Hoe licht het bioritme beïnvloedt

Het leven is vol licht. De Nobelprijs 2017 voor Fysiologie of Geneeskunde werd verleend voor de ontdekking van de moleculaire mechanismen die het bioritme aansturen. Aan de hand van het voorbeeld van fruitvliegjes identificeerden de wetenschappers een gen, dat een proteïne aanstuurt die het circadiane ritme bepaalt. Een goede klok geeft dag en nacht aan, terwijl de biologische klok (ook wel „innerlijke klok” genoemd) ons lichaam aanpast aan het moment van de dag. Dit staat bekend als het circadiane ritme.

De suprachiasmatische kern (SCN) in de hersenen neemt licht- en lichaamssignalen op als externe informatie voor het reguleren van het vegetatieve zenuwstelsel, dat de afgifte van melatonine en corticosteroïden van de bijnierschors aanstuurt. Deze hormonen bepalen het innerlijke ritme van ons lichaam, doordat ze de biologische klok en een groot aantal andere lichaamsfuncties regelen. Het licht in onze omgeving stimuleert waarschijnlijk de SCN en beïnvloedt de fysiologische processen in ons lichaam, wat leidt tot faseverschuivingen. In afbeelding 1 is te zien hoe een prikkel, in dit geval in het oog vallend licht, tijdens de schemering of nacht leidt tot een vertraging van het circadiane ritme. Dat heeft tot gevolg dat we 's avonds later inslapen en 's ochtends later wakker worden, wat weer invloed heeft op wanneer we naar school of het werk gaan. In de klinische praktijk wordt gebruik gemaakt van lichttherapie voor de behandeling van slaapstoringen bij nachtdienstmedewerkers. Vóór de slaapfase geeft de epifyse in de hersenen een passende hoeveelheid melatonine af, waarmee wordt aangegeven dat het tijd is om naar bed te gaan. Op die manier beïnvloedt licht ons circadiane ritme. Goede verlichting kan er aanmerkelijk toe bijdragen ons circadiane ritme in evenwicht te brengen, ons beter te doen slapen en onze cognitieve vaardigheden te verbeteren.

In het dagelijks leven worden we allemaal blootgesteld aan koud wit en warm wit licht. Het verschil tussen de twee is de kleurtemperatuur. De kleurtemperatuur is de temperatuur van een zwart lichaam dat bij verwarming op verschillende temperaturen licht in verschillende kleuren afgeeft - van rood via oranje en geel tot blauw. Hoe lager de kleurtemperatuur is hoe geler, en dus warmer, de kleur wordt. Als de kleurtemperatuur stijgt, verandert de kleur van wit naar blauw. De kleur van de verlichting beïnvloedt de afgifte van melatonine. Koud wit licht heeft een grotere blauwcomponent dan warm wit licht. Bij koud wit licht blijven we meer opmerkzaam, omdat het de afgifte van melatonine remt. Warm wit licht daarentegen heeft maar weinig invloed op de melatonineafgifte. Daarom voelen we ons bij warm licht meer ontspannen. Voor onze persoonlijke behoeften op het werk is het nodig het juiste licht te kiezen. Tijdens het werk helpt koud wit licht met een hoge kleurtemperatuur ons geconcentreerd te blijven. Warm wit licht met een lage kleurtemperatuur (<3000 K) is prettig om ontspannen te lezen, omdat het de melatonineafgifte nauwelijks beïnvloedt en leidt tot ontspanning en verminderde waakzaamheid voor het slapengaan. Dat zorgt voor een verkwikkende nachtrust als voorbereiding op de volgende dag. Het merendeel van de mensen brengt tegenwoordig 90% van hun tijd binnen door. De binnenverlichting is daarom voor de huidige generaties van groot belang. Anders dan buitenshuis waar verschillende kleurtemperaturen voorkomen, hebben binnenruimtes vaak een vaste lichtbron met een onveranderlijke kleurtemperatuur. De verlichting beïnvloedt het circadiane ritme en ook onze slaapkwaliteit en gezondheid.

Volgens eerder gedaan onderzoek hebben intrinsiek fotosensitieve retinale ganglioncellen (ipRGC) een belangrijke invloed op de biologische klok in ons lichaam. In daglicht zit een grotere blauwcomponent. Dat remt de afgifte van melatonine, maar verhoogt de afgifte van melanopsine. Na blootstelling aan licht activeert de proteïne een chemische reactie, die ervoor zorgt dat elektronen worden teruggestuurd naar de cellen. De onderzoeken tonen aan dat de melanopsinehoudende fotoreceptoren van de ganglioncellen in de hersenen erbij helpen dag en nacht van elkaar te onderscheiden. Dat maakt dat mensen overdag opmerkzamer zijn. Om dus overdag actief te zijn, zelfs zonder koffie te drinken, volstaat het om de kleurtemperatuur van de verlichting te verhogen. Volgens het lichtonderzoekscentrum van het Rensselaer Polytechnic Institute heeft verandering van de verlichting in ondernemingen (d.w.z. aanpassing van de kleurtemperatuur) een positief effect op het circadiane ritme en de slaapkwaliteit van de medewerkers, zonder dat de dagelijkse arbeidsprestaties daardoor worden beïnvloed. Mensen hebben vandaag de dag vaak problemen met inslapen, vermoedelijk ten gevolge van het blauwe licht van de beeldschermen waar ze voor het slapengaan naar kijken. Een eenvoudige manier om een verkwikkende nachtrust te krijgen, is het blauwe licht om te zetten in rood licht of gebruik te maken van een blauwlichtfilter-app. Verbetering van het circadiane ritme zorgt voor een evenwichtig verloop van de dag. Het is dus een goed idee om hiermee te beginnen door de kleurtemperatuur van de binnenverlichting aan te passen.