Kā mūsdienu sabiedrība sabojā mūsu diennakts ritmu

Dienas un nakts cikls ir viens no visprecīzākajiem dzīves modeļiem, kā mēs to zinām. Mēs dzīvojam cikliskā vidē, un diennakts ritmi ir būtisks elements dzīvo organismu bioloģijā.

Daudzi fizioloģiskie procesi ir sinhronizēti ar dienas un nakts ciklu, tos modulē ar vides laika norādēm, piemēram, saules gaismu. Mūsu bioloģiskajam pulkstenim ir jānosaka gaismas cikliskās variācijas, lai atbilstoši pārvaldītu mūsu fizioloģiskās funkcijas.Lai to izdarītu, gaismas izmaiņas tiek uztvertas tīklenes specializētās šūnās, ko sauc par tīklenes ganglija šūnām; šie tīklenes fotoreceptori saņem gaismu un nosūta informāciju smadzenēm, precīzāk struktūrai, kas atrodas hipotalāmā, ko sauc par suprachiasmatic nucleus (SCN). Tad SCN neironi nodod laika informāciju citiem audiem, radot sinhronizētus diennakts ritmus daudzos mūsu ķermeņa procesos.

Evolūcija lika mums pielāgoties mūsu cikliskajai videi, un šie ārējie cikli ir kļuvuši būtiski veselīga stāvokļa uzturēšanai. Bet mūsdienu sabiedrības ir sabojājušas šos ciklus. Piemēram, mākslīgā apgaismojuma plaša izmantošana, piemēram, ir stipri izjaukusi dabisko ikdienas gaismas un tumsas ciklu tādā veidā, kas nebūt nav nekaitīgs. Nepārtraukta gaismas iedarbība tiek uzskatīta par trausluma riska faktoru, un vairāki pētījumi apstiprina domu, ka šis mūsu diennakts ritma traucējums var būtiski ietekmēt veselību.

Tas ir būtisks jautājums, jo tiek lēsts, ka aptuveni 75% pasaules iedzīvotāju nakts laikā var būt pakļauti gaismai. Arī maiņu darbs ir ievērojami izplatīts (apmēram 20% strādājošo Eiropā un 29% ASV), un epidemioloģiskie pētījumi liecina, ka maiņu darbiniekiem ir biežāk sastopams krūts vēzis, metaboliskais sindroms, aptaukošanās, kaulu disfunkcijas, sirds un asinsvadu slimības, insults un miega traucējumi.

Bet, lai gan šie pētījumi norāda uz korelāciju starp mākslīgās gaismas iedarbību un veselības jautājumiem, cēloņsakarību ir grūti noteikt cilvēku pētījumos. Pētījumi ar dzīvniekiem ir palīdzējuši mums saprast diennakts ritma traucējumu patieso ietekmi un atklājuši vairākus mehānismus, ar kuru palīdzību tie var ietekmēt veselību. Tomēr lielākajā daļā pētījumu tika izmantoti salīdzinoši īsi gaismas iedarbības traucējumu periodi, kas lielākoties nespēj atveidot gaismas iedarbības modeļus dažos cilvēku apstākļos, piemēram, maiņu darbā vai intensīvās terapijas iestādēs un pansionātos.

Nesen veiktais pētījums ir ļāvis aizpildīt šo plaisu, pētot saikni starp diennakts ritmu ilgtermiņa traucējumiem un slimībām. Šajā darbā peles 24 nedēļas tika pakļautas nepārtrauktai gaismai, un tika izmērīti vairāki veselības parametri: ritmika centrālajā pulkstenī (SCN), skeleta muskuļu funkcija, kaulu mikrostruktūra un imūnsistēmas darbība tika novērtēti dažādos laika punktos un pēc tiem. 24 nedēļas nepārtrauktas gaismas.

Atzinumi parādīja, ka traucēts diennakts ritms izraisa kaitīgu ietekmi uz vairākiem bioloģiskiem procesiem. Neironu ieraksti atklāja, ka ilgstoša nepārtrauktas gaismas iedarbība izraisīja izteiktu ritma samazināšanos diennakts elektrokardiostimulatorā smadzenēs, SCN. Nepārtraukta gaisma arī samazināja muskuļu darbību, izraisīja kaulu izmaiņas un izraisīja pārejošu pretiekaisuma stāvokli.

Patiesībā daudzas no šīm izmaiņām bija saistītas ar paātrinātas novecošanās stāvokli, proti, muskuļu spēka, fiziskās izturības un kustību koordinācijas samazināšanos, ko bieži novēro gados vecākiem pieaugušajiem.

Tika novērotas arī attiecīgas izmaiņas kaulu struktūrā. Kaulus veido divu veidu kaulu audi: trabekulārs (vai porains) kauls un garozas (vai kompakts) kauls. Kādam vecumam porains kauls kļūst mazāk blīvs, bet kompaktajam kaulam ir tendence sabiezēt. Nepārtraukta gaismas iedarbība pelēm izraisīja progresējošu trabekulārā kaula zudumu, līdzīgu tam, kāds novērots agrīnā vecuma osteoporozes gadījumā, un palielinātu garozas kaula biezumu, kas atbilst novecošanās paātrinātai iedarbībai. Līdz 21% vecāka gadagājuma pieaugušo ir osteoporoze, un par dažām no šīm izmaiņām faktiski ziņots maiņu darbiniekiem: pētījumi parādīja, ka maiņu darba ņēmējām ir paaugstināts kaulu lūzumu risks un samazināts kaulu minerālais blīvums.

Nepārtraukta gaismas iedarbība arī izraisa paaugstinātu iekaisumu veicinošu stāvokli. Pēc imūnstimula pelēm, kas pakļautas nepārtrauktai gaismai, parādījās paaugstināta pretiekaisuma molekulu ražošana un samazināta pretiekaisuma savienojumu sekrēcija, kaut arī šī ietekme bija pārejoša. Šis pastiprinātais pretiekaisuma stāvoklis tiek novērots arī novecošanās laikā. Turklāt cilvēku pētījumi arī parādīja, ka maiņu darbiniekiem ir paaugstināts vēža un metaboliskā sindroma risks, kas saistīts ar imūnsistēmas disfunkciju, kas, kā zināms, arī saasina ar vecumu saistītas patoloģijas.

Ritmiskuma samazināšanās SCN pelēm, kas pastāvīgi pakļautas gaismai, atbilst arī ritma izmaiņām, kas notiek gados vecākiem cilvēkiem. Faktiski jaunākie pētījumi liecina, ka diennakts pulksteņa traucējumi SCN var būt noteicošais faktors novecošanai, iespējams, ka novecojusi diennakts sistēma faktiski var veicināt ar vecumu saistītu veselības pasliktināšanos.

Šis pētījums nostiprināja uzskatu, ka ilgstoša pastāvīgas gaismas iedarbība var būtiski ietekmēt veselību. Interesanti, ka lielākā daļa no izmērītajiem veselības parametriem ātri atjaunojās normālā stāvoklī pēc tam, kad tika atjaunots regulārs gaismas un tumsas cikls. Neskatoties uz to, kļūst skaidrs, ka mākslīgās gaismas iedarbība nebūt nav nekaitīga. Pārtraucot diennakts ritmus, pastāvīgi pakļaujoties gaismai, mēs varam paātrināt novecošanās procesu un aktīvi vājināt savu veselību un izturību pret slimībām.

Atsauces

Lucassen EA un citi (2016). 24 stundu vides cikli ir būtiski veselībai. Curr Biol, 26 (14): 1843-53. doi: 10.1016 / j.cub.2016.05.038

Michaud M, et al (2013). Pretiekaisuma citokīni, novecošana un ar vecumu saistītas slimības. J Am Med Dir Assoc, 14 (12): 877-82. doi: 10.1016 / j.jamda.2013.05.009

Nakamura TJ un citi (2016). Suprahiasmatiskais kodols: ar vecumu saistīta bioloģisko ritmu samazināšanās. J Physiol Sci, 66 (5): 367-74. doi: 10.1007 / s12576-016-0439-2

Quevedo I, Zuniga AM (2010). Zems kaulu minerālais blīvums rotējošās maiņas darbiniekiem. J Clin Densitom, 13 (4): 467-9. doi: 10.1016 / j.jocd.2010.07.004

Stīvenss RG un citi (2014). Krūts vēzis un diennakts traucējumi no elektriskā apgaismojuma mūsdienu pasaulē. CA Cancer J Clin, 64 (3): 207-18. doi: 10.3322 / caac.21218

Wang XS et al (2011). Maiņu darbs un hroniskas slimības: epidemioloģiskie pierādījumi. Occup Med (Lond), 61 (2): 78-89. doi: 10.1093 / occmed / kqr001

Šis viesu raksts sākotnēji tika parādīts godalgotajā veselības un zinātnes emuārā un smadzeņu tēmu kopienā BrainBlogger: mākslīgā gaisma un diennakts ritms - vai mēs to sajaucam?