Una arquitecta de la UCR lidera un proyecto pionero en Costa Rica sobre la exposición a la luz

Diversos estudios indican que la exposición a la luz influye de forma importante en la salud y el comportamiento humano, ya que afecta el sueño, las funciones cognitivas y los procesos neuroendocrinos. También puede influir en el estado de alerta, el ánimo, la frecuencia cardíaca y la producción de melatonina. Todas estas consecuencias se conocen como efectos no visuales de la luz. 

Durante décadas, la ciencia se enfocó en los efectos visuales de la luz y dejó de lado sus efectos biológicos. Sin embargo, a inicios del siglo XXI, se produjo un cambio de paradigma con el descubrimiento de las células ganglionares intrínsecamente fotosensibles (ipRGCs, por sus siglas en inglés) de la retina, que son las responsables de regular los ritmos circadianos y otros procesos fisiológicos.

Por esta razón, la investigadora y arquitecta Andrea Sancho Salas enfocó su estudio en evaluar los patrones de exposición a la luz y su relación con la salud y el comportamiento en personas en San José durante las épocas seca y lluviosa. Los hallazgos brindarán pruebas que fundamenten las recomendaciones para las prácticas de iluminación en edificaciones en climas tropicales como el de Costa Rica.

La enfermera Lourdes Arce, especialista en promoción de la salud, señala que desde esta área se conoce que el entorno influye directamente en el bienestar y que la luz es parte de ese entorno.

Arce añade que, por la dinámica de vida, las personas pasan muchas horas en espacios cerrados y, por eso, es importante reflexionar sobre cómo los ambientes pueden favorecer o afectar la salud sin que lo notemos. 

Sancho, por su parte, explica que las células ganglionares intrínsecamente fotosensibles (ipRGCs) contienen un fotopigmento llamado melanopsina, el cual es sensible a la luz azul o cian (parte del espectro de luz, aprox. 480 nm). Estas células detectan la luz para regular funciones no formadoras de imágenes, como el reflejo pupilar de la luz, el estado de alerta y el ciclo circadiano. 

Las células ganglionares ipRGCs mandan señales al núcleo supraquiasmático (NSQ), que es el reloj biológico maestro de nuestro cerebro. El NSQ funciona como un “director de orquesta” que regula funciones fisiológicas del cuerpo (como la temperatura corporal y el apetito) y sincroniza los ritmos circadianos (procesos biológicos que un organismo experimenta cada 24 horas). También se encarga de liberar hormonas como la melatonina y el cortisol, en respuesta a la luz que reciben nuestros ojos, y regula nuestro ciclo de sueño-vigilia. 

Sancho detalla que el ciclo de luz-oscuridad es el zeitgeber (término alemán que se refiere al sincronizador externo de tiempo) más importante para el ritmo circadiano humano. La exposición a la luz natural, especialmente durante la mañana, es el principal marcador temporal para nuestra salud circadiana y, por ende, nuestra higiene del sueño. 

La enfermera Arce indica que una exposición adecuada a la luz ayuda a regular el reloj biológico, mejorar el descanso y mantener niveles adecuados de energía durante el día. En cambio, si se recibe poca luz natural durante el día o mucha luz artificial en la noche, se altera el ritmo circadiano, lo cual puede traducirse en problemas de sueño, irritabilidad, dificultad para concentrarse y, a largo plazo, afectaciones en la salud metabólica. 

Este estudio nace del proyecto “sombrilla” llamado “Metrología para registradores de luz portátiles y dosímetros de radiación óptica” (MeLiDos, por sus siglas en inglés), una iniciativa que recolectó datos sobre la exposición personal a la luz en diferentes partes del mundo. 

El proyecto se desarrolló en Alemania, Ghana, Países Bajos, España, Suecia y Turquía. Costa Rica es el único país de América que participa en esta iniciativa. Todos los países utilizan un mismo protocolo; por eso, otro de los objetivos de la investigación costarricense es hacer un estudio comparativo con los resultados en países con climas estacionales. 

En nuestro país el estudio contó con la participación de 39 personas. Cada individuo utilizó un sensor colgado del cuello y otro en la muñeca durante una semana y reportó condiciones de bienestar, así como diarios matutinos y vespertinos en los que se indicaban las condiciones de luz y calidad del sueño. Los sensores medían cada 10 segundos la temperatura de la piel, la iluminancia fotópica y la iluminancia melanópica que recibe la persona, es decir, la luz que afecta el ciclo circadiano.  

El sensor de la muñeca medía la actividad física o reposo de la persona mediante un acelerómetro, mientras que el sensor del cuello se encargaba de medir la exposición a la luz más cercana a la retina, que es por donde la señal llega al cerebro. Estos aparatos recolectaron datos que están siendo analizados. 

Las personas investigadoras son las arquitectas Andrea Sancho y Helga von Breymann, el arquitecto Jan Flor y el cronobiólogo Manuel Spitschan. 

Medición de exposición a la luz en la vida cotidiana

Las personas voluntarias siguieron un protocolo estricto durante una semana. El primer día recibieron instrucciones generales, llenaron un consentimiento informado y un cuestionario para identificar su cronotipo. Este último describe las preferencias naturales de las personas para despertarse y dormirse, es decir, indica si el individuo tiene una predisposición natural a ser una persona matutina o vespertina.

Todas las mañanas debían llenar un diario matutino en el que indicaban a qué hora se despertaron, su calidad de sueño y si era un día laboral o libre. 

Cuatro veces al día realizaron un registro sobre las condiciones actuales del día en términos de luz, estado de ánimo y estado de alerta. 

También realizaron un diario nocturno con aspectos sobre el ejercicio, bienestar y exposición a la luz. Finalmente, cada participante envió una foto que resume el diario de actividad del día. Para todos los cuestionarios y diarios se utilizó la plataforma RedCap, la cual cuenta con una interfaz amigable y accesible desde el dispositivo móvil. 

Las personas voluntarias dormían con el sensor de la muñeca (un brazalete) para monitorear la actividad y el reposo 24/7. El sensor del cuello lo colocaban en la mesa de noche para estudiar si tenían alguna fuente de luz que les perturbara el sueño. También se registraron el uso y la experiencia de los sensores en caso de tener alguna incomodidad.

La consigna fue que los participantes debían seguir su rutina: levantarse a la misma hora de siempre, hacer la actividad física usual (caminar, correr, bailar, etc.) y permanecer en la casa normalmente. Sancho indica que era muy importante que se midiera la exposición a la luz en la vida cotidiana porque existen pocos datos bajo estas condiciones. Otros estudios miden la exposición a la luz en laboratorios con variables controladas. 

El comportamiento y el entorno construido influyen en la exposición de las personas a la luz  

Sancho señala que uno de los hallazgos es que, aunque Costa Rica posea condiciones privilegiadas de luz, hay un perfil de exposición a la luz variado entre los participantes, porque la cantidad que reciben también depende del comportamiento de cada uno de ellos y del ambiente construido que tienen a su alrededor.  

La luz natural cambia a lo largo del día, tanto en intensidad como en composición espectral, debido al movimiento del Sol. Sancho explica que, en las primeras horas de la mañana, la luz es más blanca y brillante. Conforme avanza el día, su intensidad disminuye y adquiere tonalidades más amarillas o anaranjadas y, al final de la tarde, se vuelve más rojiza. Estas variaciones le indican al cuerpo cuándo debe estar más alerta y cuándo es momento de disminuir ese estado de activación.

Según la investigadora, diversos estudios muestran que, para que las personas estén alertas al menos cuatro horas durante el día, deben recibir al menos 250 luxes melanópicos.

De acuerdo con la Comisión Internacional de Iluminación, el lux melanópico o iluminancia melanópica equivalente (equivalent melanopic lux, EML) es una medida de la cantidad de luz que estimula el sistema circadiano humano, ponderada según la sensibilidad de la melanopsina presente en las células ganglionares. 

Sancho aconseja que para recibir la suficiente luz natural se debe realizar un paseo corto de 10 a 20 minutos por la mañana, ya que el sistema circadiano responde especialmente bien a la luz temprana y sostenida. Durante el día, también recomienda trabajar cerca de una ventana con vista al cielo, que permita la entrada de luz natural indirecta, y mantener las cortinas abiertas.

En los resultados preliminares, Sancho observó que en promedio la mayoría de las personas participantes no están recibiendo los 250 luxes necesarios durante la mañana. Otro de los datos encontrados es que la luz natural que reciben las personas es en el período de traslados de la casa al trabajo y viceversa. 

La mayor parte de los participantes (51 %) presentó un cronotipo intermedio, es decir, ni matutino ni vespertino. Un 41 % mostró tendencia matutina (36 % moderadamente matutinos y 5,1 % definitivamente matutinos), mientras que solo un 7,7 % correspondió al cronotipo moderadamente vespertino. No se registraron cronotipos definitivamente vespertinos. 

Asimismo, Sancho destaca que la muestra de Costa Rica (39 individuos) es la más grande de los países participantes. Además, es una base de datos global, abierta y estandarizada con los demás países que participan en el proyecto, la cual permite que cualquier persona pueda analizar y comparar la información.  

Los resultados disponibles en este momento son descriptivos. Sin embargo, la investigadora ya está en una etapa de análisis y correlación de datos sobre fuentes de luz, comportamiento y actividad. Una de las metas es brindar retroalimentación y recomendaciones de prácticas para mejorar su salud a las personas voluntarias del proyecto. 

En marzo empezó la segunda recolección de datos para obtener información sobre la exposición a la luz en la época seca. Esta fase también la llevarán a cabo Ghana y Turquía. El estudio tendrá nuevas personas voluntarias para este período de recolección. 

Si alguna persona desea participar, puede escribir al correo andrea.fskosancho_s  @ucrtxgs.ac.cr.