Viime vuosina valaistustutkimus on keskittynyt paljon sirkadiaaniseen valaistukseen, joka tarkastelee valon vaikutusta vuorokausirytmiin.
Samalla toinen tutkimusalue on noussut nopeasti esiin: punaisen ja near-infrared-valon biologiset vaikutukset.
Tätä ilmiötä tutkitaan usein nimellä photobiomodulation (PBM). Siinä tutkitaan, miten tietyt valon aallonpituudet voivat vaikuttaa solujen toimintaan.
Near-infrared-valo (NIR) sijaitsee näkyvän valon jälkeen spektrissä noin 700–1000 nanometrin aallonpituusalueella.
Near-infrared-valo auringonvalossa
Auringonvalo sisältää laajan spektrin eri aallonpituuksia:
• ultraviolettivaloa
• näkyvää valoa
• infrapunavaloa
Itse asiassa merkittävä osa auringon säteilystä on infrapunaa, jota emme näe silmällä mutta jonka tunnemme lämpönä.
Sisävalaistus taas koostuu yleensä pääasiassa näkyvästä valosta, eikä siinä usein ole juuri lainkaan infrapunakomponenttia.
Tämä on herättänyt kysymyksiä siitä, voiko spektrillä olla vaikutusta ihmisen biologisiin prosesseihin.
Photobiomodulation ja mitokondriot
Yksi eniten tutkituista mekanismeista liittyy solujen energiantuotantoon.
Tutkimusten mukaan punainen ja near-infrared-valo voivat vaikuttaa mitokondrioihin, jotka tuottavat solujen tarvitsemaa energiaa ATP:n muodossa.
Erityisesti entsyymi nimeltä cytochrome c oxidase voi absorboida näitä aallonpituuksia.
Tämän seurauksena solussa voi tapahtua esimerkiksi:
• lisääntynyt ATP-tuotanto
• muutoksia solujen aineenvaihdunnassa
• solujen signaalireaktioita
Näitä vaikutuksia on tutkittu esimerkiksi kudosten paranemisen, lihasvaurioiden ja hermoston toiminnan yhteydessä.
Yksi alan keskeisistä tutkijoista on ollut Michael Hamblin, joka on tutkinut photobiomodulationin mekanismeja.
Tutkimuksia near-infrared-valosta
Photobiomodulation-tutkimusta tehdään monilla lääketieteen aloilla.
Tutkimuksissa on tarkasteltu esimerkiksi:
• kudosten paranemista
• tulehdusreaktioita
• lihasten palautumista
• hermoston toimintaa
Tutkimusta on julkaistu muun muassa lääketieteellisissä tietokannoissa kuten National Institutes of Health sekä biolääketieteen tutkimuslehdissä.
Joissakin tutkimuksissa on havaittu, että tietyillä aallonpituuksilla valo voi vaikuttaa solujen energiantuotantoon ja tulehdusreaktioihin.
On kuitenkin tärkeää huomata, että monet tutkimukset on tehty terapeuttisilla laitteilla, joissa valon intensiteetti on huomattavasti suurempi kuin tavallisessa valaistuksessa.
Voiko near-infrared-valo vaikuttaa sisävalaistukseen?
Tällä hetkellä suurin osa tutkimuksesta keskittyy lääketieteellisiin sovelluksiin.
Silti valaistusalan tutkijat ovat alkaneet pohtia, voisiko tulevaisuuden valaistus sisältää laajemman spektrin, joka muistuttaa enemmän luonnonvaloa.
Tätä lähestymistapaa kutsutaan joskus biologiseksi valaistukseksi, jossa tarkastellaan valon vaikutuksia:
• vuorokausirytmiin
• hyvinvointiin
• solujen biologisiin prosesseihin
Tutkimus tällä alueella on kuitenkin vielä varhaisessa vaiheessa.
Mitä tiedämme tällä hetkellä?
Nykyinen tutkimus viittaa siihen, että:
• punainen ja near-infrared-valo voivat vaikuttaa solujen energiantuotantoon
• photobiomodulation-ilmiötä tutkitaan aktiivisesti lääketieteessä
• valon biologiset vaikutukset voivat olla laajempia kuin pelkkä näkeminen
Samalla tutkijat korostavat, että vaikutukset riippuvat voimakkaasti:
• valon voimakkuudesta
• aallonpituudesta
• altistusajasta
Yhteenveto
Valon vaikutus ihmiseen on monimutkainen biologinen ilmiö. Tutkimukset sirkadiaanisesta valaistuksesta ovat jo osoittaneet, että valaistus voi vaikuttaa vuorokausirytmiin ja uneen.
Near-infrared-valon tutkimus viittaa siihen, että tietyillä aallonpituuksilla voi olla vaikutuksia myös solujen energiantuotantoon ja kudosten toimintaan.
Vaikka valaistuksen biologiset vaikutukset ovat edelleen aktiivisen tutkimuksen kohteena, aihe herättää yhä enemmän kiinnostusta sekä tutkijoiden että valaistusalan asiantuntijoiden keskuudessa.
Lähteet
• Hamblin, M. – Photobiomodulation research
• Sommer, A. – Mitochondrial ATP production and light
• National Institutes of Health – photobiomodulation research database
• Karu, T. – Cellular mechanisms of photobiomodulation
