Işık ve Sağlık: Işığın Biyolojik Sistem Üzerine Etkisi

Prof. Dr. Banu Manav 

ÖZET

Işık fiziksel bir uyartı olmanın ötesinde, biyolojik sistemi etkileyen, biyolojik saati dengeleyen ve hormon sistemi üzerinde etkili olan bir tür enerjidir. Işığın görünmeyen etkileri olarak bilinen bu durum, ışığın sağlıkla olan ilişkisi ve tıpta kullanımı ile açıklanmakta ve bu konuda araştırmalar devam etmektedir. Uluslar arası Aydınlatma Komisyonu tarafından da desteklenen çalışma sonuçlarına göre ışık, sirkadyen düzeni etkilemekte, kişilerin gün içindeki aktivite düzeylerinde etkin rol oynamaktadır. Fiziksel çevre bileşenlerinden bir tanesi olan ışık biyolojik duyarlığı, spektral duyarlıktan farklı bir şekilde etkilemekte, sonuçta kişilerin psikolojik çevrelerinin oluşumunu şekillendirmektedir. Işık ve sağlık ilişkisinin bilinmesi ve bu konudaki önerilerin uygulanması, daha verimli çalışma ve yasama ortamları yaratmak açısından
gerekli ve kaçınılmazdır.

GİRİŞ

Isık ve Sağlık’ konusu, 2004 yılından itibaren CIE (Uluslararası Aydınlatma Komisyonu) tarafından ilki Viyana, ikincisi Kanada’da düzenlenen sempozyumlarda ana tema olarak karsımıza çıkmakta ve tartısılmaktadır. CIE Bölüm (Division) ve Teknik Komitelerinde de ısığın sağlık üzerindeki etkisi tartısılmaktadır. Yurtdısındaki arastırma merkezlerinde de konu ile ilgili çalısmalar devam etmekte ve bulgular tartısılmaktadır. Bu merkezlerden bir tanesi olan Rensselaer Polytechnic Enstitüsü’ne bağlı, Isık Arastırma Merkezi (LRC- Lighting Research Center) 1988 yılında,
Amerika’da kurulmus, üniversite odaklı bir arastırma merkezidir. Uluslararası Aydınlatma Komisyonu Standardlarına uygun olarak yürütülen bütün bu arastırma ve yayınlar göstermektedir ki;
göze giren ısığın spektral özelliklerine bağlı olarak, yalnızca görme eylemi gerçeklesmez, hormon ve sinir sistemi de  etkilenmektedir.

Aydınlatmanın görünmeyen bu etkileri biyolojik sistem, biyolojik saat, psikolojik durum ve algı mekanizması üzerinde etkilidir [1-5]. Bu yazının kapsamında, ısık ve biyolojik sistem iliskisi açıklanarak, ısık kaynaklarının spektral dağılım özelliklerinin biyolojik sistem üzerindeki etkisi ve farklı spektral dağılıma sahip ısık kaynaklarının tıpta kullanımı tartısılmaktadır.

1. IŞIK VE BİYOLOJİK SİSTEM 

Biyolojik sistem, sinir ve hormon sisteminin ısıkla tepkimeye girmesi sonucunda etkilenmektedir. 24 saatlik bir düzen içinde tekrarlanan biyolojik saat, uyku-uyanıklık düzeni olarak bilinen sirkadyen düzeni de etkilemekte; sirkadyen düzen ise is verimi, vücut ısısı, uyku hali üzerinde etkili olmaktadır.
2002 yılında, koni ve çubuk hücrelerden baska, ısığa duyarlı üçüncü bir hücre bulunmus ve bu hücrenin hipofiz beziyle olan iliskisi açıklanmıstır [6]. Bu yeni hücrenin farklı dalga boylarındaki ısığa olan duyarlılığı ‘melatonin’ hormonunun salgısını değistirmektedir. Gece karanlık kosullarda artan melatonin salgısına bağlı olarak, uyku kalitesi, uyanık olma durumu etkilenmekte, mevsimsel depresyon belirtileri ve bağısıklık sistemindeki yetersizlik dengelenmekte, kötü huylu tümor olusumu kontrol edilebilmektedir [5]. Kisilerin biyolojik saatlerindeki bozukluk veya ritm değisikliği melatonin hormonunun salgısını değistirmekte ve bu durum kisilerde sağlık sorunlarına neden olabilmektedir.

Çalısma kosulları ve saatlerindeki değisime bağlı olarak, kisilerdeki biyolojik sistem etkilenmekte, bu sorun uyku düzensizlikleri, mide ve sindirim sorunları (gastrointestinal), hafızada bulanıklık, yorgunluk ve adaptasyon güçlüğü gibi sonuçlara neden olabilmektedir. Brainard ve Glickmantarafından yapılan bir arastırmaya göre, çalısma saatlerinde sık değisim yasayan kisilerde, biyolojik saatin değisimine ve ritm bozukluğuna bağlı olarak, daha fazla kalp rahatsızlıkları ve psikolojik sorunlarla karsılasılmıstır [1].
Gözümüze giren farklı dalga boylarındaki ısıkların, optik ve fotobiyolojik sinir uçları aracılığıylatasınması, görme eyleminin gözün ön bölümünde değil, aslında beyinde sonuçlandığını göstermektedir. Sekil 1’de, optik ve fotobiyolojik sinir uçlarının beyindeki  yerleşimi görülmektedir.

Sekil 1. Optik ve fotobiyolojik sinir uçlarının beyindeki yerlesimi [7]

Yazın gündüzlerin uzun sürmesi ve vücudumuzun daha fazla gün ısığı alabilmesi melatonin seviyesini azaltmakta, kısın ise gecelerin daha uzun sürmesi sonucunda vücuttaki
melatonin seviyesi artmaktadır. [1,5].Bu etkileşim, farklı iklim bölgelerinde yasayan kisiler arasında daha belirgin olarak görülmektedir.

SAD (Seasonal Affective Disorder) hormon ve sinir sistemindeki bu değisime bağlı olarak ortaya çıkan bir rahatsızlıktır. SAD, iklimsel etkenlere bağlı olarak, yeteri kadar gün ısığı alamayan kisilerin hormon sistemindeki düzensizlikle ilgili bir semptomdur. Özellikle, kuzey ülkelerinde görülen bu rahatsızlığı gidermek için hastalara, yüksek aydınlık düzeylerinde ve değisen periodlarla ısık terapisi uygulanmaktadır.

Literatürde ‘ışık terapisi’ diye belirtilen bu tedavi,İsviçre'de sağlık karnelerine bile reçete edilmekte, 2-3 hafta gibi bir süreçte, mevsimsel değişimlere ve günısığı yokluğuna bağlı ortaya çıkan
depresyon belirtilerinin kaybolduğu savunulmaktadır.

2. ISIK KAYNAĞININ SPEKTRAL DAĞILIMININ BİYOLOJİK SİSTEM ÜZERİNDEKİ ETKİSİ

Işık kaynağının spektral dağılım özelliğinin biyolojik sistemi etkilediği çeşitli araştırmacılar tarafından savunulmaktadır. Spektral dağılımı sürekli ve düzgün olan ışık kaynakları ve monokrom ışık kaynakları altında gözün spektral duyarlığı etkilenmektedir. Gözün spektral duyarlığı 500- 600 nm (sarı-yeşil renk bölgesi) arasında maksimum seviyeye ulaşmakta, spektral dağılım grafiği bu
aralıkta yüksek değerler gösteren ısık kaynakları gözü daha fazla etkilemektedir.
Ancak biyolojik duyarlık, spektral duyarlıktan farklı olarak, 450-500 nm (mavi renk bölgesi) arasında maksimuma erişir. Kişilerin biyolojik sistemi düşünüldüğünde bu fark önem kazanmaktadır. Sekil 2, spektral duyarlık ve biyolojik duyarlık arasındaki ilişkiyi göstermektedir.

Sekil 2 Monokromatik ısık altında ölçülen melatonin seviyesi için spektral duyarlık ve biyolojik duyarlık eğrileri [7]

Günışığının, biyolojik sisteme etkisini araştırmak için yapılmış bir çalışmaya göre, bir mekanda gerekli minimum aydınlık düzeyini sağlamak, melatonin seviyesini düzenlemek için yeterli
olmamakta, oldukça yüksek aydınlık düzeylerine ihtiyaç duyulmaktadır. Bu nedenle, günışığı etkisinin olduğu koşulda, melatonin gibi biyolojik sistem üzerinde etkili hormonların, kişilerin
aktivite düzeylerini etkilediği belirlenmiştir. Bununla birlikte, günışığının psikolojik açıdan önemi vurgulanmakta, günışığı alan ve almayan farklı ofislerde yürütülen çalışmalarda, günışığı
olduğunda kişilerin is veriminde artış görülmekte, bilgisayar ağırlıklı isleri daha rahat yürüttükleri tespit edilmektedir. Günışığı almayan çalışma ortamlarında ise kişilerin sohbet etme eylemi içinde oldukları,bu isleri iyi yürütebildikleri sonucuna varılmıştır. [5].

Biyolojik sistem, kişisel farklara bağlı olarak da etkilenmektedir. Örneğin, yas etkenine bağlı olarak gözün yapısında ve spektral duyarlığında değişim meydana gelmektedir. Bu değişimin bir sonucu olarak 60 yasın üzerindeki kişilerin mavi dalga boyundaki ışığa karsı olan duyarlılığında azalma görülmektedir [1].

3. FARKLI SPEKTRAL DAĞILIMDAKİ ISIKLARIN TIPTA KULLANIMI

Belli dalga boylarındaki ışıklar, tıpta çeşitli hastalıkların tedavisinde kullanılmaktadır. Alzheimer hastalarıyla yürütülen bir çalışmada yalnızca mavi ve kırmızı dalga boylarına sahip monokromatik ışıkların uyku düzensizliklerinin tedavisinde kullanımı araştırılmaktadır. Çalışmadan elde edilen ilk sonuçlar, mavi ışığın uyku tedavisinde etkili olduğunu göstermektedir [8].

Ultraviyole ışınların tüberküloz tedavisinde kullanıldığı, bir başka çalışmanın bulguları içinde yer almaktadır. Alçak basınçlı cıva buharlı bir lamba 254 nm dalgaboyunda bakteri ve viruslerin DNA bileşenini yıkarak, hastalığın tedavisinde kullanılmıştır [9]. Kızılötesi ışınların ısı taşıdıkları ve fizik tedavi amaçlı kullanıldığı da bilinmektedir.

4. SONUÇ

Işık, yasamak için gerekli bir tür enerjidir. Bu enerji görme eylemini gerçekleştirmek için ihtiyaç duyulan fiziksel bir çevre bileşeni olmanın ötesinde, biyolojik sistemi, kisinin psikolojik çevresini de etkilemektedir. Son yıllarda ‘ışık ve sağlık’ konusuna olan ilgi artmış, bu konudaki araştırmalar ışık kaynaklarının spektral dağılım grafiklerinin, görünen ve görünmeyen dalga boylarındaki
enerjilerinin biyolojik sistemi etkilediğini savunmaktadır. Günışığı ve günışığına yakın spektral dağılım gösteren ışık kaynaklarının biyolojik sistemi olumlu etkilediği, bazı dalga boylarındaki ışıkların çeşitli hastalıkların tedavisinde kullanıldığı günümüzde kabul edilmekte ve tıpta geçerlilik görmektedir. Bu konudaki araştırmalar devam etmekte, kimi zaman doktorların da danışmanlığında hormon sistemi ile ilgili problemler, psikolojik sorunlar ve benzeri rahatsızlıklar tedavi edilmektedir. Yakın gelecekte, bu konuya olan ilginin ülkemizde de yaygın ilgi göreceği ve
ışık-sağlık ilişkisinin daha kapsamlı bir şekilde araştırılacağı ümit edilmektedir.

KAYNAKLAR

[1] Brainard G ve Glickman G.,. The Biological Potency of Light in Humans:Significance to Health and Behavior, 25th Session of CIE Proceedings, San Diego, Vol 1,pp I22- I33, 2003.
[2] Veitch,J.A. ,. Lighting Quality Contributions from Biopsychological Process. Journal of the Illuminating Engineering Society, Vol 30, No:1,pp 3- 17, 2001.
[3] Veitch,J.A ve Newsham, G.R.,Lighting Quality and Energy-Efficient Effects on Task Performance, Mood, Health, Satisfaction and Comfort. Journal of the Illuminating Engineering
Society, Vol 27, No: 1,pp 107-130, 1998.
[4] Küller, R. The Influence of Light on Circarhythms in Humans. Journal of Physical Antropology and Applied Human Science, pp 87-91, 2001.
[5] Figueiro,M.G., Rea, M.S, Rea, A.S Daylight and Productivity-A Possible Link to Circadian Regulation , Light and Human Health: EPRI/LRO 5th International Lighting Research
Symposium, 2002, pp 185-193.
[6] Bommel van Wout., CIE and the Way of Putting ‘Lighting and Health’ into Daily Lighting Practice, Proceeding Book of Lux Europa 2005, Berlin, pp 25-26, 2005.
[7] Light and Health in the Workplace, Nederlandse Stichting Voor Verlichtingskunde, Ed:G.W.Stoer, 2005
[8] Light Theraphy and Alzheimer Disease (http://www.sleepreviewmag.com/), Eylül 2005.
[9] Controlling Tuberculosis Transmission with Ultraviolet Irradiation, Lighting Research Center Publications, 2007.