Kaip šiuolaikinė visuomenė sugadina mūsų paros ritmą

Dienos ir nakties ciklas yra vienas iš labiausiai apibrėžiančių gyvenimo modelių, kaip mes jį žinome. Gyvename cikliškoje aplinkoje, o paros ritmai yra esminis gyvųjų organizmų biologijos elementas.

Daugelis fiziologinių procesų sinchronizuojami su dienos ir nakties ciklu, juos moduliuoja aplinkos laiko ženklai, pavyzdžiui, saulės spinduliai. Mūsų biologinis laikrodis turi aptikti ciklinius šviesos pokyčius, kad atitinkamai valdytų mūsų fiziologines funkcijas.Norėdami tai padaryti, šviesos pokyčius jaučia tinklainės specializuotos ląstelės, vadinamos tinklainės ganglijos ląstelėmis; šie tinklainės fotoreceptoriai gauna šviesą ir siunčia informaciją į smegenis, tiksliau į hipotalamyje esančią struktūrą, vadinamą suprachiasmatiniu branduoliu (SCN). Tada SCN neuronai perduoda laiko informaciją kitiems audiniams, daugelyje mūsų kūno procesų sukurdami sinchronizuotus paros ritmus.

Evoliucija privertė mus prisitaikyti prie savo cikliškos aplinkos, ir šie išoriniai ciklai tapo būtini sveikai būklei palaikyti. Tačiau šiuolaikinės visuomenės suteršė šiuos ciklus. Pavyzdžiui, plačiai naudojamas dirbtinis apšvietimas labai sutrikdė natūralų dienos šviesos ir tamsos ciklą tokiu būdu, kuris nėra toli gražu nekenksmingas. Nuolatinis šviesos poveikis yra laikomas silpnumo rizikos veiksniu. Daugybė tyrimų patvirtina mintį, kad šis mūsų paros ritmo sutrikimas gali turėti reikšmingos įtakos sveikatai.

Tai yra pagrindinė problema, nes manoma, kad apie 75% pasaulio gyventojų gali būti apšviesti naktį. Be to, pamaininis darbas yra labai paplitęs (apie 20% darbuotojų Europoje ir 29% JAV), o epidemiologiniai tyrimai parodė, kad pamainomis dirbantys darbuotojai dažniau serga krūties vėžiu, metaboliniu sindromu, nutukimu, kaulų disfunkcijomis, širdies ir kraujagyslių ligomis, insultas ir miego sutrikimai.

Tačiau nors šie tyrimai rodo koreliaciją tarp dirbtinės šviesos poveikio ir sveikatos problemų, priežastinį ryšį sunku nustatyti atliekant tyrimus su žmonėmis. Tyrimai su gyvūnais padėjo mums suprasti tikrąjį paros ritmo sutrikimo poveikį ir atskleidė daugybę mechanizmų, kuriais jis gali paveikti sveikatą. Tačiau daugumoje tyrimų buvo naudojami gana trumpi šviesos poveikio sutrikimo laikotarpiai, kurie dažniausiai neatkuria šviesos poveikio modelių kai kuriuose žmogaus kontekstuose, pavyzdžiui, pamaininiame darbe, intensyviosios terapijos įstaigose ir slaugos namuose.

Neseniai atliktas tyrimas leido užpildyti šią spragą tiriant ryšį tarp ilgalaikio paros ritmo sutrikimo ir ligos. Atliekant šį darbą, pelės 24 savaites buvo veikiamos nuolatinės šviesos ir buvo išmatuoti keli sveikatos parametrai: ritmingumas centriniame laikrodyje (SCN), griaučių raumenų funkcija, kaulų mikrostruktūra ir imuninės sistemos funkcija buvo vertinami įvairiais laiko momentais per ir po jo. 24 savaičių nuolatinė šviesa.

Išvados parodė, kad sutrikęs paros ritmas sukelia žalingą poveikį keliems biologiniams procesams. Neuronų įrašai parodė, kad ilgalaikis nuolatinės šviesos poveikis smarkiai sumažino smegenų širdies ritmo reguliatoriaus, SCN, ritmiškumą. Nuolatinė šviesa taip pat sumažino raumenų funkciją, sukėlė kaulų pokyčius ir sukėlė trumpalaikę uždegimą skatinančią būseną.

Iš tikrųjų daugelis šių pokyčių atitiko pagreitinto senėjimo būseną, būtent raumenų jėgos, fizinės ištvermės ir motorinės koordinacijos sumažėjimą, kuris dažnai pastebimas pagyvenusiems suaugusiesiems.

Taip pat pastebėti atitinkami kaulų struktūros pokyčiai. Kaulus formuoja dviejų tipų kaulinis audinys: trabekulinis (arba kempinis) ir žievinis (arba kompaktiškas) kaulas. Senstant kempininis kaulas tampa ne toks tankus, o kompaktiškas - tirštėti. Nuolatinis pelių poveikis šviesai sukėlė progresuojantį trabekulinio kaulo praradimą, panašų į pastebėtą ankstyvoje su amžiumi susijusioje osteoporozėje, ir padidėjusį žievės kaulo storį, atitinkantį pagreitintą senėjimo poveikį. Iki 21% pagyvenusių suaugusiųjų serga osteoporoze, o kai kurie iš šių pokyčių iš tikrųjų buvo pamainų darbuotojai: tyrimai parodė, kad pamainomis dirbusioms moterims padidėja kaulų lūžių rizika ir sumažėjo kaulų mineralų tankis.

Nuolatinis šviesos poveikis taip pat sukelia padidėjusią uždegimą skatinančią būseną. Esant imuniniam stimului, nuolatinės šviesos veikiamos pelės parodė padidėjusią uždegimą skatinančių molekulių gamybą ir sumažėjusią priešuždegiminių junginių sekreciją, nors šis poveikis buvo laikinas. Ši sustiprėjusi uždegimą skatinanti būsena pastebima ir senstant. Be to, tyrimai su žmonėmis taip pat parodė, kad pamaininiams darbuotojams padidėja vėžio ir metabolinio sindromo, susijusio su imuninės sistemos disfunkcija, rizika, kuri taip pat žinoma, kad sustiprina su amžiumi susijusias patologijas.

Pelių, nuolat veikiamų šviesos, SCN ritmo sumažėjimas taip pat atitinka ritmo pokyčius, atsirandančius vyresnio amžiaus žmonėms. Tiesą sakant, naujausi tyrimai rodo, kad SCN paros laikrodžio sutrikimai gali būti lemiamas senėjimo faktorius, tikėtina, kad senstanti paros sistema iš tikrųjų gali prisidėti prie su amžiumi susijusio sveikatos sumažėjimo.

Šis tyrimas įtvirtino nuomonę, kad ilgalaikis nuolatinės šviesos poveikis gali turėti didelį poveikį sveikatai. Įdomu tai, kad dauguma išmatuotų sveikatos parametrų greitai normalizavosi atstatę įprastą šviesos ir tamsos ciklą. Nepaisant to, tampa aišku, kad dirbtinės šviesos poveikis nėra visiškai nekenksmingas. Sutrikdami savo paros ritmais nuolat veikdami šviesą, mes galime pagreitinti senėjimo procesą ir aktyviai silpninti savo sveikatą bei atsparumą ligoms.

Nuorodos

Lucassen EA ir kt. (2016). Aplinkos 24 valandų ciklai yra būtini sveikatai. Curr Biol, 26 (14): 1843-53. doi: 10.1016 / j.cub.2016.05.038

Michaud M ir kt. (2013). Uždegiminiai citokinai, senėjimas ir su amžiumi susijusios ligos. J Am Med Dir Assoc, 14 (12): 877–82. doi: 10.1016 / j.jamda.2013.05.009

Nakamura TJ ir kt. (2016). Suprahiasmatinis branduolys: su amžiumi susijęs biologinių ritmų sumažėjimas. J Physiol Sci, 66 (5): 367-74. doi: 10.1007 / s12576-016-0439-2

„Quevedo I“, Zuniga AM (2010). Mažas kaulų mineralų tankis rotacijoje dirbantiems darbuotojams. J Clin Densitom, 13 (4): 467-9. doi: 10.1016 / j.jocd.2010.07.004

Stevensas RG ir kt. (2014). Krūties vėžys ir paros sutrikimai dėl elektros apšvietimo šiuolaikiniame pasaulyje. CA Cancer J Clin, 64 (3): 207-18. doi: 10.3322 / caac.21218

Wang XS ir kt. (2011). Pamaininis darbas ir lėtinės ligos: epidemiologiniai įrodymai. „Occup Med“ (Lond), 61 (2): 78–89. doi: 10.1093 / occmed / kqr001

Šis svečio straipsnis iš pradžių pasirodė apdovanojimų pelniusiame sveikatos ir mokslo tinklaraštyje bei smegenų tematikos bendruomenėje „BrainBlogger“: dirbtinė šviesa ir cirkadinis ritmas - ar mes ją maišome?