Sirkadiaaninen valaistus, mitä se tarkoittaa?

Valo on ihmiselle paljon enemmän kuin pelkkä näkemisen mahdollistaja. Viimeisten kahden vuosikymmenen aikana tutkimus on osoittanut, että valaistus vaikuttaa myös ihmisen biologiseen kelloon eli vuorokausirytmiin.

Tätä tutkimusaluetta kutsutaan usein sirkadiaaniseksi valaistukseksi tai human-centric lightingiksi. Tavoitteena on ymmärtää, miten valaistusympäristö voi tukea ihmisen luonnollista vuorokausirytmiä ja hyvinvointia.

Erityisesti sisätiloissa tämä on tärkeää, sillä monet ihmiset viettävät nykyään yli 80–90 % ajastaan rakennusten sisällä, missä luonnonvalon määrä voi olla huomattavasti pienempi kuin ulkona.

Mikä on vuorokausirytmi?

Ihmisen keho toimii luonnollisen noin 24 tunnin biologisen rytmin mukaan. Tätä kutsutaan sirkadiaaniseksi rytmiksi.

Vuorokausirytmi säätelee muun muassa:

• unen ja valveen rytmiä

• hormonien tuotantoa

• kehon lämpötilaa

• aineenvaihduntaa

• vireystilaa päivän aikana

Biologisen kellon keskus sijaitsee aivoissa hypotalamuksessa alueella nimeltä suprachiasmatic nucleus (SCN). Tämä sisäinen kello synkronoituu ympäristön valon avulla.

Valon vaikutus melatoniiniin ja vireyteen

Yksi keskeisimmistä vuorokausirytmiä säätelevistä hormoneista on melatoniini.

Melatoniinia kutsutaan usein “pimeähormoniksi”, koska:

• sen tuotanto lisääntyy illalla

• se auttaa kehoa valmistautumaan uneen

• kirkas valo vähentää sen tuotantoa

Kun silmät altistuvat kirkkaalle valolle aamulla, melatoniinin tuotanto vähenee ja keho siirtyy valve- ja vireystilaan. Illalla taas vähäinen valaistus auttaa melatoniinia nousemaan, mikä tukee nukahtamista.

Tutkimusten mukaan erityisesti sinisen valon aallonpituudet (noin 460–480 nm) vaikuttavat voimakkaasti melatoniinin säätelyyn.

ipRGC-solut – valon biologinen aisti

Vuonna 2002 tutkijat löysivät silmästä uuden valoherkän solutyypin: intrinsically photosensitive retinal ganglion cells (ipRGC).

Nämä solut eivät vastaa varsinaisesta näkemisestä. Sen sijaan niiden tehtävä on välittää tietoa valosta suoraan aivojen biologiselle kellolle.

ipRGC-solut ovat erityisen herkkiä siniselle valolle, ja niiden kautta valaistus voi vaikuttaa:

• vuorokausirytmiin

• melatoniinin tuotantoon

• vireystilaan

• hormonitoimintaan

Tämä löytö muutti merkittävästi valaistustutkimusta ja johti käsitteeseen sirkadiaaninen valaistus.

Keskeistä tutkimusta tällä alalla on tehnyt esimerkiksi Lighting Research Center sekä standardointityötä tekevä International Commission on Illumination.

Päivänvalo – luonnollinen sirkadiaaninen valaistus

Luonnossa vuorokausirytmiä ohjaa ennen kaikkea auringonvalo.

Aamulla päivänvalo on:

• kirkasta

• spektriltään viileää

• sinistä valoa sisältävää

Illalla taas valo muuttuu:

• himmeämmäksi

• lämpimämmäksi

• punertavammaksi

Tämä luonnollinen valon vaihtelu toimii biologisena signaalina keholle:

• aamulla herääminen

• päivällä vireys

• illalla rauhoittuminen

Sisätiloissa valaistus on kuitenkin usein tasainen koko päivän, mikä ei välttämättä tue vuorokausirytmiä samalla tavalla.

Mitä sirkadiaaninen valaistus tarkoittaa käytännössä?

Sirkadiaanisen valaistuksen tavoitteena on tuoda sisätiloihin valaistus, joka tukee kehon luonnollista rytmiä.

Tämä voi tarkoittaa esimerkiksi:

Aamulla ja päivällä

• kirkkaampi valaistus

• viileämpi värilämpötila

• enemmän sinistä spektriä

Illalla

• himmeämpi valaistus

• lämpimämpi sävy

• vähemmän sinistä valoa

Monissa moderneissa valaistusjärjestelmissä tämä toteutetaan dynaamisella valaistuksella, jossa valaistuksen kirkkaus ja värilämpötila muuttuvat päivän aikana.

Miksi sirkadiaaninen valaistus kiinnostaa tutkijoita?

Tutkimus on yhdistänyt vuorokausirytmin häiriöt moniin terveyteen liittyviin tekijöihin, kuten:

• unihäiriöihin

• väsymykseen

• mielialan vaihteluihin

• metabolisiin sairauksiin

Tämän vuoksi tutkijat ovat kiinnostuneita siitä, miten valaistusympäristö voisi auttaa tukemaan luonnollista rytmiä.

Sirkadiaanista valaistusta tutkitaan erityisesti:

• toimistoissa

• kouluissa

• sairaaloissa

• hoivaympäristöissä

Yhteenveto

Valo vaikuttaa ihmiseen paljon laajemmin kuin pelkästään näkemisen kautta. Tutkimukset ovat osoittaneet, että valaistus voi vaikuttaa suoraan ihmisen biologiseen kelloon, joka säätelee muun muassa unta, hormonitoimintaa ja vireyttä.

Sirkadiaaninen valaistus pyrkii huomioimaan nämä biologiset vaikutukset ja luomaan valaistusympäristöjä, jotka tukevat luonnollista vuorokausirytmiä.

Vaikka tutkimus kehittyy edelleen, yksi asia on selvä: valaistuksella on merkittävä rooli siinä, miten ihmiset jaksavat, keskittyvät ja nukkuvat.

Lähteet

• Berson, D. et al. (2002). Phototransduction by retinal ganglion cells that set the circadian clock. Science.

• Rea, M. & Figueiro, M. – Lighting Research Center

• International Commission on Illumination – CIE S 026:2018 melanopic metrics

• Brown, T. (2020). Melanopic irradiance and circadian photoreception.