Científicos mezclan las espléndidas tonalidades del cielo para reajustar los relojes circadianos
Un novedoso dispositivo de ledes con longitudes de onda alternas de color naranja y azul supera a otras luces en el aumento de los niveles de melatonina para «resetear» desajustes en los ritmos biológicos asociados con el jet lag, los trastornos del sueño y otros problemas de salud.
Por Enrique Coperías
Una vista detallada del novedoso dispositivo de ledes, cuyas longitudes de onda naranja y azul se alternan diecinueve veces por segundo, que emite un suave resplandor blanco. Crédito: UW Medicine
Las fascinantes tonalidades azules y naranjas que surgen en el cielo al principio y al final de un día soleado podrían desempeñar un papel esencial en el ajuste de los relojes internos de los seres humanos.
En una nueva investigación de la Universidad de Washington en Seattle (Estados Unido), una nueva luz de ledes que emite longitudes de onda alternas de color naranja y azul superó a otros dos dispositivos luminosos en el aumento de los niveles de melatonina en un pequeño grupo de participantes en el estudio.
Publicado en la revista Journal of Biological Rhythms, el hallazgo parece establecer un nuevo punto de referencia en la capacidad de los seres humanos para influir en sus ritmos circadianos, y refleja un nuevo enfoque eficaz para contrarrestar el trastorno afectivo estacional (TAE).
Problemas de salud y del estado de ánimo asociados al desajueste de los ritmos circadianos
Los ritmos circadianos son ciclos biológicos de aproximadamente veinticuatro horas que regulan diversas funciones fisiológicas y de comportamiento en los organismos. Estos ritmos están influenciados principalmente por factores ambientales, como la luz y la oscuridad, y ayudan a regular el sueño, la vigilia, la temperatura corporal, la producción hormonal y otros procesos metabólicos.
En los seres humanos, el ritmo circadiano más conocido es el ciclo sueño-vigilia, que se ve afectado por la exposición a la luz natural y puede alterarse con el trabajo nocturno, el jet lag o los trastornos del sueño. Estos ritmos son esenciales para la salud y el bienestar, ya que su desregulación puede tener efectos negativos en la salud física y mental.
«Nuestro reloj interno nos dice cómo se supone que debe actuar nuestro cuerpo durante diferentes momentos del día, pero el reloj debe estar configurado, y si nuestro cerebro no está sincronizado con la hora del día, entonces no va a funcionar bien", dice Jay Neitz, coautor del artículo y profesor de Oftalmología en la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington, en una nota de prensa emitida por este centro.
Ritmos acordes con los ciclos solares de veinticuatro horas de luz y oscuridad
Los ritmos circadianos se entrenan y se reinician todos los días por los ciclos solares de veinticuatro horas de luz y oscuridad, que estimulan los circuitos en los ojos que se comunican con el cerebro. Con esa información, el cerebro produce melatonina, una hormona que ayuda a los organismos a adormecerse en sincronía con la noche solar.
Las personas que pasan muchas horas diarias bajo la luz artificial suelen tener ritmos circadianos cuya producción de melatonina va a la zaga de la de las personas más expuestas a la luz natural. Muchos productos de iluminación comercial están diseñados para compensar o contrarrestar estos retrasos.
La mayoría de estos productos, según Neitz, enfatizan en la longitud de onda azul, porque se sabe que afecta a la melanopsina, un fotopigmento en los ojos que se comunica con el cerebro y es más sensible al azul.
El oftalmólogo Jay Neitz, de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington, señala el novedoso dispositivo de ledes que formó parte de un estudio comparativo de la capacidad de tres luces para avanzar en la producción de melatonina de los participantes del estudio. Crédito: UW Medicine
En cambio, «la luz que desarrollamos no implica el fotopigmento melanopsina», explica Neitz. Y añade—: «Tiene longitudes de onda azul y naranja alternas que estimulan un circuito opositor azul-amarillo que funciona a través de los fotorreceptores de tipo cono de la retina. Este circuito es mucho más sensible que la melanopsina, y es lo que utiliza nuestro cerebro para reajustar nuestros relojes internos».
El autor principal del artículo fue James Kuchenbecker, profesor asistente de investigación en Oftalmología de la Facultad de Medicina de la Universidad de Washington. Su objetivo era comparar los efectos de distintas luces artificiales sobre la producción de melatonina. Él y sus colegas idearon y llevaron a cabo una prueba con tres dispositivos:
Una luz blanca de 500 lux (una luminosidad adecuada para espacios de oficina en general).
Un led azul de longitud de onda corta diseñado para activar la melanopsina.
E recién desarrollado led de longitudes de onda azul y naranja, que se alternan diecinueve veces por segundo para generar un suave resplandor blanco.
Los entresijos del ensayo con el nuevo led
El objetivo era ver qué enfoque de iluminación era más eficaz para adelantar la fase de producción de melatonina en los seis participantes en el estudio. Todos los participantes se sometieron al siguiente régimen de exposición a cada una de las tres luces de prueba: la primera noche, se tomaron múltiples muestras de saliva para discernir el inicio y el pico de la producción de melatonina de los participantes.
Para cada sujeto, el inicio de esta fase dictaba el momento en que se exponían a la luz de prueba durante dos horas por la mañana. Esa noche, se volvieron a tomar muestras de saliva para comprobar si la fase de melatonina de los sujetos había comenzado antes en relación con sus valores de referencia individuales.
Al igual que el amanecer, los colores resetean los ritmos circadianos.
Durante cada prueba, se controló la exposición a otras fuentes de luz. Los intervalos de las tres pruebas se espaciaron de forma que los sujetos pudieran volver a sus fases normales de referencia antes de iniciar un nuevo dispositivo.
En cuanto al desplazamiento de la fase de producción de melatonina, el dispositivo de led azul-naranja alternante funcionó mejor, con un avance de fase de una hora y veinte minutos. La luz azul produjo un adelanto de fase de cuarenta minutos. La luz blanca de 500 lux provocó un avance de solo 2,8 minutos.
«Aunque nuestra luz parece blanca a simple vista, creemos que el cerebro reconoce las longitudes de onda azul y naranja alternadas como los colores del cielo». El circuito que produjo el mayor cambio de melatonina quiere ver naranja y azul», concluye Neitz. ▪️
Información facilitada por la Universidad de Washington -Adaptación: Enrique Coperías / RexMolón Producciones
Fuente: Neitz A, Rice A, Casiraghi L, et al. Toward an Indoor Lighting Solution for Social Jet Lag. Journal of Biological Rhythms (2024). DOI:10.1177/07487304241262918
