El uso de dispositivos electrónicos por la noche, y en especial antes de acostarse, ha estado aumentando de forma continua durante los últimos años, particularmente entre adolescentes y adultos jóvenes. Las pantallas de estos dispositivos (teléfonos inteligentes, ordenadores, tablets…) están equipados con diodos emisores de luz (LED), que emiten una cantidad considerable de luz de longitud de onda corta, es decir, luz azul, con un pico espectral alrededor de los 460 nm. Hay cada vez más evidencia de que altas cantidades de luz de longitud de onda corta, así como luz brillante en general, durante la noche puede reducir los niveles subjetivos y objetivos de somnolencia y aumentar el estado de alerta. Contramedidas como el uso de gafas de bloqueo de luz azul o filtros de luz azul en los dispositivos, pese a demostrarse efectivas en algunas investigaciones, todavía no está claro si pueden atenuar, o en qué grado, estos efectos negativos. 

Investigadores de la Universidad de Salzburg (Austria) se han propuesto arrojar luz sobre este tema y han realizado un estudio preliminar con 14 participantes que pasaron tres noches en el Laboratorio de Investigación del Sueño y Conciencia de la universidad, leyendo 90 minutos en un teléfono inteligente con o sin filtro de luz azul, o en material impreso antes de acostarse. 

Los resultados preliminares muestran que la luz de corta longitud de onda emitida por un teléfono inteligente por la noche tiene un impacto en los niveles de alerta subjetivos nocturnos y objetivos de la mañana siguiente, así como en el ritmo circadiano. 

El problema de la luz azul en la noche

Para entender mejor porqué la exposición a esta luz de longitud de onda corta, o luz azul, en la noche puede ser perjudicial para nuestra salud es necesario comprender los procesos que se producen una vez captada la luz por nuestros ojos y la actividad hormonal que se produce.  

Cuando la luz llega a la retina no solo es absorbida por las células fotorreceptores clásicas de la retinas (es decir, bastones y conos), sino también por las células ganglionares retinianas intrínsecamente fotosensibles ipRGC que contienen el fotopigmento melanopsina. La melanopsina es especialmente sensible a la luz con longitudes de onda cortas de entre 446 nm y 480 nm.

Posteriormente, la información sobre la luz se transporta a través del tracto retinohipotalámico a nuestro “reloj interior” ubicado en los núcleos supraquiasmáticos (SCN) del hipotálamo. El SCN luego se proyecta a las glándulas pineal y pituitaria. La hipófisis, o glándula pituitaria, estimula la secreción de la hormona del estrés o del estado de alerta, Cortisol. La secreción de cortisol varía durante el día siguiendo un curso circadiano, caracterizado por una disminución de su concentración durante el día, alcanzando su presencia más baja alrededor de la medianoche. Por la mañana, la concentración de cortisol aumenta abruptamente dentro de los 30 a 60 minutos después de despertarse, lo que se denomina como “respuesta al despertar del cortisol” (CAR-Cortisol Awakening Response). El CAR refleja la actividad del eje hipotálamo-hipófisis-suprarrenal (HPA-Hypothalamus-Pituitary-Adrenal) en respuesta a la transición del sueño al estado de vigilia y está influencia por el ritmo circadiano. Los despertares tempranos se han asociado con un CAR más fuerte. 

Además del cortisol, la secreción de la hormona “facilitante” del sueño, Melatonina, también sigue un ritmo circadiano que es controlado por la glándula pineal, retroalimentandose del SCN. De este modo la melatonina refuerza la presión del sueño e inhibe la propensión a permanecer despierto. En cuanto al impacto de la luz, la melatonina se ve fuertemente afectada por la exposición a la luz de longitud de onda corta por la noche. Por ejemplo, 2 h de exposición a la luz de 460 nm al final de la noche (es decir, de 21:30 a 23:30) en comparación con 540 nm o ninguna luz suprimió significativamente la secreción de melatonina. 

En general, la melatonina se conoce como la “hormona del sueño” pero debe considerarse como un mediador entre la actividad SCN y la termorregulación. De hecho, el aumento nocturno de la secreción de melatonina precede a una cascada de cambios termorreguladores: mientras que la temperatura de la piel en partes distales del cuerpo (por ejemplo, pies y manos) aumenta, la temperatura de la piel en las partes proximales del cuerpo (por ejemplo, región subclavicular) y la temperatura corporal central (TCC) disminuye, lo que indica una disminución en la producción de calor y un aumento en la pérdida de calor (es decir, debido al aumento de la vasodilatación distal) durante la noche. Una medida indirecta de esta pérdida de calor es el gradiente distal-proximal (DPG, es decir, la diferencia entre la temperatura de la piel en ubicaciones distales y proximales), que también se ha demostrado que está asociado son la somnolencia subjetiva y la latencia del inicio del sueño. Por la mañana, la secreción de melatonina regresa al nivel basal, mientras que la TCC aumenta abruptamente. 

Investigando el impacto del uso de teléfonos móvil en la noche en el ritmo circadiano, el sueño y el estado de alerta

Se recopilaron datos de 14 sujetos varones sanos de entre 18 a 25 años en el Laboratorio del Sueño y Estado de Conciencia de la Universidad de Salzburgo entre octubre y diciembre de 2019. El estudio se llevó a cabo en un entorno estandarizado en condiciones realistas sin ninguna adaptación oscura adicional o una duración de exposición artificialmente prolongada. Además, los investigadores se han propuesto no solo evaluar los efectos de la luz nocturna de longitud de onda corta desde la pantalla de un teléfono inteligente, sino que también investigar los efectos beneficiosos de la aplicación de un filtro de luz azul.

Los hábitos de sueño se monitorearon con actigrafía de muñeca, un dispositivo muy similar a un reloj que sirve para detectar la actividad motora o movimiento del cuerpo, y un diario de sueño para asegurar un ciclo regular de sueño y vigilia. El diseño del estudio abarcó un periodo de 13 días por sujeto, proporcionado a los participantes un teléfono inteligente estandarizado (Samsung Galaxy A50 enterprise edition), y midiendo las respuestas a la exposición a la luz de este dispositivo en la noche bajo tres condiciones: 

• “Sin Filtro”: el teléfono inteligente si ningún tipo de filtrado de luz
• “Filtro”: el teléfono inteligente con el filtro de luz azul activado
• “Libro”: lectura del texto en material impreso  y no a través del dispositivo. 

Las exposiciones a la luz a través del teléfono inteligente se evaluaron mientras los participantes leían tres historias diferentes en un orden de contrapeso y durante 90 minutos en la noche. Todas las historias se presentaron como versiones de libros electrónicos en las dos condiciones de los teléfonos inteligentes «Sin filtro» y «Filtro». Para leer en la condición «Libro», se creó una carpeta de anillos personalizada con la plantilla de libro electrónico para lograr el mismo diseño en papel que en el teléfono inteligente.

La pantalla en la condición «Sin filtro» tenía una radiación melanópica de 286,77 mW*m−2*sr con una temperatura de color correlacionada (CCT) de 8298 K, mientras que la pantalla en la condición de «Filtro» tenía una radiación melanópica de 114,20 mW*m−2*sr y un CCT de 3032 K.  Estas mediciones de luz se llevaron a cabo a nivel de los ojos con un espectrómetro que estaba dirigido al estímulo de lectura (smartphone o libro) mientras estaba sentado en una silla (altura desde el suelo hasta el nivel de los ojos: 87 cm, distancia de los ojos hasta el estímulo: 37 cm). Durante las mediciones de luz y las sesiones de lectura reales, la tenue iluminación de la sala de fondo tuvo una irradiancia melanópica de 0,42 mW*m−2 y un CCT de 2187 K. 

En estas condiciones, los resultados obtenidos fueron los siguientes: 

Resultados: efectos en la somnolencia nocturna

La somnolencia subjetiva se redujo por la noche durante la lectura y a la mañana siguiente en ambas condiciones del telefóno inteligente en comparación con la lectura del material impreso. Sin embargo, los niveles de alerta objetivo no se vieron afectados por la noche y solo mostraron un efecto a la mañana siguiente: contrariamente a la somnolencia subjetiva, el estado de alerta de la mañana siguiente se redujo cuando no se utilizó ningún filtro en el teléfono inteligente en comparación con cuando se encendió un filtro de luz azul o cuando se utilizó material impreso para la lectura.

Una posible explicación para este desajuste entre los efectos significativos de la somnolencia subjetiva y los efectos nulos sobre el estado de alerta objetivo por la noche podría estar en la diferencia en los tiempos de evaluación de estos parámetros. Mientras que el estado de alerta objetivo se evaluó sólo aproximadamente 30 minutos después de la exposición a la luz, la somnolencia subjetiva se midió con más frecuencia también durante la exposición a la luz, donde realmente surgió el efecto de la luz de longitud de onda corta. Por lo tanto, el efecto de alerta de la luz de longitud de onda corta mientras se lee en el teléfono inteligente sin ningún filtro podría haber sido solo mensurable durante la exposición a la luz y podría haberse desvanecido rápidamente después, haciéndolo indetectable en la tarea posterior.

Resultados: efectos hormonales 

La concentración de cortisol salival medida inmediatamente después del despertar fue por tendencia más alta después de leer sin un filtro de luz azul en comparación con la lectura con el filtro. Sin embargo el CAR (es decir, aumento del cortisol dentro de los 30 minutos después de despertar) fue más fuerte después de leer en el teléfono inteligente con filtro en comparación con leer sin el. Esto indica una mayor secreción nocturna de cortisol después de leer en un teléfono sin filtro. 

Los resultados también muestran una mayor concentración de melatonina después de leer en material impreso en comparación con la lectura en el smartphone con filtro de luz azul inmediatamente después del sueño, es decir, 50 minutos después del final de la exposición a la luz. 

Las diferencias entre la condición sin filtro de luz azul y las otras ya surgieron durante la lectura, pero apuntaron en dirección opuesta a lo esperado, con niveles de melatonina más altos en la condición del smartphone sin filtro en comparación con las otras condiciones. Con el fin de asegurar que estos resultados no se debieran a diferencias a priori en las concentraciones de melatonina, los datos se corrigieron con los niveles de melatonina pre-lectura. Después de la correción, las diferencias durante la lectura en material impreso y la lectura en un teléfono inteligente sin filtro desaparecieron, mientras que las diferencias entre las dos condiciones del teléfono inteligente durante la lectura disminuyeron y desaparecieron 30 minutos después. Además, los datos corregidos de referencia indicaron un nivel más alto de melatonina después de leer en material impreso en comparación con la lectura en el teléfono inteligente con un filtro de luz azul justo antes de acostarse, lo que indica una supresión de melatonina inducida por la luz brillante en línea con hallazgos anteriores.

Como se sabe que la melatonina inicia la pérdida de calor por vasodilatación distal de los vasos, nuestros hallazgos de una DPG más alta, que indica una pérdida de calor más fuerte, alrededor de la mitad de la noche (es decir, a las 03:00 y 03:35) después de leer en material impreso en comparación con la lectura en ambas condiciones de teléfonos inteligentes, están en líneas con estos resultados. Además, los datos presentados de DPG muestran un aumento paralelo a la hora de acostarse en las tres condiciones de luz. Estos cambios termorreguladores precedidos por un aumento de la melatonina son hallazgos sólidos relacionados con señales psicológicas de relajación (por ejemplo, postura corporal supina), no limitadas con el tiempo a las horas de la noche, ya que también se reportan antes de una siesta por la tarde. 

Finalmente, los investigadores no encontraron no encontramos una atenuación inmediata inducida por la luz de los cambios termorreguladores (por ejemplo, un aumento menor o posterior de DPG en las condiciones del teléfono inteligente) a la hora de acostarse, a pesar del hecho de que la concentración de melatonina se suprimió en este momento después de leer en un teléfono inteligente con un filtro de luz azul.

Resultados: efectos en el sueño y el estado de alerta al día siguiente

Los resultados muestran como especialmente el sueño de onda lenta o “sueño profundo” (SWS – Slow Wave Sleep) y la actividad de onda lenta, la cual refleja la intensidad del sueño ( SWA – Slow Wave Activity) durante el primer tercio nocturno (es decir, las primeras 2 h de la noche) se vieron afectados negativamente por la exposición nocturna a porciones altas de luz de longitud de onda corta.

Estos resultados en relación con el SWS y SWA, que son índices de presión del sueño, están en línea con la literatura científica existente. Este efecto estaba presente, a pesar de que no había ningún efecto conductual detectable en el estado de alerta objetivo y la somnolencia subjetiva inmediatamente antes de acostarse. En este estudio, pasó casi una hora entre el final de la exposición a la luz y la hora real de acostarse y los informes recientes sugieren que especialmente muchos adolescentes todavía usan sus teléfonos inteligentes u otros dispositivos multimedia en la cama hasta solo unos minutos antes de intentar dormir. Por lo tanto, los efectos reales de la luz azul en los SWS y SWA tempranos podrían ser mucho más fuertes en entornos del mundo real.

En cuanto a los efectos reparadores del sueño, este deterioro del mismo podría tener aún más consecuencias para la salud. Aunque se encontró que la somnolencia subjetiva inmediatamente después de despertar era mayor cuando no se utilizaba ningún teléfono inteligente para leer la noche anterior, los niveles de alerta objetiva en la condición del teléfono inteligente sin un filtro de luz azul se redujeron aproximadamente 30 minutos después. Esto sugiere que los sujetos se sintieron menos alertas después de los primeros minutos de despertar por la mañana cuando estuvieron expuestos a altas cantidades de luz de corta longitud de onda durante la noche anterior. Sin embargo, el hallazgo de que la somnolencia subjetiva fue mayor durante estos primeros minutos después del despertar cuando se utilizó material impreso para la lectura en la noche anterior fue inesperado ya que investigaciones anteriores mostraron resultados opuestos Sin embargo, estos hallazgos relacionados con la alerta objetiva 30 minutos después del despertar están en línea con estos estudios anteriores que investigan somnolencia subjetiva.

Además, cómo ya se comentó la concentración de cortisol al despertar se redujo ligeramente después de leer en el teléfono inteligente con un filtro de luz azul en comparación con la lectura sin filtro. Esto resultó además en un aumento menos pronunciado del cortisol dentro de los 30 minutos posteriores al despertar cuando no se utilizó ningún filtro en comparación con cuando se encendió el filtro. Estos resultados sugieren que la luz de longitud de onda corta por la noche indujo una mayor secreción de cortisol impulsada por SCN durante la noche. Esta suposición se corrobora aún más por el hallazgo de que una concentración más baja de cortisol durante la noche se relaciona con un CAR más fuerte, mientras que un CAR más alto a su vez se relaciona con niveles más bajos de cortisol directamente después del despertar. Además, se ha concluido en una revisión sistemática que un menor aumento posterior al despertar del cortisol se asoció con síntomas más altos de fatiga, agotamiento o agotamiento.

Conclusión

Los resultados preliminares de este estudio muestran que la luz de corta longitud de onda emitida por un teléfono inteligente por la noche tiene un impacto en los niveles de alerta subjetivos nocturnos y objetivos de la mañana siguiente, así como en el ritmo circadiano (es decir, CAR reducido, DPG nocturno más bajo y niveles más bajos de melatonina antes del sueño). Además, afectó la arquitectura del sueño al reducir SWS y SWA en el primer tercio nocturno. 

En general, estos hallazgos indican que evitar cualquier luz artificial por la noche leyendo solo en material impreso es la mejor estrategia, ya que el uso de un filtro de luz azul solo atenúa ligeramente los efectos negativos inducidos por la luz.

Artículo elaborado a partir del PAPER: “Preliminary Results: The Impact of Smartphone Use and Short-Wavelength Light during the Evening on Circadian Rhythm, Sleep and Alertness”, 2021.