De fascinerande nyanserna av blått och orange på himlen i början och slutet av en solig dag kan spela en viktig roll när det gäller att ställa in människors inre klockor. En innovativ LED-lampa som växlar mellan orange och blått ljus var bättre än två andra ljusanordningar när det gällde att öka melatoninnivåerna hos en liten grupp studiedeltagare. Dessa resultat, som publicerats i Journal of Biological Rhythms, verkar sätta en ny ribba för människans förmåga att påverka sin dygnsrytm och återspeglar ett effektivt nytt tillvägagångssätt för att bekämpa årstidsbunden depression (SAD) .

Hur inre klockor reglerar våra kroppsfunktioner

En rad hälsoproblem och humörstörningar tillskrivs en osynkroniserad dygnsrytm. Årstidsväxlingar, brist på naturligt ljus, nattskift och flygning över tidszoner kan alla bidra till denna dissonans. ”Vår inre klocka talar om för kroppen hur den ska bete sig vid olika tider på dygnet, men klockan måste ställas in och om hjärnan inte är synkroniserad med tiden på dygnet kommer den inte att fungera som den ska”, förklarar Jay Neitz, medförfattare till artikeln och professor i oftalmologi vid UW School of Medicine.

Dygnsrytmen tränas och återställs dagligen av solens 24-timmarscykler av ljus och mörker, som stimulerar kretsar i ögonen som kommunicerar med hjärnan. Med hjälp av denna information producerar hjärnan melatonin, ett hormon som hjälper organismer att bli sömniga i takt med soltimmarna på natten. Människor som tillbringar många timmar om dagen i artificiellt ljus har ofta en dygnsrytm som släpar efter melatoninproduktionen hos människor som utsätts för mer naturligt ljus. Många kommersiella belysningsprodukter är utformade för att kompensera för eller motverka dessa fördröjningar. De flesta av dessa produkter betonar den blå våglängden eftersom det är känt att den påverkar melanopsin, ett fotopigment i ögonen som kommunicerar med hjärnan och är mest känsligt för blått.

Effekter av olika artificiella ljuskällor på melatoninproduktionen

Det ljus som forskarna har utvecklat påverkar däremot inte fotopigmentet melanopsin. Istället har det omväxlande blå och orange våglängder som stimulerar en blågul motkrets som fungerar genom fotoreceptorerna i näthinnan. Denna krets är mycket känsligare än melanopsin och används av vår hjärna för att ställa om våra inre klockor. Huvudförfattaren till studien var James Kuchenbecker, en oftalmologisk forskningsassistent vid University of Washington School of Medicine. Han ville jämföra effekterna av olika artificiella ljuskällor på melatoninproduktionen.

Han och hans kollegor utvecklade och genomförde ett test med tre apparater:

• ett vitt ljus med 500 lux (en ljusstyrka som är lämplig för allmänna kontorsutrymmen)
• en blå LED-lampa med kort våglängd, utformad för att trigga melanopsin
• den nyutvecklade LED-lampan med blå och orange våglängder som ändras 19 gånger per sekund för att ge ett mjukt vitt sken.

Målet var att fastställa vilken belysningsmetod som var mest effektiv för att främja fasen för melatoninproduktion hos sex studiedeltagare. Alla deltagare genomgick följande behandling, där de exponerades för var och en av de tre testlamporna:

Enheten med omväxlande blått och orange LED-ljus fungerade bäst

Den första kvällen samlades flera salivprover in för att fastställa när deltagarnas melatoninproduktion började och nådde sin topp. För varje försöksperson bestämdes starten av denna fas när de utsattes för testljuset under två timmar på morgonen. Samma kväll samlades salivprover in igen för att se om försökspersonernas melatoninfas hade börjat tidigare jämfört med deras individuella baslinjer. Under varje test kontrollerades exponeringen för andra ljuskällor. De tre testfaserna var utspridda så att försökspersonerna kunde återgå till sina normala baslinjefaser innan de började med en ny enhet.

När det gäller att förskjuta melatoninproduktionsfasen fungerade apparaten med omväxlande blått och orange LED-ljus bäst, med en fasförskjutning på 1 timme och 20 minuter. Det blå ljuset resulterade i en fasförskjutning på 40 minuter. Det vita ljuset på 500 lux resulterade i en fasförskjutning på endast 2,8 minuter. Neitz pekade på den lampa som hans team hade utvecklat och förklarade: ”Även om vårt ljus ser vitt ut för blotta ögat tror vi att din hjärna känner igen de omväxlande blå och orange våglängderna som färgerna på himlen. De kretsar som orsakar den största melatoninförändringen vill se orange och blått.”