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Outdoor artificial light at night, obesity, and sleep health: Cross-sectional analysis in the KoGES study

Yong Seo Koo Department of Neurology, Korea University College of Medicine, Seoul, South Korea, Jin-Young Song, Eun-Yeon Joo, Heon-Jeong Lee, Eunil Lee, Sang-kun Lee & Ki-Young Jung
Pages 301-314 | Received 11 Aug 2015, Accepted 14 Jan 2016, Published online: 07 Mar 2016

Download citation http://dx.doi.org/10.3109/07420528.2016.1143480

ABSTRACT

Obesity-waist circumference.svgObesity is a common disorder with many complications. Although chronodisruption plays a role in obesity, few epidemiological studies have investigated the association between artificial light at night (ALAN) and obesity. Since sleep health is related to both obesity and ALAN, we investigated the association between outdoor ALAN and obesity after adjusting for sleep health. We also investigated the association between outdoor ALAN and sleep health. This cross-sectional survey included 8526 adults, 39–70 years of age, who participated in the Korean Genome and Epidemiology Study. Outdoor ALAN data were obtained from satellite images provided by the US Defense Meteorological Satellite Program. We obtained individual data regarding outdoor ALAN; body mass index; depression; and sleep health including sleep duration, mid-sleep time, and insomnia; and other demographic data including age, sex, educational level, type of residential building, monthly household income, alcohol consumption, smoking status and consumption of caffeine or alcohol before sleep. A logistic regression model was used to investigate the association between outdoor ALAN and obesity. The prevalence of obesity differed significantly according to sex (women 47% versus men 39%, p < 0.001) and outdoor ALAN (high 55% versus low 40%, p < 0.001). Univariate logistic regression analysis revealed a significant association between high outdoor ALAN and obesity (odds ratio [OR] 1.24, 95% confidence interval [CI] 1.14–1.35, p < 0.001). Furthermore, multivariate logistic regression analyses showed that high outdoor ALAN was significantly associated with obesity after adjusting for age and sex (OR 1.25, 95% CI 1.14–1.37, p < 0.001) and even after controlling for various other confounding factors including age, sex, educational level, type of residential building, monthly household income, alcohol consumption, smoking, consumption of caffeine or alcohol before sleep, delayed sleep pattern, short sleep duration and habitual snoring (OR 1.20, 95% CI 1.06–1.36, p = 0.003). The findings of our study provide epidemiological evidence that outdoor ALAN is significantly related to obesity.

Image by VictovoiOpera propria, Pubblico dominio, Collegamento

Article fished from the ALAN Research literature database

Melatonin: a possible link between the presence of artificial light at night and reductions in biological fitness

Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series B, Biological Sciences

Full article: http://dx.doi.org/10.1098%2Frstb.2014.0122

Marzo 2015

Therésa M. Jones *, Joanna Durrant, Ellie B. Michaelides, Mark P. Green

* Department of Zoology, The University of Melbourne, 3010 VIC, Australia

The mechanisms underpinning the ecological impacts of the presence of artificial night lighting remain elusive. One suspected underlying cause is that the presence of light at night (LAN) supresses nocturnal production of melatonin, a key driver of biological rhythm and a potent antioxidant with a proposed role in immune function. Here, we briefly review the evidence for melatonin as the link between LAN and changes in behaviour and physiology. We then present preliminary data supporting the potential for melatonin to act as a recovery agent mitigating the negative effects of LAN in an invertebrate. Adult crickets (Teleogryllus commodus), exposed to constant illumination, were provided with dietary melatonin (concentrations: 0, 10 or 100 µg ml−1) in their drinking water. We then compared survival, lifetime fecundity and, over a 4-week period, immune function (haemocyte concentration, lysozyme-like and phenoloxidase (PO) activity). Melatonin supplementation was able only partially to mitigate the detrimental effects of LAN: it did not improve survival or fecundity or PO activity, but it had a largely dose-dependent positive effect on haemocyte concentration and lysozyme-like activity. We discuss the implications of these relationships, as well as the usefulness of invertebrates as model species for future studies that explore the effects of LAN

Photo CC BY-NC by me’nthedogs on Flickr

Article fished from the ALAN research literature database

Artificial night lighting rather than traffic noise affects the daily timing of dawn and dusk singing in common European songbirds

Behavioral Ecology, 5 (25), 1037-1047, 2014

Arnaud Da Silva, Jelmer M. Samplonius, Emmi Schlicht, Mihai Valcu and Bart Kempenaers

Department of Behavioural Ecology and Evolutionary Genetics, Max Planck Institute for Ornithology, Eberhard-Gwinner-Strasse, 82319 Seewiesen, Germany

Birds of Sweden 2016 37.jpgIt is well established that artificial night lighting can influence animal orientation, but there is less information about its effects on other behaviors. Previous work suggested that light pollution can affect both seasonal and daily patterns of behavior. The aim of our study was to investigate the effects of artificial night lighting and daytime traffic noise on the timing of dawn and dusk singing in 6 common songbirds. We recorded singing behavior in 11 nonurban plots: 2 plots with light, but no noise, 3 with light and noise pollution, 3 with noise, but no light, and 3 undisturbed forests. Our results show that artificial night lighting, but not noise, leads to an earlier start of dawn singing in 5 out of 6 species, ranging on average from 10min for the song thrush to 20min for the robin and the great tit. This effect was strongest at higher light intensities. We further show that dusk song is also affected: 3 species continued dusk singing for longer in lighted areas, but the effect was smaller than that observed for dawn song (from about 8min for the blackbird to 14min for the great tit). For all species, onset and cessation of singing changed relative to sunrise and sunset with the progress of the season. Rain delayed the onset of singing at dawn and advanced the cessation at dusk. We discuss the implications of our findings in the context of sexual selection.

Photo by Bengt NymanOwn work, CC BY-SA 4.0, Link

Article fished at the ALAN research literature database

Potential effects of artificial light associated with anthropogenic infrastructure on the abundance and foraging behaviour of estuary-associated fishes

Journal of Applied Ecology, 50, 43-50 (2012)

Alistair Becker, Alan K. Whitfield, Paul D. Cowley, Johanna Järnegren, Tor F. Næsje

 

Summary

Urbanization has been identified as a global threat to biodiversity. Human population growth in coastal areas, including estuaries, is expected to increase considerably in coming decades, which will result in a proliferation of infrastructure such as jetties, wharfs and marinas. This infrastructure is often associated with artificial night lighting, yet the implications of these unnatural lighting regimes for the fish fauna in coastal ecosystems are unknown.
We conducted novel, night-time surveys of the fish community directly adjacent to an artificial structure using an acoustic camera (didson). By manipulating the artificial lighting conditions (lighting either ‘on’ or ‘off’), we tested the effects of artificial light on fish abundance and behaviour.
Clear differences in the abundance of fish were observed between the two light treatments. The occurrence of large-bodied predators (>500 mm TL) increased when the artificial lights were on. The behaviour of these fish also differed as they attempted to maintain their position within the illuminated area adjacent to the associated anthropogenic structure. The abundance of small shoaling fish also increased when the lights were on.
It is possible that the conditions created by artificial lighting benefit piscivores through the concentration of prey and enhanced foraging capabilities in the case of visual predators. This has the potential to create unnatural top–down regulation of fish populations within urban estuarine and coastal waters.
Synthesis and applications. As a consequence of a positive phototaxic response, the findings of this study suggest that artificial light often associated with man-made structures has the potential to alter fish communities within urban estuarine ecosystems by creating optimal conditions for predators. Future coastal developments should consider the ecological implications of lighting on aquatic communities. We recommend that lighting be minimized around coastal infrastructure and the use of red lights, which have limited penetration though water, be considered.

article fished in the: Artificial Light at Night (ALAN) Research Literature Database

immage CC BY-SA-2.5 André Karwat 

Morning and Evening Blue-Enriched Light Exposure Alters Metabolic Function in Normal Weight Adults

Plos One, May 2016 (link all’articolo)

Ivy N. Cheung (1) , Phyllis C. Zee, Dov Shalman, Roneil G. Malkani, Joseph Kang, Kathryn J. Reid

(1) Northwestern University, Chicago, Illinois, USA

Abstract

Increasing evidence points to associations between light-dark exposure patterns, feeding behavior, and metabolism. This study aimed to determine the acute effects of 3 hours of morning versus evening blue-enriched light exposure compared to dim light on hunger, metabolic function, and physiological arousal. Nineteen healthy adults completed this 4-day inpatient protocol under dim light conditions (<20lux). Participants were randomized to 3 hours of blue-enriched light exposure on Day 3 starting either 0.5 hours after wake (n = 9; morning group) or 10.5 hours after wake (n = 10; evening group). All participants remained in dim light on Day 2 to serve as their baseline. Subjective hunger and sleepiness scales were collected hourly. Blood was sampled at 30-minute intervals for 4 hours in association with the light exposure period for glucose, insulin, cortisol, leptin, and ghrelin. Homeostatic model assessment of insulin resistance (HOMA-IR) and area under the curve (AUC) for insulin, glucose, HOMA-IR and cortisol were calculated. Comparisons relative to baseline were done using t-tests and repeated measures ANOVAs. In both the morning and evening groups, insulin total area, HOMA-IR, and HOMA-IR AUC were increased and subjective sleepiness was reduced with blue-enriched light compared to dim light. The evening group, but not the morning group, had significantly higher glucose peak value during blue-enriched light exposure compared to dim light. There were no other significant differences between the morning or the evening groups in response to blue-enriched light exposure. Blue-enriched light exposure acutely alters glucose metabolism and sleepiness, however the mechanisms behind this relationship and its impacts on hunger and appetite regulation remain unclear. These results provide further support for a role of environmental light exposure in the regulation of metabolism.   Fished from the ALAN Research Literature Database

Protective effect of blue-light shield eyewear for adults against light pollution from self-luminous devices used at night

Masahiko Ayaki (1),  Atsuhiko Hattori, Yusuke Maruyama, Masaki Nakano,Michitaka Yoshimura, Momoko Kitazawa, Kazuno Negishi & Kazuo Tsubota (2016)

(1) Keyo University, Japan

Chronobiology International, DOI: 10.3109/07420528.2015.1119158

Link to the article: http://dx.doi.org/10.3109/07420528.2015.1119158

Abstract


 We investigated sleep quality and melatonin in 12 adults who wore blue-light shield or control eyewear 2 hours before sleep while using a self-luminous portable device, and assessed visual quality for the two eyewear types. Overnight melatonin secretion was significantly higher after using the blue-light shield (P < 0.05) than with the control eyewear. Sleep efficacy and sleep latency were significantly superior for wearers of the blue-light shield (P < 0.05 for both), and this group reported greater sleepiness during portable device use compared to those using the control eyewear. Participants rated the blue-light shield as providing acceptable visual quality Article fished in the ALAN Research Literature Database

Photo by Bill Bradford/Flickr (CC-BY 2.0 license)

Light pollution and marine food webs: preliminary results from an intertidal case study

emaggi-coverElena Maggi, a reseacher from the Department of Biology at the Università of Pisa, presented at the 11th International Temperate Reefs Symposium a talk on an experiment concerning the assessment of impacts of artificial light at night on marine food webs.

 

One of the sensors used for the experimental campaign was provided by the BuioMetria Partecipativa project.

Government of Andalusia Actions to improve the Quality of the Night Sky

Source: Estefania Canavate Garcia, in the Loss of the Night Network. Translation by Carlo Fantilli, student at the Scuola Superiore di Mediazione Linguistica di Pisa.
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Campagne per la divulgazione e la presa di coscienza da parte dei cittadini.
Tra le campagne più rilevanti si segnalano: la campagna ”Espacios naturales de Andalucía, cielos de calidad” (“Gli spazi naturali dell’Andalusia, cieli di qualità”), il cui obiettivo è valorizzare i cieli dell’Andalusia, incoraggiando il turismo astronomico ed uno sviluppo sostenibile; le campagne “Ferias de luz y sonido, un placer para los sentidos” (“Fiere di luci e suoni, un piacere per i sensi”) e “¿Cómo iluminas tu Navidad?” (“Come illumini il Natale?”), che mirano ad ottenere un’illuminazione più sostenibile durante i periodi natalizi e festivi; infine la campagna “La iluminación de tu campo es de primera” (“L’illuminazione del tuo campo è di prima qualità”).

Concorsi
Una maniera efficace per coinvolgere tutti i cittadini è l’organizzazione di concorsi sulla base di varie categorie come ad esempio: cortometraggi sostenibili, cartelloni, racconti brevi, poesie e graffiti.

Campagna di formazione
Rivolta a tecnici e responsabili comunali, comunità universitarie, insegnanti ed alunni delle scuole primarie e secondarie, professionisti del settore pubblico e privato.

Sostegni economici
Secondo i criteri stabiliti dall’Ordinanza del 20 dicembre 2010, i comuni aderenti al Programma per la Sostenibilità Urbana Città 21 potranno ottenere sovvenzioni destinate alla messa in opera di azioni e strategie specifiche per contrastare il cambiamento climatico. Oltretutto, anche il Patto dei Sindaci si sta impegnando ad acquisire fondi dalla Banca Europea degli Investimenti, supportando la partecipazione di aziende attive nel settore dei Servizi Energetici.

Progetti pilota
Tramite la messa in pratica di questi progetti, alcuni impianti di illuminazione specifici verranno rinnovati ed adattati nel modo migliore alle normative; essi rappresenteranno il modello da seguire per tutti gli altri comuni dell’Andalusia.

Creazione di un gruppo di lavoro internazionale di Amministrazione che definisca le norme per regolamentare l’inquinamento luminoso.
La creazione di un gruppo internazionale servirà a favorire il confronto delle esperienze e a supportare sia lo sviluppo, che la successiva applicazione delle norme.

In conclusione, è necessario proteggere gli spazi naturali della nostra Comunità. Inoltre è essenziale sottolineare il valore dei nostri cieli come patrimonio culturale e dei nostri osservatori astronomici come patrimonio scientifico. Ciononostante, al fine di ottenere risultati positivi, le strategie per prevenire l’inquinamento luminoso dovranno essere supportate da importanti campagne di sensibilizzazione e formazione. Sarà possibile trovare la soluzione a questi problemi attraverso la coerenza e i consensi di produttori, Amministrazioni, settori economici competenti e cittadini.

Retro:

Le terre andaluse possiedono un notevole valore ambientale, infatti è per questo motivo che in Andalusia è possibile trovare numerose aree protette. Queste aree occupano circa il 20% del territorio andaluso e da sole rappresentano il 30% delle aree protette della Spagna. In esse vivono molte specie, sia animali che vegetali, vulnerabili agli effetti causati dell’uomo.

Ad ogni modo, l’Andalusia non si distingue solamente per la qualità delle sue aree naturali; anche il cielo notturno infatti è storicamente un punto di riferimento mondiale per le osservazioni astronomiche. Ne è la prova la presenza sul suolo andaluso di due importanti osservatori: il Centro Astronomico Ispano-Tedesco di Calar Alto e l’Osservatorio della Sierra Nevada. Tuttavia, l’aumento degli impianti di illuminazione esterna rischia di andare a compromettere l’oscurità naturale di queste aree e del cielo notturno; fino ad ora infatti, tali impianti sono stati progettati seguendo criteri tecnici ed economici ma, sfortunatamente, non criteri ambientali. Per proteggere il patrimonio naturale ed astronomico e garantire un nuovo modello di sviluppo economico per il territorio, l’Andalusia si pone in prima linea nella regolamentazione dell’inquinamento luminoso. Il Consiglio Regionale, mediante la legge n°7 del 9 luglio 2007, ha stabilito le prime linee guida di Gestione Integrata della Qualità Ambientale, sviluppate successivamente con il Decreto n°357 del 3 agosto 2010, tramite il quale è stato approvato il Regolamento per la tutela della qualità del cielo notturno contro l’inquinamento luminoso e sono state stabilite misure di risparmio ed efficienza energetica.
Il Decreto definisce l’inquinamento luminoso come l’emissione di un flusso luminoso da parte di sorgenti di luce artificiali che costituiscono impianti d’illuminazione esterna notturna che abbia intensità, direzione o estensione spettrale inadeguati alla realizzazione delle attività previste nella zona illuminata.
Obiettivi:
a) Prevenire, ridurre e correggere gli effetti della diffusione di luce artificiale nel cielo notturno.
b) Preservare le condizioni di oscurità naturale a beneficio degli ecosistemi notturni in generale.
c) Promuovere un uso efficiente degli impianti di illuminazione, senza mettere a rischio la sicurezza degli utenti.
d) Ridurre la dispersione di luce in zone differenti da quelle che si intende illuminare, specialmente in ambienti naturali o all’interno di edifici residenziali.
e) Salvaguardare la qualità del cielo notturno per facilitarne la visione, in particolare nelle vicinanze di osservatori astronomici.

Ambito di applicazione:
impianti di illuminazione esterni, dispositivi illuminotecnici e apparecchiature ausiliarie di illuminazione, sia pubbliche che private, presenti sul territorio della Comunità Autonoma dell’Andalusia.

Soggetti competenti:
Assessorato dell’Ambiente e Amministrazione Comunale

Zonizzazione del territorio:
è necessario che tutte le attività notturne, sia economiche che non, siano rese compatibili con la qualità della vita dei cittadini, con la protezione degli esseri viventi più vulnerabili, con la visione del cielo notturno e con le osservazioni astronomiche. L’obiettivo è sia quello di tutelare al massimo le zone maggiormente a rischio, sia quello di garantire alle città e ai paesi una vita notturna confortevole. Per conseguire tale scopo, la normativa prevede una zonizzazione dell’Andalusia, ovvero la suddivisione del territorio in diverse aree nelle quali il grado di protezione è determinato in base alle effettive necessità dell’area stessa.

Restrizioni per gli impianti più recenti:
Il Flusso Emisferico Superiore installato deve essere inferiore all’1%.
I livelli di illuminazione e luce dispersa devono rispettare i valori stabiliti dal Regio Decreto n° 1890 del 14 novembre 2008.
Le lampade devono fornire la miglior efficienza energetica possibile.
Nelle zone E1 ed E2 l’uso di lampade con emissioni a breve lunghezza d’onda dello spettro visibile è limitato.
Gli impianti non devono proiettare luce in zone che non siano l’oggetto o l’area da illuminare.
L’illuminazione ornamentale e quella proveniente da cartelloni pubblicitari ed insegne luminose deve essere effettuata dall’alto verso il basso.
Tutti gli impianti d’illuminazione più recenti devono essere dotati di sistemi automatici di regolazione che riducano il flusso luminoso durante le ore notturne.

Divieti per tutti i tipi di impianti:
LED, laser e proiettori pubblicitari che emettono un flusso luminoso al di sopra del piano orizzontale.
Illuminazione di spiagge e coste situate al di fuori del centro abitato.
Aerostati luminosi con fini pubblicitari.
Lampade non monocromatiche nelle zone Z1.
Insegne luminose nelle zone E1.
Sostituzione nell’arco di tre anni di tutte le lampade con un Flusso Emisferico Superiore installato superiore al 25% (ad esempio le lampade di forma sferica e i lampioni).
Spegnimento di tutti gli impianti delle zone E1 ed E2 durante le ore notturne, eccetto l’illuminazione necessaria alla sicurezza. Spegnimento dell’illuminazione ornamentale e dei cartelloni pubblicitari nelle ore notturne.

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L’Assessorato dell’Ambiente appoggia l’applicazione del Regolamento
Uno degli obiettivi principali dell’Assessorato dell’Ambiente è quello di garantire l’applicazione del Decreto n°357 del 3 agosto 2010; tale obiettivo però deve scontrarsi con alcune difficoltà che è necessario superare: la diffusa disinformazione riguardo le cause e gli effetti dell’inquinamento luminoso, la storica connessione tra società sviluppata e spreco energetico, gli interessi dei settori coinvolti che a volte si contrappongono e l’attuale limitazione di risorse. A tale scopo, l’ Assessorato dell’Ambiente ha lanciato un’ampia strategia che integra diversi vettori fondamentali:

Supporto tecnico alle amministrazioni comunali
La Dirección General de Cambio Climático y Medio Ambiente Urbano (Direzione Generale per il Cambiamento climatico e Ambiente urbano) fornisce tutto il supporto tecnico necessario ai comuni per la messa in pratica dei provvedimenti derivanti da tale Regolamento.

In considerazione di ciò, per facilitare l’approvazione della zonizzazione del territorio da parte delle amministrazioni comunali, l’Assessorato dell’Ambiente ha deciso di includere nel progetto di protezione delle aree più a rischio anche l’utilizzo del suolo. In seguito, tali informazioni sono state distribuite ai vari comuni tramite differenti mezzi. Quindi è stata realizzata una mappa del territorio in formato PDF, composta da vari strati cartografici visualizzabili per mezzo di Google Earth, ed editabili con programmi di gestione delle informazioni geografiche.

Tra gli altri provvedimenti a supporto delle amministrazioni comunali messi in atto dall’Assessorato dell’Ambiente vi sono: creazione di un servizio di richiesta informazioni sull’inquinamento luminoso integrato con i servizi di consulenza telefonici a disposizione dei cittadini, creazione di un indirizzo e-mail per la richiesta di informazioni on line, pubblicazione di una guida tecnica per l’applicazione del Regolamento, organizzazione di campagne per la misura dell’inquinamento luminoso e di comitati tecnici provinciali rivolti ai tecnici e ai responsabili degli impianti per l’illuminazione pubblica.