Le ipnotiche sfumature blu e arancioni del cielo all’inizio e alla fine di una giornata di sole potrebbero svolgere un ruolo chiave nella regolazione dell’orologio interno delle persone. Una nuova luce LED che emette alternativamente luce arancione e blu ha superato due altri dispositivi di illuminazione nell’aumentare i livelli di melatonina in un piccolo gruppo di partecipanti a uno studio. Questi risultati, pubblicati sul Journal of Biological Rhythms, sembrano stabilire un nuovo punto di riferimento per la capacità degli esseri umani di influenzare i propri ritmi circadiani e riflettono un nuovo approccio efficace per combattere il disturbo affettivo stagionale (SAD).

Come gli orologi interni regolano le nostre funzioni corporee

Molti problemi di salute e disturbi dell’umore sono attribuiti a una mancanza di sincronizzazione dei ritmi circadiani. Questa asincronia è favorita dai cambiamenti stagionali, dalla mancanza di luce naturale, dai turni di lavoro notturni e dai voli attraverso più fusi orari. “Il nostro orologio interno ci dice come il nostro corpo dovrebbe comportarsi nei diversi momenti della giornata, ma l’orologio deve essere regolato e se il nostro cervello non è sincronizzato con l’ora del giorno, non funziona correttamente”, spiega Jay Neitz, coautore del lavoro e professore di oftalmologia presso la UW School of Medicine.

I ritmi circadiani sono allenati e riadattati ogni giorno dai cicli di luce e buio del sole, che durano 24 ore e stimolano i circuiti oculari che comunicano con il cervello. Grazie a queste informazioni, il cervello produce melatonina, un ormone che aiuta gli organismi ad addormentarsi in sincronia con la notte solare. Le persone che trascorrono molte ore al giorno esposte alla luce artificiale tendono ad avere un ritmo circadiano in cui la produzione di melatonina è in ritardo rispetto alle persone esposte a una luce più naturale. Molti prodotti di illuminazione commerciale sono progettati per compensare o contrastare questi ritardi. La maggior parte di questi prodotti, spiega Neitz, enfatizza la lunghezza d’onda del blu perché è noto che influisce sulla melanopsina, un fotopigmento degli occhi che comunica con il cervello ed è più sensibile al blu.

Effetti di diverse fonti di luce artificiale sulla produzione di melatonina

La luce sviluppata dai ricercatori, invece, non influisce sul fotopigmento melanopsina. Secondo Neitz, ha lunghezze d’onda alternate blu e arancioni, che stimolano un controcircuito blu-giallo che funziona attraverso i fotorecettori conici della retina. Questo circuito è molto più sensibile della melanopsina e viene utilizzato dal nostro cervello per resettare i nostri orologi interni. L’autore principale dello studio è James Kuchenbecker, ricercatore associato in oftalmologia presso la University of Washington School of Medicine. Egli ha voluto confrontare gli effetti di diverse fonti di luce artificiale sulla produzione di melatonina.

Lui e i suoi colleghi hanno sviluppato e testato tre dispositivi:

• una luce bianca di 500 lux (una luminosità adatta agli uffici in generale)
• un LED blu a breve lunghezza d’onda progettato per attivare la melanopsina
• il nuovo LED con lunghezze d’onda blu e arancioni che si alternano 19 volte al secondo per produrre un tenue bagliore bianco.

L’obiettivo era scoprire quale approccio luminoso fosse più efficace nel promuovere la fase di produzione della melatonina in sei partecipanti allo studio. Tutti i partecipanti sono stati sottoposti al seguente regime di esposizione a ciascuna delle tre luci di prova:

Il dispositivo con luce LED blu e arancione alternata ha funzionato meglio.

La prima notte sono stati prelevati diversi campioni di saliva per determinare l’inizio e il picco di produzione di melatonina dei partecipanti. Per ogni soggetto, l’inizio di questa fase è stato determinato quando è stato esposto alla luce di prova per due ore al mattino. La sera, sono stati prelevati nuovamente campioni di saliva per determinare se la fase di melatonina dei soggetti fosse iniziata prima rispetto ai loro valori di base individuali. Durante ogni test è stata monitorata l’esposizione ad altre fonti luminose. Le tre fasi del test sono state intervallate in modo che i soggetti potessero tornare alle loro normali fasi di base prima di iniziare un nuovo dispositivo.

In termini di spostamento di fase della produzione di melatonina, il dispositivo con luce LED blu e arancione alternata ha dato i risultati migliori, con uno spostamento di fase di 1 ora e 20 minuti. La luce blu ha prodotto uno sfasamento di 40 minuti. La luce bianca a 500 lux ha causato uno spostamento di fase di soli 2,8 minuti. Commentando la luce sviluppata dal suo team, Neitz ha spiegato: “Sebbene la nostra luce appaia bianca a occhio nudo, riteniamo che il cervello riconosca le lunghezze d’onda blu e arancioni alternate come i colori del cielo. Il circuito che provoca la maggiore variazione di melatonina vuole vedere l’arancione e il blu.