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CONTAMINACIÓN LUMÍNICA: EFECTOS SOBRE LA SALUD
HUMANA Y LA BIODIVERSIDAD
Mª Ángeles Bonmatí Carrión
Laboratorio de Cronobiología
Universidad de Murcia Jaén, miércoles 6 de abril de 2011
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El problema de la contaminación lumínica
Contaminación lumínica: la emisión de flujo
luminoso, por fuentes artificiales de luz
constituyentes del alumbrado nocturno, con
intensidades, direcciones o rangos espectrales
inadecuados para la realización de las
actividades previstas en la zona alumbrada.
Derroche de energía
Afecta a la biodiversidad Afecta a la salud humana
Observaciones astronómicas
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Cronobiología
Ciencia que estudia los ritmos biológicos
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RELOJES BIOLÓGICOS
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Desde el origen de la vida…
...mundo regido porCICLOS
Mareal (12,4h)
Lunar (29,5 días)
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Origen del reloj circadiano
Radiación UV
Mutaciones
Células “defectuosas”
Células sin mutaciones producidas por la
radiación
No radiación UV
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Dando un salto en el tiempo…
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¿Por qué tenemos relojes y para qué nos sirven?
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¿Por qué tenemos relojes?
Ambiente cambiante y cíclico
Necesidad de anticiparnos a los cambios
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04:00 08:00 12:00 16:00 20:0024:00 24:00 04:00
¿Cómo funciona el reloj circadiano?
Reloj floral del Linneo
Fue en plantas donde antes se observaron y describieron los ritmos biológicos.
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¿Cómo funciona el reloj circadiano?
Michel Siffre, Midnight Cave
(Texas, 1972)
Entonces… ¿son los ciclos ambientales los que generan los
ritmos biológicos?
Los ritmos biológicos son endógenos
Núcleo supraquiasmático
Osciladores periféricos
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Actividad
Hormonas
Alimentación
Afectivo
Conductual
SALIDAS
Luz/Oscuridad
Contactos Sociales
Ejercicio Físico
Alimentación
ENTRADAS
Garaulet M y Madrid JA. Current Opinion in Lipidology, 2009
NSQ
TRH
melatonina
MARCAPASOS CENTRAL
Glutamato
OB
P Vía nerviosa
TGFα, EGF
Prokineticina 2
Nocturnina
Melatonina
Glucocorticoides
Simpático
Parasimpático
¿Cómo funciona nuestro sistema circadiano?
OSCILADORES PERIFÉRICOS
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TemperaturaCortisolMelatonina
Presión
Arterial
Fuerza Muscular
¿Cómo funciona nuestro sistema circadiano?
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Melatonina: oscuridad química
Hora del día
Mel
ato
nin
a
Durante el día:
•Radicales libres•Foto-oxidación
Consumo de la melatoninaPico aparente por la noche
Señal química de la llegada de la noche
Función originaria: antioxidante
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Calendario
La “noche química”
Reloj diario
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¿Qué es la melatonina?
Funciones:-Cronobiótica (reguladora ritmo sueño-vigilia)-Inmunomoduladora-Antioxidante-Reguladora de la reproducción
Carácterísticas:-La produce la glándula pineal-De noche, en oscuridad
Núcleo supraquiasmático Pineal
luz
La luz por la noche inhibe su síntesis
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… necesitamos luz de díay oscuridad de noche
Para que el reloj funcione correctamente…
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Sin embargo…
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Efectos de la contaminación lumínica sobre la biodiversidad
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Efectos indirectos sobre
organismos relacionados
con plantas
Efectos sobre plantas
Adelanto en la época de floración de algunas
especies
Adelanto en la época de padecimiento de alergias
No pérdida de las hojas en otoño
Daños por hielo y nieve en ramas
Efectos sobre insectosEfectos indirectos sobre polinización
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Efectos sobre animales: reproducción
Efectos fisiológicos mediados por inhibición de melatonina
Efectos sobre el comportamiento reproductor
Reproducción en
cualquier época
Deja de incubar
huevos
Desova antes de
tiempo
Hembra menos
selectiva
Anidamientos
lejos de la luz
Macho no ve
llamadas hembra
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Cambios en el comportamiento depredadores y
presas
Búsqueda de alimento/depredación
Orientación/migración
Desorientación
aves migratoriasSalmón: ciclo
lunar
Desorientación
tortugas marinas
Deslumbramiento
Presión sobre especies nocturnas
Comunicación
Cantidad de presas
Desequilibrios poblacionales entre especies
Cambios en ecosistemas
Plagas
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Migración vertical del zooplancton
Zooplancton
Fitoplancton
CO2
Día Noche
Luz nocturna
Contaminación de zonas acuáticas por disminución del
reciclado de materia
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Enfermedades parasitariasChagas/leishmaniasis/fiebres víricas
Transmisión oralCiclo doméstico
-Heces sobre frutas-Animales domésticos
Malaria
Cambios en el comportamiento animal y humano motivados por la luz nocturna
Efectos en la epidemiología de enfermedades parasitarias
Picadura
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Efectos de la contaminación lumínica sobre la salud humana
¿Qué ocurre si se nos estropea el reloj?
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Sociedades “24 horas”
Sociedades “24 horas al día”
Núcleo supraquiasmát
ico
Glándula pineal
Tracto retinohipotalám
ico
Inhibición
Melatonina
Inhibición secreción melatonina(hormona con efectos oncostáticos;
moduladora del sistema inmunitario)
CRONODISRUPCIÓN
RUIDOARMONÍA
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Alteraciones metabólicas
-Obesidad
-Diabetes tipo II
-Enfermedad coronaria
-…
Cronodisrupción
Inhibición de
melatonina
-Retraso cenas
-Falta de horas de
sueño
Luz nocturna
Hábitos nocturnos
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Estrés oxidativo
Cronodisrupción
Inhibición de
melatonina
Efectos negativos
defensas
antioxidantes
Estrés oxidativo
Envejecimiento
Cáncer
Alzheimer
Fatiga crónicaInmunitarias
Parkinson Diabetes
Luz nocturna
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Efectos sobre el sistema inmunológico
Inhibición de
melatonina
Hormona
inmunomoduladora
Falta de horas de
sueño
Efectos función
inmunitaria
-Infecciones
-Procesos
inflamatorios
-…
Luz nocturna
Hábitos nocturnos
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Luz nocturna y cáncer
Alteraciones metabólicas
Aumento del estrés oxidativo
Efectos sobre el sistema inmunológico
Alteración
del reloj
Alteración
ciclo celular
Influencia en aparición y desarrollo de tumores
0
20
40
60
80
100
120
AS
R E
sti
ma
da
/ 1
00
.00
0 r
es
ide
nte
s)
Bajo (2,26) Medio (20,63) Alto (112,01)
Nivel de Luz Nocturna (nanowatios/cm2/sr)
Riesgo de sufrir cáncer de mama
164 PaísesPróstata
Colon
Pulmón
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¿Cómo iluminar la noche?
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LPS – Sodio de baja presión (Amarilla)
MV – Vapor de mercurio (Blanca)
MH – Haluros metálicos (Blanca)
HPS – Sodio de alta presión (Naranja)
¿Cómo iluminar la noche?La luz azul es la que más afecta
al sistema circadiano
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Thomas Alva Edison, 1879
Conclusiones
No podemos “olvidar” millones de años de evolución en apenas siglo y medio
La luz nocturna tiene efectos negativos sobre los ecosistemas, y sobre la salud
humana, directa o indirectamente
Podemos iluminar la noche, utilizando para ello la intensidad y espectro menos
perjudicial para nuestro sistema circadiano y el del resto de seres vivos
Lo mejor que podemos hacer es recibir luz durante el día, y oscuridad durante
la noche
Luz de día Oscuridad de noche
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Laboratorio de Cronobiología
Universidad de Murcia
Agradecimientos
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Muchas gracias…
…por su tiempo