La vida se organiza en coordinación con los cambios naturales del ciclo de día y noche, como la iluminación, la temperatura, las interacciones con más organismos y la alimentación, entre otros. Estos cambios rítmicos, que ocurren aproximadamente cada 24 horas, obedecen a un programa temporal interno en los seres vivos, conocido como sistema circadiano. Este sistema permite a los seres vivos anticipar el amanecer o el anochecer y, con ello, prepararse para la transición. La sincronización de este cambio depende de un temporizador o reloj biológico, que permite aprovechar de manera óptima el ambiente en el que vive un ser vivo.
Este reloj biológico se sincroniza diariamente gracias a la presencia de luz natural. En la sociedad moderna, tenemos la capacidad de manipular fácilmente la luz en nuestro entorno. La iluminación artificial se ha vuelto parte de nuestra vida cotidiana y, por lo general, nos permite mantenernos activos hasta altas horas de la noche. Sin embargo, este efecto de vigilia causado por la luz nocturna tiene consecuencias en la calidad de nuestro descanso. Nuestros ritmos circadianos se regulan principalmente por señales naturales de luz y oscuridad; sin embargo, la exposición prolongada a luz artificial, especialmente a la luz azul emitida por dispositivos electrónicos como teléfonos, tabletas y computadoras durante las horas nocturnas, afecta la producción de melatonina, una hormona clave para el sueño. La luz azul engaña a nuestro sistema biológico, haciéndole creer que es de día, lo cual retrasa el inicio del sueño y reduce su calidad. Además, el acceso constante a contenido digital puede llevar a una estimulación mental que interfiere con la relajación previa al sueño, generando problemas para conciliar el sueño y afectando la duración y profundidad del descanso.
La desregulación circadiana por tecnologías es un tema relevante en la cronobiología moderna, ya que el uso extensivo de dispositivos electrónicos y la exposición a luz artificial han modificado nuestros ritmos biológicos, especialmente el ciclo sueño-vigilia. El uso constante de dispositivos electrónicos y la exposición a luz artificial durante la noche han generado investigaciones sobre cómo estas alteraciones afectan el sueño, el ciclo circadiano y la salud en general. Las políticas sobre la reducción de la luz azul y el diseño de dispositivos que limiten el impacto en el ritmo circadiano son temas de gran interés.
La importancia de la luz azul en los dispositivos de iluminación ambiental y de equipos electrónicos con pantallas planas ha sido particularmente importante en estos tiempos. La tecnología led ya existía en rojo y verde desde los años 60, pero no fue hasta 1993, cuando los científicos Shuji Nakamura, Isamu Akasaki y Hiroshi Amano lograron crear un led de luz azul eficiente, que se pudo generar luz blanca combinando los tres colores (rojo, verde y azul). Este avance fue tan significativo que les valió el Premio Nobel de Física en 2014. Los leds azules permitieron la creación de leds de luz blanca de alta eficiencia energética, reduciendo significativamente el consumo de electricidad en comparación con las bombillas incandescentes y los tubos fluorescentes. Esta eficiencia ha promovido el uso masivo de luces led en hogares, empresas y ciudades, contribuyendo a una reducción global en el consumo de energía y en las emisiones de gases de efecto invernadero. La luz azul permitió desarrollar pantallas LCD y OLED en colores vivos y brillantes, esenciales para dispositivos electrónicos con monitores de alta definición. La alta eficiencia y el tamaño compacto de los leds azules hicieron posibles pantallas más delgadas, claras y de menor consumo energético, transformando la industria de la electrónica de consumo. La mejora en la iluminación led impulsó el desarrollo de dispositivos portátiles, ya que el bajo consumo de energía de los leds permite una mayor duración de la batería. Esto favoreció la aparición y popularidad de dispositivos como relojes inteligentes, celulares y dispositivos de realidad aumentada y virtual.
La luz azul tiene un impacto notable en la fisiología circadiana de los animales debido a su efecto sobre el reloj biológico que regula los ritmos circadianos. Este reloj, ubicado en una región del cerebro llamada núcleo supraquiasmático (NSQ), depende de señales de luz para sincronizarse con el ciclo natural de día y noche. La luz azul es especialmente efectiva para influir en este sistema, debido a su interacción con fotorreceptores específicos en el ojo que contienen el fotopigmento melanopsina, como son las células ganglionares intrínsecamente fotosensibles, muy sensibles a la luz azul. Cuando estas células se activan, envían señales al NSQ, informándole que es de día.
La exposición a luz azul durante la noche suprime la producción de melatonina, una hormona que regula el sueño y que aumenta de manera natural durante la noche. La melatonina no sólo es crucial para iniciar el sueño, sino que también ayuda a regular otros procesos fisiológicos asociados con los ritmos circadianos, como la temperatura corporal, el apetito y la liberación de otras hormonas. Con luz azul presente, esta liberación de melatonina se ve interrumpida, lo que afecta la calidad y duración del sueño en animales.
La luz azul puede confundir al sistema circadiano, provocando desajustes en los ritmos diarios de los animales, especialmente si se produce exposición en momentos poco naturales (como durante la noche). Este desajuste puede alterar patrones de actividad, alimentación y comportamiento reproductivo. En la naturaleza, muchos animales dependen de un ciclo claro de día y noche para sus procesos vitales, y la alteración de este ciclo puede causar problemas de salud, comportamiento y reproducción.
La iluminación durante la noche en sitios donde no se requiere tiene también consecuencias en los ecosistemas. Los animales con una exposición prolongada o frecuente a la luz durante la noche suelen mostrar patrones alterados de actividad y descanso, lo que puede llevar a un aumento del estrés fisiológico, cambios en el sistema inmune y una mayor vulnerabilidad a enfermedades. Este fenómeno es especialmente relevante en ambientes urbanos, donde la contaminación lumínica altera el entorno natural de la fauna nocturna. En algunos animales, los ritmos circadianos también están vinculados con cambios estacionales. La luz puede interferir con estos ritmos estacionales, afectando procesos como la migración, la hibernación y la reproducción, que dependen de la duración del día (fotoperiodo).
En resumen, la luz azul es una señal poderosa que afecta la fisiología circadiana de los animales, sincronizando su reloj biológico con el ambiente. Sin embargo, cuando se presenta en momentos inesperados, o de manera artificial, puede alterar significativamente los ritmos naturales, impactando en la salud y comportamiento.
La luz a base de leds es un importante avance en el desarrollo tecnológico, pues ha dado un fuerte impulso a comunicaciones ópticas y tecnología de datos. También ha tenido impacto en el sector de la salud y la agricultura. Los leds azules también han encontrado aplicaciones en la desinfección mediante luz ultravioleta y en la terapia con luz, siendo útiles en tratamientos dermatológicos y en procesos de sanitización.
El doctor Manuel Miranda Anaya es profesor titular en la Unidad Multidisciplinaria de Docencia e Investigación Juriquilla, de la UNAM
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