Pred več kot desetletjem si večina ljudi ne bi mislila, da sta razsvetljava in zdravje povezana. Po več kot desetletju razvoja jeLED osvetlitevindustrija se je povečala od prizadevanj za svetlobno učinkovitost, varčevanje z energijo in stroške do povpraševanja po kakovosti svetlobe, zdravju svetlobe, biološki varnosti svetlobe in svetlobnem okolju. Zlasti v zadnjih letih postajajo problemi škode zaradi modre svetlobe, motnje človeškega ritma in poškodbe človeške mrežnice, ki jih povzroča LED, vse bolj očitni, zaradi česar se industrija zaveda, da je popularizacija zdrave razsvetljave nujna.

Biološke osnove zdravstvene razsvetljave

Na splošno naj bi zdravstvena razsvetljava izboljšala in izboljšala delovne, učne in življenjske razmere ter kakovost ljudi z LED razsvetljavo, da bi spodbudila psihološko in fizično zdravje.

Biološke učinke svetlobe na človeka lahko razdelimo na vizualne učinke in nevizualne učinke.

(1) Vizualni učinki svetlobe:

Vidna svetloba prehaja skozi roženico očesa in se skozi lečo prikaže na mrežnici. Fotoreceptorske celice ga pretvorijo v fiziološke signale. Po prejemu optični živec ustvari vid, tako da presodi barvo, obliko in oddaljenost predmetov v prostoru. Vid lahko povzroči tudi reakcijo psihološkega mehanizma ljudi, ki je psihološki učinek vida.

Obstajata dve vrsti vidnih celic: ena so stožčaste celice, ki zaznavajo svetlobo in barvo; Druga vrsta so paličaste celice, ki zaznavajo samo svetlobo, vendar je občutljivost 10.000-krat večja od prve.

Veliko pojavov v vsakdanjem življenju pripada vizualnemu učinku svetlobe:

Spalnica, jedilnica, kavarna, topla barvna svetloba (na primer roza in svetlo vijolična) poskrbi, da ima celoten prostor toplo in sproščeno vzdušje, koža in obraz ljudi pa sta videti bolj zdrava.

Poleti bosta modra in zelena svetloba poskrbeli, da se bodo ljudje počutili hladno; Pozimi rdeča ljudem daje občutek toplote.

Močna barvita osvetlitev lahko naredi vzdušje aktivno in živahno ter poveča živahno praznično vzdušje.

Sodobne družinske sobe pogosto uporabljajo tudi rdeče in zelene okrasne luči za okrasitev dnevne sobe in restavracije, da povečajo veselo vzdušje.

Nekatere restavracije nimajo niti splošne razsvetljave niti lestencev na mizi. Za vzdušje uporabljajo le šibko osvetlitev sveč.

(2) Nevizualni učinki svetlobe, odkritje iprgc:

V človeški mrežnici obstaja še tretja vrsta fotoreceptorskih celic – intrinzične fotosenzitivne ganglijske celice mrežnice, ki so odgovorne za uravnavanje nevidnih učinkov zunaj vida telesa, kot je funkcija upravljanja s časom, usklajevanje in nadzorovanje ritma in amplitude dejavnosti ljudi v različnih časovna obdobja.

Ta nevidni učinek se imenuje tudi sichen vizualni učinek, ki so ga odkrili Berson, Dunn in Takao z univerze Brown pri sesalcih leta 2002. To je eno izmed desetih najboljših odkritij na svetu leta 2002.

Študije so pokazale, da je nevidni učinek hišnih miši 465 nm, pri ljudeh pa genetske študije kažejo, da bi moral biti 480 ~ 485 nm (vrhovi stožčastih celic in paličastih celic so 555 nm oziroma 507 nm).

(3) Načelo iprgc, ki nadzoruje biološko uro:

Iprgc ima lastno mrežo nevronskega prenosa v človeških možganih, ki se zelo razlikuje od vizualnega nevronskega prenosnega omrežja. Po sprejemu svetlobe iprgc generira bioelektrične signale, ki se prenašajo v hipotalamus (RHT) in nato vstopijo v suprahiazmatsko jedro (SCN) in zunajmožgansko živčno jedro (PVN), da dosežejo epifizo.

Pinealna žleza je središče možganske biološke ure. Izloča melatonin. Melatonin se sintetizira in shranjuje v epifizi. Simpatična ekscitacija inervira pinealne celice, da sprostijo melatonin v pretočno kri in povzročijo naravni spanec. Zato je pomemben hormon za uravnavanje fiziološkega ritma.

Izločanje melatonina ima očiten cirkadiani ritem, ki je podnevi inhibiran in aktiven ponoči. Vendar pa je razdražljivost simpatičnega živca tesno povezana z energijo in barvo svetlobe, ki doseže pinealno žlezo. Barva in intenzivnost svetlobe vplivata na izločanje in sproščanje melatonina.

Poleg uravnavanja biološke ure ima iprgc vpliv na človekov srčni utrip, krvni tlak, budnost in vitalnost, kar vse sodi med nevidne učinke svetlobe. Poleg tega je treba fiziološko škodo, ki jo povzroči svetloba, pripisati tudi nevidnemu učinku svetlobe.