En el marco del Día Internacional de la Luz, 16 de mayo, —una jornada impulsada por la UNESCO para subrayar el papel esencial de la luz en la ciencia, la cultura y el desarrollo sostenible— recuperamos lel interesante artículo de la investigadora Mariana G. Figueiro publicado en nuestro número especial New Ways of Thinking. The Future of Lighting. En esta reflexión profundiza en el poder transformador de la luz más allá de lo estético o funcional, subrayando su impacto directo en la salud, el sueño y el bienestar de las personas. De este modo, en tiempos donde la sostenibilidad se vuelve una urgencia, repensar el diseño lumínico desde una óptica humanocéntrica y biológica es más importante que nunca.
¿Luz para dormir mejor? Un sueño que puede hacerse realidad
Por Mariana G. Figueiro, PhD. Light and Health Research Center, Icahn School of Medicine at Mount Sinai, Nueva York.
Es difícil ponerle precio a una iluminación que pueda ayudarnos a dormir, mejorar nuestro estado de ánimo, reducir nuestra depresión y hacernos sentir más alerta en el trabajo. ¿Qué padre no pagaría un extra por un sistema de iluminación en casa y en la escuela que pudiera reducir la necesidad de medicación para dormir de su hijo autista? ¿Qué familia no gastaría dinero en una nueva lámpara de mesa para ayudar a su querido abuelo con deterioro cognitivo leve o Alzheimer en etapa temprana a permanecer en casa, retrasando su mudanza a una residencia asistida? ¿Qué empleador no actualizaría el sistema de iluminación de su edificio sabiendo que podría mejorar el sueño de todos y, a su vez, promover su estado de alerta en el trabajo y bienestar a lo largo del día?
La ciencia
La luz no es solo para ver. Los seres humanos tienen un reloj biológico maestro ubicado en la región del hipotálamo del cerebro que genera y regula los ritmos circadianos, los cuales son procesos biológicos que se repiten aproximadamente cada 24 horas. Estos ritmos incluyen ciclos como el sueño y la vigilia, la temperatura corporal central, la producción hormonal y el estado de alerta. La luz que reciben las retinas es la principal entrada para sincronizar el reloj biológico con el día solar.
Si no estamos expuestos a una cantidad suficiente de luz del espectro adecuado, durante un tiempo suficiente y en el momento adecuado del día, nuestro reloj biológico se desincroniza con respecto al día solar y podemos experimentar deterioros en el funcionamiento fisiológico, el rendimiento neuroconductual y el sueño.¹ ² Como señales temporales principales de este ciclo continuo, los días brillantes y las noches tenues promueven un mejor sueño, y un mejor sueño es la base de una mejor salud.³
Iluminación para la salud y el bienestar
Estudios de laboratorio y de campo han demostrado que la exposición a la luz y a la oscuridad en el momento adecuado del día y de la noche puede utilizarse para sincronizar el sistema circadiano, corregir la disrupción circadiana y reducir los riesgos asociados para nuestra salud física y emocional. La sincronización (o ajuste) del sistema circadiano está influida por cuatro factores clave relacionados con la iluminación: el momento y la duración de las exposiciones a la luz, el historial personal de exposiciones, las propiedades espectrales de la luz y la cantidad de luz recibida en el ojo.
El sistema visual humano responde de forma similar al mismo estímulo de luz en cualquier momento del día o de la noche, por lo que actividades como leer un libro son confiablemente consistentes durante todo el día. Pero el mismo estímulo lumínico tendrá diferentes efectos sobre nuestro reloj biológico cuando se aplica en distintas cantidades y duraciones en diferentes momentos del día.
Las exposiciones a la luz durante la mañana y la primera mitad del día, por ejemplo, pueden adelantar progresivamente el horario (o fase) del sistema circadiano, resultando en horarios de sueño y vigilia más tempranos. Por otro lado, las exposiciones a la luz durante la tarde y la primera mitad de la noche pueden retrasar nuestra fase circadiana y provocar horarios de sueño y vigilia más tardíos.
Además, dado que el sistema circadiano humano es máximamente sensible a la luz de onda corta (la “luz azul”), las exposiciones a luz dentro de este rango del espectro estimulan el sistema circadiano de manera más eficaz que exposiciones similares a luz de onda más larga con el mismo nivel de lux fotópico. En otras palabras, se necesita menos luz azul para afectar nuestro reloj biológico que cualquier otro tipo de luz. Sin embargo, esto no significa que las luces de color cálido sean ineficaces para estimular el reloj; significa que se necesita una mayor cantidad de esa luz para lograr el mismo efecto.
Aplicaciones potenciales en el entorno construido
La iluminación en los entornos construidos tradicionalmente ha sido diseñada y especificada para el rendimiento visual, la seguridad y el atractivo estético, con una atención comparativamente escasa a sus posibles efectos sobre la salud y el bienestar. Sin embargo, los factores de iluminación que afectan a la visión son bastante diferentes de aquellos que afectan al sistema circadiano.
El sistema visual humano responde de forma prácticamente instantánea a la luz, mientras que las respuestas del sistema circadiano a la luz deben medirse en escalas de horas, días, semanas e incluso meses. Por tanto, la aplicación exitosa de la luz como terapia requiere una monitorización continua de las exposiciones a la luz y la oscuridad durante las horas de vigilia, siguiendo un enfoque que ha demostrado beneficiar a diversas poblaciones en estudios de laboratorio y de campo.
Nuestra investigación entre poblaciones diversas también muestra que estos dos dominios de la iluminación no tienen por qué estar en conflicto entre sí, y que pueden diseñarse soluciones de iluminación adaptadas al beneficio mutuo de los sistemas visual y circadiano humanos.
La luz y el sueño en adultos mayores
Las personas mayores que residen en centros de vida asistida son quizás el mejor ejemplo de una población en riesgo de disrupción circadiana. Debido a la reducción dependiente de la edad en la exposición retinal a la luz (por el tamaño reducido de las pupilas y el engrosamiento y amarilleamiento del cristalino), así como a las condiciones de iluminación fijas que son típicas en sus entornos de vida, es menos probable que los adultos mayores experimenten el patrón robusto de luz–oscuridad de 24 horas necesario para el ajuste circadiano.
Se ha comprobado que la exposición a luz blanca brillante (al menos 3000 lux y hasta 8000 lux, medidos en la córnea) durante al menos una hora por la mañana, durante un período mínimo de dos semanas, mejora o consolida el sueño nocturno en individuos con enfermedad de Alzheimer y otras demencias relacionadas (ADRD).⁴ ⁵ Investigaciones adicionales en pacientes con ADRD también han demostrado que la exposición continua a luz blanca brillante e indirecta (al menos 1000 lux en la córnea) durante las horas diurnas consolidó los ritmos de actividad-descanso,⁶ disminuyó el deterioro cognitivo, mejoró los síntomas depresivos y ralentizó el aumento de las limitaciones funcionales con el tiempo.⁷
Nuestra propia investigación ha mostrado que niveles mucho más bajos (350 lux en el ojo) de una fuente de luz con mayor temperatura de color correlacionada (que emite más contenido de onda corta) mejoraron el sueño tanto en medidas objetivas como subjetivas, y redujeron la agitación y la depresión en pacientes con ADRD que vivían en centros de atención para mayores, a corto (4 semanas), medio (14 semanas) y largo plazo (25 semanas).⁸–¹⁰
Recientemente, hemos demostrado que 400 lux en la córnea de una fuente de luz de 3000 K son igual de efectivos que las fuentes con mayor temperatura de color correlacionada para mejorar el sueño en pacientes con cáncer.
Los científicos del Light and Health Research Center (LHRC) han defendido desde hace tiempo un esquema de iluminación de 24 horas¹¹ que proporcione buenas condiciones visuales, alta estimulación circadiana durante el día y baja estimulación circadiana por la noche, complementado con luces nocturnas que ofrezcan señales perceptuales para reducir el riesgo de caídas nocturnas sin interrumpir el sueño.
Cabe argumentar que la terapia lumínica en centros de vida asistida puede ser muy eficaz porque es posible controlar completamente el patrón luz-oscuridad de 24 horas en los espacios interiores bien definidos donde los residentes pasan la mayor parte del tiempo. Sin embargo, debe señalarse que esta solución de iluminación de 24 horas también puede utilizarse en aplicaciones residenciales y podría ayudar a retrasar la transición de los adultos mayores a una residencia asistida, permitiéndoles permanecer más tiempo en casa.
La luz y el sueño en trabajadores diurnos en interiores
Aproximadamente el 85 % de los trabajadores en EE. UU. están empleados durante el día, y muchos (si no la mayoría) pueden suponerse razonablemente que pasan la mayor parte del día en interiores, con poca exposición a los factores de iluminación (es decir, cantidad, espectro, momento y duración) que son necesarios para la alineación de sus sistemas circadianos, tal como lo representa mejor la luz natural.
Un cuerpo creciente de investigaciones ha demostrado que esta falta de un estímulo lumínico sincronizador disminuye la duración y la calidad del sueño entre los trabajadores diurnos y afecta negativamente a factores como el rendimiento cognitivo y psicomotor, el estado de alerta, los accidentes laborales, la productividad, el estado de ánimo, la salud física y el bienestar general.¹³–¹⁶
Dado que el horario laboral diurno convencional coincide con la luz natural del día desde el punto de vista biológico, los investigadores han llegado a un amplio consenso de que una iluminación en el lugar de trabajo que incorpore la luz natural como una consideración clave de diseño alineará de forma confiable los sistemas circadianos de quienes trabajan o viven en entornos interiores.¹²
Aunque la actual pandemia de COVID-19 ha alterado los entornos laborales y los horarios de los trabajadores a escala global, también ha ofrecido una oportunidad única para examinar los efectos de la exposición a la luz durante las 24 horas en trabajadores diurnos que trabajan desde casa o se aíslan debido a la pandemia.
En un estudio iniciado en mayo de 2020, el LHRC registró las respuestas subjetivas de los participantes a cuestionarios¹⁷ sobre calidad del sueño, ansiedad, estrés, depresión y afecto positivo (es decir, sentimientos de placer, alegría, entusiasmo, satisfacción, orgullo, afecto, felicidad, implicación y emoción) en relación con sus autoevaluaciones sobre la exposición a la luz en casa (débil frente a intensa), tiempo pasado al aire libre (en horas), y hora del día en que pasaban tiempo fuera.
Los datos recogidos en mayo y durante la segunda fase del estudio en septiembre de 2020 indicaron que una mayor exposición a la luz diurna, ya sea al aire libre o en una habitación bien iluminada, se asociaba con mejoras en el sueño, el estrés y el estado de ánimo.¹⁸ En general, ambas fases del estudio sugieren que exposiciones diarias a luz intensa durante 1–2 horas pueden mejorar el sueño nocturno.
Un estudio de campo posterior de 4 semanas, llevado a cabo en noviembre y diciembre de 2020, exploró cómo el aumento de la exposición residencial a luz efectiva para el sistema circadiano afectaría medidas objetivas de la fase circadiana y del sueño, así como evaluaciones subjetivas de vitalidad y salud mental.¹⁹
En este estudio cruzado intra-sujetos (es decir, con los participantes sirviendo como su propio control experimental) realizado en colaboración con el LHRC, 20 adultos sanos vivieron durante una semana en sus apartamentos con ventanas de vidrio electrocrómico y otra semana con ventanas convencionales equipadas con persianas. Sensores personales de luz calibrados²⁰ que los participantes llevaban como colgantes registraron sus exposiciones a luz circadiana-efectiva, y actígrafos en la muñeca registraron sus patrones de actividad-descanso.
El estudio encontró que los participantes mostraron una mayor alineación circadiana, horarios de sueño más tempranos, mayor eficiencia del sueño, y mejor vitalidad y salud mental cuando vivían con las ventanas de vidrio electrocrómico en comparación con las ventanas convencionales con persianas.
Considerada en su conjunto, la investigación del LHRC y de otros grupos demuestra los beneficios que aporta la optimización de la luz natural en los entornos construidos para los trabajadores diurnos, tanto en términos de sueño como de salud general.
La luz y el sueño en adolescentes
Los adolescentes tienden a acostarse tarde y a despertarse tarde, lo que interfiere con su funcionamiento normal porque tiende a reducir su tiempo total de sueño en comparación con quienes siguen horarios de sueño convencionales. La evidencia sugiere que, en comparación con los niños más pequeños y los adultos, el período circadiano endógeno de los adolescentes es más largo, su presión de sueño se acumula más lentamente y su sistema circadiano es más sensible a la luz,²¹ especialmente entre aquellos que padecen el trastorno de fase retrasada del sueño.²²
De hecho, los datos de nuestro laboratorio muestran que los adolescentes (de 15 a 17 años) son más sensibles a la luz vespertina proveniente de dispositivos autoemisores que las personas de veinte años.²³ El período circadiano endógeno más largo, combinado con el hábito extendido de usar dispositivos autoemisores hasta altas horas de la noche, puede retrasar funcionalmente el reloj circadiano de los adolescentes, contribuyendo así a horarios de sueño y despertar más tardíos.
Por otro lado, la exposición a la luz después del punto mínimo de la temperatura corporal central (que ocurre por la mañana) y la restricción de luz en la noche han demostrado adelantar la fase del reloj maestro, haciendo que los adolescentes se acuesten más temprano y se despierten en horarios normales.²⁴
Los horarios rígidos exigen que los adolescentes estén en clase toda la mañana, pero es posible que las escuelas no proporcionen luz adecuada o luz natural suficiente para estimular su sistema circadiano, especialmente durante los oscuros meses de invierno. A medida que los adolescentes pasan más tiempo en interiores, también pueden perder la luz matutina esencial necesaria para estimular su sistema circadiano y promover el ajuste al día solar de 24 horas.²⁵
En la primavera avanzada, si los adolescentes pasan más tiempo al aire libre después de la escuela, el reloj cerebral puede retrasarse por la exposición a la luz del día vespertina.²⁶ Las mañanas de finales de primavera (es decir, principios a mediados de junio) también pueden representar un problema debido a los amaneceres muy tempranos.
Una intervención lumínica diseñada para proporcionar luz efectiva para el sistema circadiano desde media mañana (por ejemplo, después de las 9 a. m.) hasta el final del día escolar, combinada con estrategias para reducir la exposición a la luz en la noche (como el uso de gafas teñidas de naranja para bloquear la luz de onda corta y el control del uso de dispositivos autoemisores), puede ayudar a adelantar el horario de sueño de los adolescentes.
¿Qué podemos hacer ahora?
La clave para una terapia lumínica exitosa es simple. Fundamentalmente, necesitamos proporcionar días brillantes y noches oscuras en nuestros edificios. Lograr este objetivo de forma eficaz requerirá la medición precisa de las exposiciones a la luz, junto con la entrega y eliminación de luz efectiva para el sistema circadiano en los momentos apropiados del ciclo circadiano.
Sin embargo, esto es más fácil de decir que de hacer, y casi con certeza no podemos lograrlo por nuestra cuenta porque no tenemos forma de saber —ni siquiera intuir— cuándo, cuánta, qué tipo de luz se necesita, ni por cuánto tiempo, para lograr la sincronización circadiana. Al igual que otros resultados relacionados con la salud que no podemos monitorizar conscientemente sin dispositivos dedicados (por ejemplo, los monitores de glucosa para la diabetes), necesitamos tecnologías que midan y rastreen el estado de nuestro sistema circadiano.
Actualmente se encuentra en desarrollo una tecnología inalámbrica que conecta un sensor de luz desarrollado por el LHRC, llamado Daysimeter,²⁰ a un smartphone (u otro dispositivo portátil), lo que permitirá medir e interpretar las exposiciones personales a la luz y la oscuridad y luego “prescribir” patrones futuros de exposición a la luz para mantener la sincronización circadiana, basándose en modelos ya establecidos.²⁷ ²⁸
Un día, dicho sistema podría ser capaz de integrarse con los sistemas de iluminación arquitectónica para que poblaciones en riesgo, como los escolares y los trabajadores sanitarios por turnos, puedan recibir una iluminación apropiadamente especificada y continua a lo largo del día, haciendo una transición fluida desde sus hogares a las escuelas y hospitales, y luego de regreso a casa más tarde ese mismo día.
Hasta entonces, para garantizar una buena noche de sueño y cosechar los beneficios asociados para la salud y el bienestar, deberíamos mantener un horario de sueño regular, aumentar nuestras exposiciones a luz efectiva para el sistema circadiano durante el día, y buscar luz tenue por la noche antes de acostarnos.
Para las referencias de las citas a lo largo del texto consultar el siguiente enlace (p.111).
