Luce circadiana e ritmo del sonno: cosa mostra la ricerca

L'orologio interno dell'essere umano scorre autonomamente nel ritmo di una giornata – viene sincronizzato soprattutto dalla luce percepita attraverso gli occhi. Per questa sincronizzazione non conta solo quanto è luminoso un ambiente, ma anche a quale ora del giorno e con quale lunghezza d'onda la luce arriva. Diversi studi di laboratorio hanno esaminato come la luce regoli il rilascio dell'ormone melatonina, considerato il marcatore centrale dell'orologio interno, e un comitato scientifico internazionale ne ha dedotto valori di luce per il giorno, la sera e la camera da letto. Importante in premessa: nessuno degli studi qui citati esamina un determinato mobile, lampada o prodotto d'arredo. Sono stati misurati esclusivamente marcatori fisiologici come i livelli di melatonina e la sonnolenza soggettiva in condizioni di laboratorio controllate su adulti sani – le sezioni seguenti inquadrano questi risultati e i loro limiti.

Che la luce agisca sull'orologio interno è noto da tempo; quali lunghezze d'onda siano particolarmente efficaci è stato circoscritto da due studi indipendenti sullo spettro d'azione condotti in laboratorio. Brainard et al. (2001, n=72, Journal of Neuroscience) hanno esposto i soggetti, di notte, a luce monocromatica di diversa lunghezza d'onda e hanno identificato l'intervallo tra 446 e 477 nanometri – quindi la luce blu – come il più efficace per la soppressione della melatonina indotta dalla luce. Un secondo studio indipendente di Thapan, Arendt e Skene (2001, n=22, Journal of Physiology) ha confermato questa sensibilità alle lunghezze d'onda corte e ha individuato un picco di sensibilità attorno ai 459 nanometri. Entrambi gli studi depongono a favore di un fotopigmento circadiano proprio, indipendente dai fotorecettori visivi, nell'occhio.

Oltre alla lunghezza d'onda, gioca un ruolo anche il momento. Uno studio sulla curva di risposta di fase di Khalsa, Jewett, Cajochen e Czeisler (2003, n=21) mostra il principio di base: se una luce intensa colpisce l'occhio prima che venga raggiunto il minimo naturale della temperatura corporea centrale, l'orologio interno si sposta all'indietro – uno schema tipico della luce serale tardiva. La luce dopo tale minimo sposta invece l'orologio interno in avanti, come tipico per la luce mattutina. Lo studio ha però lavorato con una luce di laboratorio estremamente intensa, di circa 5000-10000 lux, nettamente più luminosa della normale luce domestica, e non è quindi direttamente trasferibile alla luce quotidiana.

Più vicino alla vita quotidiana è uno studio controllato di Gooley et al. (2011, n=116, adulti sani tra i 18 e i 30 anni). Rispetto a una luce scarsa inferiore a 3 lux, una normale luce ambientale inferiore a 200 lux, nelle 8 ore precedenti l'andare a dormire, ritardava l'aumento serale della melatonina nel 99 per cento dei partecipanti e riduceva la durata della produzione di melatonina di circa 90 minuti. Se la luce ambientale agiva addirittura durante il consueto orario di sonno, il livello di melatonina scendeva di oltre la metà nell'85 per cento delle misurazioni. Sull'inquadramento in termini di salute, gli stessi autori dello studio si esprimono con cautela: l'esposizione cronica alla luce serale disturberebbe la segnalazione della melatonina e potrebbe quindi potenzialmente influenzare anche il sonno, la termoregolazione, la pressione arteriosa e il metabolismo del glucosio – formulato espressamente come ipotesi, non come catena causale dimostrata in questo studio. È stata misurata esclusivamente la melatonina, non la qualità del sonno, la pressione arteriosa o la glicemia.

Sono stati esaminati anche gli schermi. In uno studio di Cajochen et al. (2011, n=13, esclusivamente giovani uomini), una sessione serale di 5 ore su uno schermo LED con maggiore componente blu (464 nanometri, emissione più che doppia rispetto a uno schermo non LED di qualità d'immagine comparabile) sopprimeva l'aumento serale della melatonina e la sonnolenza soggettiva e oggettiva più fortemente rispetto allo schermo di confronto. Allo stesso tempo, nello stesso studio, la prestazione cognitiva – attenzione, memoria di lavoro e memoria dichiarativa – risultava significativamente migliore sotto lo schermo LED: il quadro non è quindi negativo in modo univoco.

Un ulteriore studio controllato cross-over di Chang, Aeschbach, Duffy e Czeisler (2015, n=12) ha riscontrato lo stesso schema per gli e-reader: 4 ore di lettura su dispositivo autoilluminato prima di andare a dormire erano associate, rispetto al libro stampato, a un tempo di addormentamento più lungo, a un minore rilascio di melatonina e a una ridotta vigilanza al mattino. Come pianificare complessivamente la luce nello spazio abitativo – da lumen e kelvin fino all'illuminazione serale – è trattato più diffusamente nella nostra guida alla progettazione della luce negli ambienti domestici.

Da questi risultati di laboratorio, un documento di consenso internazionale, elaborato da circa 20 esperte ed esperti di cronobiologia e medicina del sonno, ha derivato valori di luce (Brown et al. 2022, PLoS Biology, nell'ambito del 2nd International Workshop on Circadian and Sleep Health). Importante per l'inquadramento: si tratta di un documento di consenso di esperti basato su dati di laboratorio già disponibili su adulti sani tra i 18 e i 55 anni – non di uno studio randomizzato proprio e non di una norma vincolante. Per trasparenza va detto che diverse autrici e diversi autori del documento di consenso dichiarano, nell'originale, legami commerciali con l'industria della luce e quella farmaceutica – un motivo in più per leggere questi valori come raccomandazione tecnica e non come indicazione neutrale.

Vale la pena osservare con attenzione l'unità di misura: la dose di luce melanopica (melanopic EDI) è una grandezza calcolata in modo specifico per l'efficacia della luce sull'orologio interno – non è identica alla normale luminosità ambientale in lux fotopici, come indicata sulle confezioni delle lampadine. Secondo lo stesso documento di consenso, molti LED bianco caldo comuni nelle abitazioni, con 2700-3000 kelvin, raggiungono già a un'intensità luminosa di circa 30 lux il limite massimo serale raccomandato di 10 lux di dose di luce melanopica, poiché la loro componente blu è naturalmente bassa.

Nonostante l'approfondimento, restano delle lacune. Nessuno degli studi citati misura esiti sanitari definiti in modo rigoroso, come la qualità del sonno rilevata a lungo termine o le malattie cardiovascolari e metaboliche in relazione alla luce serale – sono stati rilevati esclusivamente la melatonina e la sonnolenza soggettiva e oggettiva come grandezze surrogate. Nessuno studio ha misurato direttamente lampade da soggiorno, lampade da terra, abat-jour o sistemi di illuminazione dimmerabili concreti; il trasferimento delle soglie melanopiche a situazioni abitative reali resta un'estrapolazione degli autori del documento di consenso, non una misurazione propria in soggiorno o camera da letto. Inoltre, tutti gli studi citati esaminano adulti sani, prevalentemente giovani, in condizioni di laboratorio – su persone anziane, bambini e adolescenti o persone con disturbi del sonno diagnosticati non sono disponibili dati tra quelli qui riportati.

Per la propria situazione abitativa ciò significa: le raccomandazioni del comitato scientifico – giorno luminoso, luce serale attenuata e il più possibile povera di blu, una camera da letto buia – rappresentano un orientamento plausibile in base allo stato attuale della ricerca, non una ricetta garantita né un sostituto della propria sperimentazione. Chi sta ripensando l'illuminazione della camera da letto può mettere alla prova i punti citati – luminosità durante il giorno, luce serale attenuata e povera di blu, una stanza il più possibile buia – con situazioni di luce concrete nel nostro showroom a Zurigo. Una consulenza non sostituisce uno studio, ma aiuta nell'attuazione pratica.