Organizm ludzki odbiera światło zarówno poprzez detekcję wzrokową, jak i niewzrokową przy zaangażowaniu układu optycznego i nerwowego, a także poprzez bezpośrednią absorpcję fotonów światła przez skórę. Intensywność promieniowania optycznego odbieranego przez siatkówkę oka ludzkiego wpływa na nasze funkcje wzrokowe lub wizualne (ang. image forming – IF).
Proces fotodetekcji wzrokowej, czyli tworzenia obrazów, polega na odbiorze informacji świetlnej za pomocą fotodetektorów, jakimi są pręciki i czopki. Naukowcy wykazali jednak, że światło padające na siatkówkę oka oddziałuje także na pozawzrokowe funkcje człowieka (ang. non-image forming – NIF).
Światło przechwytywane przez melanopsynę, barwnik wzrokowy z rodziny opsyn, ulokowany w wewnętrznie światłoczułych komórkach zwojowych siatkówki (ipRGC), wpływa na niewzrokowe (niewizualne) odpowiedzi organizmu, w tym oprócz zwężania źrenicy m.in. na czujność, samopoczucie, wydajność i psychikę człowieka. Chronobiolodzy, naukowcy zajmujący się badaniem zachodzących w organizmach żywych zjawisk periodycznych, takich jak rytmy okołodobowe i roczne, podkreślają niezwykle istotną rolę światła jako regulatora tych zjawisk. Praca zegara biologicznego, wewnętrznego synchronizatora procesów życiowych, uzależniona jest m.in. od hamowania syntezy melatoniny w wyniku ekspozycji na światło.
Światło dzienne lub światło elektryczne w przedziale widma o długości od 425 do 560 nm powoduje supresję melatoniny i wzrost wytwarzania kortyzolu, tzw. hormonu stresu. Dobowy, a także sezonowy obrót Ziemi wokół Słońca warunkują dobowe i sezonowe wahania stężenia melatoniny i kortyzolu, a te wpływają na rytmy biologiczne organizmu. Nocne zmęczenie i dzienna aktywność człowieka jest naturalnym przystosowaniem do życia na Ziemi. Stwierdzono, że interwencje w postaci nieregularnych i wielokrotnych zaburzeń rytmów biologicznych, np. w wyniku przebywania w świetle o wysokim natężeniu w porze nocnej, wpływają ujemnie na zdrowie i samopoczucie ludzi np. poprzez obniżenie paramentów immunologicznych organizmu lub powodowanie zaburzeń psychicznych i behawioralnych.
Wyniki wieloletnich studiów nad pięcioma fotoreceptorami siatkówki wykazują, że funkcjonują dwie odmienne drogi detekcji światła: fotodetekcja wzrokowa i pozawzrokowa. Ich efekty, tzw. IF-y (wzrokowe) i NIF-y (niewzrokowe) są obecnie badane w kontekście różnych warunków oświetleniowych. Zatem za wyjaśnieniem, dlaczego światło o barwie ciepłej relaksuje i odpręża, a niebieskie pobudza, kryją się skomplikowane reakcje fotochemiczno-biologiczne. Procesy, w których biorą udział komórki ipRGC, tzw. niewzrokowe detektory, mają większy wpływ na regulację naszych funkcji życiowych, niż się do tej pory wydawało. Te odkrycia doprowadziły do dyskusji o biologicznie efektywnym oświetleniu lub odpowiedziach biologicznych i fizjologicznych organizmu na światło.
Chcesz wiedzieć więcej? Zaprenumeruj Oświetlenie LED
