Дослідження впливу світла на активність людини

Світло є однією із важливих складових життєвого середовища для існування людини. Приблизно 80 % інформації про навколишній світ людина отримує за допомогою зору. Але світло служить не тільки засобом отримання зорової інформації – воно спричиняє на людину і нездоровий вплив. В процесі еволюції регулярна зміна дня і ночі стала основним фактором, що керує біологічними процесами в організмі. Крім зорових рецепторів (паличок та колбочок), які забезпечують отримання і первинну обробку інформації, що передається світлом про навколишній світ, є іще один, третій тип фоторецепторів. Він відкритий зовсім недавно, і називається чутливим рецептором циркадного циклу . [1–2],  В людському організмі ці рецептори відіграють роль датчиків для центрального «біологічного годинника». Біологічний годинник регулює ряд біологічних процесів, що протікають в організмі людини, причому це відбувається на основі інформації про освітленість. Головним  синхронізатором є базовий добовий цикл, або іншими словами періодична зміна дня і ночі. Це відкриття змінило підходи до встановлення вимог до освітлення, особливо для освітлення з використанням нових інноваційних джерел світла, таких як світло діодні лампи, в яких спектр випромінювання можна змінювати в широких межах. Для характеристики світла введені нові поняття, такі як біологічна активність світла, циркадна ефективність, біологічний еквівалент випромінювання [3–5].На сьогодні проблеми пов'язані з біологічною активністю світла нових світло діодних ламп та світильників ще не достатньо вивчені і більшість споживачів не інформовані про ці властивості світла, тому тема дослідження є актуальною.

Метою даної роботи є порівняльні дослідження біологічної активності світла ламп розжарювання та світло діодних ламп та інформування споживачів про доцільні сфери використання світло діодних ламп з різною колірною температурою світла цих ламп. За останні роки про вплив світла на здоров'я та самопочуття людини опубліковано багато наукових праць [1–8]

Відкритий третій тип клітин-рецепторів сітківці ока відповідає за біологічний вплив світла на організм людини. Світло, що попадає на гангліозні клітини сітківки спричиняє сигнали, які наступають безпосередньо в нейроклітинний  орган, який регулює секрецію гормону мелатоніну в кров. Гормони регулюють біоритми людського організму. Мелатонін приймає участь в протіканні циклу «сон-бадьорість». Показано, що високі рівні освітленості, які мають місце протягом дня, зменшують секрецію мелатоніну в організмі людини, що призводить до підвищення активності організму. З іншого боку, при падінні рівня освітленості нижче певного рівня спричиняє підвищення секреції мелатоніну, в результаті чого активність організму зменшується. При цьому важливо те, що центральний біологічний годинник впливає ще на біологічні годинники окремих органів, в першу чергу на легені, серце, підшлункової залози, нирок. Тому зміна активності організму супроводжується зміною температури тіла, кров'яного тиску, частоти пульсу та інше. Дослідження в цій сфері мають важливе значення стосовно здоров'я людей. Вважається, що суттєве та довготривале порушення природного ритму періодичних змін умов освітлення, порушення періодичних змін стану відпочинку та активності, може привести до ряду проблем зі здоров'ям.

Чутливість нового фоторецептора неоднакова до світла різних довжин хвиль. На рис. 1 наведена відносна спектральна ефективність пригнічення секреції мелатоніну [3] гормону, який регулює циркадну і нейроендокринну систему організму.

 [pic 1][pic 2][pic 3][pic 4]

Рис 1. Відносний спектр дії пригнічення секреції мелатоніну

Світло, що потрапляє в око людини, відносно незалежно від зору і зорових рефлексів може бути так само біологічним, поведінковим і терапевтичним стимулом для людини. Монохроматичне короткохвильове світло ефективніше викликає фазовий зсув циркадної системи, зниження секреції мелатоніну, підвищення суб'єктивних і об'єктивних відчуттів стану бадьорості, підвищення частоти серцевих скорочень, температури тіла, ніж світло з більшою довжиною хвилі при рівній густини потоку. Виявлено, що ЛЛ з підвищеною Ткол випромінюють більше в блакитній ділянці спектра, ніж лампи із зниженою Ткол, і сильніше пригнічують секрецію мелатоніну у здорових людей. До того ж було помічено, що ЛЛ з підвищеною Ткол сильніше впливають на температуру тіла, показано також, що з ростом Ткол ламп зростає кров'яний тиск і частота електроенцефалограми. Нарешті, при дослідженні дії освітлення перед сном виявилося, що в першій половині періоду сну лампа з підвищеною Ткол значніше знижує глибину сну, ніж лампа зі зниженою Ткол.