Les fascinantes nuances de bleu et d’orange dans le ciel au début et à la fin d’une journée ensoleillée pourraient jouer un rôle essentiel dans le réglage des horloges internes de l’homme. Un nouveau type de lampe LED, qui émet alternativement une lumière orange et bleue, a surpassé deux autres dispositifs d’éclairage en augmentant le taux de mélatonine chez un petit groupe de participants à l’étude. Ces conclusions, publiées dans le Journal of Biological Rhythms, semblent établir une nouvelle référence en ce qui concerne la capacité de l’homme à influencer son rythme circadien et reflètent une nouvelle approche efficace pour lutter contre le trouble affectif saisonnier (TAS).
Comment les horloges internes régulent nos fonctions corporelles
Un certain nombre de problèmes de santé et de troubles de l’humeur sont attribués à des rythmes circadiens désynchronisés. Un tel asynchronisme est favorisé par les changements saisonniers, le manque de lumière naturelle, le travail de nuit et les vols à travers plusieurs fuseaux horaires. « Notre horloge interne nous dit comment notre corps doit se comporter à différents moments de la journée, mais l’horloge doit être réglée et si notre cerveau n’est pas synchronisé avec l’heure du jour, cela ne fonctionne pas correctement », a expliqué Jay Neitz, coauteur de l’article et professeur d’ophtalmologie à la UW School of Medicine.
Les rythmes circadiens sont entraînés et réinitialisés chaque jour par les cycles solaires de 24 heures de lumière et d’obscurité, qui stimulent des circuits dans les yeux qui communiquent avec le cerveau. Grâce à ces informations, le cerveau produit de la mélatonine, une hormone qui aide les organismes à devenir somnolents de manière synchronisée avec la nuit solaire. Les personnes qui passent de nombreuses heures par jour sous un éclairage artificiel ont souvent un rythme diurne dans lequel la production de mélatonine est inférieure à celle des personnes exposées à davantage de lumière naturelle. De nombreux produits d’éclairage commerciaux sont conçus pour compenser ou contrecarrer ces retards. La plupart de ces produits, explique Neitz, mettent l’accent sur la longueur d’onde bleue, car on sait qu’elle influence la mélanopsine, un photopigment présent dans les yeux qui communique avec le cerveau et qui est le plus sensible au bleu.
Effets de différentes sources de lumière artificielle sur la production de mélatonine
En revanche, la lumière développée par les chercheurs n’influence pas le photopigment de mélanopsine. Selon Neitz, elle alterne des longueurs d’onde bleues et orange qui stimulent un circuit opposé bleu-jaune qui fonctionne via les photorécepteurs à cônes dans la rétine. Ce circuit est beaucoup plus sensible que la mélanopsine, et est utilisé par notre cerveau pour réinitialiser nos horloges internes. L’auteur principal de l’étude était James Kuchenbecker, un chercheur associé en ophtalmologie à la faculté de médecine de l’université de Washington. Il voulait comparer les effets de différentes sources de lumière artificielle sur la production de mélatonine.
Lui et ses collègues ont mis au point et réalisé un test avec trois appareils :
- une lumière blanche de 500 lux (une luminosité adaptée aux bureaux en général)
- une LED bleue à ondes courtes censée déclencher la mélanopsine
- la LED nouvellement développée avec des longueurs d’onde bleues et orange qui changent 19 fois par seconde pour produire une douce lueur blanche
L’objectif était de déterminer quelle approche d’éclairage était la plus efficace pour faire avancer la phase de production de mélatonine chez six participants à l’étude. Tous les participants ont été soumis au schéma suivant, au cours duquel ils ont été exposés à chacune des trois lumières de test :
L’appareil avec une lumière LED bleue et orange alternée a le mieux fonctionné.
Le premier soir, plusieurs échantillons de salive ont été prélevés afin de déterminer le début et le pic de production de mélatonine des participants. Pour chaque participant, le début de cette phase déterminait le moment où il était exposé à la lumière test pendant deux heures le matin. Ce soir-là, des échantillons de salive ont à nouveau été prélevés afin de déterminer si la phase de mélatonine des participants avait commencé plus tôt par rapport à leurs lignes de base individuelles. Pendant chaque test, l’exposition à d’autres sources de lumière a été contrôlée. Les trois phases de test étaient réparties de manière à ce que les sujets puissent revenir à leurs phases normales de ligne de base avant de démarrer un nouveau dispositif.
En ce qui concerne le décalage de la phase de production de mélatonine, l’appareil fonctionnant avec une lumière LED bleue et orange alternée a le mieux fonctionné, avec un déphasage de 1 heure et 20 minutes. La lumière bleue a entraîné un déphasage de 40 minutes. La lumière blanche de 500 lux a entraîné un décalage de seulement 2,8 minutes. Neitz a montré du doigt la lumière développée par son équipe et a expliqué : « Même si notre lumière semble blanche à l’œil nu, nous pensons que votre cerveau reconnaît l’alternance des longueurs d’onde bleues et orange comme les couleurs du ciel. Le circuit qui provoque le plus grand déplacement de la mélatonine veut voir l’orange et le bleu ».
