De fascinerende nuancer af blå og orange på himlen i begyndelsen og slutningen af en solskinsdag kan spille en vigtig rolle i indstillingen af menneskers indre ur. Et innovativt LED-lys, der skifter mellem orange og blåt lys, var bedre end to andre lysenheder til at øge melatoninniveauet hos en lille gruppe forsøgsdeltagere. Disse resultater, der er offentliggjort i Journal of Biological Rhythms, ser ud til at sætte en ny standard for menneskers evne til at påvirke deres døgnrytme og afspejler en effektiv ny tilgang til bekæmpelse af sæsonbetinget affektiv lidelse (SAD).

Hvordan indre ure regulerer vores kropslige funktioner

En række helbredsproblemer og humørsvingninger tilskrives usynkroniserede døgnrytmer. Årstidsændringer, mangel på naturligt lys, nattevagter og flyvning på tværs af tidszoner kan alle bidrage til denne dissonans. “Vores indre ur fortæller vores krop, hvordan den skal opføre sig på forskellige tidspunkter af dagen, men uret skal indstilles, og hvis vores hjerne ikke er synkroniseret med tidspunktet på dagen, fungerer den ikke ordentligt,” forklarer Jay Neitz, medforfatter til artiklen og professor i oftalmologi ved UW School of Medicine.

Døgnrytmen trænes og nulstilles dagligt af solens 24-timers cyklusser af lys og mørke, som stimulerer kredsløb i øjnene, der kommunikerer med hjernen. Med denne information producerer hjernen melatonin, et hormon, der hjælper organismer med at blive søvnige i takt med solens nattetimer. Mennesker, der tilbringer mange timer om dagen i kunstigt lys, har ofte en døgnrytme, der halter bagefter melatoninproduktionen hos mennesker, der er udsat for mere naturligt lys. Mange kommercielle belysningsprodukter er designet til at kompensere for eller modvirke disse forsinkelser. De fleste af disse produkter lægger vægt på den blå bølgelængde, fordi den er kendt for at påvirke melanopsin, et fotopigment i øjnene, der kommunikerer med hjernen og er mest følsomt over for blåt.

Effekten af forskellige kunstige lyskilder på melatoninproduktionen

I modsætning hertil påvirker det lys, som forskerne har udviklet, ikke melanopsin-fotopigmentet. I stedet har det skiftende blå og orange bølgelængder, som stimulerer et blå-gult modkredsløb, der virker gennem keglens fotoreceptorer i nethinden. Dette kredsløb er meget mere følsomt end melanopsin og bruges af vores hjerne til at nulstille vores indre ur. Undersøgelsens hovedforfatter var James Kuchenbecker, som er forskningsassistent i oftalmologi ved University of Washington School of Medicine. Han ønskede at sammenligne effekten af forskellige kunstige lyskilder på melatoninproduktionen.

Han og hans kolleger udviklede og gennemførte en test med tre apparater:

• et hvidt lys på 500 lux (en lysstyrke, der passer til almindelige kontorlokaler)
• en blå LED med kort bølgelængde, der er designet til at udløse melanopsin
• den nyudviklede LED med blå og orange bølgelængder, der skifter 19 gange i sekundet for at give en blød, hvid glød.

Målet var at finde ud af, hvilken belysning der var mest effektiv til at fremme fasen med melatoninproduktion hos seks forsøgsdeltagere. Alle deltagere gennemgik følgende behandling, hvor de blev udsat for hver af de tre testlamper:

Apparatet med skiftevis blåt og orange LED-lys virkede bedst

Den første aften blev der indsamlet flere spytprøver for at bestemme, hvornår deltagernes melatoninproduktion begyndte og toppede. For hver forsøgsperson blev starten på denne fase bestemt af, hvornår de blev udsat for testlyset i to timer om morgenen. Samme aften blev der igen indsamlet spytprøver for at se, om forsøgspersonernes melatoninfase var startet tidligere sammenlignet med deres individuelle baseline. Under hver test blev eksponeringen for andre lyskilder kontrolleret. De tre testfaser var fordelt, så forsøgspersonerne kunne vende tilbage til deres normale baseline-faser, før de begyndte på en ny enhed.

Med hensyn til at forskyde melatoninproduktionsfasen fungerede apparatet med skiftevis blåt og orange LED-lys bedst med en faseforskydning på 1 time og 20 minutter. Det blå lys resulterede i et faseskift på 40 minutter. Det hvide lys på 500 lux resulterede i et skift på kun 2,8 minutter. Neitz pegede på det lys, hans team havde udviklet, og forklarede: “Selv om vores lys ser hvidt ud for det blotte øje, tror vi, at din hjerne genkender de skiftende blå og orange bølgelængder som himlens farver. Det kredsløb, der forårsager det største melatoninskift, ønsker at se orange og blå.”