Jak nám umělé modré světlo (tzv. ALAN) zhoršuje kvalitu života

V dnešním moderním světě se telefony, počítače, televize a LED osvětlení staly běžnou součástí každého dne. Samotné modré světlo však není automaticky problém. Rozhoduje především čas, intenzita, spektrum a prostředí, ve kterém se mu vystavujeme.

Během dne je přirozené modré světlo ze slunce důležitým signálem pro bdělost a správné nastavení cirkadiánního rytmu. Po západu slunce se však stejná část spektra může stát problémem, protože aktivuje melanopsin, posouvá biologické hodiny a potlačuje večerní tvorbu melatoninu.

Dva hlavní důvody, proč řešit večerní modré světlo

Modré světlo z obrazovek a LED osvětlení může být po západu slunce problémem ze dvou hlavních důvodů:

1. Aktivuje melanopsin a ovlivňuje cirkadiánní rytmus.
2. Potlačuje nebo oddaluje večerní tvorbu melatoninu.

Tyto dva mechanismy spolu úzce souvisejí. Melanopsinové buňky v oku informují mozek o intenzitě a spektru okolního světla. Pokud večer přijímají silný signál z modré a zelené části spektra, tělo dostává informaci, že den ještě neskončil.

Výsledkem může být:

• pozdější nástup ospalosti,
• delší usínání,
• posunutí biologických hodin,
• nižší nebo opožděná večerní sekrece melatoninu,
• horší ranní bdělost při nedostatečném spánku,
• menší kontrast mezi biologickým dnem a nocí.

Je modré světlo škodlivé také během dne?

Ne. Přirozené modré světlo během dne je pro člověka důležité. Sluneční světlo obsahuje modrou část spektra společně s červeným, infračerveným, zeleným, žlutým a podle denní doby také UV světlem.

Během rána a dopoledne modrá a modrozelená část přirozeného spektra pomáhá:

• potlačit zbytkový melatonin,
• zvýšit bdělost,
• nastavit suprachiasmatické jádro,
• synchronizovat cirkadiánní rytmus,
• podpořit správné časování večerní ospalosti.

Problém tedy není samotná barva světla. Problémem je nesprávné spektrum ve špatný čas.

Modré světlo během dne nastavuje biologické hodiny. Stejné světlo večer může těmto hodinám říkat, že den ještě pokračuje.

Melanopsin a cirkadiánní rytmus

Naše tělo má přibližně 24hodinové vnitřní hodiny, které označujeme jako cirkadiánní rytmus. Tento systém koordinuje spánek, bdělost, hormony, tělesnou teplotu, metabolismus a mnoho dalších biologických procesů.

Jedním z nejdůležitějších vstupů pro cirkadiánní rytmus je světlo, které se dostává do očí.

V sítnici se nacházejí specializované gangliové buňky obsahující fotopigment melanopsin. Nejsou určené primárně pro tvorbu obrazu. Jejich úkolem je informovat mozek o:

• intenzitě okolního světla,
• spektrálním složení,
• čase expozice,
• délce světelného signálu.

Melanopsinové buňky jsou velmi citlivé především na modrou a modrozelenou část spektra s maximem citlivosti přibližně kolem 480 nm.

Signál následně putuje do suprachiasmatického jádra v hypotalamu, které funguje jako hlavní koordinátor biologických hodin.

Ve dne je tento mechanismus žádoucí. Večer však může umělé světlo způsobit, že centrální hodiny dostávají světelný signál v době, kdy by okolí mělo postupně tmavnout.

Podrobnější vysvětlení najdete v článku Brýle proti modrému světlu: kompletní průvodce pro lepší spánek, melatonin a cirkadiánní rytmus.

Modré světlo a melatonin

Melatonin je důležitý hormon a signální molekula, která pomáhá tělu rozpoznat biologickou noc. Jeho tvorba v epifýze se za běžných podmínek zvyšuje večer, když intenzita okolního světla klesá.

Večerní expozice světlu, především kratším vlnovým délkám, může:

• potlačit okamžitou sekreci melatoninu,
• oddálit jeho večerní nástup,
• posunout cirkadiánní fázi,
• zvýšit subjektivní bdělost,
• prodloužit dobu potřebnou k usnutí.

Účinek závisí na:

• intenzitě světla,
• spektru,
• délce expozice,
• vzdálenosti zdroje od očí,
• velikosti osvětlené plochy zorného pole,
• předchozí světelné historii,
• individuální citlivosti.

Proto nelze říct, že každé krátké použití telefonu automaticky zničí celý spánek. Dlouhé večerní používání telefonu v tmavé místnosti společně se silným stropním LED osvětlením však vytváří výrazně horší světelné prostředí než tlumené červené nebo velmi teplé světlo.

Melatonin a mitochondrie

Melatonin není pouze hormon vytvářený v epifýze. Výzkum popisuje také extrapineální a mitochondriální tvorbu melatoninu v různých tkáních.

Melatonin se podílí na:

• antioxidační ochraně,
• regulaci redoxního prostředí,
• ochraně mitochondriálních membrán,
• řízení zánětlivé signalizace,
• podpoře noční regenerace.

Kvalitní spánek a správné večerní světelné prostředí jsou proto důležité nejen pro pocit odpočinku, ale také pro buněčné a mitochondriální procesy.

Původní článek formuloval melatonin jako molekulu, která během spánku „opravuje mitochondrie“. Přesnější je říci, že melatonin podporuje mitochondriální ochranu, redoxní rovnováhu a procesy související s noční regenerací.

Více najdete v článku Melatonin: klíčový hormon, který tvoří i naše mitochondrie.

Co je ALAN neboli umělé světlo v noci?

ALAN je zkratka anglického spojení Artificial Light at Night, tedy umělé světlo v noci.

Nejde pouze o modré světlo z telefonu. ALAN zahrnuje všechny umělé světelné zdroje používané v době biologické noci, například:

• stropní LED osvětlení,
• telefony a tablety,
• počítačové monitory,
• televize,
• pouliční osvětlení,
• světla z obchodů a reklam,
• noční lampy a kontrolky v ložnici.

Biologický účinek ALAN závisí nejen na barvě, ale také na intenzitě, délce expozice a směru světla.

Například slabé červené světlo umístěné nízko u podlahy je jiný signál než silná studená LED na stropě. Stejně tak je rozdíl mezi krátkou kontrolou telefonu a několika hodinami sledování jasné obrazovky v tmavé místnosti.

Dlouhodobá expozice ALAN je ve výzkumu spojována s narušením cirkadiánního rytmu, spánku a metabolické regulace. U observačních dat však musíme rozlišovat mezi asociací a přímou kauzalitou.

Jsou největším problémem pouze obrazovky?

Obrazovky jsou důležité, ale často nejsou nejsilnějším zdrojem večerního světla.

Silné stropní LED osvětlení může osvětlit celé zorné pole a působit na oči dlouhé hodiny. Telefon je sice blízko obličeje, ale osvětluje menší plochu.

V praxi proto nestačí pouze aktivovat noční režim telefonu a ponechat rozsvícenou studenou kuchyň, koupelnu nebo obývací pokoj.

Při hodnocení večerního prostředí se ptejte:

• Jak silně je místnost osvětlená?
• Je světlo nad úrovní očí?
• Obsahuje výraznou modrou a zelenou složku?
• Jak dlouho jsem mu vystavený?
• Používám současně více obrazovek?
• Je v ložnici během spánku skutečná tma?

Proč řešit také nedostatek RED a NIR světla?

Moderní interiér nevytváří pouze nadbytek večerního modrého světla. Současně nám často chybí červená a infračervená část přirozeného slunečního spektra.

Sluneční světlo během dne obsahuje:

• modré a zelené světlo pro cirkadiánní signalizaci,
• červené světlo,
• blízké infračervené světlo,
• další viditelné a neviditelné části spektra.

Běžné bílé LED osvětlení bývá optimalizované především na jas a energetickou účinnost. Jeho spektrum se však výrazně liší od slunce a často obsahuje málo infračerveného záření.

Červené a NIR světlo může ovlivňovat:

• mitochondriální signalizaci,
• cytochrom c oxidázu,
• produkci ATP,
• oxid dusnatý a mikrocirkulaci,
• redoxní prostředí,
• regenerační procesy.

To však neznamená, že červený panel vyruší několik hodin večerního ALAN. Nejdříve odstraňte nevhodný světelný signál a teprve potom doplňujte chybějící RED a NIR spektrum.

Nejdříve omezte večerní biologický šum. Potom má smysl přidávat světlo, které v moderním interiéru chybí.

Co ukázala studie s červeným světlem a sportovkyněmi?

Původní článek odkazoval na studii, ve které byly basketbalistky po dobu 14 dní každý večer vystavené červenému světlu.

Ve studii absolvovaly účastnice přibližně 30 minut expozice červenému světlu. Výzkumníci následně sledovali spánek, vytrvalostní výkon a hladiny melatoninu.

Skupina vystavená červenému světlu vykázala oproti kontrolní skupině zlepšení některých ukazatelů spánku a zvýšení noční hladiny melatoninu.

Výsledky je však nutné interpretovat v kontextu:

• šlo o mladé trénované ženy,
• studie měla relativně malý počet účastnic,
• používala konkrétní světelný zdroj a protokol,
• výsledek nelze automaticky přenést na každý panel a každého člověka.

Studie podporuje možnost, že správně načasované červené světlo nemusí narušovat večerní melatonin a může být součástí spánkové rutiny. Neprokazuje však, že jakákoli dávka červeného světla vždy zlepší spánek.

Více souvislostí najdete v článku Terapie červeným a infračerveným světlem a zlepšení spánku.

Praktický večerní protokol

1. Přes den si dopřejte skutečné denní světlo

Nejlepší ochrana cirkadiánního rytmu nezačíná večer, ale ráno. Vyjděte ven co nejdříve po probuzení a během dne zařaďte pravidelné světelné přestávky.

Denní přirozené světlo pomáhá vytvořit silný kontrast mezi biologickým dnem a nocí.

2. Po západu slunce snižte intenzitu osvětlení

Nemusíte sedět ve tmě od západu slunce. Omezte však silná stropní světla a používejte nižší lampy s teplým, oranžovým nebo červeným spektrem.

Čím blíže jste plánovanému spánku, tím nižší by měla být intenzita světla.

3. Omezte obrazovky 90 až 120 minut před spaním

Ideální je telefon, tablet a počítač odložit. Pokud je potřebujete používat, snižte jas, aktivujte teplejší režim a nepoužívejte zařízení v úplně tmavé místnosti bez další ochrany.

4. Použijte červené brýle při nevyhnutelné expozici

Červené brýle Mitochondriak® blokují modré a zelené světlo přibližně do 540 až 550 nm.

Nasaďte si je přibližně 90 až 120 minut před plánovaným spánkem, pokud:

• pracujete na počítači,
• sledujete televizi,
• jste pod běžným LED osvětlením,
• jdete do obchodu nebo restaurace,
• nemůžete ovlivnit světelné prostředí.

Přes den červené brýle běžně nenoste. Denní modré a zelené světlo potřebujete pro bdělost a správné nastavení biologických hodin.

5. Nahraďte večerní žárovky červeným osvětlením

V ložnici, koupelně a na chodbě používejte večer slabší červené nebo velmi teplé osvětlení bez výrazné modré složky.

Světlo umístěte níže než úroveň očí. Během samotného spánku má být místnost co nejtmavší.

6. Červený infrapanel používejte jako doplněk

Infrapanely Mitochondriak® doplňují RED a NIR část spektra, která v běžném LED interiéru často chybí.

Panel není náhradou za tmu ani omluvou pro silné večerní LED osvětlení. Používejte jej podle manuálu konkrétního modelu a nevytvářejte z večerní relace další intenzivní světelný stres.

7. Spěte v úplné tmě

Po skončení večerní rutiny vypněte všechna světla. Zakryjte nebo odpojte:

• kontrolky elektroniky,
• svítící nabíječky,
• displeje budíků,
• světlo přicházející z chodby,
• venkovní světlo pronikající přes okna.

Modrého světla máme večer nadbytek. Co však červené a infračervené?

Mnoho lidí vstává do práce nebo školy ještě před východem slunce a domů se vrací až po západu. Většinu dne tráví uvnitř pod umělým osvětlením a před obrazovkou.

Výsledkem není pouze večerní nadbytek modré složky. Je to celkově chudší a časově nevhodné světelné prostředí:

• málo silného venkovního světla ráno a během dne,
• málo přirozeného červeného a infračerveného spektra,
• příliš mnoho umělého světla večer,
• nedostatečná tma během noci.

Řešením proto není bojovat proti modrému světlu celý den. Řešením je obnovit přirozený rytmus světla a tmy.

Ráno a během dne vyhledávejte přirozené celé spektrum. Večer snižte jas, modrou a zelenou složku. V noci spěte ve tmě.

Časté otázky o modrém světle, ALAN a melatoninu

Je modré světlo vždy škodlivé?

Ne. Přirozené modré světlo během dne je důležitým signálem pro bdělost a cirkadiánní rytmus. Problémem je především intenzivní umělé modré a zelené světlo po západu slunce a během biologické noci.

Co znamená zkratka ALAN?

ALAN znamená Artificial Light at Night, tedy umělé světlo v noci. Zahrnuje obrazovky, LED osvětlení, pouliční světla, reklamní plochy i další zdroje světla používané v době, kdy by prostředí mělo být tmavé.

Jak modré světlo ovlivňuje melatonin?

Krátké viditelné vlnové délky aktivují melanopsinové buňky v sítnici. Ty informují centrální biologické hodiny, že je stále den, což může potlačit nebo oddálit večerní sekreci melatoninu.

Stačí zapnout noční režim telefonu?

Noční režim snižuje část modré složky, ale obvykle ji neodstraní úplně a obrazovka stále vyzařuje světlo. Je to užitečný doplněk, ale ne náhrada omezení obrazovek, tlumeného osvětlení nebo červených brýlí.

Jak dlouho před spaním si mám nasadit červené brýle?

Červené brýle Mitochondriak® používejte přibližně 90 až 120 minut před plánovaným spánkem, pokud jste pod LED osvětlením nebo používáte obrazovky.

Mám nosit červené brýle také přes den?

Ne běžně. Přes den potřebujete přirozené modré a zelené světlo pro bdělost a nastavení cirkadiánního rytmu. Červené brýle jsou určené hlavně pro večerní a noční použití.

Je červené osvětlení vhodné během celé noci?

Ne. Červené osvětlení je vhodné před spaním nebo při krátkém nočním vstávání. Během spánku má být ložnice co nejtmavší.

Může červené světlo zvýšit melatonin?

Některé studie zaznamenaly po večerní expozici červenému světlu zlepšení spánkových ukazatelů a zvýšení melatoninu. Výsledky však závisí na konkrétním spektru, intenzitě, dávce a sledované populaci.

Může infrapanel nahradit večerní omezení modrého světla?

Ne. Infrapanel může doplnit RED a NIR spektrum, ale nevyruší silný večerní světelný signál z obrazovek a stropních LED. Nejdříve upravte prostředí a teprve potom přidávejte fotobiomodulaci.

Co je nejjednodušší změna pro lepší spánek?

Ráno vyjděte na denní světlo, večer ztlumte osvětlení a posledních 90 až 120 minut před spaním omezte obrazovky nebo použijte červené brýle. Během spánku udržujte úplnou tmu.

Zdroje a reference

1. Lucas RJ et al. Measuring and using light in the melanopsin age. Trends in Neurosciences. 2014. PubMed, PMID 24287308.
2. Prayag AS et al. Light modulation of human clocks, wake, and sleep. Clocks & Sleep. 2019. PubMed, PMID 33089192.
3. Cajochen C et al. High sensitivity of human melatonin, alertness, thermoregulation, and heart rate to short wavelength light. Journal of Clinical Endocrinology and Metabolism. 2005. PubMed, PMID 15585546.
4. Chang AM et al. Evening use of light-emitting eReaders negatively affects sleep, circadian timing, and next-morning alertness. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2015. PubMed, PMID 25535358.
5. Zhao J et al. Red light and the sleep quality and endurance performance of Chinese female basketball players. Journal of Athletic Training. 2012. PubMed Central.
6. Odinokov D, Hamblin MR. Aging of lymphoid organs: can photobiomodulation reverse the decline? Photobiomodulation, Photomedicine, and Laser Surgery. 2018. Melatonin Research.
7. Russart KLG, Nelson RJ. Light at night as an environmental endocrine disruptor. Physiology & Behavior. 2018. PubMed, PMID 29104041.