melanopsyny
• nowo opracowanej diody LED z niebieskimi i pomarańczowymi długościami fal, które zmieniają się 19 razy na sekundę, aby wytworzyć delikatną białą poświatę.

Celem było określenie, które podejście oświetleniowe było najskuteczniejsze w przyspieszaniu fazy produkcji melatoniny u sześciu uczestników badania. Wszyscy uczestnicy przeszli następujący schemat, w którym byli narażeni na każde z trzech testowanych świateł:

Urządzenie z naprzemiennym niebieskim i pomarańczowym światłem LED działało najlepiej

Pierwszego wieczoru pobrano wiele próbek śliny, aby określić, kiedy produkcja melatoniny u uczestników rozpoczęła się i osiągnęła szczyt. Dla każdego badanego początek tej fazy określono, gdy byli oni wystawieni na działanie światła testowego przez dwie godziny rano. Wieczorem ponownie pobrano próbki śliny, aby sprawdzić, czy faza melatoniny u badanych rozpoczęła się wcześniej w porównaniu z ich indywidualnymi wartościami wyjściowymi. Podczas każdego testu kontrolowano ekspozycję na inne źródła światła. Trzy fazy testowe zostały rozłożone w taki sposób, aby badani mogli powrócić do swoich normalnych faz wyjściowych przed uruchomieniem nowego urządzenia.

Jeśli chodzi o przesunięcie fazy produkcji melatoniny, urządzenie z naprzemiennym niebieskim i pomarańczowym światłem LED działało najlepiej, z przesunięciem fazy o 1 godzinę i 20 minut. Niebieskie światło spowodowało przesunięcie fazy o 40 minut. Białe światło o natężeniu 500 luksów spowodowało przesunięcie o zaledwie 2,8 minuty. Neitz wskazał na światło opracowane przez jego zespół i wyjaśnił: „Mimo że nasze światło wygląda na białe gołym okiem, uważamy, że mózg rozpoznaje naprzemienne niebieskie i pomarańczowe długości fal jako kolory na niebie. Obwód, który powoduje największe przesunięcie melatoniny, chce widzieć pomarańczowy i niebieski”.