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Um novo dispositivo LED que alterna entre os tons vermelho e azul do céu testemunhados no início e no fim de um dia ensolarado parece aumentar os níveis naturais de melatonina mais rápido do que os dispositivos LED concorrentes. De acordo com os pesquisadores da Universidade de Washington (UW) por trás do novo dispositivo, seu estudo pode definir um novo marco na capacidade dos humanos de influenciar diretamente seus ritmos circadianos, levando a melhores resultados de saúde para pessoas que enfrentam relógios circadianos dessincronizados.
Por exemplo, sua abordagem pode levar a tratamentos eficazes para pessoas que vivem em latitudes extremas que vivenciam longos períodos de luz solar reduzida e para pessoas que trabalham em turnos noturnos. Tal dispositivo também pode oferecer uma abordagem sem medicamentos para neutralizar os efeitos do jet lag ou mesmo do transtorno afetivo sazonal (TAS), ambos os quais podem impactar milhões a cada ano.
Produção natural de melatonina e sono
Os cientistas ainda não entendem completamente por que os humanos precisam dormirmas eles sabem que as consequências do sono interrompido ou inadequado podem ser sérias. Em alguns casos, uma grave falta de sono pode ser mortal. Em um Comunicado de imprensa Ao anunciar o novo dispositivo, os pesquisadores dizem que foram motivados a explorar o poder da luz em afetar os ritmos circadianos pelo número significativo de problemas de saúde associados a um relógio circadiano dessincronizado.
Quando os ritmos circadianos operam naturalmente, o corpo sincroniza seu ciclo de vigília/sono tomando dicas do nascer e do pôr do sol. Isso aumenta a produção de melatonina à noite, o que causa sonolência após o pôr do sol. Esse processo provavelmente evoluiu ao longo de centenas de milhares de anos, tornando-o vital para manter a saúde geral.
“Nosso relógio interno nos diz como nosso corpo deve agir durante diferentes horas do dia”, disse Jay Neitz, professor de oftalmologia na Escola de Medicina da Universidade de Wisconsin e coautor do artigo que descreve o trabalho da equipe. “Mas o relógio precisa ser ajustado, e se nosso cérebro não estiver sincronizado com a hora do dia, então ele não vai funcionar direito.”
No entanto, os humanos modernos têm acesso a formas artificiais de luz que muitos cientistas acreditam que interrompem esse ciclo natural ao interromper o ciclo natural de produção de melatonina. Combinado com fatores tradicionais que podem afetar o ciclo natural de produção de melatonina, como a mudança da luz solar sazonal e o trabalho noturno, uma grande parte da sociedade agora sofre com padrões de sono interrompidos ou inadequados e com os problemas de saúde que podem ser causados por fontes de luz artificial ao nosso redor.
Embora os suplementos de melatonina tenham oferecido resultados mistos, a comunidade médica respondeu com luzes LED personalizadas, projetadas para ajudar a “reiniciar” o relógio circadiano do corpo e restaurar o sono saudável. O Debriefing relatado anteriormente sobre os benefícios potenciais de uma dessas luzes azuis, que seus inventores afirmam que poderiam promover sonolência e vigília sob demanda.
Ainda assim, os relatórios sugerem que os resultados desses dispositivos deixaram alguns usuários querendo. Neitz acredita que isso ocorre porque esses dispositivos apenas tentam tirar vantagem do espectro azul, uma vez que foi demonstrado que ele afeta a produção de melanopsina. Um fotopigmento encontrado no olho humano, a melanopsina se comunica com o cérebro ao experimentar luz azul, algo que os cientistas acreditam que afeta diretamente a produção de melatonina. O dispositivo da equipe da UW adota uma abordagem totalmente diferente.
LED indutor de sono alterna entre azul e vermelho
“A luz que desenvolvemos não envolve o fotopigmento melanopsina”, explicou Neitz. “Ela tem comprimentos de onda alternados de azul e laranja que estimulam um circuito oponente azul-amarelo que opera através dos fotorreceptores cone na retina.”
De acordo com Neitz, esse circuito oponente é significativamente mais sensível que a melanopsina, “e é o que nossos cérebros usam para redefinir nossos relógios internos”.
Para determinar qual tipo de fonte de luz era mais eficaz em aumentar a produção de melatonina, o principal autor do estudo, James Kuchenbecker, professor assistente de pesquisa em oftalmologia na Faculdade de Medicina da Universidade de Washington, decidiu testar três luzes LED distintas.
O primeiro dispositivo foi uma luz branca de 500 lux. De acordo com os pesquisadores, esse nível de brilho é “apropriado” para a maioria dos espaços de escritório. O segundo dispositivo foi uma luz LED azul de onda curta projetada especificamente para desencadear a produção de melanopsina. Conforme observado, essas luzes são atualmente comercializadas como dispositivos de suporte ao ritmo circadiano. O terceiro e último dispositivo que a equipe testou é sua criação: um LED que alterna entre tons de vermelho e azul 19 vezes por segundo. Como essa taxa é muito rápida para o olho humano perceber, o resultado é o que os pesquisadores descrevem como um “brilho branco suave”.
Após selecionar suas luzes, a equipe recrutou seis voluntários para o estudo. Cada voluntário testou cada tipo de luz por três dias, com tempo suficiente entre os testes para permitir que os voluntários retornassem às suas fases de base antes de testar a próxima luz.
No primeiro dia, os voluntários foram orientados a coletar amostras de saliva a cada hora, do início da noite até as 2 da manhã. Essas amostras permitiram que os pesquisadores estabelecessem o início e o pico da produção de melatonina de cada participante do estudo.
Após estabelecer o início do ciclo de melatonina de cada participante, os pesquisadores os orientaram a se expor a duas horas de luz do dispositivo selecionado no dia seguinte. O tempo para o ciclo de luz de cada participante foi selecionado com base no tempo de início, o que significa que cada um era ligeiramente diferente. Durante essa fase, os participantes também foram orientados a controlar sua exposição a outras fontes de luz.
LED alternado mostrou maior benefício para a produção de melatonina
Depois de coletar e analisar os dados do teste, os pesquisadores descobriram que as três fontes de luz LED tiveram uma ampla gama de efeitos na produção de melatonina.
Como esperado, a luz branca genérica de 500 lux só avançou a fase de produção de melatonina de cada participante em 2,8 minutos. A luz azul projetada especificamente para avançar esse ciclo por meio da estimulação da melanopsina foi mais eficaz, resultando em um avanço de fase de 40 minutos. No entanto, os pesquisadores descobriram que seu dispositivo foi o mais eficaz por uma quantidade significativa.
“Em termos de mudança da fase de produção de melatonina, o dispositivo LED azul-laranja alternado funcionou melhor, com um avanço de fase de 1 hora e 20 minutos”, explica o press release. Os pesquisadores suspeitam que isso se deve à sua luz LED personalizada imitando os tons de azul e vermelho associados ao nascer e ao pôr do sol.
“Embora nossa luz pareça branca a olho nu, achamos que seu cérebro reconhece os comprimentos de onda alternados de azul e laranja como as cores do céu”, explicou Neitz. “O circuito que produziu a maior mudança na melatonina quer ver laranja e azul.”
O estudo “Rumo a uma solução de iluminação interna para o jet lag social” foi publicado no Revista de Ritmos Biológicos.
Christopher Plain é um romancista de ficção científica e fantasia e redator-chefe de ciência no The Debrief. Siga e conecte-se com ele em X, aprenda sobre seus livros em plainfiction.comou envie um e-mail diretamente para ele em cristóvão@thedebrief.org.
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