Uvod

Svjetlost je glavni sinkronizator unutarnjeg biologijskog sata smještenog u suprahijazmatskoj jezgri (suprachiasmatic nucleus - SCN) hipotalamusa. SCN zadužena je za održavanje urednog cirkadijanog ritma, koji obuhvaća ciklus budnosti i spavanja, pravilno lučenja hormona, regulaciju tjelesne temperature, biokemijskih procesa te rada organa i organskih sustava. Poremećaj cirkadijanog ritma jedna je od značajki mnogih psihijatrijskih poremećaja, naročito depresije. Ne čudi stoga što izloženost umjetnim izvorima svjetlosti predstavlja okolišni čimbenik rizika koji može narušiti mentalno zdravlje. Učinak vanjskih i unutarnjih izvora umjetne svjetlosti, koji remete biološke mehanizme regulacije cirkadijanog ritma, predmet je sve brojnijih znanstvenih istraživanja.

Mehanizam djelovanja svjetla

Svjetlo putem neuronskih projekcija djeluje na regulaciju raspoloženja i dnevnih ritmova, te ostvaruje anksiolitički i prokognitivni učinak.

Svjetlo svoj učinak ostvaruje preko ciljnih fotoreceptorskih stanica retine, koje posredstvom melanopsina unutar samih fotoreceptorskih stanica pretvaraju svjetlosnu energiju u električni impuls. Signal se dalje prenosi retinohipotalamičkim traktom preko paraventrikularne jezgre do SCN-a. Na taj način dolazi do inhibicije sekrecije melatonina u pinealnoj žlijezdi. Nasuprot toga, tijekom večernjim i noćnih sati luči se melatonin, hormon koji ima niz uloga u održavanju homeostaze organizma usklađujući dnevne, kao i sezonske ritmove.

Melatonin se najvećim dijelom sintetizira u pinealnoj žlijezdi od prekursora L-triptofana i ostvaruje učinak putem melatoninskih MT1, MT2 i MT3 receptora. Osim najpoznatijeg učinka na uspavljivanje i održavanje sna, melatonin djeluje i snažno antioksidativno i protuupalno, pospješujući funkciju imunološkog sustava. Izlučeni melatonin otpušta se u krvotok, a najviše vrijednosti perifernih razina melatonina mjere se nakon ponoći do ranih jutarnjih sati. Mnoga istraživanja podupiru njegovo antihipertenzivno djelovanje. Sinteza melatonina u zrelijoj dobi se smanjuje, uz skraćivanje spavanja. U adolescenata pak postoji odgoda lučenja melatonina, što se reflektira u pomaku cirkadijanog ritma unazad, odnosno u odgađanju odlaska na spavanje i kasnijem jutarnjem buđenju. Djeca po rođenju imaju nezreli živčani sustav s nepravilnim lučenjem melatonina.

Svjetlo djeluje i putem nekoliko drugih mehanizama, poput učinka na serotoninski sustav, hipotalamo-hipofizno-adrenalnu os (HHA) i moždani neurotrofni čimbenik (brain derived neurotrophic factor – BDNF). Za sada je poznato da se signali iz fotoreceptorskih stanica retine osim u SCN hipotalamusa projiciraju u neke druge moždane strukture, perihabenularnu jezgru talamusa (peri-habenular nucleus - PHb) i lateralnu habenulu epitalamusa (lateral habenula – LHb).

U cjelini, svjetlo putem neuronskih projekcija djeluje na regulaciju raspoloženja i dnevnih ritmova, te ostvaruje anksiolitički i prokognitivni učinak.

Umjetno svjetlo

Štetne izloženosti umjetnom svjetlu smatraju se one u večernjim satima zbog ometanja lučenja melatonina i remećenja ciklusa spavanja.

Vidljivo svjetlo je dio elektromagnetskog spektra valne duljine od 380 nm (ljubičasto svjetlo) do 780 nm (crveno svjetlo). Prije izuma električne energije ljudi su bili izloženi prirodnom intenzivnom (>300 lx) ili prigušenom (<30 lx) svjetlu. Umjetno svjetlo srednje jakosti je sveprisutni segment modernog života, od ulične preko kućne i uredske rasvjete do TV ekrana i mobitela. Umjetne izvore svjetla dijelimo na izvore koji prilikom generiranja svjetlosti proizvode termičko zračenje i na izvore koji svjetlost generiraju luminiscencijom. Kod termičkog zračenja struja teče kroz žarnu nit i zagrijava je do usijanja. Efikasnost takve žarulje je mala. Halogene žarulje su nešto efikasnije zbog dodanog halogena: klora, broma, joda ili flora. Emisija svjetlosti kod luminiscencije posljedica je primanja energije u sustav, nakon čega dolazi do prelaska elektrona s višeg energetskog nivoa na niži. Tako umjetni izvor svjetla još predstavljaju fluorescentna cijev, svjetleća dioda (light-emitting diode – LED), te žarulja na izboj. Umjetno svjetlo može biti unutarnje (u prostoriji) i vanjsko (u atmosferi). Prema istraživanjima, raste problem sve većeg svjetlosnog zagađenja. Danas ljudi provode po više sati dnevno izloženi srednjim vrijednostima intenziteta svjetla, naročito u večernjim satima. Jakost potrebna za čitanje treba biti barem 50 lx, pa se ova vrijednost najčešće povezuje s učinkom unutarnjeg umjetnog svjetla na ljudsko zdravlje. Sveprisutno je vanjsko noćno svjetlo zbog uličnih svjetiljki, osvjetljenja zgrada i zemljišta, te predstavlja poteškoću u gradovima i prigradskim naseljima.

Štetne izloženosti umjetnom svjetlu smatraju se one u večernjim satima zbog ometanja lučenja melatonina i remećenja ciklusa spavanja. Promjene u cirkadijanom ritmu dovode do poremećaja raspoloženja, promjena kognicije, apetita, lučenja hormona, metabolizma i do lošijeg funkcioniranja gastrointestinalnog sustava. Međutim, u studijama je pokazano kako postoje velike međusobne razlike u osjetljivosti pojedinaca na supresiju lučenja melatonina svjetlom u večernjim satima. Vrijednosti melatonina u slini zbog supresije su upola manje u prosjeku pri jakosti svjetla 30 lx, no varijacije jakosti svjetla na koje su pojedinci osjetljivi su u rasponu od 10 lx do 400 lx. Većina studija provedena je primjenom umjetnog svjetla širokog spektra valnih duljina. Dokazano je kako su fotoreceptorske stanice najosjetljivije upravo na kraće valne duljine koje oko raspoznaje kao plavo svjetlo, tako da supresiju lučenja melatonina može izazvati čak i vrlo slaba plava svjetlost. Mnogi elektronički uređaji, uključujući mobilne telefone, tablete i prijenosna računala emitiraju plavu svjetlost. Pojedinci s vrlo visokom osjetljivošću su posebno skloni poremećajima spavanja i cirkadijanog ritma i pri vrlo slabom unutarnjem svjetlu. To bi bilo u skladu s nalazima veće osjetljivosti na svjetlost kod osoba s odgođenom fazom spavanja i buđenja u usporedbi s kontrolnom skupinom. Postavlja se pitanje je li ta razlika u osjetljivosti periferna na razini malanopsina u fotoreceptorskim stanicama mrežnice ili centralna u SCN-u neovisno o razlikama u retinalnoj signalizaciji, ili je njihova kombinacija. Predložen mehanizam navedenih razlika u osjetljivosti na svjetlo, koji je u fokusu istraživanja, je uočena interindividualna varijabilnost u serotoninskim projekcijama prema SCN-u. Abnormalno visoka ili niska osjetljivost na svjetlost može biti povezana sa psihičkim poremećajima. Tako je pojačana reakcija supresije lučenja melatonina uočena kod bipolarnog afektivnog poremećaja (BAP) i kod sezonskog afektivnog poremećaja (SAP), dok je kod SAP-a također uočena ​​sezonska hiposenzitivnost na svjetlost. Šarolike međusobne razlike u osjetljivosti na svjetlost mogu stoga biti važan čimbenik u ulozi poremećaja cirkadijanog ritma na nastanak bolesti.

Povezanost psihičkih poremećaja sa svjetlom

Umjetno noćno svjetlo povezano je s depresivnim raspoloženjem, nesanicom, povećanom anksioznosti i suicidalnim ponašanjem.

Studije pokazuju kako izloženost vanjskom i unutarnjem umjetnom svjetlu noću (artificial light at night - ALAN) može biti povezana s narušenim mentalnim zdravljem ljudi. Još su pretkliničke studije na animalnim modelima pokazale da pretjerano osvjetljenje noću izaziva ponašanje slično depresivnim i anksioznim reakcijama te ometa spavanje. Oštećenje mentalnog zdravlja ljudi uzrokovano umjetnim svjetlom noću dobro je dokumentirano i može se povezati s promjenama u ciklusu budnosti i spavanja te sa supresijom lučenja melatonina. S obzirom na to da je i aktivnost monoamina (dopamina, serotonina i noradrenalina) u različitim regijama mozga usklađena s cirkadijanim ritmom, poremećeni obrasci spavanja lako mogu dovesti do značajnijih promjena raspoloženja i ponašanja. U studijama se za mjerenje jakosti unutarnjeg svjetla noću koriste prijenosni mjerači svjetla postavljeni blizu kreveta ili senzori koji se nose na zapešću, a za mjerenje jakosti vanjskog svjetla uzimaju se podatci emitirani sa specijaliziranih satelita. Ishodi mentalnog zdravlja procjenjuju se s pomoću validiranih upitnika i kliničkog intervjua od strane liječnika. Rezultati studija pokazuju povezanost između izloženosti umjetnom svjetlu noću i povećanog rizika od pojave depresivnih simptoma. Simptomi depresije izraženiji su s porastom jakosti umjetnog noćnog svjetla, nešto više kod žena u menopauzi i kod adolescenata. Umjetno noćno svjetlo povezano je s depresivnim raspoloženjem, nesanicom, povećanom anksioznosti i suicidalnim ponašanjem. Čak minimalna izloženost <3 lx može poremetiti normalni biološki ritam i dovesti do depresije i pojačane anksioznosti. Studije potvrđuju kako paralelna izloženost umjetnom noćnom svjetlu ne dovodi nužno do sličnih stupnjeva, odnosno kliničkih slika, pogoršanja mentalnog zdravlja u svih pojedinaca. Povećani zdravstveni rizici pronađeni su i kod skupina ispitanika koje su redovno izložene umjetnom noćnom svjetlu zbog smjenskih poslova, međutim rezultati također nisu konzistentni. Veća izloženost dnevnoj svjetlosti povezana je pak s manjim rizikom od razvoja depresivnog poremećaja.

Rezultati nadalje pokazuju povezanost između izloženosti umjetnom noćnom svjetlu i povećanog rizika od incidencije anksioznih poremećaja i prevalencije BAP-a. Kod pacijenata s BAP-om češće su hipomanične i manične epizode u odnosu na depresivne epizode. Za pacijente s BAP-om od velike je važnosti da se pridržavaju poželjnih obrazaca spavanja i u periodima remisije, jer pomak cirkadijanog ritma predstavlja značajan rizik za pojavu relapsa bolesti.

Prema Svjetskoj zdravstvenoj organizaciji, depresija je trenutačno treći javnozdravstveni problem u svijetu. Procjenjuje se da će depresija do 2030. predstavljati najveći teret za cjelokupni zdravstveni sustav. Povećanje noćne osvijetljenosti otprilike iznosi 10 % na godišnjoj razini u urbanim sredinama, koje se također prostorno šire, i može biti relevantan čimbenik rizika za razvoj mentalnih poremećaja. Dugotrajna izloženost umjetnom noćnom svjetlu ima posljedice i na ekološki sustav. U negativnoj je korelaciji sa zelenim površinama a u pozitivnoj s razinom NO2. Izloženost umjetnom noćnom svjetlu sve je veća među mladima zbog zabavnih sadržaja i društvenih mreža, a koji su osjetljiviji na učinak svjetla zbog širih zjenica i bistrih očnih leća, u odnosu na populaciju zrelije dobi. Posljedično, kod mladih je izraženija supresija lučenja melatonina nego kod odraslih pri jednakim jakostima noćnog svjetla. U svrhu smanjivanja stupnja svjetlosnog onečišćenja na snazi je Program djelovanja za okoliš Europske unije do 2030., koji bi trebao pomoći da se nepovoljni učinak umjetnog noćnog svjetla na zdravlje svede na najmanju moguću mjeru.

Zaključak

Porast narušenog mentalnog zdravlja koincidira s porastom izloženosti umjetnom svjetlu noću. Uredan i pravovremen obrazac odlaska na spavanje u mračnoj prostoriji protektivan je faktor za održavanje dobrog mentalnog zdravlja. Dovoljno duga izloženost prirodnom dnevnom svjetlu također ima protektivan učinak. Poželjno je minimalizirati korištenje elektroničkih uređaja dva do tri sata prije spavanja, odnosno koristiti filtere na ekranu ili naočale za plavu svjetlost. Od velike su važnosti šira edukacija o utjecaju umjetnog noćnog svjetla na mentalno i fizičko zdravlje, kao i daljnja istraživanja o mehanizmima djelovanja umjetnog noćnog svjetla i mogućnostima prevencije.

Literatura

1. Prayag AS, Najjar RP, Gronfier C. Melatonin suppression is exquisitely sensitive to light and primarily driven by melanopsin in humans. J Pineal Res. 2019; 66(4):e12562.
2. Walker WH 2nd, Walton JC, DeVries AC, Nelson RJ. Circadian rhythm disruption and mental health. Transl Psychiatry. 2020 ;10(1):28.
3. Zou H, Zhou H, Yan R, Yao Z, Lu Q. Chronotype, circadian rhythm, and psychiatric disorders: Recent evidence and potential mechanisms. Front Neurosci. 2022; 16:811771.
4. Kosanovic Rajacic B, Sagud M, Pivac N, Begic D. Illuminating the way: the role of bright light therapy in the treatment of depression. Expert Rev Neurother. 2023;23(12):1157-1171.
5. Lei T, Hua H, Du H, Xia J, Xu D, Liu W, Wang Y, Yang T. Molecular mechanisms of artificial light at night affecting circadian rhythm disturbance. Arch Toxicol. 2024;98(2):395-408.
6. Rahim AR, Will V, Myung J. Mood variation under dual regulation of circadian clock and light. Chronobiol Int. 2025;42(2):162-184.