Pandemia wywołana wirusem SARS-CoV-2 w 2020 roku zmusiła rządy wielu krajów do zastosowania surowych środków ograniczających możliwość wychodzenia z domu, swobodnego poruszania się oraz zapewniających różne formy dystansu społecznego.
Wielodniowe kwarantanny w zamkniętych pomieszczeniach, powtarzające się obostrzenia ograniczające swobodne przemieszczanie się na zewnątrz, zakaz wchodzenia do lasu bądź korzystania z placów zabaw – to wszystko przyczyniło się do zmiany trybu życia wielu osób, spowodowało zmniejszenie czasu codziennej ekspozycji na światło dzienne oraz wydłużenie okresu pracy przy komputerze. Nagła zmiana zachowań i przyzwyczajeń spowodowała lawinę reakcji w naszych organizmach. Badacze zaczęli się im uważnie przyglądać, analizując zmiany psychiczne i fizyczne, w tym te wywołane zaburzeniami rytmów okołodobowych . Rozgorzała też dyskusja o potrzebach człowieka dotyczących oświetlenia i obowiązkowej kąpieli świetlnej.
Wzorkowa i niewzrokowa absorbcja światła
Żyjemy w 24- cyklu dobowym, podczas którego następuje ustawiczna zmiana światła w zakresie jego spektrum, natężenia oraz czasu i miejsca ekspozycji. Absorbcja światła odbywa się poprzez czopki i pręciki zapewniające detekcję wzrokową, a także poprzez wewnętrznie światłoczułe komórki zwojowe siatkówki, których barwnik wzrokowy, melanopsyna, przechwytuje informację świetlną i oprócz zwężania źrenicy wpływa przede wszystkim na czujność, wydajność i psychikę. To, ile światła padnie na siatkówkę oka lub czy nasz organizm wytworzy wystarczającą ilość witaminy D, której wytwarzanie stymulowane jest przez bezpośrednią absorbcję fotonów światła przez skórę, a także jak światło reguluje naszymi rytmami okołodobowymi i sezonowymi, wpływa na nasze zachowanie, nastrój i zdrowie.
Zmienne oświetlenie i rytmy cirkadialne
Zegary centralne oraz zegary peryferyczne występujące w komórkach wielu narządów organizmu ludzkiego generują okołodobowe oscylacje w różnych procesach biochemicznych oraz fizjologicznych i synchronizują je ze zmieniającymi się czynnikami środowiskowymi, w tym zmieniającymi się warunkami oświetleniowymi. Zachodzą one w określonej kolejności i częstotliwości w 24-godzinnym cyklu dnia i nocy. W dużym skrócie, to prawidłowo działające mechanizmy, rytmy egzogenne (zewnątrzpochodne) i endogenne (wewnątrzpochodne) generowane przez wewnętrzne zegary organizmu warunkują prawidłowe jego funkcjonowanie w ciągu doby.
Rytmicznie działające czynniki środowiskowe przyczyniają się do synchronizacji rytmów biologicznych. Wszelkie zmiany czynników zewnętrznych, np. długotrwała ekspozycja na światło elektryczne o wysokich natężeniach w porze nocnej, zjawisko zanieczyszczenia światłem występujące w miastach oraz ograniczenia na ekspozycję światła dziennego mogą powodować rozregulowanie rytmów cirkadialnych (łac. circa – około; dies – dzień). Z kolei zaburzenia naturalnych rytmów okołodobowych mogą prowadzić do zmian w gospodarce hormonalnej organizmu, np. powodować supresję melatoniny (niedobór tzw. hormonu snu), a to następnie może skutkować zaburzeniami snu lub pogorszeniem się ogólnego stanu zdrowia. Przykładowo w chorobach neurodegeneracyjnych, takich jak choroba Parkinsona lub Alzhaimera, w których zaobserwowano zaburzenia rytmów okołodobowych, ustalono, że nieprawidłowy rytm wydzielania melatoniny może być wczesnym objawem tych schorzeń.
Badania nad rytmami okołodobowymi toczą się od lat w wielu dziedzinach. Zwróciły też one uwagę projektantów oświetlenia na korzyści ekonomiczne, społeczne i zdrowotne płynące z aplikacji oświetleniowych, które oferują spersonifikowane oświetlenie elektryczne, skorelowane z oświetleniem dziennym i dostosowane do potrzeb użytkowników. Wraz z dynamicznym rozwojem technologii SLL pojawiła się koncepcja HCL (ang. human centric lighting) – oświetlenia sztucznego naśladującego dynamikę zmian oświetlenia dziennego w zakresie czasu, intensywności oraz temperatury barwowej, a także oświetlenia bioefektywnego, wykorzystującego najnowsze badania dotyczące pozawzrokowych efektów oddziaływania światła na organizm ludzki (…)
Fot. Możliwe konsekwencje zdrowotne wywołane ekspozycją na światło w nocy i zakłóceniami rytmów okołodobowych i zegara biologicznego. Zakłócenia rytmów okołodobowych mogą wiązać się z wieloma negatywnymi skutkami, w tym zmianami nastroju, zaburzeniami metabolicznymi, podwyższonym ryzykiem chorób nowotworowych oraz złą pracą układu odpornościowego
Więcej w numerze 1/2021. Zaprenumeruj
Autor: dr Natalia Sokół, Wydział Architektury, Politechnika Gdańska, grupa badawcza Light and Energy
