EFECTOS DE LA CONTAMINACIÓN LUMÍNICA EN LA SALUD HUMANA Mª Ángeles Bonmatí Carrión Laboratorio de Cronobiología Departamento de Fisiología Facultad de Biología Universidad de Murcia mbc11365@um.es
Contaminación lumínica: la emisión de flujo luminoso, por fuentes artificiales de luz constituyentes del alumbrado nocturno, con intensidades, direcciones o rangos espectrales inadecuados para la realización de las actividades previstas en la zona alumbrada.
Dificulta las observaciones astronómicas Derroche de energía Afecta a los ecosistemas Afecta a la salud humana
Cronobiología Ciencia que se ocupa del estudio de los ritmos biológicos: de qué manera las distintas variables se modifican rítmicamente en el organismo Mareal (12,4h) Lunar (29,5 días) Desde su origen, la vida se desarrolla en un mundo regido por CICLOS
Cronobiología Ciencia que se ocupa del estudio de los ritmos biológicos: de qué manera las distintas variables se modifican rítmicamente en el organismo Mareal (12,4h) Estos, a lo largo de la Evolución, han dado lugar a los ritmos biológicos: -Infradianos (periodo mayor de 24 horas) -Circadianos (periodo de alrededor de 24 horas) Lunar (29,5 días) -Ultradianos (periodo menor de 24 horas) Desde su origen, la vida se desarrolla en un mundo regido por CICLOS
Por qué tenemos relojes? Ambiente cambiante y cíclico Necesidad de anticiparnos a los cambios
Por qué tenemos relojes? Ambiente cambiante y cíclico Necesidad de anticiparnos a los cambios
Cómo funciona el reloj circadiano? Entonces son los ciclos ambientales los que generan los ritmos biológicos? Los ritmos biológicos son endógenos Michel Siffre, Midnight Cave (Texas, 1972) Núcleo supraquiasmático Osciladores periféricos
ENTRADAS Luz/Oscuridad Contactos Sociales Ejercicio Físico Cómo funciona nuestro sistema circadiano? MARCAPASOS CENTRAL OB P TRH NSQ melatonina Glutamato Glucocorticoides Simpático Parasimpático Vía nerviosa TGFα, EGF Prokineticina 2 Nocturnina Melatonina SALIDAS Actividad Hormonas Alimentación Afectivo Alimentación Conductual OSCILADORES PERIFÉRICOS Garaulet M y Madrid JA. Current Opinion in Lipidology, 2009
Ritmos circadianos en humanos Cortisol Temperatura Presión Arterial Melatonina Fuerza Muscular
Entrada de la luz al sistema circadiano: poniendo en hora el reloj Glándula pineal Noche Melatonina
Entrada de la luz al sistema circadiano: poniendo en hora el reloj Luz Nervio óptico Células ganglionares Células ganglionares con melanopsina Células bipolares Conos Bastones
Melatonina Melatonina: oscuridad química Función originaria: antioxidante Durante el día: Radicales libres Foto-oxidación Señal química de la llegada de la noche Consumo de la melatonina Hora del día Pico aparente por la noche
Melatonina: oscuridad química luz Núcleo supraquiasmático Pineal Carácterísticas: -La produce la glándula pineal -De noche, en oscuridad Funciones: -Cronobiótica (reguladora ritmo sueño-vigilia) -Inmunomoduladora -Antioxidante -Reguladora de la reproducción
Melatonina: oscuridad química luz Núcleo supraquiasmático La luz por la noche Pineal inhibe su síntesis Carácterísticas: -La produce la glándula pineal -De noche, en oscuridad Funciones: -Cronobiótica (reguladora ritmo sueño-vigilia) -Inmunomoduladora -Antioxidante -Reguladora de la reproducción
Para que el reloj funcione correctamente Melatonina: oscuridad química luz La luz por la noche Núcleo supraquiasmático Pineal inhibe su síntesis Carácterísticas: -La produce la glándula pineal -De noche, en oscuridad Funciones: -Cronobiótica (reguladora ritmo sueño-vigilia) -Inmunomoduladora -Antioxidante -Reguladora de la reproducción necesitamos luz de día y oscuridad de noche
Sin embargo
Efectos de la contaminación lumínica sobre la salud humana Qué ocurre si se nos estropea el reloj?
Sociedades 24 horas Melatonina Inhibición Glándula pineal Tracto retinohipotalám ico Núcleo supraquiasmático Inhibición secreción melatonina Sociedades 24 horas al día CRONODISRUPCIÓN
Cortisol Temperatura Presión Arterial Melatonina Fuerza Muscular
Cortisol Temperatura Presión Arterial RUIDO Fuerza Muscular Melatonina
Cronodisrupción Pérdida del orden temporal interno debido a un desajuste entre la hora interna (fase endógena) y la externa RUIDO Relación con la aparición de distintas enfermedades
Alteraciones metabólicas Luz nocturna Cronodisrupción Inhibición de melatonina Hábitos nocturnos -Retraso cenas -Falta de horas de sueño - Obesidad - Diabetes tipo II - Enfermedad coronaria - (Revisado en Fonken y Nelson, 2014)
Luz nocturna Cronodisrupción Inhibición de melatonina Estrés oxidativo Efectos negativos defensas antioxidantes Estrés oxidativo (Revisado en Borza, 2014) Envejecimiento Inmunitarias Cáncer Parkinson Alzheimer Fatiga crónica Diabetes
Efectos sobre el sistema inmunológico Luz nocturna Inhibición de melatonina Hormona inmunomoduladora Hábitos nocturnos Falta de horas de sueño Efectos función inmunitaria - Infecciones - Procesos inflamatorios - (Revisado en Navara y Nelson, 2007)
Luz nocturna y cáncer Alteraciones metabólicas Aumento del estrés oxidativo Efectos sobre el sistema inmunológico Alteración del reloj Alteración ciclo celular Influencia en aparición y desarrollo de tumores
ASR Estimada/ 100.000 residentes) Luz nocturna y cáncer Alteraciones metabólicas 120 100 80 Aumento del estrés oxidativo Efectos sobre el sistema inmunológico 60 Riesgo de sufrir cáncer de mama 40 20 0 Alteración Alteración del reloj ciclo celular Bajo (2,26) Medio (20,63) Alto (112,01) (Kloog et al., 2009) Nivel de Luz Nocturna (nanowatios/cm 2 /sr) (Kloog et al., 2008) Influencia en aparición y desarrollo de tumores
Luz nocturna y cáncer Alteraciones metabólicas Aumento del estrés oxidativo Efectos sobre el sistema inmunológico Alteración del reloj (Kloog et al., 2009) Colon Alteración Próstata ciclo celular Pulmón (Kloog et al., 2009) Influencia en aparición y desarrollo de tumores
Cómo iluminar la noche?
14:00 15:00 16:00 17:00 18:00 19:00 20:00 21:00 22:00 23:00 00:00 01:00 02:00 03:00 04:00 05:00 06:00 07:00 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 Melatonina (pg/ml) 40 35 30 25 Efectos de la iluminación nocturna sobre el ritmo de melatonina La melatonina se reduce al 50% tras: -403 horas de luz monocromática roja de 100 lux 20 15 10 5 0 Hora (hh:mm) INTENSIDAD COLOR DURACIÓN -66 min de luz de una vela próxima -39 min de luz de una bombilla incandescente de 60 W -15 min de exposición a un fluorescente de luz de día 58 W -13 min de luz generada por diodos LEDs. (Schulmeister et al. 2004, Pauley 2004)
Cómo iluminar la noche?
Cómo iluminar la noche? La luz azul es la que más afecta al sistema circadiano LPS Sodio de baja presión (Amarilla) HPS Sodio de alta presión (Naranja) MH Haluros metálicos (Blanca) MV Vapor de mercurio (Blanca) (after Falchi et al. 2011)
Conclusiones No podemos olvidar millones de años de evolución en apenas siglo y medio La luz nocturna tiene efectos negativos sobre los ecosistemas, y sobre la salud humana, directa o indirectamente Podemos iluminar la noche, utilizando para ello la intensidad y espectro menos perjudicial para nuestro sistema circadiano y el del resto de seres vivos Lo mejor que podemos hacer es recibir luz durante el día, y oscuridad durante la noche Thomas Alva Edison, 1879
Consejos del relojero
Luz de día Oscuridad de noche
Juan Antonio Madrid Ángeles Rol Pilar Mendiola Jorge de Costa Beatriz Baño Mª Ángeles Bonmatí Elisabet Ortiz Antonio Martínez Mª José Martínez Raquel Argüelles Laboratorio de Cronobiología Universidad de Murcia
Muchas gracias por su tiempo