ES2346648T3 - Uso de un filtro optico para la prevencion de la supresion de melatonina por la luz en la noche. - Google Patents
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Abstract
Uso, en un dispositivo luminoso, de un filtro óptico para evitar la supresión de melatonina por la luz en la noche en un humano, en el que el filtro óptico es un recubrimiento sobre, como mínimo, una superficie del dispositivo, en el que el filtro óptico funciona para bloquear de forma sustancial la luz que tiene una longitud de onda inferior o de aproximadamente 530 nm.
Description
Uso de un filtro óptico para la prevención de la
supresión de melatonina por la luz en la noche.
La presente invención se refiere al uso de un
dispositivo para inhibir la luz supresora de la melatonina y en
particular a un dispositivo para evitar la supresión de los niveles
de melatonina que existen normalmente tras la exposición a luz de
longitud de onda de amplio espectro en la noche.
Una forma de contaminación ambiental que ha
atraído el interés recientemente es la contaminación lumínica, en
forma de intromisión de luz, la iluminación hacia arriba que
oscurece el cielo nocturno y el resplandor o luz lateral que ciega
de noche. Además, existen evidencias recientes de que la exposición
a la luz en la noche puede tener efectos perjudiciales sobre la
salud tanto de animales como de humanos. La secreción de melatonina
a partir de la glándula pineal se ha implicado en la etiología de
estos efectos adversos sobre la salud por la exposición a la luz en
la noche.
La melatonina,
N-acetil-5-metoxitriptamina,
es la hormona principal de la glándula pineal y media en muchas
funciones biológicas, particularmente aquellas que están controladas
por la duración de la luz y la oscuridad. La melatonina se
sintetiza a partir de triptófano a través de la serotonina, que es
N-acetilada por la enzima N-acetil
transferasa o NAT y, a continuación, es metilada por la
hydroxi-indol-O-metil
transferasa. La enzima NAT es la enzima limitante de la velocidad
en la síntesis de melatonina y se incrementa por la norepinefrina
en las terminaciones nerviosas simpáticas en la glándula pineal. La
norepinefrina se libera de noche o en la fase de oscuridad a partir
de estas terminaciones nerviosas. De esta forma, la secreción de
melatonina está controlada principalmente por las fases de luz y
oscuridad.
La secreción de melatonina en humanos es
circadiana, con altos niveles en la noche y bajos niveles en la
mañana. El ciclo de luz/oscuridad es un sincronizador de tiempo
penetrante y prominente de la regulación del sistema de
sincronización circadiano: en presencia de luz, la salida del Tracto
Retinohipotalámico inhibe la síntesis de melatonina, mientras que
la oscuridad la estimula.
Igual que las miríadas de ritmos circadianos en
mamíferos (bebida y comida, ciclo de vigilia-sueño,
temperatura, cortisol, corticosterona, etc.), el ritmo de la
melatonina se genera por un marcapasos endógeno ubicado en el
núcleo supraquiasmático del hipotálamo anterior (SCN). En humanos,
el ritmo circadiano para la liberación de melatonina está
estrechamente sincronizado con los horarios habituales de sueño.
Usualmente, la secreción de melatonina comienza a las 21:00 horas
(9 pm) y aumenta hasta un pico a las 02:00 horas (2 am) y a
continuación cae hasta su punto más bajo a las 06:00 horas (6 am).
Sin embargo, una característica curiosa del ritmo de melatonina es
que se puede interrumpir de forma aguda por exposición a la luz. Se
ha demostrado que la exposición a la luz en la noche subjetiva
temprana retrasa la sincronización del reloj circadiano mientras que
la exposición a la luz en la noche subjetiva tardía adelanta la
sincronización del reloj. La exposición a la luz a cualquier hora
suprime la secreción de melatonina.
El ritmo de secreción de melatonina cambia para
los trabajadores por turnos, que eventualmente tienen una subida y
bajada diferentes, en dependencia de su tiempo "normal" de
descanso. Los viajeros entre diferentes zonas horarias sufren del
denominado "jet lag", que en gran parte está relacionado con
que su ciclo circadiano de melatonina está fuera de sincronización
con la hora local. La supresión de la melatonina por la luz puede
ocurrir de forma muy rápida en la fase oscura, con el retorno de la
secreción rápidamente después de la suspensión de la luz. La
exposición a la luz en medio del período de oscuridad da como
resultado la supresión de los niveles de melatonina de hasta un
85%.
Todas las funciones de la melatonina aún no se
han definido, pero esta hormona al parecer: 1) Sincroniza los
ritmos circadianos del cuerpo, 2) Estimula la función inmune, 3)
Inhibe el crecimiento de las células cancerígenas in vitro,
y 4) Reduce la progresión y promoción del cáncer in vivo.
Algunas formas de cáncer, por ejemplo, algunos
cánceres de mama y cánceres de próstata, son dependientes de
hormonas. En el tubo de ensayo, la melatonina inhibe el crecimiento
de tumores de células de cáncer de mama y en animales bloquea el
crecimiento de cáncer de mama. Se ha demostrado recientemente que la
melatonina es un potente antioxidante que secuestra radicales
hidroxilo altamente reactivos y protege al ADN in vitro del
daño por radicales libres. Este efecto es dependiente de la
concentración. La actividad antioxidante puede ser una de las vías
por la que la melatonina ayuda a prevenir los cánceres. La
eliminación de la glándula pineal en animales puede incrementar el
crecimiento de algunos cánceres. Por el contrario, mujeres con una
profunda ceguera bilateral poseen niveles de melatonina elevados y
una incidencia significativamente menor de cáncer de mama, tal como
se describe en Hahn RA, Profound bilateral blindness and the
incidence of breast cancer ("Ceguera bilateral profunda y la
incidencia de cáncer de mama"), Epidemiology 1991; 2:
208-10.
Los estudios clínicos han demostrado que los
trabajadores por turnos, que trabajan una parte de la noche o
durante toda la noche en un ambiente iluminado, pueden tener tasas
incrementadas de enfermedades cardíacas y de cáncer, tal como se
describe en Kawachi I, y otros, Prospective study of shift work and
risk of coronary heart disease in women ("Estudio prospectivo del
trabajo por turnos y el riesgo de enfermedades coronarias en
mujeres"), Circulation 1995; 92: 3178-82 y Hansen
J, Increased breast cancer risk among women who work predominantly
at night ("Riesgo de cáncer de mama entre mujeres que trabajan
predominantemente de noche"), Epidemiology 2001; 12:
74-7.
Dos estudios epidemiológicos han determinado una
relación entre la exposición a la luz en la noche y el riesgo
incrementado de cáncer de mama. En un estudio descrito en Davis S,
y otros, Night shift work, light at night, and risk of breast
cancer ("Trabajo en el turno de noche, luz en la noche y riesgo de
cáncer de mama"), J Natl Cancer Inst 2001; 93:
1557-62, se compararon los casos de pacientes con
cáncer de mama (n = 813), con edades entre 20-74
años, con individuos de control (n = 793) identificados por discado
de números aleatorios y de similar edad. Se realizó una entrevista
en persona para reunir información sobre hábitos de sueño y el
ambiente de iluminación del dormitorio en los 10 años anteriores al
diagnóstico y la historia ocupacional de toda la vida. Los autores
encontraron que el riesgo de cáncer de mama se incrementó entre los
individuos que frecuentemente no dormían durante el período de la
noche cuando los niveles de melatonina se encuentran usualmente en
su valor máximo (OR = 1,14 por cada noche por semana; 95% CI = 1,01
a 1,28). El riesgo no se incrementó con el sueño interrumpido,
acompañado por encender una luz. Hubo un indicio de riesgo
incrementado entre los individuos con los dormitorios más
luminosos. El trabajo por turnos en cementerios se asoció con un
riesgo incrementado de cáncer de mama (OR = 1,6; 95% CI = 1,0 A
2,5), con una tendencia de riesgo incrementado con el aumento de
los años y con más horas de trabajo por turnos en el cementerio por
semana (P = 0,02). Los resultados de este estudio proporcionaron
evidencias de que la exposición a la luz en la noche puede estar
asociada con el riesgo de desarrollar cáncer de mama. Los autores
especularon que la exposición a la luz en la noche puede
incrementar el riesgo de cáncer de mama al suprimir la producción en
la noche de melatonina por la glándula pineal, que, a su vez, puede
incrementar la liberación de estrógeno por los ovarios.
Se analizaron también los datos del Estudio de
Salud de Enfermeras para buscar una conexión entre la luz en la
noche y el riesgo de cáncer de mama. Los autores investigaron la
relación entre el cáncer de mama y trabajar en turnos rotativos
durante un seguimiento de 10 años en 78562 mujeres del Estudio de
Salud de Enfermeras, descrito en Schernhammer E S, y otros,
Rotating night shifts and risk of breast cancer in women
participating in the nurses' health study ("Turnos rotativos
nocturnos y riesgo de cáncer de mama en mujeres que participan en
el estudio de salud de enfermeras"), J Natl Cancer Inst 2001; 93:
1563-8. En 1988 se comprobó la información sobre el
número total de años durante los cuales las enfermeras habían
trabajado en turnos rotativos de noche de tres o más días por mes.
Desde junio de 1988 hasta mayo de 1999, se documentaron 2441
episodios de cáncer de mama. Los autores observaron un incremento
moderado en el riesgo de cáncer de mama entre las mujeres que
habían trabajado 1-14 años ó 15-29
años en turnos rotativos nocturnos. (RR multivariable ajustada =
1,08, [95% CI = 0,99 a 1,18] y RR = 1.08 [95% CI = 0,90 a 1,30],
respectivamente). El riesgo aumentó aún más entre las mujeres que
trabajaron 30 años o más en el turno de la noche (RR = 1,36; 95% CI
= 1,04 a 1,78). La prueba de la tendencia fue estadísticamente
significativa (P = 0,02). Ellos concluyeron que las mujeres que
trabajaron en turnos rotativos de noche, como mínimo, de tres
noches por mes, además de días y noches en ese mes, al parecer
tenían un riesgo moderadamente incrementado de cáncer de mama
después de períodos extendidos de trabajo en turnos rotativos de
noche.
En todos los estudios clínicos, se pensaba que
el efecto adverso de la exposición a la luz en la noche sobre el
riesgo de cáncer actuaba a través de la supresión de los niveles de
melatonina. Un estudio reciente examinó los efectos de diferentes
longitudes de onda de la luz sobre la supresión de melatonina y los
cambios de fase de los ritmos de melatonina salivar en humanos,
descrito en Wright HR, y Lack LC, Effect of light wavelength on
suppression and phase delay of the melatonin rhythm ("Efecto de la
longitud de onda de la luz sobre la supresión y retraso de fase del
ritmo de la melatonina"), Chronobiol Int 2001; 18:
801-8. Las longitudes de onda comparadas fueron 660
nm (rojo), 595 nm (ámbar), 525 nm (verde), 497 nm (azul/verde) y 470
nm (azul) y se administró luz de cada longitud de onda usando
diodos emisores de luz equiparados para una irradiancia de 130
\muW/cm^{2}. Quince voluntarios participaron en cada una de las
condiciones de longitud de onda y una condición de control sin luz,
en la que cada condición se llevó a cabo durante dos noches
consecutivas. Se colectaron muestras de saliva cada media hora
desde las 19:00 hasta las 02:00 horas durante la noche 1 y hasta
las 01:00 horas en la noche 2. Durante la primera noche se
administró luz para las condiciones experimentales sólo desde la
medianoche hasta las 02:00 horas. Se calcularon el porcentaje de
supresión de melatonina en la noche 1 y el inicio de melatonina de
luz tenue (dim light melatonin onset - DLMO) para cada noche.
Las longitudes de onda más cortas de 470, 497 y 525 nm mostraron
las mayores supresiones de melatonina, de 65% a 81%. Las longitudes
de onda más cortas mostraron también los mayores retrasos de DLMO en
la noche 2, en el intervalo de 27 a 36 min. Hubo una supresión
mucho menor de melatonina por longitudes de onda mayores, tales
como la luz roja o ámbar.
En un modelo de rata, la exposición a luz de
diferentes longitudes de onda resultó también en hallazgos similares
con relación a la supresión de melatonina, tal como se describe en
Honma S, y otros, Light suppression of nocturnal pineal and plasma
melatonin in rats depends on wavelength and time of day
("Supresión de luz de melatonina de la glándula pineal y
plasmática nocturna en ratas depende de la longitud de onda y la
hora del día"), Neurosci Lett 1992;147:201-4.
Los efectos de la luz sobre la glándula pineal y la melatonina
plasmática se examinaron en ratas Wistar y
Long-Evans a la hora 4 en la fase oscura (luz
apagada desde las 18:00 a las 06.00 horas) usando luces de dos
longitudes de onda monocromáticas diferentes pero con la misma
irradiancia. El pulso de luz verde (520 nm) emitido a las 24:00 h
suprimió la melatonina pineal y plasmática hasta el nivel de día
durante, como mínimo, 2 h, mientras que el pulso de luz roja (660
nm) suprimió la melatonina pineal sólo de forma transitoria y no
suprimió en absoluto la melatonina plasmática.
Los estudios en animales, en Beniashvili y
otros, Effect of light/dark regimen on
N-nitrosoethylurea-induced
transplacental carcinogenesis in rats ("Efecto del régimen de
luz/oscuridad sobre la carcinogénesis transplacentaria inducida por
N-nitrosoetilurea en ratas"). Cancer Lett., 2001;
Feb. 10; 163(1): 51-7, han demostrado que la
exposición constante a la luz promueve significativamente la
carcinogénesis transplacentaria. Los estudios de observación han
asociado el trabajo de turno de noche con un riesgo incrementado de
cáncer de mama y colorrectal, tal como se demuestra en, por
ejemplo, Tynes y otros, Incidence of breast cancer in Norweigan
female radio and telegraph operators ("Incidencia de cáncer de
mama en operadoras de radio y telégrafos femeninas noruegas")
Cancer Causes Control. 1996 Mar; 7(2):
197-204; Hansen, J., Light at night, shiftwork, and
breast cancer risk ("Luz de noche, trabajo por turnos y riesgo de
cáncer de mama"). J. Natl Cancer Inst. 2001 Oct 17;
93(20): 1513-5; y Schernhammer y otros,
Night-shift work and risk of colorectal cancer in
the nurses' health study ("Trabajo en el turno de noche y riesgo
de cancer colorectal en el studio de salud de enfermeras"). J
Natl. Cancer Inst. 2003 Jun 4; 95(11):
825-8. Además, se ha demostrado que la melatonina es
un secuestrador de radicales libres y antioxidante y las
condiciones que incluyen daños a radicales libres se pueden agravar
por la supresión de niveles de melatonina por la luz (Reiter,
Potential biological consequences of excessive light exposure:
melatonin suppression, DNA damage, cancer and neurodegenerative
diseases ("Consecuencias biológicas potenciales de exposición
excesiva a la luz: supresión de melatonina, daño de ADN, cáncer y
enfermedades neurodegenerativas") Neuroendocrinol Lett. 2002
Jul; 23 Suppl 2: 9-13). Estos resultados sugieren
que los trabajadores por turnos pueden tener un riesgo incrementado
de desarrollar varias formas de cáncer debido a la exposición
repetida a la luz en la noche.
Por lo tanto, los estudios en humanos y en ratas
han demostrado que diferentes longitudes de onda de la luz durante
la fase de oscuridad suprimen los niveles de melatonina de forma
diferencial. La luz blanca y la luz de longitud de onda corta
(verde y azul) suprimen la melatonina en el mayor grado, mientras
que longitudes de onda de luz mayores (por ejemplo rojo) tienen
poca o ninguna supresión de melatonina. Es deseable, por lo tanto,
proporcionar un filtro óptico que bloquee selectivamente la luz de
una longitud de onda capaz de suprimir los niveles de melatonina en
un humano, que pueda ser usado por humanos que están expuestas a luz
supresora de melatonina en los tiempos de producción de picos de
melatonina.
La Patente estadounidense US 6.019.476 da a
conocer el uso de un filtro de luz en un dispositivo de iluminación
para obtener un espectro completo de luz natural y el efecto del
mismo en la regulación de los niveles de melatonina.
La Patente estadounidense US 5.400.175 da a
conocer filtros ópticos a ser usados durante el día (por ejemplo,
gafas de sol), cuyo efecto es bloquear de forma selectiva la luz que
suprimiría la producción de melatonina en el usuario. Este
documento da a conocer filtros que bloquean por debajo de 450, 500,
510, 530 ó 550 nm.
La presente invención puede entenderse mejor
mediante la descripción adjunta y puede ser más ilustrada mediante
las figuras, en las que:
la figura 1 muestra las características técnicas
de los lentes amarillos descritos en el ejemplo 1;
las figuras 2A-C muestran los
efectos característicos de la luz brillante y filtrada sobre la
secreción de melatonina endógena en tres pacientes masculinos, tal
como se describe en el ejemplo 1;
las figuras 2D-E muestran los
efectos característicos de la luz brillante y filtrada sobre la
secreción de melatonina endógena en tres pacientes femeninos, tal
como se describe en el ejemplo 1; y
la figura 3 muestra los valores relativos de la
secreción de melatonina durante la luz tenue, la exposición a la
luz brillante y la exposición a la luz protegida por lentes
amarillos, tal como se describe en el ejemplo 1.
La presente invención se define mediante las
reivindicaciones.
A continuación se proporciona una definición
para algunos de los términos utilizados en el presente
documento:
Luz supresora de melatonina es luz que tiene una
longitud de onda que suprime la producción o secreción de
melatonina en un humano. Luz supresora de melatonina
preferentemente, sin constituir limitación, es luz que tiene una
longitud de onda en el espectro verde.
Transmitir sustancialmente, cuando se utiliza en
términos de longitud de onda de luz, se define como transmitir más
de un 1% de la radiación incidente en todas y cada una de las
longitudes de onda.
Bloquear sustancialmente, cuando se utiliza en
términos de longitud de onda de luz, se define como bloquear más
del 50% de la longitud de onda incidente en todas y cada una de las
longitudes de onda.
La presente invención da a conocer el uso de un
filtro óptico en un dispositivo luminoso para inhibir la luz
supresora de melatonina. El dispositivo tiene medios para bloquear
de forma selectiva la luz que tiene una longitud de onda capaz de
suprimir los niveles de melatonina en un humano. Los medios para
bloquear de forma selectiva la luz preferentemente bloquean una
cantidad suficiente de la luz, que tiene una longitud de onda capaz
de suprimir el nivel de melatonina, para dar como resultado la
prevención de, como mínimo, un 50% de la supresión de melatonina.
En uso, el dispositivo impide que la luz de longitudes de onda que
suprimen los niveles de melatonina alcance la retina de un humano,
evitando de esta forma la supresión de los niveles de melatonina en
el humano.
En otra realización de la presente invención, se
puede aplicar un filtro óptico a la superficie de una bombilla de
luz incandescente o fluorescente para bloquear la emisión de luz de
longitudes de onda cortas específicas. El filtro óptico que se
utiliza bloquea de forma selectiva luz de una longitud de onda capaz
de suprimir la producción de melatonina en un humano.
Otra realización, fuera del alcance de la
presente invención, es la aplicación de un filtro óptico, para
bloquear luz de longitudes de onda cortas específicas, en lentes
semiopacos de luz en la noche. Siendo capaz el filtro óptico de
bloquear de forma selectiva la luz de longitudes de onda capaces de
suprimir la producción de melatonina en un humano.
Los estudios hasta la fecha han demostrado que
la incidencia de cáncer de mama se ha incrementado en trabajadoras
del turno de noche, un efecto atribuido a la supresión del pico de
secreción de melatonina de la noche por exposición a la luz. La
presente invención da a conocer un lente que puede incorporarse en
gafas que pueden usar los trabajadores del turno de noche a efectos
de evitar que las longitudes de onda que suprimen la melatonina
alcancen sus retinas. Evitando que la luz que suprime la melatonina
alcance la retina, la melatonina se seguirá produciendo, reduciendo
así los riesgos para el trabajador que están asociados con la
ausencia de producción de melatonina, por ejemplo reduciendo el
posible riesgo de cáncer de mama.
Un ejemplo alternativo es una cubierta de luz
para utilizar en conjunto con una fuente de luz. La cubierta de luz
puede incluir un filtro óptico que funciona para bloquear de forma
selectiva luz de la fuente de luz que tiene una longitud de onda
capaz de suprimir la producción de melatonina en un humano.
Funcionando la cubierta para unirse de forma liberable a la fuente
de luz para canalizar la luz emitida de la fuente de luz a través
de la cubierta. Se entenderá por un experto en la materia que la
cubierta puede ser de cualquier tipo o forma siempre que funcione
para cubrir la fuente de luz que se utilizará, por ejemplo, si la
fuente de luz de alumbrado oblonga, entonces la cubierta es
preferentemente oblonga y de un tamaño que se ajuste alrededor de
la fuente de luz para que contenga la fuente de luz en la misma.
Conteniendo la fuente de luz dentro de la cubierta, la luz emitida
de la fuente de luz tiene que ser canalizada a través de la
cubierta, y por tanto toda luz que tiene una longitud de onda capaz
de suprimir la producción de melatonina en un humano será
bloqueada.
La cubierta de luz puede estar también
permanentemente unida a la fuente de luz, por ejemplo la cubierta de
luz puede ser un recubrimiento sobre la fuente de luz como en la
presente invención, o la fuente de luz puede ser fabricada de un
material que bloquea de forma selectiva la luz que tiene una
longitud de onda capaz de suprimir la producción de melatonina en
un humano.
El siguiente ejemplo muestra el efecto de un
filtro según la presente invención. Se entenderá que la presente
invención no está limitada al ejemplo proporcionado.
Se llevó a cabo un estudio para medir el impacto
sobre la producción de melatonina de un tipo de lente amarilla. Se
proporcionó una lente de filtro amarilla que permite la exclusión
selectiva de todas las longitudes de onda por debajo de 530 nm,
mientras mantiene un reconocimiento del color relativamente bueno y
una transmitancia de luz visible a la luz del día de
aproximadamente un 63% y una transmitancia de luz visible a la luz
de la noche de aproximadamente un 73%. La figura 1 muestra las
características técnicas de los lentes que tienen un borde en \pm
530 nm y por encima de 530 nm filtra aproximadamente un 8% de
longitudes de onda mayores.
En el estudio participaron un total de 6 hombres
jóvenes saludables y 2 mujeres jóvenes saludables (edad promedio
22,5 \pm 1,5). Los criterios de inclusión y exclusión para este
estudio se implementaron para impedir datos sesgados resultantes de
factores externos. Todos los individuos se sometieron a una
evaluación psiquiátrica y de sueño para excluir psicopatologías
significativas e interrupción del sueño. Todos los individuos
puntuaron menos de 7 en la Escala de Somnolencia de Epworth, tal
como se describe en Johns, A new method for measuring daytime
sleepiness ("Un nuevo método para medir la somnolencia durante el
día"). Sep 1991 Dec; 14(6): 540-5, y
puntuaron en el intervalo normal en el cuestionario
Matutinidad/Vespertinidad, tal como se describe en Home y Ostberg,
A self-assessment questionnaire to determine
morningness - eveningness in human circadian rhythms. ("Un
cuestionario de autoevaluación para determinar matutinidad -
vespertinidad en ritmos circadianos humanos"). Int. J.
Chronobiol. 1976; 4(2): 97-110, una medición
subjetiva de sus ritmos circadianos. Los individuos fueron
rechazados si experimentaban trastornos del sueño y del ritmo
circadiano, excesiva somnolencia durante el día, enfermedad de los
ojos, depresión, enfermedad psicopática, historia de cáncer o
trabajo de turno de noche el año anterior.
Durante el estudio, se pidió a los individuos
que estuvieran despiertos durante toda la noche en una Clínica para
la Investigación del Sueño durante tres noches no consecutivas
durante un periodo de dos semanas. Antes de cada noche del estudio,
se pidió a los individuos que completaran un inventario del sueño de
la noche anterior (ANSI) para asegurar que su calidad de sueño no
era deficiente.
La primera noche, la producción de melatonina
medida (en saliva) en condiciones de luz tenue (< 50 lx)
estableció el perfil circadiano de cada individuo de secreción de
melatonina, sin estar afectado por la exposición a la luz. Las
muestras de saliva proporcionaron un método no invasivo y práctico
para la medición de melatonina con una alta fiabilidad, tal como se
describe en Gooneratne y otros, The validity and feasibility of
saliva melatonin assessment in the elderly ("Validez y fiabilidad
de la medición de melatonina en ancianos") J. Pineal res. 2003
Mar; 34 (2): 88-94.
Se utilizó como marcador de la fase circadiana
el ensayo de inicio de melatonina en luz tenue (DLMO), tal como se
describe en Lewy y otros, The endogenous melatonin profile as a
marker for circadian phase position ("El perfil de melatonina
endógena como marcador de la posición de la fase circadiana") J.
Biol. Rhythms. 1999 Jun; 14(3): 227-36;
Kayumov y otros, Exogenous melatonin shifts dim light melatonin
onset in post-traumatic delayed sleep phase
syndrome ("Melatonina exógena cambia el inicio de melatonina en
luz tenue en el síndrome de fase retardada del sueño
post-traumático") Sep 2002; 25: 18, y fue el
tiempo en que el nivel de melatonina de la primera saliva cruzó el
umbral de DLMO. Se definió el umbral como el 20% del valor bruto
máximo de melatonina endógena.
Los individuos pasaron 12 horas despiertos desde
las 20:00 h hasta las 08:00 h en el laboratorio del sueño mientras
se recogían los datos cada hora. Los resultados del ensayo DLMO
proporcionaron una línea base para la comparación de los niveles de
melatonina durante las otras intervenciones.
Los individuos se asignaron de forma aleatoria
para utilizar lentes de filtro amarillas incorporadas en gafas de
protección tanto la segunda como la tercera noche. En la noche
alterna, los individuos se expusieron a luz brillante sin utilizar
las gafas de protección. En todas las noches, se colectaron 13
muestras de saliva en intervalos regulares de una hora comenzando a
las 20:00 h (8:00 pm). Los individuos se colocaron en una
habitación bien iluminada (800 lx) diseñada para imitar un ambiente
de trabajo nocturno. Se determinó la luminiscencia exacta de las
habitaciones utilizando un luxómetro.
Debido a la variabilidad individual de la DLMO y
a los efectos del cambio en la fase aguda de la luz sobre los
perfiles de secreción de melatonina, la hora del reloj se convirtió
en tiempo circadiano (CT). Para esto, se hace referencia al
comienzo de la producción de melatonina designando la línea base de
DMLO como CT 14, tal como se describe en Ahmed y otros, Phase
response curve of low intensity green light in winter depressives
("Curva de respuesta de fase de luz verde de baja intensidad en
depresivos de invierno") Sleep Research 1995; 24: 508. Esta
técnica proporciona la capacidad para comparar el estado hormonal de
cada individuo en el mismo tiempo circadiano en tres condiciones
diferentes.
Además, se asumió que la oscuridad es un
ambiente ideal para la producción máxima de melatonina y, por lo
tanto, se utilizaron los valores relativos de melatonina en
condiciones de luz (con o sin gafas de protección) comparados con
el 100% de producción en la oscuridad indicado. Otra razón para
utilizar valores relativos fue la gran variabilidad interpersonal
en los niveles de melatonina absoluta, ya que es bien reconocido que
existen altos y bajos secretores de melatonina.
Se utilizó el análisis de varianza de las
mediciones repetidas (MANOVA) para determinar la significación
estadística de los valores de melatonina en las tres condiciones
diferentes. Los resultados estadísticamente significativos
detectados por el análisis de varianza (p < 0,05) fueron
analizados posteriormente utilizando comparaciones pareadas
post-hoc de Tukey utilizando el Paquete Estadístico
para el programa de Ciencias Sociales (SPSS, versión 11.5 para
Windows.
Las muestras de saliva se colectaron utilizando
el Sali-Saver® (ALPCO-American
Laboratory Products Company, NH, EEUU). El
Sali-Saver® consiste en un pequeño rollo de algodón
que se coloca entre la mejilla y la encía durante
3-5 minutos a efectos de colectar la muestra de
saliva (hasta 2 ml se pueden colectar de una vez). Las muestras de
saliva se analizaron inmediatamente después de la colecta de la
última muestra. La melatonina en la saliva se determinó mediante un
kit ELISA Directo para Melatonina de Saliva de Buhjman Laboratories
(Allschwil, Suiza). Se utilizaron para el análisis alícuotas de,
como mínimo, 200 \mul de saliva centrifugada para cada tiempo de
colecta. Las muestras de saliva de un mismo individuo se ensayaron
con el mismo kit de ensayo. Se evaluó el control de calidad
utilizando un estándar alto y bajo de melatonina incluido en el kit.
La sensibilidad funcional del ensayo fue de 1,3 pg/ml, los
coeficientes de variabilidad intraensayo e interensayo fueron de
6,5% (n = 12) y 11,3% (n = 12), respectivamente (en el intervalo de
concentraciones de melatonina entre 1 y 81 pg/ml).
Los resultados del estudio demuestran que todos
los individuos que usaron lentes amarillos mostraron un perfil de
secreción de melatonina similar a sus patrones de luz tenue durante
toda la noche. Por el contrario, la luz brillante suprimió la
producción de melatonina de forma drástica. La exposición a la luz
brillante y a la luz filtrada provocó un retraso de fase en la
secreción de melatonina endógena, aunque la última condición indujo
un cambio menos pronunciado. La figura 2A-E muestra
los efectos característicos de la luz brillante y filtrada sobre la
secreción de melatonina endógena en 3 individuos masculinos (figuras
A-C) y dos individuos femeninos (figuras D y E).
Los resultados bajo la condición de luz tenue
(\cuadradonegrotachado) representan la producción de melatonina
normal. Todos los individuos demostraron conservar secreción de
melatonina en luz filtrada (\triblancotachado) similar al perfil
obtenido con luz tenue, aunque hubo un retraso de fase notable en
ambas condiciones de luz.
La conversión del tiempo del reloj a tiempo
circadiano redujo las muestras disponibles para el análisis (de 13
a 8): líneas bases pre-DLMO y niveles de melatonina
de CT14 a CT20. El análisis de varianza (MANOVA) demostró que la
supresión de los niveles de melatonina en todos los puntos de
colecta de datos (excepto en Pre-DLMO) no ocurrió
cuando se utilizaron los lentes amarillos (Pre-DLMO
F = 4,6, p > 0,05; CT14 F = 16,4, p < 0,0001; CT15 F = 19,2,
p < 0,0001; CT16 F = 37,2, p < 0,0001; CT17 F = 10,4, p =
0,001; CT18 F = 19,7, p < 0,0001; CT20 F = 26,3, p < 0,0001).
La figura 3 muestra los valores relativos de secreción de melatonina
durante la luz tenue, exposición a luz brillante y exposición a luz
protegida por lentes amarillos para todo el grupo.
Los datos muestran que utilizando gafas de
protección con filtros de luz para bloquear longitudes de onda
inferiores a 530 nm permite un inicio y pico de secreción de
melatonina cercanos a la normalidad durante la exposición en la
noche a luz brillante.
Claims (2)
1. Uso, en un dispositivo luminoso, de un filtro
óptico para evitar la supresión de melatonina por la luz en la
noche en un humano, en el que el filtro óptico es un recubrimiento
sobre, como mínimo, una superficie del dispositivo,
en el que el filtro óptico funciona para
bloquear de forma sustancial la luz que tiene una longitud de onda
inferior o de aproximadamente 530 nm.
2. Uso, según la reivindicación 1, en el que el
dispositivo de iluminación se selecciona entre una fuente de luz
incandescente, una fuente de luz fluorescente o cualquier otra
fuente de luz artificial.
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