Оценка влияния синего света на сон и бодрствование пожилых людей

К самым сильным эффектам светового воздействия относятся следующие явления:
  • подавление секреции гормона мелатонина - «гормона темноты»;
  • усиление чувства бодрости/производительности;
  • повышения температуры и частоты сердечных сокращений;
  • сужение зрачка;
  • повышение работоспособности.
Мы также знаем, что можем оптимизировать эти незрительные эффекты светового воздействия, варьируя уровень, продолжительность, хронирование и спектральный состав освещения.

Обнаружено, что свет в спектральном диапазоне 420-480 нм особенно эффективен в подавлении образования мелатонина (рис. 1 и 2).

Оценка влияния синего света на сон и бодрствование пожилых людей рис 1-2

Почему выбор пал на пожилых людей?

Давно известно, что пожилые люди спят хуже молодых. Это ставит целый ряд проблем сна. Пожилые часто просыпаются среди ночи, очень редко или не надолго погружаются в глубокий сон, спят мало, а днём — дремлют. Существует ряд возрастных изменений глаз: уменьшается размер зрачка, хрусталик увеличивается и желтеет, сетчатка теряет клетки и др. Для биологических часов существенно уплотнение и пожелтение хрусталика глаз, которые приводят к уменьшению его пропускания в диапазоне коротких длин волн видимого спектра.

Могут ли указанные изменения хрусталика влиять на эффективность сна, уменьшая незрительное восприятие света, особенно в части способности последнего подавлять образование мелатонина в организме?

Так как синий свет наиболее значим для суточного ритма и вызывает эффект бодрости, должны предприниматься усилия для подтверждения того, что именно синий свет достигает чувствительных нервных клеток сетчатки в количестве, достаточном для инициирования этого эффекта, что означает необходимость компенсировать потери на деградацию хрусталика глаз дополнительным количеством сверхнасыщенного синего света.

Автор с коллегами по Университету Суррея (University of Surrey), Гилфорд, Великобритания, наряду с другими учёными, занимается оценкой оптимальной суточной световой экспозиции для пожилых людей, которая необходима для обеспечения хорошего сна и синхронизации суточного ритма.

В 2005 г. автор впервые принял участие в исследованиях, демонстрирующих отрезание синего света старческим хрусталиком, приводящее к уменьшению световой чувствительности циркадной системы. Освещали молодых (24±3 года) и пожилых (57±5 лет) женщин коротковолновым синим светом и сравнивали эффект подавления секреции мелатонина как интегральный показатель циркадной системы. Результаты подтвердили гипотезу, что пожилые испытуемые менее чувствительны к синему свету в случае необратимых изменений хрусталика.

Ранее в этой же университетской лаборатории были показаны и другие незрительные световые эффекты, смещающие, например, фазы циркадной системы и бодрящие, которые также чувствительны к коротковолновому видимому излучению. На этом основании была выдвинута гипотеза о том, что желтеющий кристаллик также может влиять на эти процессы. Кроме того, были выполнены сличения эффективностей влияния монохроматических синего (на длине волны 456 нм) и зелёного (548 нм) излучений на сдвиг фазы секреции мелатонина и на повышение работоспособности для смешанной группы молодых (23±3 лет) и пожилых (66±5 лет) испытуемых [6]. Исследования проводились с использованием специального шарового осветителя Ganzfcld dome. В жёстко контролируемых лабораторных условиях синее и зелёное излучения направлялись в течение двух ранних утренних часов на испытуемых при плотности потока фотонов порядка 6x1013 фотон/см2/с.

Результаты этих исследований (рис. 3 и 4) показали, что активность (бодрость) испытуемых, была гораздо ниже у пожилых, чем у молодых при облучении синим светом на длине волны 456 нм, и была одинаковой при освещении зелёным светом на длине волны 548 нм. Подобно этому, при измерении сонливости (рис. 5), используя хорошо опробованный метод KSS (Karolinska Sleepiness Scale), было обнаружено существенное уменьшение сонливости у молодых испытуемых после освещения синим светом по сравнению с группой пожилых. После освещения зелёным светом наблюдалось очень слабое возрастное различие по сонливости.

Оценка влияния синего света на сон и бодрствование пожилых людей рис 3,4,5

Натурные оценки

Безусловно, приведённые выше результаты чрезвычайно важны, но можно ли проецировать контрольные лабораторные исследования на реальную жизненную ситуацию? Понятно, что необходим целый ряд контрольных исследований на местах с большой случайной выборкой (рандомизацией), например, используя освещение с коррелированной цветовой температурой 4000 К и меняя при этом продолжительность освещения, его интенсивность, частоту изменения и спектральный состав. Одно из таких исследований проводится в настоящее время в домах престарелых, где измеряется мотто-активность испытуемых в качестве показателя качества сна под влиянием освещения комнаты. Дома для ухода за престарелыми/больными людьми, как правило, плохо освещены даже в течение светового дня. Для примера, люди, официально помещенные в такие учреждения с лёгкими нарушениями, с малозаметными отклонениями или неслабоумные, проводят в среднем по девять минут в условиях освещённости порядка 1000 лк, в то время как весьма слабоумные люди проводят в этих условиях только одну минуту.

Предварительные исследования показали, что усиление освещения в домах престарелых помогает уменьшать дневную дремоту и улучшает сон пациентов.

В исследованиях Университета Суррея при экспериментировании с сине-белым светом при коррелированной цветовой температуре 17000 К в дневное время, оценивается его влияние на сон и дневную активность обитателей. Сравниваются четыре недели освещения при 4000 К с четырьмя неделями освещения при 17000 К. Светильники были установлены в нескольких домах для престарелых людей, расположенных на юго-западе Лондона. Предварительные результаты показали, что «холодный» синий свет может быть эффективен для улучшения сна. Люди засыпают быстрее, имеют глубокий сон и демонстрируют заранее предсказуемое время подъёма.

Заключение

Возможность синего света влиять на циркадные (суточные) ритмы и его другие незрительные эффекты теперь подтверждены целым рядом лабораторных исследований. Следующим шагом должно быть исследование этих явлений в реальной жизни. Эффективность и применимость новых световых приборов, проектируемых на основе результатов этих последних исследований должны определяться на рабочих местах, в больницах и домах по уходу за престарелыми и психически нездоровыми людьми.