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Revista da Escola de Enfermagem da USP logoLink to Revista da Escola de Enfermagem da USP
. 2025 Jul 7;59:e20240398. doi: 10.1590/1980-220X-REEUSP-2024-0398en
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Investigation of effects of different colour led lighting application to pregnant rats on mother and offspring

Investigação dos efeitos da aplicação de iluminação de led de cores diferentes em ratas grávidas sobre a mãe e a prole

Halime Aydemir 1, Fatma Ergün 2
PMCID: PMC12258052  PMID: 40657882

ABSTRACT

Objective:

In the study, the effects of different colour LED lighting on the physiological and behavioural characteristics of pregnant rats, mother rats, and their offspring were investigated using an experimental model consisting of primiparous (first-time delivering) rats.

Method:

In the study, 24 pregnant rats (Wistar Albino) were included in 4 groups, each including. The rats were placed in 4 light cabinets (White, Red, Blue, Yellow). During pregnancy and the postpartum period, the body weights of the pregnant/mother rats and their offspring, the weight gain of the pregnant rats, the daily feed and water consumption, blood glucose levels, skin thicknesses, and the behavioural characteristics of the pregnant rats and their offspring were assessed.

Results:

Feed and water consumption was highest in the Red group (0.51 ± 0.06 ml/BW (g)/day). Significant differences were determined between the rat groups in terms of their blood glucose levels, skin thicknesses, and the results of the behavioural characteristics on the pregnant and offspring rats (p < 0.05).

Conclusion:

Red light had a weight-increasing effect on pregnant rats, while blue light had an oedema-preventing effect and a weight-increasing effect on the offspring.

DESCRIPTORS: Rat, Light, Pregnancy, Red Light, Offspring

INTRODUCTION

Improving maternal and newborn health and reducing maternal and neonatal morbidity and mortality are of great importance for the health of pregnant women(1). Pregnancy is considered as a critical period for maternal and newborn health.

Providing care based on evidence-based guidelines improves the quality of care(2). The World Health Organisation (WHO) recommendations for positive pregnancy experience in antenatal care include healthy nutrition and exercise, daily iron and folic acid supplementation, daily calcium supplementation, and limiting caffeine intake above 300 mg per day. Recommendations for pregnant women include anaemia diagnosis, early ultrasound, glucose tolerance test, screening for tobacco use and passive smoking, partner violence, asymptomatic bacteriuria with 7 days of antibiotics, anti-D immunoglobulin, and preventive anti-helminth treatment. The WHO also recommends that every pregnant woman should have her own health information, tetanus vaccination, the number of antenatal visits, and recommendations to prevent common pregnancy complaints (hyperemesis gravidarum, heartburn, cramps, back and pelvic pain, constipation, varicose veins and oedema)(3). These recommendations are aimed ensuring a healthy progression of pregnancy. However, even with a healthy pregnancy monitored, there are inevitable factors in daily life, one of which is light.

Light is an indispensable source for sustaining our lives as long as we are awake(4). During pregnancy, a woman are faced with the effects of lighting systems on pregnancy, childbirth, and postpartum processes. Although the LED lights used in lighting today are considered in monitoring and care in line with WHO recommendations, they are a factor that can affect the pregnancy process. Given the necessities of human life, it is a reality that it is difficult to eliminate the effects of lighting under current conditions.

It has been reported that blue LED lights affect bilirubin levels and shorten the treatment time in phototherapy treatment(5). Phototherapy has been used for many years as a reliable and effective method in the treatment of neonatal jaundice(6). This experimental study was designed to monitor and assess the effects of LED lights on rats. The study is expected to shed light on studies on how LED lights affect other mammals such as rats.

METHOD

In the study, 24 primiparous (first-time pregnant) female rats (Wistar Albino) aged 14–15 weeks (Body Weight (BW) 200 ± 15 g), with similar morphological characteristics, raised in the Experimental Animals Unit of the Faculty of Medicine, Kirsehir Ahi Evran University, were used.

The entire stages of the study were carried out in an environment with a temperature of 22 ± 2 °C, a relative humidity of 35 ± 10%, and a noise level of 35 ± 10 decibels (dB)(7). The study environment was illuminated with white light in a 12-hour light/12-hour dark cycle. For the female rats to become pregnant, 24 female rats were placed in pairs in 12 mating cages. One 18–20-week-old male rat was placed in each cage (2 females/1 male). After the male rats were kept in the cages for 6 days (the estrous cycle in rats is 4–5 days), they were removed from the cages(8). The female rats were then divided into 4 groups, each with 6 rats in a homogeneous manner. The 6 rats in each group were placed in 3 breeding cages (425*265*150/800 cm2)(9) which were placed in 4 specially prepared light cabinets (White, Red, Blue, Yellow) for the study. The cabinets were made of white Expanded Polystyrene (TS7316- EN13163) with dimensions of 100 × 50 × 50 cm, with the front parts open and light-impermeable. LED light sources were installed on the ceiling of the cabinets to provide a light intensity of 150 ± 25 lux on the floor, in addition to the 12-hour light/12-hour dark cycle, the cabinets were illuminated with white (400–740 nm), red (635–700 nm), blue (450–490 nm), and yellow (560–590 nm) lights for 4 hours(10). The additional light application was carried out between 7:00 p.m. and 11:00 p.m. following the light period (Figure 1-a).

Figure 1. Cabinets illuminated with different coloured LED lights and behavioural analysis test platforms (a; Breeding cages, b; Open field test platform, c; Social preference test platform, d; Light reflex test platform).

Figure 1

The light intensity and duration periods utilized were inspired by typical home and office lighting patterns (illuminated environment from dusk until midnight). Furthermore, the continuous white lighting commonly used in domestic and office settings was designated as the control group in the study. The light intensity within the cabinets was monitored every 3 days using a digital lux meter (Extech 5-in-1 Environmental Meter EN300).

During the gestational and postpartum periods, the BW’s of the pregnant/mother rats and their offspring were measured using a digital scale (NECK WT-NF Precision Scale) accurate to 0.01 units, and the daily BW gains (g/day) were calculated. Additionally, the daily feed (g) and water (ml) consumption of the pregnant rats during their gestation period were determined.

The blood glucose levels and skin fold thicknesses of the pregnant rats were determined periodically on days 6, 9, 12, 15, and 18 of the study. Blood glucose levels were measured from blood samples obtained from the lateral tail vein using a glucometer (OPTIMA). To assess any physiological oedema associated with pregnancy, the skin fold thicknesses and hind paw tarsal joint diameters of the rats were measured using a calliper (Holtain skinfold calliper) accurate to 0.2 mm. For the skin fold thickness measurements, only the skin and subcutaneous fat tissue (excluding muscle) were measured and recorded in millimeters (11).

Abdominal skin thickness (ACT) measurement: The skin was grasped in the abdominal region parallel to the median line for a length of 3 cm, and the thickness was measured using a calliper.

Shoulder (Cidago) skinfold thickness (SCT) measurement: The skin in the withers region was grasped by hand with the median line in the centre, and the thickness was measured using a calliper.

Hind paw tarsal joint thickness (TJT) measurement: The hind paw was held, and the calliper was placed on the joint for the measurement. These measured values were calculated as percentages using the following formula; ACT/SCT/TJT = (FM − M)/IM × 100 (FM:The final measured value, IM:The initial measured value)

In the study, the rats were subjected to the Open Field Test, Social Preference Test, and Familiar Environment Test on the 19th day of pregnancy for the pregnancy and 10 days after birth for the offspring.

Open field test: The open field test was used to determine the locomotor activity of the pregnant and juvenile rats(12). For the test, the rats were placed in the centre of the open field test platform (Figure 1-b) and video recorded for five minutes. The recorded videos were evaluated for various behavioural activities, such as time spent in the centre (TSC), time spent in the periphery (TSP), number of entries and exits from the centre (NEEC), number of squares crossed (NSC), and number of defecations (ND).

Social preference test: In the study, a modified version of the platform used by Kaidanovich-Beilin et al.(13) was used (Figure 1-c). In this test, the preference of the pregnant rats towards a familiar rat (with whom they had been housed during pregnancy) and an unfamiliar rat was measured. After cleaning all compartments of the platform with alcohol, a rat from the same cage was placed in the first compartment, and an unfamiliar rat was placed in a plastic cage in the other compartment. The activity of the rat placed in the central compartment was recorded for 5 minutes. The recorded footage was analysed, and the familiar animal preference scores (FPS) and unfamiliar animal preference scores (UPS) of the groups were determined using the following formulae:

FPS=FT/TT×100UPS=UT/TT×100

(TT: Total time (s), FT: Time spent with the familiar animal (s), UT: Time spent with the unfamiliar animal (s)).

Similarly, the maternal preference scores for their own offspring (Own Offspring Preference Score or OOPS) and unfamiliar offspring (UOPS) were also calculated.

OOPS=OT/TT×100UOPS=UT/TT×100

(TT: Total time (s), OT: Time spent with own offspring (s), UT: Time spent with unfamiliar offspring (s))

Light reflex test: A modified version of the platform used by Ergün and Taşkın for avian species was employed in this test(14) (Figure 1-d). The platform consisted of 4 compartments measuring 20 × 20 × 33 cm, connected by passages, within enclosure of 50 × 50 × 35 cm. The interior of the compartments was illuminated using LED lights, adjusted to provide a light intensity of 150 ± 25 lux at the centre. This test was used to measure the Light Reflex (LR) of the pregnant rats towards the additional light colour they were exposed to during pregnancy. Additionally, this test was also applied to the 10-day-old offspring, measuring their LR towards the light colour experienced by their mothers. The first colour compartment to which the rats placed in the centre of the platform went within 5 minutes was considered as the preference.

Behavioural observations: In this study, the gestational, maternal, and nursing behaviours of the rats were observed. Behavioural observations were conducted using the time sampling method by a single observer. Observations were performed four times a day (at 9:00 a.m., 12:00 noon, 4.00 p.m. and 8:p.m.) for five consecutive days. Behavioural observations were carried out according to the criteria specified in Chart 1 (15).

Chart 1. The ethograms used for the behavioural observations – Kirsehir, Turkiye, 2024.

Behaviour ethogram for pregnant rats Maternal breastfeeding behaviour ethogram
Behavioural criteria Physical activity Breastfeeding criteria Physical activity
Nutrition Eating and Drinking Arched Breastfeeding (AB) The mother’s arched-back suckling behaviour to Breastfeeding her offspring
Comfort Body Stretching, Paw Stretching, Body Cleaning, and Paw-to-Head/Paw Cleaning Blanket breastfeeding (BB) The mother’s covering behaviour over her offspring, like a blanket, to facilitate breastfeeding.
Rest Sleeping, Stretching Passive breastfeeding (PB) Non-breastfeeding situations and other situations
Social Cage bar grasping and hanging, cage locomotion, and tail carriage

Ethical Aspects

The study was carried out in the Experimental Animals Unit of the Faculty of Medicine, Kirsehir Ahi Evran University, between May 2024 and June 2024, with the decision of the Local Ethics Committee for Animal Experiments dated January 19, 2024 and numbered 2/1.

Statistical Analyses

The data obtained at the end of the study was analysed using the SPSS 22 statistical software package. Firstly, the effects of LED light on some behavioural and physiological characteristics of pregnant, maternal, and offspring rats were determined using one-way analysis of variance (ANOVA). In cases where significant differences were determined, the Duncan Test, one of the multiple comparison tests, was used to determine from which application(s) the difference originated(16). Furthermore, p < 0.05 was accepted for all calculations in the study.

RESULTS

The feed consumption amounts were similar in groups Y and C. The differences between these two groups and the other groups were significant (p < 0.05). The feed consumption amounts of the groups were 0.28 ± 0.03 g/BW(gr)/day for R, 0.25 ± 0.06 g/BW(gr)/day for groups Y and C, respectively, and 0.24 ± 0.04 g/BW(gr)/day for group B. There was a close relationship between the feed and water consumption of the rats. The daily water consumption amounts per BW of pregnant rats varied significantly (p < 0.05). In group R with the highest feed consumption, the water consumption was also the highest at 0.51 ± 0.06 ml/BW(gr)/day. The lowest water consumption was found in group C at 0.44 ± 0.04 ml/BW(gr)/day. The daily BW gain differences between the groups were significant (p < 0.05). The daily BW gain amounts of the groups were determined as follows: 4.60 ± 0.35 g/day for group R, 3.33 ± 0.58 g/day for group Y, 3.25 ± 0.88 g/day for group B, and 3.15 ± 0.51 g/day for group C (Table 1).

Table 1. Pregnant and offspring information in experimental rat groups– Kirsehir, Turkiye, 2024.

Information on the weight, daily physiological needs changes, and offspring of rat groups
Groups Body weight (g) Weight gain (g/day) Feed consumption (g/BW(g)/day) Water consumption (mL/BW(g)/day) Body weight loss due to birth (g) Number of offspring (number) Offspring weight (g)
C 193.21 ± 13.48 3.15 ± 0.51b 0.25 ± 0.06b 0.44 ± 0.04b 25.48 ± 1.62ab 11.33 ± 2.08a 5.51 ± 0.16ab
R 206.22 ± 15.72 4.60 ± 0.35a 0.28 ± 0.03a 0.51 ± 0.06a 27.91 ± 3.90a 12.66 ± 3.05a 4.91 ± 0.14c
B 198.50 ± 14.73 3.25 ± 0.88b 0.24 ± 0.04c 0.49 ± 0.02ab 26.28 ± 1.70ab 12.00 ± 3.60a 5.90 ± 0.01a
Y 208.42 ± 14.27 3.33 ± 0.58b 0.25 ± 0.06b 0.47 ± 0.01ab 23.12 ± 1.11b 12.00 ± 3.00a 5.30 ± 0.43bc
Values of Abdominal skin thickness (ACT), Shoulder (Cidago) skinfold thickness (SCT), and Hind paw tarsal joint hickness (TJT) for the groups
ACT
Groups Initial (mm) 11th day (+%) 20th day (-%)
C 13.66 ± 0.52ab 7.27 ± 0.36a 16.18 ± 3,30a
R 13.00 ± 1.73b 7.09 ± 0.08a 16.42 ± 3.11a
B 15.33 ± 0.57a 6.44 ± 0.38b 15.25 ± 2.88a
Y 12.66 ± 0.57b 7.46 ± 0.39a 7.09 ± 0.08b
SCT
C 23.33 ± 0.57ab 7.18 ± 2.61a 8.86 ± 5.00a
R 20.66 ± 0.57b 7.10 ± 2.56a 9.71 ± 2.44a
B 24.33 ± 2.08ab 6.42 ± 2.09a 8.56 ± 4.33a
Y 25.66 ± 3.21a 7.79 ± 0.17a 8.75 ± 5.44a
TJT
C 43.66 ± 1.15b 3.58 ± 1.11a 8.25 ± 3,30b
R 42.66 ± 0.53b 3.78 ± 1.31a 14.94 ± 2.88a
B 43.33 ± 1.15b 2.21 ± 0.18a 2.13 ± 3.11c
Y 48.33 ± 1.52a 3.09 ± 1.02a 14.24 ± 0.08a

*: Differences between means indicated by the same letter are not significant at the p < 0.05 level.

*: C; Control, R; Red, B; Blue, Y; Yellow.

The differences in weight losses due to birth among pregnant rats were significant (p < 0.05). The highest weight loss was measured in group R at 27.91 ± 3.90 g, while the lowest loss was recorded in group Y at 23.12 ± 1.11 g. The offspring weights were significant, with average weights being 5.90 ± 0.01 g for group B, 5.51 ± 0.16 g for group C, 5.30 ± 0.43 g for group Y, and 4.91 ± 0.14 g for group R, respectively (p < 0.05) (Table 1).

The blood glucose levels of pregnant rats were measured every three days starting from the 9th day of pregnancy (Figure 2-a). The highest value among the groups was recorded on the 9th day of the study at 101.00 ± 6.55 mg/dL in group C, while the lowest value was detected on the 15th day of the study at 71.33 ± 2.32 mg/dL in group B. At the end of the 18th day, the highest value was determined in group C, and the lowest value was determined in group Y. Additionally, a consistent decrease was observed in group Y.

Figure 2. The blood glucose levels of pregnant rats and behavioural observations of rats. [a; Blood glucose (mg/dL) levels of pregnant rats (C; Control, R; Red, B; Blue, Y; Yellow), b; Time-dependent comfort behaviour, social behaviour, nutrition behaviour and resting behaviour values of the groups (%) (CB; Comfort Behaviour, SB; Social Behaviour, NB; Nutrition Behaviour, RB; Rest Behaviour), c; Breastfeeding behaviour values of the groups (%) (PB; Passive Breastfeeding, AB; Arched Breastfeeding, BB; Blanket Breastfeeding)].

Figure 2

*: Differences between means indicated by the same letter are not significant at the p < 0.05 level.

In the study, ACT, SCT and TJT were measured during the initial, mid, and final periods to detect physiological oedema that may occur in pregnant rats (Table 1). Skinfold thickness increased until the 11th day of pregnancy, but in later measurements, a decrease was observed in skinfold thickness values. The lowest values were detected under blue light on the 11th day of pregnancy. Yellow light had an oedema-promoting effect. Measurements taken on the 20th day of pregnancy indicated that red light had a more significant oedema-reducing effect than did other light.

In the study, behavioural tests including the Open Field Test, Social Preference Test, and Light Reflex Tests were applied to pregnant rats on the 19th day and to the newborn on the 10th day. The Open Field Test was conducted to determine the locomotor activities of the pregnant rats and their offspring. Characteristics such as the TSC, TSP, NEEC, NSC, and the ND were recorded (Table 2). The values for the groups were significant at the p < 0.05 level.

Table 2. Open field, social preference, light reflex test table for pregnant and offspring rats, and the table for mothers’ offspring preference – Kirsehir, Turkiye, 2024.

Open field test table
Pregnant rats
Groups TSC (sec) TSP (sec) NEEC (number) NSC (number) ND (number)
C 2.50 ± 2.12b 296.50 ± 0.71a 2.00 ± 1.00b 13.33 ± 2.30d 1.33 ± 0.57ab
R 18.50 ± 3.53a 277.50 ± 3.53b 4.00 ± 1.73a 57.33 ± 2.30a 00.0 ± 0.00b
B 5.50 ± 2.12b 294.50 ± 2.12a 4.33 ± 0.57a 37.66 ± 2.88bc 0.33 ± 0.57b
Y 1.50 ± 0.70b 298.50 ± 0.70a 1.66 ± 1.15ab 44.66 ± 6.35b 2.00 ± 1.00a
Offspring rats
C 13.66 ± 5.13c 285.33 ± 3.51a 2.33 ± 0.57a 24.00 ± 2.00b 0.00 ± 0.00
R 43.33 ± 5.13a 256.66 ± 5.13c 2.66 ± 1.15a 67.00 ± 2.08a 0.00 ± 0.00
B 25.33 ± 4.04b 274.66 ± 4.04b 3.33 ± 2.30a 17.33 ± 2.08c 0.00 ± 0.00
Y 22.66 ± 1.15b 276.56 ± 1.15b 2.00 ± 1.00ab 23.66 ± 1.52b 0.00 ± 0.00
Social preference and light reflex test table
Pregnant rats
Groups FPS (%) UPS (%) LR (%)
C 7.00 ± 2.82c 65.10 ± 3.53a 16.15 ± 0.25c
R 81.66 ± 2.35a 7.95 ± 1.90b 33.15 ± 0.16b
B 13.65 ± 0.49b 73.90 ± 3.74a 50.01 ± 0.40a
Y 12.30 ± 2.40bc 72.65 ± 3.74a 16.15 ± 0.25c
Offspring rats
C 2.03 ± 0.64c 88,32 ± 4.00a 33.17 ± 0.16b
R 58.14 ± 2.24a 27.22 ± 3.47d 62.25 ± 3.81a
B 18.69 ± 5.25b 59.81 ± 5.56c 16.25 ± 0.35c
Y 1.84 ± 0.32c 78.14 ± 2.50b 16.32 ± 0.33c
Mother’s offspring preference table OOPS (%) UOPS (%)
C 30.52 ± 3.10b 56.11 ± 5.50a
R 64.16 ± 1.01a 31.66 ± 2.35c
B 29.16 ± 0.39b 42.31 ± 1.43b
Y 30.27 ± 0.38b 53.30 ± 3.93a

*: Differences between means indicated by the same letter are not significant at the p < 0.05 level.

*: C; Control, R; Red, B; Blue, Y; Yellow, TSC; Time Spent in the Center, TSP; Time Spent in the Periphery, NEEC; Number of Entries and Exits from the Center, NSC; Number of Squares Crossed, ND; Number of Defecations, FPS; Familiar animal Preference Scores, UPS; Unfamiliar animal Preference Scores, LR; Light Reflex, OOPS; Own Offspring Preference Score, UOPS; Unfamiliar Offspring Preference Score

The time spent in the centre (TSC) by pregnant rats was 18.50 ± 3.53 second (sec) for group R, 5.50 ± 2.12 sec for group B, 2.50 ± 2.12 sec for group C, and 1.50 ± 0.70 sec for group Y. The TSP was 298.50 ± 0.70 sec for group Y, 296.50 ± 0.71 sec for group C, 294.50 ± 2.12 sec for group B, and 277.50 ± 3.53 sec for group R. Similarly, for the offspring, the TSC was 43.33 ± 5.13 sec for group R, 25.33 ± 4.04 sec for group B, 22.66 ± 1.15 sec for group Y, and 13.66 ± 5.13 sec for group C. The TSP values for the offspring were measured at 285.33 ± 3.51 sec for group C, 276.56 ± 1.15 sec for group Y, 274.66 ± 4.04 sec for group B, and 256.66 ± 5.13 sec for group R.

In pregnant rats, the NEEC was the highest in group B at 4.33 ± 0.57 and lowest in group Y at 1.66 ± 1.15. The NSC was 57.33 ± 2.30 in group R, 44.66 ± 6.35 in group Y, 37.66 ± 2.88 in group B, and 13.33 ± 2.30 in group C. In the offspring, this value was the highest for NEEC in group B, while the highest NSC was in group R. The values obtained in the offspring were similar to those in the pregnant rats.

In the study, significant differences were between the rates of FPS and UPS in pregnant rats at the p < 0.05 level (Table 2). The highest FPS was recorded at 81.66 ± 2.35% in group R, while the lowest value was in group C at 7.00 ± 2.82%. In the groups, the UPS was 73.90 ± 3.74% in group B, 72.65 ± 3.74% in group Y, 65.10 ± 3.53% in group C and 7.95 ± 1.90% in group R, respectively.

In the study, the preferences of offspring rats for their mothers and unfamiliar adults were investigated. Significant differences were determined between the groups (p < 0.05). The offspring of rats exposed to red light preferred to spend more time with their mothers, with a preference of 58.14 ± 2.24%. In contrast, the offspring from other colour groups tended to favour unfamiliar individuals. The preferences for LR among the study groups were significantly different at the p < 0.05 level. In pregnant rats, the highest light preference was in the blue group at 50.01 ± 0.40%, while the lowest preference was observed in groups C and Y at 16.15 ± 0.25%. For the offspring, the highest preference value was calculated in group R at 62.25 ± 3.81%, and the lowest was in group B, at 16.25 ± 0.35% (Table 2).

In the study, the effects of the light applied to pregnant rats on offspring preference after birth were investigated (Table 2). Significant differences were determined between the groups (p < 0.05). The highest rate of OOPS was recorded in group R at 64.16 ± 1.01%, while the highest UOPS was in the control group at 56.11 ± 5.50%. Significant differences were also observed in behavioural criteria among the groups (p < 0.05) (Figure 2-b). The highest comfort levels in social and feeding behaviour assessments were identified in R, while the highest resting behaviour was observed in C.

In the study, the observations made throughout the day revealed that the most frequent behaviours observed were the blanket, passive, and arched breastfeeding behaviours, in the given order. There were also differences in breastfeeding behaviours related to light wavelength, with the highest blanket breastfeeding observed under red light (Figure 2-c).

DISCUSSION

Environmental light and light colour are among the significant environmental factors that directly affect pregnancy, motherhood, and infancy(17). In the study, the highest feed and water consumption, as well as the amount of weight gain, were observed in group R. The lowest feed consumption was noted in group B, while the least water consumption and weight gain were in group C. It is believed that the differences observed in feed and water consumption and daily weight gain are influenced by the applied light wavelengths. The additional red light applied during pregnancy increased feed and water consumption, leading to weight gain. Wren-Dail et al.(18) reported in 2016 that male Sprague-Dawley rats aged 4–5 weeks had higher feed and water consumption and weight gain when exposed to red light. Our findings are consistent with this result. In many studies, it has been indicated that light wavelength affects individuals’ motivation to eat, increases appetite and eating speed, and also influences unhealthy feed choices(19). In humans, excessive exposure to light affects BW, with morning exposure leading to lower BW and late exposure resulting in higher BW(20).

In the study, the average offspring weights were determined to be between 5.90 ± 0.01 g and 4.91 ± 0.14 g. The highest value was observed in the group exposed to blue light, while the lowest value was observed in the group exposed to red light. The number of offspring was similar in all the groups. Based on the findings, it is suggested that blue light may have a weight-increasing effect on offspring development, whereas red light may have a decreasing effect. Balcıoğlu and Özdamar(21) reported that the birth weights of offspring rats ranged between 5.65 ± 0.11 g and 5.02 ± 0.13 g. The values determined in the present study are similar to those reported by Balcıoğlu and Özdamar (2020).

The highest blood glucose level among the groups was observed in group C on day 9 of the study, while the lowest was in group B on day 15. Throughout the study, a continuous decrease in blood glucose levels was noted in the rats of group Y. Cheung et al.(22) reported that light had an effect on glucose metabolism. The identification of differences in blood glucose levels among the groups with varying light applications is consistent with this information.

Exposure to environmental stress during pregnancy can affect the maturation of developing offspring, potentially leading to changes in learning, behaviours, and emotions later in life(23). In the open field test, a decrease in the distance travelled and visits to the centre is an indicator of stress(24). The highest number of defecations was observed in group Y, while no defecation, which is a sign of stress and fear, was noted in the pregnant rats and offspring in group R. The results we obtained support the findings of the TSC and TSP results.

Animals prefer socialization over being alone and are more inclined to welcome new individuals into their environment. This leads them to favour unfamiliar peers over familiar ones(25). In the study, it was observed that the applied light wavelength affected the differences between the FPS and UPS ratios of pregnant rats which can be explained by the fact that red light increases FPS in pregnant rats, while blue light increases UPS, contrary to this.

Olfactory bonds established with the mother during early development are crucial for healthy social development. Later stages of life are influenced by the positive and beneficial relationships formed during this period. Numerous studies have been conducted to identify the olfactory bonds between mothers and their offspring(26). In our study, the offspring of rats exposed to red light preferred to spend more time alongside their mothers compared to others.

In the study, the highest rate of OOPS was determined in group R, while the highest rate of UOPS was observed in group C, suggesting that exposure to red light during pregnancy may enhance the feelings of maternal attachment towards the offspring. Significant differences were identified in behavioural criteria between the groups, which=may stem from both the direct effects of the light wavelength on behaviours and its secondary effects through neural pathways(27). The highest comfort, social, and feeding behaviour assessments were determined in group R, while the highest resting behaviour was observed in group C. Maternal stress during pregnancy leads to a reduction in social behaviours. The observation of the highest social behaviour in group R indicates the stress-reducing effect of red light, consistent with Laviola et al.’s findings(28). Similarly, in a study conducted on primates, it was reported that red light promoted active behaviour in primates, while blue light led to a decrease in activity(29). Additionally, the behavioural effects of light on humans are often observed as behavioural dysfunction, depression, and psychological disorders(30). In the study, the most frequently observed behaviours during the day were arched, passive, and blanket breastfeeding behaviours.

CONCLUSION

It was concluded that the additional red light applied during pregnancy had a weight-increasing effect on pregnant rats, while it reduced birth weight in the offspring and also had a diuretic effect. Blue light had a weight-increasing effect on the offspring, alongside its oedema-preventing effects. Yellow light resulted in a consistent decrease in glucose metabolism during pregnancy. Furthermore, red light increased comfort, social, and feeding behaviours in pregnant rats, reduced stress for both pregnant rats and offspring, enhanced the preference for familiar individuals, increased feelings of motherhood and attachment towards the offspring, and positively affected the ability to distinguish the mother’s scent and the attachment feelings towards her. Furthermore, this study is expected to provide insights into the subsequent investigations to be conducted on these effects in other mammals, such as rats. More experimental studies are needed to assess the effects of different coloured LED lighting on the physiological and behavioural characteristics of pregnant rats, mothers, and newborn.

DATA AVAILABILITY

Data will be made available on reasonable request.

Funding Statement

The study was funded by the Scientific Research Projects at Kirsehir Ahi Evran University. Process number: The approval was granted on January 19, 2024, with the decision number 02/1.

Footnotes

Financial support: The study was funded by the Scientific Research Projects at Kirsehir Ahi Evran University. Process number: The approval was granted on January 19, 2024, with the decision number 02/1.

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Investigación de los efectos de la aplicación de iluminación led de diferentes colores a ratas gestantes sobre la madre y la cría

Halime Aydemir 1, Fatma Ergün 2

RESUMEN

Objetivo:

En el estudio se investigaron los efectos de la iluminación LED de diferentes colores sobre las características fisiológicas y de comportamiento de ratas gestantes, ratas madre y sus crías, utilizando un modelo experimental consistente en ratas primíparas (que dan a luz por primera vez).

Método:

En el estudio se incluyeron 24 ratas gestantes (Wistar Albino) en 4 grupos, cada uno de los cuales incluía. Las ratas se colocaron en 4 armarios de luz (blanca, roja, azul y amarilla). Durante la gestación y el posparto se evaluaron el peso corporal de las ratas gestantes/madres y sus crías, el aumento de peso de las ratas gestantes, el consumo diario de pienso y agua, los niveles de glucosa en sangre, el grosor de la piel y las características de comportamiento de las ratas gestantes y sus crías.

Resultados:

El consumo de alimento y agua fue mayor en el grupo Rojo (0,51 ± 0,06 ml/PC (g)/día). Se determinaron diferencias significativas entre los grupos de ratas en cuanto a sus niveles de glucosa en sangre, el grosor de la piel y los resultados de las características de comportamiento de las ratas gestantes y sus crías (p < 0,05).

Conclusiones:

La luz roja tuvo un efecto de aumento de peso en las ratas gestantes, mientras que la luz azul tuvo un efecto de prevención del edema y un efecto de aumento de peso en las crías.

DESCRIPTORES: Rata, Luz, Embarazo, Luz roja, Crías

INTRODUCCIÓN

La mejora de la salud materna y neonatal y la reducción de la morbimortalidad materna y neonatal revisten gran importancia para la salud de las mujeres embarazadas(1). El embarazo se considera un periodo crítico para la salud materna y neonatal.

La atención basada en directrices contrastadas mejora la calidad de la asistencia(2). Las recomendaciones de la Organización Mundial de la Salud (OMS) para una experiencia positiva del embarazo en la atención prenatal incluyen una nutrición sana y ejercicio, suplementos diarios de hierro y ácido fólico, suplementos diarios de calcio y limitar la ingesta de cafeína por encima de 300 mg al día. Las recomendaciones para las embarazadas incluyen el diagnóstico de la anemia, la ecografía precoz, la prueba de tolerancia a la glucosa, la detección del consumo de tabaco y el tabaquismo pasivo, la violencia de pareja, la bacteriuria asintomática con 7 días de antibióticos, la inmunoglobulina anti-D y el tratamiento preventivo antihelmíntico. La OMS también recomienda que toda embarazada disponga de información sanitaria propia, vacunación antitetánica, número de visitas prenatales y recomendaciones para prevenir las molestias comunes del embarazo (hiperémesis gravídica, acidez, calambres, dolor de espalda y pélvico, estreñimiento, varices y edemas)(3). Estas recomendaciones tienen por objeto garantizar una evolución sana del embarazo.

Sin embargo, incluso con un embarazo sano monitoreado, hay factores inevitables en la vida diaria, uno de los cuales es la luz.

La luz es una fuente indispensable para mantener nuestra vida mientras estamos despiertos(4). Durante el embarazo, la mujer se enfrenta a los efectos de los sistemas de iluminación en los procesos de gestación, parto y posparto. Aunque las luces LED utilizadas en la iluminación actual se tienen en cuenta a la hora de monitorear y cuidar de acuerdo con las recomendaciones de la OMS, son un factor que puede afectar al proceso del embarazo. Dadas las necesidades de la vida humana, es una realidad que resulta difícil eliminar los efectos de la iluminación en las condiciones actuales.

Se ha informado de que las luces LED azules afectan a los niveles de bilirrubina y acortan el tiempo de tratamiento en la fototerapia(5). La fototerapia se ha utilizado durante muchos años como método fiable y eficaz en el tratamiento de la ictericia neonatal(6). Este estudio experimental se diseñó para monitorear y evaluar los efectos de las luces LED en ratas. Se espera que el estudio arroje luz sobre los estudios acerca de cómo afectan las luces LED a otros mamíferos como las ratas.

MÉTODO

En el estudio se utilizaron 24 ratas hembras primíparas (preñadas por primera vez) (Wistar Albino) de 14−15 semanas de edad (peso corporal [PC] 200 ± 15 g), con características morfológicas similares, criadas en la Unidad de Animales Experimentales de la Facultad de Medicina de la Universidad Kirsehir Ahi Evran, Turquía.

Todas las fases del estudio se llevaron a cabo en un entorno con una temperatura de 22 ± 2 °C, una humedad relativa del 35 ± 10% y un nivel de ruido de 35 ± 10 decibelios (dB)(7). El entorno del estudio estaba iluminado con luz blanca en un ciclo de 12 horas de luz/12 horas de oscuridad. Para que las ratas hembras quedaran preñadas, se colocaron 24 ratas hembras por parejas en 12 jaulas de apareamiento. En cada jaula se colocó una rata macho de 18−20 semanas (2 hembras/1 macho). Después de que las ratas macho permanecieran en las jaulas durante 6 días (el ciclo estral de las ratas es de 4−5 días), se sacaron de las jaulas(8). A continuación, las ratas hembras se dividieron en 4 grupos, cada uno con 6 ratas de forma homogénea. Las 6 ratas de cada grupo se colocaron en 3 jaulas de cría (425*265*150/800 cm2)(9) que se colocaron en 4 armarios de luz especialmente preparados (Blanco, Rojo, Azul, Amarillo) para el estudio. Las cabinas estaban hechas de poliestireno expandido blanco (TS7316- EN13163) con unas dimensiones de 100 × 50 × 50 cm, con las partes frontales abiertas e impermeables a la luz. Se instalaron fuentes de luz LED en el techo de los armarios para proporcionar una intensidad luminosa de 150 ± 25 lux en el suelo; además del ciclo de 12 horas de luz/12 horas de oscuridad, los armarios se iluminaron con luces blancas (400–740 nm), rojas (635–700 nm), azules (450–490 nm) y amarillas (560–590 nm) durante 4 horas(10). La aplicación de luz adicional se llevó a cabo entre las 19:00 y las 23:00 horas siguientes al periodo de luz (Figura 1-a).

Figura 1. Armarios iluminados con luces LED de distintos colores y plataformas de ensayo de análisis del comportamiento (a; jaulas de cría, b; plataforma de ensayo en campo abierto, c; plataforma de ensayo de preferencia social, d; plataforma de ensayo de reflejo luminoso).

Figura 1

La intensidad de la luz y los periodos de duración utilizados se inspiraron en los patrones de iluminación típicos del hogar y la oficina (entorno iluminado desde el atardecer hasta la medianoche). Además, la iluminación blanca continua utilizada habitualmente en entornos domésticos y de oficina se designó como grupo de control en el estudio. La intensidad luminosa dentro de los armarios se monitoreó cada 3 días utilizando un luxómetro digital (Extech 5-in-1 Environmental Meter EN300).

Durante los periodos de gestación y posparto, se midió el peso corporal de las ratas gestantes/madres y de sus crías utilizando una báscula digital (NECK WT-NF Precision Scale) con una precisión de 0,01 unidades, y se calcularon las ganancias diarias de peso corporal (g/día). Además, se determinó el consumo diario de alimento (g) y agua (ml) de las ratas gestantes durante el periodo de gestación.

Los niveles de glucosa en sangre y el grosor de los pliegues cutáneos de las ratas gestantes se determinaron periódicamente los días 6, 9, 12, 15 y 18 del estudio. Los niveles de glucosa en sangre se midieron a partir de muestras de sangre obtenidas de la vena lateral de la cola utilizando un glucómetro (OPTIMA). Para evaluar cualquier edema fisiológico asociado al embarazo, se midieron el grosor de los pliegues cutáneos y los diámetros de la articulación tarsal de la pata trasera de las ratas utilizando un calibrador (Holtain skinfold calliper) con una precisión de 0,2 mm. Para las mediciones del grosor de los pliegues cutáneos, sólo se midieron y registraron en milímetros la piel y el tejido adiposo subcutáneo (excluidos los músculos)(11).

Medición del grosor de la piel abdominal (ACT) : Se agarró la piel en la región abdominal paralelamente a la línea mediana durante una longitud de 3 cm y se midió el grosor con un calibrador.

Medición del espesor del pliegue cutáneo del hombro (Cidago) (SCT) : Se tomó con la mano la piel de la región de la cruz, con la línea mediana en el centro, y se midió el grosor con un calibrador.

Medición del grosor de la articulación tarsal de la pata trasera (TJT) : Se sujetó la pata trasera y se colocó el calibrador en la articulación para la medición. Estos valores medidos se calcularon como porcentajes mediante la siguiente fórmula: ACT/SCT/TJT = (FM − IM)/IM × 100 (FM: valor medido final, IM: valor medido inicial).

En el estudio, las ratas fueron sometidas al Test de Campo Abierto, al Test de Preferencia Social y al Test de Ambiente Familiar el día 19 de gestación para las gestantes y 10 días después del nacimiento para las crías.

Prueba de campo abierto : La prueba de campo abierto se utilizó para determinar la actividad locomotora de las ratas gestantes y de las crías(12). Para la prueba, las ratas se colocaron en el centro de la plataforma de prueba de campo abierto (Figura 1-b) y se grabaron en vídeo durante cinco minutos. En los vídeos grabados se evaluaron diversas actividades conductuales, como el tiempo pasado en el centro (TSC), el tiempo pasado en la periferia (TSP), el número de entradas y salidas del centro (NEEC), el número de cuadrados cruzados (NSC) y el número de defecaciones (ND).

Prueba de preferencia social : En el estudio se utilizó una versión modificada de la plataforma empleada por Kaidanovich-Beilin et al.(13) (Figura 1-c). En esta prueba, se midió la preferencia de las ratas gestantes hacia una rata familiar (con la que habían estado alojadas durante la gestación) y una rata desconocida. Tras limpiar todos los compartimentos de la plataforma con alcohol, se colocó una rata de la misma jaula en el primer compartimento y una rata desconocida en una jaula de plástico en el otro compartimento. Se grabó la actividad de la rata colocada en el compartimento central durante 5 minutos. Se analizaron las imágenes grabadas y se determinaron las puntuaciones de preferencia por animales familiares (FPS) y las puntuaciones de preferencia por animales desconocidos (UPS) de los grupos mediante las siguientes fórmulas:

FPS=FT/TT×100UPS=UT/TT×100

(TT: Tiempo total (s), FT: Tiempo pasado con el animal familiar (s), UT: Tiempo pasado con el animal desconocido (s)).

Del mismo modo, también se calcularon las puntuaciones de preferencia materna por las crías propias (Own Offspring Preference Score u OOPS) y las crías desconocidas (UOPS).

OOPS=OT/TT×100UOPS=UT/TT×100

(TT: Tiempo total (s), OT: Tiempo dedicado a las crías propias (s), UT: Tiempo pasado con crías desconocidas (s))

Prueba de reflejos luminosos : En esta prueba se empleó una versión modificada de la plataforma utilizada por Ergün y Taşkın para especies aviares(14) (Figura 1-d). La plataforma constaba de 4 compartimentos de 20 × 20 × 33cm, conectados por pasillos, dentro de un recinto de 50 × 50 × 35cm. El interior de los compartimentos se iluminó con luces LED, ajustadas para proporcionar una intensidad luminosa de 150 ± 25 lux en el centro. Esta prueba se utilizó para medir el reflejo luminoso (RL) de las ratas gestantes hacia el color de luz adicional al que estaban expuestas durante la gestación. Además, esta prueba también se aplicó a las crías de 10 días, midiendo su RL hacia el color de luz experimentado por sus madres. Se consideró como preferencia el primer compartimento de color al que se dirigieron las ratas colocadas en el centro de la plataforma en un plazo de 5 minutos.

Observaciones del comportamiento : En este estudio se observaron los comportamientos de gestación, maternidad y lactancia de las ratas. Las observaciones del comportamiento se realizaron mediante el método de muestreo temporal por un solo observador. Las observaciones se realizaron cuatro veces al día (a las 9.00 h, a las 12.00 h, a las 16.00 h y a las 20.00 h) durante cinco días consecutivos. Las observaciones del comportamiento se realizaron según los criterios especificados en el Cuadro 1 (15).

Cuadro 1. Etogramas utilizados para las observaciones de comportamiento - Kirsehir, Turquía, 2024.

Etograma del comportamiento de las ratas preñadas Etograma del comportamiento materno en materia de lactancia materna
Criterios de comportamiento Actividad física Criterios de lactancia Actividad física
Nutrición Comida y bebida Amamantamiento en arco (AB) El comportamiento de succión arqueado hacia atrás de la madre para amamantar a su cría
Confort Estiramiento del cuerpo, estiramiento de las patas, limpieza del cuerpo y limpieza de las patas y la cabeza Amamantamiento con manta (BB) Comportamiento de la madre que cubre a su cría, como una manta, para facilitar la lactancia.
Descanso Dormir, Estirarse Lactancia materna pasiva (PB) Situaciones de no lactancia y otras situaciones
Social Agarre y suspensión de la barra de la jaula, locomoción en la jaula y transporte de la cola

Aspectos Éticos

El estudio se llevó a cabo en la Unidad de Animales Experimentales de la Facultad de Medicina de la Universidad Kirsehir Ahi Evran, entre mayo de 2024 y junio de 2024, con la decisión del Comité Local de Ética para Experimentos con Animales de fecha 19 de enero de 2024 y número 2/1.

Análisis Estadísticos

Los datos obtenidos al final del estudio se analizaron utilizando el paquete de software estadístico SPSS 22. En primer lugar, se determinaron los efectos de la luz LED sobre algunas características conductuales y fisiológicas de las ratas gestantes, maternas y crías mediante un análisis de varianza de una vía (ANOVA). En los casos en que se determinaron diferencias significativas, se utilizó la prueba de Duncan, una de las pruebas de comparación múltiple, para determinar de qué aplicación o aplicaciones procedía la diferencia(16). Además, se aceptó p < 0,05 para todos los cálculos del estudio.

RESULTADOS

Las cantidades de consumo de pienso fueron similares en los grupos Y y C. Las diferencias entre estos dos grupos y los demás fueron significativas (p < 0,05). Las cantidades de consumo de pienso de los grupos fueron de 0,28 ± 0,03 g/PC (gr)/día para R, 0,25 ± 0,06 g/PC (gr)/día para los grupos Y y C, respectivamente, y 0,24 ± 0,04 g/PC (gr)/día para el grupo B. Existía una estrecha relación entre el consumo de pienso y de agua de las ratas. Las cantidades diarias de consumo de agua por peso corporal de las ratas gestantes variaron significativamente (p < 0,05). En el grupo R, con el mayor consumo de pienso, el consumo de agua fue también el más elevado, con 0,51 ± 0,06 ml/PC(gr)/día. El menor consumo de agua se encontró en el grupo C con 0,44 ± 0,04 ml/PC(gr)/día.

Las diferencias de ganancia diaria de peso corporal entre los grupos fueron significativas (p < 0,05). Las cantidades diarias de ganancia de peso de los grupos se determinaron como sigue: 4,60 ± 0,35 g/día para el grupo R, 3,33 ± 0,58 g/día para el grupo Y, 3,25 ± 0,88 g/día para el grupo B y 3,15 ± 0,51 g/día para el grupo C (Tabla 1).

Tabla 1. Información sobre la preñez y la descendencia en los grupos de ratas experimentales - Kirsehir, Turquía, 2024.

Información sobre el peso, los cambios en las necesidades fisiológicas diarias y las crías de los grupos de ratas
Grupos Peso corporal (g) Ganancia de peso (g/día) Consumo de alimento (g/BW(g)/día) Consumo de agua (mL/BW(g)/día) Pérdida de peso debida al parto (g) Número de crías Peso de las crías (g)
C 193.21 ± 13.48 3.15 ± 0.51b 0.25 ± 0.06b 0.44 ± 0.04b 25.48 ± 1.62ab 11.33 ± 2.08a 5.51 ± 0.16ab
R 206.22 ± 15.72 4.60 ± 0.35a 0.28 ± 0.03a 0.51 ± 0.06a 27.91 ± 3.90a 12.66 ±3.05a 4.91 ± 0.14c
B 198.50 ± 14.73 3.25 ± 0.88b 0.24 ± 0.04c 0.49 ± 0.02ab 26.28 ± 1.70ab 12.00 ± 3.60a 5.90 ± 0.01a
Y 208.42 ± 14.27 3.33 ± 0.58b 0.25 ± 0.06b 0.47 ± 0.01ab 23.12 ± 1.11b 12.00 ± 3.00a 5.30 ± 0.43bc
Valores de Espesor de la piel abdominal (ACT), Espesor del pliegue cutáneo del hombro (Cidago) (SCT) y Espesor de la articulación tarsal de la pata trasera (TJT) de los grupos
ACT
Grupos Inicial (mm) Día 11(+%) Día 20 (−%)
C 13.66 ± 0.52ab 7.27 ± 0.36a 16.18 ± 3,30a
R 13.00 ± 1.73b 7.09 ± 0.08a 16.42 ± 3.11a
B 15.33 ± 0.57a 6.44 ± 0.38b 15.25 ± 2.88a
Y 12.66 ± 0.57b 7.46 ± 0.39a 7.09 ± 0.08b
SCT
C 23.33 ± 0.57ab 7.18 ± 2.61a 8.86 ± 5.00a
R 20.66 ± 0.57b 7.10 ± 2.56a 9.71 ± 2.44a
B 24.33 ± 2.08ab 6.42 ± 2.09a 8.56 ± 4.33a
Y 25.66 ± 3.21a 7.79 ±0.17a 8.75 ±5.44a
TJT
C 43.66 ± 1.15b 3.58 ± 1.11a 8.25 ± 3,30b
R 42.66 ± 0.53b 3.78 ±1.31a 14.94 ± 2.88a
B 43.33 ± 1.15b 2.21 ± 0.18a 2.13 ± 3.11c
Y 48.33 ± 1.52a 3.09 ± 1.02a 14.24 ± 0.08a

*: Las diferencias entre las medias indicadas con la misma letra no son significativas al nivel p < 0,05.

*: C; Control, R; Rojo, B; Azul, Y; Amarillo

Las diferencias en las pérdidas de peso debidas al parto entre las ratas gestantes fueron significativas (p < 0,05). La mayor pérdida de peso se midió en el grupo R con 27,91 ± 3,90 g, mientras que la menor se registró en el grupo Y con 23,12 ± 1,11 g. Los pesos de las crías fueron significativos, con pesos medios de 5,90 ± 0,01 g para el grupo B, 5,51 ± 0,16 g para el grupo C, 5,30 ± 0,43 g para el grupo Y y 4,91 ± 0,14 g para el grupo R, respectivamente (p < 0,05) (Tabla 1).

Los niveles de glucosa en sangre de las ratas gestantes se midieron cada tres días a partir del 9° día de gestación (Figura 2-a). El valor más alto entre los grupos se registró el 9º día del estudio con 101,00 ± 6,55 mg/dL en el grupo C, mientras que el valor más bajo se detectó el 15º día del estudio con 71,33 ± 2,32 mg/dL en el grupo B. Al final del 18º día, el valor más alto se determinó en el grupo C, y el valor más bajo se determinó en el grupo Y. Además, se observó un descenso constante en el grupo Y.

Figura 2. Niveles de glucosa en sangre de ratas gestantes y observaciones del comportamiento de las ratas. [a; Niveles de glucosa en sangre (mg/dL) de ratas gestantes (C; Control, R; Rojo, B; Azul, Y; Amarillo), b; Valores de comportamiento de confort, comportamiento social, comportamiento de nutrición y comportamiento de reposo de los grupos en función del tiempo (%) (CB; Comportamiento de confort, SB; Comportamiento social, NB; Comportamiento de nutrición, RB; Comportamiento de reposo), c; Valores de comportamiento de amamantamiento de los grupos (%) (PB; Amamantamiento pasivo, AB; Amamantamiento arqueado, BB; Amamantamiento con manta)].

Figura 2

*: Las diferencias entre medias indicadas con la misma letra no son significativas al nivel p < 0,05.

En el estudio se midieron el ACT, el SCT y el TJT durante los periodos inicial, medio y final para detectar el edema fisiológico que puede producirse en las ratas gestantes (Tabla 1). El grosor de los pliegues cutáneos aumentó hasta el undécimo día de gestación, pero en las mediciones posteriores se observó una disminución de los valores de grosor de los pliegues cutáneos. Los valores más bajos se detectaron con luz azul el 11º día de gestación. La luz amarilla tuvo un efecto promotor del edema. Las mediciones realizadas el vigésimo día de embarazo indicaron que la luz roja tenía un efecto reductor del edema más significativo que las demás luces.

En el estudio se aplicaron a las ratas gestantes, el día 19, y a las recién nacidas, el día 10, pruebas de comportamiento que incluían la Prueba de Campo Abierto, la Prueba de Preferencia Social y las Pruebas de Reflejos Lumínicos. El Test de Campo Abierto se realizó para determinar las actividades locomotoras de las ratas gestantes y sus crías. Se registraron características como el TSC, el TSP, el NEEC, el NSC y el ND (Tabla 2). Los valores de los grupos fueron significativos al nivel p<0,05.

Tabla 2. Tablas de Campo abierto, preferencia social, pruebas de reflejo de luz para ratas gestantes y crías, y la tabla de preferencia de las crías de las madres - Kirsehir, Turquía, 2024.

Tabla de pruebas de campo abierto
Ratas preñadas
Grupos TSC (sec) TSP (sec) NEEC (numero) NSC (numero) ND (numero)
C 2.50 ± 2.12b 296.50 ± 0.71a 2.00 ± 1.00b 13.33 ± 2.30d 1.33 ± 0.57ab
R 18.50 ± 3.53a 277.50 ± 3.53b 4.00 ± 1.73a 57.33 ± 2.30a 00.0 ± 0.00b
B 5.50 ± 2.12b 294.50 ± 2.12a 4.33 ± 0.57a 37.66 ± 2.88bc 0.33 ± 0.57b
Y 1.50 ± 0.70b 298.50 ± 0.70a 1.66 ±1.15ab 44.66 ± 6.35b 2.00 ± 1.00a
Crías de ratas
C 13.66 ± 5.13c 285.33 ±3.51a 2.33 ± 0.57a 24.00 ± 2.00b 0.00 ± 0.00
R 43.33 ± 5.13a 256.66 ± 5.13c 2.66 ± 1.15a 67.00 ± 2.08a 0.00 ± 0.00
B 25.33 ± 4.04b 274.66 ± 4.04b 3.33 ± 2.30a 17.33 ± 2.08c 0.00 ± 0.00
Y 22.66 ± 1.15b 276.56 ± 1.15b 2.00 ± 1.00ab 23.66 ± 1.52b 0.00 ± 0.00
Preferencia social y tabla de pruebas de reflejos luminosos
Ratas preñadas
Grupos FPS (%) UPS (%) LR (%)
C 7.00 ± 2.82c 65.10 ± 3.53a 16.15 ± 0.25c
R 81.66 ± 2.35a 7.95 ± 1.90b 33.15 ± 0.16b
B 13.65 ± 0.49b 73.90 ± 3.74a 50.01 ± 0.40a
Y 12.30 ± 2.40bc 72.65 ± 3.74a 16.15 ± 0.25c
Crías de ratas
C 2.03 ± 0.64c 88,32 ± 4.00a 33.17 ± 0.16b
R 58.14 ± 2.24a 27.22 ± 3.47d 62.25 ± 3.81a
B 18.69 ± 5.25b 59.81 ± 5.56c 16.25 ± 0.35c
Y 1.84 ± 0.32c 78.14 ± 2.50b 16.32 ± 0.33c
Tabla de preferencia de la descendencia de la madre OOPS (%) UOPS (%)
C 30.52 ± 3.10b 56.11 ± 5.50a
R 64.16 ± 1.01a 31.66 ± 2.35c
B 29.16 ± 0.39b 42.31 ± 1.43b
Y 30.27 ± 0.38b 53.30 ± 3.93a

*Las diferencias entre las medias indicadas con la misma letra no son significativas al nivel p < 0,05.

*: C; Control, R; Rojo, B; Azul, Y; Amarillo, TSC; Tiempo pasado en el centro, TSP; Tiempo pasado en la periferia, NEEC; Número de entradas y salidas del centro, NSC; Número de cuadrados cruzados, ND; Número de defecaciones, FPS; Puntuación de preferencia por animales familiares, UPS; Puntuación de preferencia por animales no familiares, LR; Reflejo de luz, OOPS; Puntuación de preferencia por crías propias, UOPS; Puntuación de preferencia por crías no familiares.

El tiempo de permanencia en el centro (TSC) de las ratas gestantes fue de 18,50 ± 3,53 segundos (s) para el grupo R, de 5,50 ± 2,12 s para el grupo B, de 2,50 ± 2,12 s para el grupo C y de 1,50 ± 0,70 s para el grupo Y. El TSP fue de 298,50 ± 0,70 s para el grupo Y, de 296,50 ± 0,71 s para el grupo C, de 294,50 ± 2,12 s para el grupo B y de 277,50 ± 3,53 s para el grupo R. Del mismo modo, para las crías, el TSC fue de 43,33 ± 5,13 seg para el grupo R, 25,33 ± 4,04 seg para el grupo B, 22,66 ± 1,15 seg para el grupo Y, y 13,66 ± 5,13 seg para el grupo C. Los valores de TSP para las crías se midieron en 285,33 ± 3,51 seg para el grupo C, 276,56 ± 1,15 seg para el grupo Y, 274,66 ± 4,04 seg para el grupo B, y 256,66 ± 5,13 seg para el grupo R.

En las ratas gestantes, el NEEC fue el más alto en el grupo B con 4,33 ± 0,57 y el más bajo en el grupo Y con 1,66 ± 1,15. El NSC fue de 57,33 ± 2,30 en el grupo R, de 44,66 ± 6,35 en el grupo Y, de 37,66 ± 2,88 en el grupo B y de 13,33 ± 2,30 en el grupo C. En las crías, este valor fue el más alto para el NEEC en el grupo B, mientras que el NSC más alto fue en el grupo R. Los valores obtenidos en las crías fueron similares a los de las ratas gestantes.

En el estudio se observaron diferencias significativas entre los índices de FPS y UPS en ratas gestantes al nivel p < 0,05 (Tabla 2). El FPS más elevado se registró en 81,66 ± 2,35% en el grupo R, mientras que el valor más bajo correspondió al grupo C, con 7,00 ± 2,82%. El SAI fue de 73,90 ± 3,74% en el grupo B, 72,65 ± 3,74% en el grupo Y, 65,10 ± 3,53% en el grupo C y 7,95 ± 1,90% en el grupo R, respectivamente.

En el estudio se investigaron las preferencias de las crías de rata por sus madres y adultos desconocidos. Se determinaron diferencias significativas entre los grupos (p < 0,05). Las crías de las ratas expuestas a la luz roja preferían pasar más tiempo con sus madres, con una preferencia del 58,14 ± 2,24%. Por el contrario, las crías de otros grupos de color tendieron a favorecer a los individuos desconocidos. Las preferencias por la RL entre los grupos de estudio fueron significativamente diferentes al nivel p < 0,05. En las ratas preñadas, la mayor preferencia por la luz correspondió al grupo azul, con un 50,01 ± 0,40%, mientras que la menor preferencia se observó en los grupos C e Y, con un 16,15 ± 0,25%. En cuanto a las crías, el mayor valor de preferencia se calculó en el grupo R, con un 62,25 ± 3,81%, y el menor en el grupo B, con un 16,25 ± 0,35% (Tabla 2).

En el estudio se investigaron los efectos de la luz aplicada a las ratas preñadas sobre la preferencia de las crías tras el nacimiento (Tabla 2). Se determinaron diferencias significativas entre los grupos (p < 0,05). La mayor tasa de OOPS se registró en el grupo R, con un 64,16 ± 1,01%, mientras que la mayor UOPS correspondió al grupo control, con un 56,11 ± 5,50%. También se observaron diferencias significativas en los criterios de comportamiento entre los grupos (p < 0,05) (Figura 2-b). Los mayores niveles de confort en las evaluaciones de comportamiento social y de alimentación se identificaron en R, mientras que el mayor comportamiento de reposo se observó en C.

En el estudio, las observaciones realizadas a lo largo del día revelaron que las conductas más frecuentes observadas fueron las de amamantamiento con manta, pasivo y arqueado, en el orden indicado. También se observaron diferencias en las conductas de amamantamiento relacionadas con la longitud de onda de la luz, observándose el mayor amamantamiento con manta bajo luz roja (Figura 2-c).

DISCUSIÓN

La luz ambiental y el color de la luz se encuentran entre los factores ambientales significativos que afectan directamente al embarazo, la maternidad y la infancia(17). En el estudio, el mayor consumo de pienso y agua, así como la mayor ganancia de peso, se observaron en el grupo R. El menor consumo de pienso se observó en el grupo B, mientras que el menor consumo de agua y ganancia de peso se dieron en el grupo C. Se cree que las diferencias observadas en el consumo de pienso y agua y en la ganancia diaria de peso están influidas por las longitudes de onda de la luz aplicada. La luz roja adicional aplicada durante la gestación aumentó el consumo de pienso y agua, lo que se tradujo en un aumento de peso. Wren-Dail et al.(18) informaron en 2016 de que las ratas macho Sprague-Dawley de 4–5 semanas de edad tenían un mayor consumo de alimento y agua y un mayor aumento de peso cuando se exponían a la luz roja. Nuestros hallazgos concuerdan con este resultado. En muchos estudios, se ha indicado que la longitud de onda de la luz afecta a la motivación de los individuos para comer, aumenta el apetito y la velocidad de ingesta, y también influye en la elección de alimentos poco saludables(19). En los seres humanos, la exposición excesiva a la luz afecta al peso corporal: la exposición matutina reduce el peso corporal y la exposición tardía lo aumenta(20).

En el estudio, se determinó que el peso medio de las crías oscilaba entre 5,90 ± 0,01 g y 4,91 ± 0,14 g. El valor más alto se observó en el grupo expuesto a la luz azul, mientras que el más bajo se observó en el grupo expuesto a la luz roja. El número de crías fue similar en todos los grupos. Sobre la base de los resultados, se sugiere que la luz azul puede tener un efecto de aumento de peso en el desarrollo de las crías, mientras que la luz roja puede tener un efecto de disminución. Balcıoğlu y Özdamar(21) informaron de que el peso al nacer de las crías de rata oscilaba entre 5,65 ± 0,11 g y 5,02 ± 0,13 g(21). Los valores determinados en el presente estudio son similares a los informados por Balcıoğlu y Özdamar (2020).

El nivel más alto de glucosa en sangre entre los grupos se observó en el grupo C el día 9 del estudio, mientras que el más bajo fue en el grupo B el día 15. A lo largo del estudio, se observó una disminución continua de los niveles de glucosa en sangre en las ratas del grupo Y. Cheung et al.(22) informaron de que la luz tenía un efecto sobre el metabolismo de la glucosa. La identificación de diferencias en los niveles de glucosa en sangre entre los grupos con diferentes aplicaciones de luz es coherente con esta información.

La exposición al estrés ambiental durante el embarazo puede afectar a la maduración de las crías en desarrollo, lo que puede conducir a cambios en el aprendizaje, los comportamientos y las emociones más adelante en la vida(23). En la prueba de campo abierto, una disminución de la distancia recorrida y de las visitas al centro es un indicador de estrés(24). El mayor número de defecaciones se observó en el grupo Y, mientras que en las ratas gestantes y las crías del grupo R no se observó ninguna defecación, que es un signo de estrés y miedo.

Los animales prefieren la socialización a estar solos y son más proclives a acoger a nuevos individuos en su entorno. Esto les lleva a favorecer a los compañeros desconocidos frente a los familiares(25). En el estudio, se observó que la longitud de onda de la luz aplicada afectaba a las diferencias entre las proporciones de FPS y UPS de las ratas preñadas, lo que puede explicarse por el hecho de que la luz roja aumenta la FPS en las ratas preñadas, mientras que la luz azul aumenta la UPS, al contrario.

Los vínculos olfativos establecidos con la madre durante el desarrollo temprano son cruciales para un desarrollo social saludable. Las etapas posteriores de la vida se ven influidas por las relaciones positivas y beneficiosas que se forman durante este periodo. Se han realizado numerosos estudios para identificar los vínculos olfativos entre las madres y sus crías(26). En nuestro estudio, las crías de las ratas expuestas a la luz roja preferían pasar más tiempo junto a sus madres en comparación con las demás.

En el estudio, la tasa más alta de OOPS se determinó en el grupo R, mientras que la tasa más alta de UOPS se observó en el grupo C, lo que sugiere que la exposición a la luz roja durante la gestación puede aumentar los sentimientos de apego materno hacia las crías. Se identificaron diferencias significativas en los criterios conductuales entre los grupos, quepueden deberse tanto a los efectos directos de la longitud de onda de la luz sobre las conductas como a sus efectos secundarios a través de las vías neurales(27). Las evaluaciones más elevadas de los comportamientos de confort, social y de alimentación se determinaron en el grupo R, mientras que el comportamiento de reposo más elevado se observó en el grupo C. El estrés materno durante la gestación provoca una reducción de los comportamientos sociales. La observación del comportamiento social más elevado en el grupo R indica el efecto reductor del estrés de la luz roja, en consonancia con los hallazgos de Laviola et al.(28). Del mismo modo, en un estudio realizado en primates, se informó de que la luz roja promovía el comportamiento activo en los primates, mientras que la luz azul provocaba una disminución de la actividad(29). Además, los efectos conductuales de la luz en los seres humanos se observan a menudo como disfunción conductual, depresión y trastornos psicológicos(30). En el estudio, los comportamientos observados con mayor frecuencia durante el día fueron el arqueamiento, la pasividad y el amamantamiento con manta.

CONCLUSIÓN

Se llegó a la conclusión de que la luz roja adicional aplicada durante la gestación tenía un efecto de aumento de peso en las ratas gestantes, al tiempo que reducía el peso al nacer de las crías y también tenía un efecto diurético. La luz azul tuvo un efecto de aumento de peso en las crías, junto con sus efectos preventivos del edema. La luz amarilla provocó una disminución constante del metabolismo de la glucosa durante el embarazo. Además, la luz roja aumentó el confort y los comportamientos sociales y alimentarios de las ratas preñadas, redujo el estrés tanto de las ratas preñadas como de las crías, aumentó la preferencia por individuos conocidos, incrementó los sentimientos de maternidad y apego hacia las crías, y afectó positivamente a la capacidad de distinguir el olor de la madre y a los sentimientos de apego hacia ella. Además, se espera que este estudio aporte ideas para las posteriores investigaciones que se realicen sobre estos efectos en otros mamíferos, como las ratas. Se necesitan más estudios experimentales para evaluar los efectos de la iluminación LED de diferentes colores sobre las características fisiológicas y conductuales de las ratas preñadas, las madres y los recién nacidos.

DISPONIBILIDAD DE DATOS

Los datos estarán disponibles previa solicitud razonable.

Footnotes

Apoyo financiero: El estudio fue financiado por los Proyectos de Investigación Científica de la Universidad Kirsehir Ahi Evran. Número de proceso: La aprobación fue concedida el 19 de enero de 2024, con el número de decisión 02/1.

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