È tutta questione di colore: dall'inquinamento luminoso alla fototerapia
Non tutta la luce è uguale. Lo spettro della luce è decisivo per l'effetto che ha su noi esseri umani: mentre la luce blu controlla il nostro ritmo sonno-veglia, la luce rossa ha, tra gli altri, un effetto positivo sulla guarigione delle ferite. Dove, nella vita di tutti i giorni, incontriamo troppa luce e dove o quando troppo poca?
La luce svolge un ruolo fondamentale nella nostra vita quotidiana e ha un impatto significativo sulla nostra salute, sul nostro umore e sul nostro comportamento. La luce solare è costituita da lunghezze d'onda di tutti gli spettri elettromagnetici a noi visibili (da 380 a 750 nanometri) e comprende anche la luce infrarossa (IR) e ultravioletta (UV). Tuttavia, siamo spesso circondati anche da sorgenti luminose cosiddette monocromatiche che emettono solo luce di una certa lunghezza d'onda. In particolare, la luce blu-bianca, spesso presente in proporzioni elevate nei comuni LED, può influenzare il nostro ritmo interiore.
Fonte: Sánchez de Miguel, 2021
Quando e quanto?
Il colore della luce, cioè lo spettro elettromagnetico emesso, è di grande importanza quando si tratta di effetti. Ma anche l'ora del giorno gioca un ruolo importante: se ti siedi di sera davanti a una lampada per la fototerapia con luce blu, forse hai buone intenzioni, ma non stai facendo del bene al tuo corpo; anzi, stai ingannando il tuo ritmo interiore facendogli credere che sia ancora pieno giorno. Quindi, se intendi dare una mano al tuo orologio interiore, assicurati sempre di scegliere il momento giusto per farlo.
Oltre al colore e alla tempistica, anche l'intensità della luce gioca un ruolo decisivo. Nonostante tutte le luci siano accese in casa, l'intensità della luce (misurata in lux) è ben lontana da quella dell'esterno. L'illuminazione dei soggiorni è di circa 100-300 lux, mentre gli uffici sono spesso un po' più luminosi, con 500 lux. All'esterno, invece, circa 6 000 lux penetrano tra le nuvole anche in condizioni di cielo grigio in inverno, e in estate addirittura fino a 20 000 lux. Ed è qui che entrano in gioco le lampade per la fototerapia, che hanno una potenza di ben oltre 10 000 lux.
La luce blu regola il ciclo sonno-veglia
L'orologio biologico mantiene il corpo in un ciclo regolare di 24 ore. Questo cosiddetto ritmo circadiano – dal latino «circa» e «dies» (giorno) – è controllato centralmente dal nucleo soprachiasmatico (SCN) nell'ipotalamo. Quest'area del cervello è responsabile della sincronizzazione degli orologi biologici del corpo con il ciclo luce-buio di 24 ore [1].
Questo ciclo regolare è influenzato principalmente dalla luce con una lunghezza d'onda di circa 480 nm, cioè la luce blu. L'esposizione a questa luce blu sopprime la produzione di melatonina. Questa sostanza messaggera, chiamata anche ormone del sonno, è coinvolta nella regolazione del ritmo sonno-veglia. Quando ci si alza al mattino, la luce blu inibisce la produzione di melatonina e il corpo riceve il segnale: è giorno, è ora di essere attivi. Una doccia luminosa al mattino può migliorare sia il sonno sia l'umore [1]. Quando la sera fa buio, la produzione di melatonina può riprendere, la melatonina si accumula e il corpo capisce che è ora di dormire. Il nostro corpo inizia a sentirsi stanco.
Segnali sbagliati per l'orologio interno
Almeno questa è la teoria. In un mondo illuminato dalla luce artificiale, non rendiamo le cose facili all'orologio interno. Solo perché fuori il sole sta tramontando non significa che siamo al buio. Al contrario: le lampade a LED, in particolare, con la loro luce bianca molto brillante, così come i display dei telefoni cellulari e altri schermi, emettono molta luce blu. È così che ci teniamo artificialmente svegli quando, la sera, davanti alla TV, freniamo ancora una volta la produzione di melatonina. Questo ha conseguenze sul sonno e sull'umore e può portare a disturbi del sonno, obesità o addirittura cancro [1].
Ogni orologio ha un ritmo diverso
Uno studio del 2019 che ci si è focalizzato sulla produzione individuale di melatonina di ciascun soggetto ha rilevato che la risposta alla luce blu differisce notevolmente tra gli individui [6]. I ricercatori hanno esposto i soggetti del test a diverse intensità di luce per diverse settimane e hanno controllato ripetutamente il livello di melatonina in campioni di saliva. La luce utilizzata corrispondeva alle «condizioni di illuminazione serale» che si verificano naturalmente dopo il crepuscolo. L'intensità luminosa (in lux) è stata poi variata per identificare l'intensità luminosa minima che porta a un'inibizione della produzione di melatonina.
Questo ha dimostrato che i soggetti hanno reagito in modo estremamente diverso a diverse intensità luminose: per alcuni sono bastati appena sei lux (cioè l'intensità luminosa di alcune candele) per dimezzare la produzione di melatonina. In altri soggetti, invece, sono stati necessari 350 lux per dimezzare il livello di melatonina, il che corrisponde all'incirca a un'illuminazione interna intensa [6].
L'inquinamento luminoso manda fuori ritmo interi ecosistemi
Tuttavia, non è solo per gli esseri umani che «troppo al momento sbagliato» ha conseguenze negative. I ritmi naturali di animali e piante che regolano i loro orologi interni in base alla luce sono sempre più disturbati [2]. Nel 2021, in uno studio di revisione, i ricercatori hanno dimostrato che, influenzando i ritmi circadiani nel mondo animale, si possono sconvolgere interi ecosistemi.
Ad esempio, l'inquinamento luminoso notturno porta a uno spostamento delle relazioni tra predatori e prede, delle reti alimentari e delle relazioni tra piante e impollinatori [2].
I ricercatori britannici sono riusciti a dimostrare che la composizione spettrale dell'illuminazione notturna in Europa si è spostata negli ultimi dieci anni verso i LED bianchi con un maggiore contenuto di blu [3]. Hanno, inoltre, confrontato le immagini digitali degli astronauti sulla Stazione spaziale internazionale del 2012/2013 con quelle del 2014-2020. Da quando vengono utilizzati i LED a risparmio energetico per l'illuminazione stradale al posto delle lampade a gas, che in passato avevano uno spettro luminoso più caldo, anche lo spettro dei colori notturni si è modificato. I ricercatori vedono un aumento del rischio di effetti nocivi sugli ecosistemi a causa del passaggio alle emissioni blu e raccomandano di prestare attenzione a un basso contenuto di luce blu quando si utilizzano i LED.
Fonte: Fonte immagine: Sánchez de Miguel, 2021
Jet lag: quando il corpo è ancora nel vecchio fuso orario
Per quanto ci riguarda, portiamo all'estremo la confusione del nostro orologio interno quando saliamo su un aereo e arriviamo in un fuso orario completamente diverso in pochissimo tempo. Mentre l'orologio dello smartphone semplicemente si adatta, il nostro corpo impiega più tempo per riequilibrarsi. Il risultato è il jet lag, poiché il nostro orologio interno è ancora bloccato al vecchio fuso orario. Ora che i processi metabolici si adattano alle nuove condizioni di luce e l'orologio interno al nuovo fuso orario, possono volerci diversi giorni, in casi estremi anche una settimana [4]. Tuttavia, è possibile aiutare il proprio orologio interno regolando il ritmo del sonno prima di un lungo volo, trascorrendo più tempo possibile alla luce del sole durante il giorno ed evitando alcol e caffeina.
La luce rossa ha un effetto antinfiammatorio
Se una quantità eccessiva di luce blu può talvolta essere dannosa per i motivi citati, la luce rossa, con una lunghezza d'onda compresa tra 620 e 780 nanometri, è nota per i suoi effetti positivi sul corpo umano. Viene spesso utilizzata nella fototerapia, dove il corpo viene esposto alla luce rossa per trattare una serie di problemi di salute. Alcuni studi hanno dimostrato che la luce rossa può contribuire a ridurre l'infiammazione, accelerare la guarigione delle ferite e persino alleviare i sintomi della depressione. È stato dimostrato che la fototerapia con luce rossa stimola la produzione di energia cellulare e contribuisce quindi alla riduzione dei processi infiammatori [5]. La terapia con la luce rossa è già utilizzata in diversi campi della medicina, come la dermatologia, l'ortopedia e l'odontoiatria. È considerata un'opzione di trattamento promettente, non invasiva e sicura per la riparazione dei tessuti.
La radiazione infrarossa riscalda e può alleviare la tensione muscolare
Accanto alla luce rossa visibile inizia la gamma della luce infrarossa (luce IR). Da una lunghezza d'onda di 780 nm si parla di radiazioni IR-A, poi da 1400 nm di radiazioni IR-B e infine da 3000 nm fino a una lunghezza d'onda di 1 mm di radiazioni IR-C. Queste lunghezze d'onda vengono percepite come radiazioni di calore. Le radiazioni IR sono utilizzate in medicina e nel settore del wellness per alleviare diversi disturbi. Quando la radiazione infrarossa penetra nella pelle, più breve è la lunghezza d'onda, maggiore è la profondità di penetrazione dei raggi. Le onde elettromagnetiche fanno vibrare le molecole d'acqua e generano calore. Questo calore può alleviare la tensione muscolare e favorire la circolazione sanguigna. Le radiazioni riscaldanti possono anche essere d'aiuto per alcune malattie autoimmuni e contrastare i disturbi della guarigione delle ferite. Nell'area del wellness vengono utilizzate lampade e cabine termiche, tuttavia, occorre sempre prestare attenzione alla sensazione di dolore: se il calore diventa eccessivo, è necessario interrompere il trattamento.
La luce ultravioletta stimola la produzione di vitamina D
Le radiazioni con lunghezze d'onda più corte di 100-400 nm, la luce ultravioletta (UV), sono importanti per la produzione di vitamina D, in questo caso né la luce blu né quella rossa sono utili. Le radiazioni UV si dividono in tre gruppi: UV-A (320-400 nm); UV-B (280-320 nm) e UV-C (100-280 nm). Lo strato di ozono nella stratosfera assorbe la componente UV-C della luce solare, in modo che gli UV-C non raggiungano la superficie terrestre.
La maggior parte della radiazione UV che raggiunge la superficie terrestre è costituita da radiazioni UV-A (circa il 95%). Il restante cinque percento è costituito da radiazioni UV-B. Grazie alla maggiore lunghezza d'onda dei raggi UV-A, questa radiazione può penetrare più in profondità nella nostra pelle rispetto ai raggi UV-B e UV-C.
I raggi UV-A sono associati all'invecchiamento della pelle, alle rughe e al cancro della pelle.
I raggi UV-B raggiungono solo l'epidermide superiore, ma possono danneggiare le cellule, provocare scottature e svolgere un ruolo importante nello sviluppo del cancro della pelle, in quanto possono innescare mutazioni del DNA. Tuttavia, i raggi UV-B hanno anche un effetto positivo sul nostro organismo, stimolando la produzione di vitamina D. Poiché in inverno i raggi solari alle nostre latitudini non sono sufficienti a stimolare questo processo metabolico, il trattamento con radiazioni ultraviolette può essere utile in alcuni casi, soprattutto nella stagione grigia. I raggi UV-B stimolano la produzione di vitamina D nell'organismo. In ogni caso, chi trascorre abbastanza tempo all'aria aperta in estate, ha buone probabilità di fare scorta di vitamina D a sufficienza per superare l'inverno senza dover ricorrere alla luce UV.
A proposito, usare il solarium per aumentare i livelli di vitamina D non è una buona idea. Sebbene vengano irradiati raggi UV, la componente UV-B viene solitamente mantenuta molto bassa, in quanto può portare più rapidamente a scottature. In questo articolo trovi maggiori informazioni sulle radiazioni UV e sui comportamenti da tenere per proteggersi dal sole.
Fonti:
[1] Wirz-Justice, A., Skene, D. J., & Cajochen, C.S (2018). Effects of Light on Human Circadian Rhythms, Sleep and Mood. Somnologie - Schlafforschung und Schlafmedizin, 22(Suppl 2), 5-9.
[2] Sanders, D., Fröhlich, K., Kolláth, Z., Light Pollution, M., & Ecological Consequences, W. G. (2021). A meta-analysis of biological impacts of artificial light at night. Nature Ecology & Evolution, 5(11), 1363-1371. https://doi.org/10.1038/s41559-020-01322-x
[3] Sánchez de Miguel, A., Bennie, J., Rosenfeld, E., Dzurjak, S., & Gaston, K. J. (2021). Environmental risks from artificial nighttime lighting widespread and increasing across Europe. Science Advances, 7(19), eabl6891. https://doi.org/10.1126/sciadv.abl6891
[4] Waterhouse, J., Reilly, T., Atkinson, G., Edwards, B., & Jet Lag Advisory Group. (2007). Jet lag: trends and coping strategies. The Lancet, 369(9567), 1117-1129. https://doi.org/10.1016/S0140-6736(07)60529-7
[5] Sharma, S. K., Kharkwal, G. B., & Sajo, M. E. (2017). Red Light Phototherapy in Tissue Repair of Low-Level Laser Therapy. International Journal of Molecular Sciences, 18(6), 1255.
[6] Phillips, A. J. K., Vidafar, P., Burns, A. C., McGlashan, E. M., Anderson, C., Rajaratnam, S. M. W., & Lockley, S. W. (2019). High sensitivity and interindividual variability in the response of the human circadian system to evening light. Proceedings of the National Academy of Sciences, 116(28), 13774-13779. https://doi.org/10.1073/pnas.1901824116
Immagine di copertina: Todd Cravens/Unsplash
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Redattrice scientifica e biologa. Amo gli animali e sono affascinata dalle piante, dalle loro capacità e da tutto ciò che si può fare con loro. Ecco perché il mio posto preferito è sempre all'aperto, in mezzo alla natura, preferibilmente nel mio giardino selvaggio.
