NIET-BEELDVORMENDE EFFECTEN VAN VERLICHTING

“LICHT HEEFT EEN BEPALENDE INVLOED OP ONS SLAAP-WAAKRITME EN ONZE PRESTATIES"

Human Centric Lighting wil meer aandacht bieden aan de effecten van verlichting op de mens, en gaat op zoek naar een balans tussen welzijn en efficiëntie. Binnen de verschillende verlichtingsaspecten die een invloed hebben op het welzijn van de mens maakt Peter Bracke (KU Leuven en Groen Licht Vlaanderen) een onderscheid tussen beeldvormende en niet-beeldvormende effecten. In dit deel van het Human Centric Lighting dossier bespreken we de belangrijkste niet-beeldvormende effecten; in het vorige deel kwamen de visuele  aspecten al aan bod.

NIET-BEELDVORMENDE EFFECTEN

Niet alle effecten van verlichting op de mens zijn rechtstreeks waarneembaar of visueel te toetsen. “Van nature uit zullen we genoeg verlichten opdat we gemakkelijk ons boek kunnen lezen," zegt Bracke, “maar misschien is dat niet voldoende. Een nog hogere verlichtingssterkte kan in bepaalde omstandigheden namelijk ook een positief effect hebben op onze gezondheid. Dat merken we niet rechtstreeks, en de impact is ook niet noodzakelijk bij iedereen even groot, maar het neemt niet weg dat de niet-beeldvormende effecten een belangrijke rol kunnen spelen."

SLAAP-WAAKRITME

Een van de belangrijkste van die aspecten is de invloed van licht op het slaap-waakritme van de mens.

“Iedereen heeft een natuurlijk slaap-waakritme dat zich ergens tussen 23,5 en 24,7 uur bevindt", legt Bracke uit. “Moest er geen licht zijn, dan zouden we met andere woorden in cycli van 23,5 tot 24,7 uur leven. Onder invloed van licht wordt dat echter gesynchroniseerd met het verloop van de dag."

Historisch en evolutionair gezien wordt ons slaap-waakritme op die manier dus al eeuwen door het daglicht gesynchroniseerd. Daar kan je volgens Bracke verschillende dingen uit afleiden. “Ten eerste is de lichtsterkte buiten standaard enorm hoog, en ten tweede zijn er gedurende de dag amper veranderingen in het spectrum. Dat impliceert dat het niet zozeer de kleurtemperatuur van het licht is die ons slaap-waakritme beïnvloedt, maar eerder de lichtsterkte. "

Onderzoek toont alvast aan hoe men door iemand op specifieke momenten aan fel wit licht (8.000 lux) bloot te stellen een faseverschuiving in het circadiane ritme kan teweegbrengen, waarbij een positieve lichtimpuls vroeg in de ochtend de meest efficiënte manier blijkt om het ritme te synchroniseren, zeker bij mensen wiens natuurlijk slaap-waakritme boven de 24 uur ligt.

Invloed van melanopsine

Onderzoek toont echter ook aan dat de impact van lichtbronnen met eenzelfde lichtsterkte niet noodzakelijk gelijkloopt. “Het spectrum van de lichtbron heeft bijvoorbeeld een grote invloed op de onderdrukking van het nachthormoon melatonine in ons lichaam", verduidelijkt Bracke. “Dit blijkt het best te correleren met de spectrale gevoeligheid van melanopsine, die een piekgevoeligheid heeft bij 490 nm en een 50% bandbreedte van 80 nm, en overeenstemt met het blauwgroene gebied van het spectrum. Hoe hoger de melanopsine gewogen verlichtingssterkte, hoe meer de aanmaak van melatonine onderdrukt zal worden. In de voormiddag kan dat zoals gesteld een positief effect hebben op de synchronisatie van het slaap-waakritme, maar men moet er natuurlijk ook rekening mee houden dat die onderdrukking 's avonds net belangrijke gezondheidsrisico's met zich meebrengt (zie kader)." In de praktijk betekent het alleszins dat men door het spectrum van een lichtbron aan te passen - met een dip, dan wel een piek in het melanopsinegebied - deze kan afstemmen op de specifieke noden en behoeften van het moment. Ook is het zo dat een verlichtingsbron met een dip in het gebied van de melanopsinegevoeligheid 's avonds aan een hogere lichtsterkte gebruikt zal kunnen worden dan een verlichtingsbron met dezelfde kleurtemperatuur maar een hoger melanopsinegewogen aandeel.

Toch waarschuwt Bracke dat het allemaal geen eenvoudig verhaal is. “Uiteindelijk is het nog niet helemaal duidelijk hoe de spectrale weging van de bestralingssterkte precies moet gebeuren. Vandaag maakt men gebruik van de zogeheten melanopic of α-opic weging, die in veel gevallen adequaat lijkt, maar bijvoorbeeld bij lage verlichtingssterktes nog niet voldoet."

“LET OP MET VERLICHTING BIJ NACHTWERK"

Een aangepast spectrum voor nachtwerk

Het idee dat je mensen met behulp van licht productiever kan maken en efficiënter kan doen werken, is voor bedrijven wellicht een van de belangrijkste argumenten voor Human Centric Lighting, niet het minst wanneer het nachtwerk betreft. Maar Bracke waarschuwt dat het ook belangrijke gezondheidsrisico's met zich meebrengt. “Lange termijn nachtwerk wordt vandaag als carcinogeen 2A beschouwd. Dat betekent dat het vermoedelijk kankerverwekkend is. Onderzoek toont onder andere aan dat het risico op overlijden door borstkanker aanzienlijk stijgt naarmate vrouwen langer in nachtshifts werken, en ook het risico op overlijden door cardiovasculaire aandoeningen stijgt door aanhoudend nachtwerk." De oorzaak is de onderdrukking van melatonine. “Melatonine is een hormoon en anti-oxidant die ons beschermt tegen vrije radicalen. Wordt de aanmaak daarvan aanhoudend onderdrukt, dan heeft dat dus een belangrijke invloed op onze gezondheid."
Bij nachtwerk komt het er met andere woorden op aan om de onderdrukking van melatonine te vermijden. Dat doet men door het spectrum van de lichtbron zodanig aan te passen dat de melanopsine er zo veel mogelijk uitgefilterd wordt. Afhankelijk van de lichtbron en de lichtsterkte kan men dan nog steeds goede resultaten behalen inzake concentratievermogen en activatie, terwijl de aanmaak van melatonine wel zijn gewone gang kan gaan.

PRESTATIES

Cognitieve functies

Naast het slaap-waakritme en de aanmaak of onderdrukking van melatonine worden trouwens ook onze onze cognitieve functies door de lichtsterkte beïnvloed. Onderzoek toont aan dat een grote dosis licht een positieve impact heeft op onder andere de alertheid, het concentratievermogen en het analytisch vermogen, waarbij men opnieuw het grootste effect optekent bij een hoge melanopsine bestralingssterkte. Het creatieve denken, daarentegen, profiteert eerder van een lage melanopsinebestralingssterkte. Afhankelijk van de functie van de ruimte in kwestie, kan het met andere woorden interessant zijn om een verlichtingsbron met een ander spectrum te kiezen. In het geval er een multifunctionele ruimte ingericht wordt, is het een optie om meerdere instellingen voor verlichtingssterkte en spectrum als presets op te slaan.

Sportprestaties

Ook sportprestaties kunnen positief beïnvloed worden door middel van licht. Ze zijn immers mede bepaald door ons circadiane ritme, waarbij piekprestaties behaald worden bij onze maximale lichaamstemperatuur, doorgaans in de vooravond. Door het creëren van een faseverschuiving van het circadiane ritme kunnen dergelijke pieken en dalen echter verschoven worden.

Daarnaast kunnen prestaties ook ogenblikkelijk beïnvloed worden. Een lichtimpuls van 4.400 lux gedurende een aantal uur kan volgens onderzoekers voor een verbetering van 5 à 6% zorgen, al is dat effect opnieuw in grote mate afhankelijk van het circadiane tijdstip. Het piekeffect van 5 tot 6% wordt enkel in de vooravond behaald.

OUDEREN

Ten slotte wijst Bracke er nog op dat de mate waarin verlichting een invloed heeft op al deze aspecten niet alleen afhankelijk is van persoon tot persoon, maar ook in grote mate van de leeftijd. “Naarmate we ouder worden, daalt onze ooglenstransmissie én worden onze pupillen kleiner, waardoor oudere mensen simpelweg minder licht, en dus minder melanopsine, ontvangen", legt Bracke uit. “Het effect zal daardoor inderdaad kleiner zijn, maar dat neemt niet weg dat verlichting ook bij deze mensen nog steeds een aantoonbare positieve impact kan hebben. Door de verlichtingssterkte te verhogen, kan men bovendien al heel wat compenseren."