Kuidas tänapäevane ühiskond meie ööpäevarütmi peidab

Päev-öö tsükkel on üks kõige määravamaid elumustreid, nagu me seda tunneme. Elame tsüklilises keskkonnas ja ööpäevarütmid on elusorganismide bioloogias oluline element.

Paljud füsioloogilised protsessid on sünkroniseeritud päeva-öö tsükliga, mida moduleerivad keskkonna ajastuse vihjed, näiteks päikesevalgus. Meie bioloogiline kell peab tuvastama valguse tsüklilised variatsioonid, et vastavalt oma füsioloogilisi funktsioone juhtida.Selleks tajuvad valguse muutusi võrkkesta spetsialiseerunud rakud, mida nimetatakse võrkkesta ganglionirakkudeks; need võrkkesta fotoretseptorid saavad valgust ja saadavad teavet ajju, täpsemalt hüpotalamuses asuvale struktuurile, mida nimetatakse suprachiasmaatiliseks tuumaks (SCN). Seejärel edastavad SCN neuronid ajalist teavet teistele kudedele, tekitades sünkroniseeritud ööpäevaseid rütme paljudes meie kehaprotsessides.

Areng pani meid oma tsüklilise keskkonnaga kohanema ja need välised tsüklid on muutunud tervisliku seisundi säilitamiseks hädavajalikuks. Kuid kaasaegsed ühiskonnad on need tsüklid määrinud. Näiteks kunstliku valgustuse laialdane kasutamine on loodusliku igapäevase valguse ja pimeduse tsükli tugevalt häirinud viisil, mis pole kaugeltki kahjutu. Pidevat valguse käes hoidmist peetakse nõrkuse riskifaktoriks. Mitmed uuringud toetavad ideed, et sellel ööpäevarütmi häirel võib olla tervisele märkimisväärne mõju.

See on suur probleem, kuna hinnanguliselt võib umbes 75% maailma elanikkonnast öösel valguse käes olla. Samuti on vahetustega töö märkimisväärselt levinud (umbes 20% töötajatest Euroopas ja 29% USA-s) ning epidemioloogilised uuringud on näidanud, et vahetustega töötajatel esineb sagedamini rinnavähki, metaboolset sündroomi, rasvumist, luu düsfunktsioone, südame-veresoonkonna haigusi, insult ja unehäired.

Kuid kuigi need uuringud näitavad korrelatsiooni kunstliku valguse kokkupuute ja terviseprobleemide vahel, on põhjuslikke seoseid inimeste uuringutes raske kindlaks teha. Loomuuringud on aidanud meil mõista ööpäevarütmi häirete tegelikku mõju ja on paljastanud mitmeid mehhanisme, mille kaudu see võib tervist mõjutada. Kuid enamikus uuringutes kasutati suhteliselt lühikesi valguse kokkupuute katkemise perioode, mis enamasti ei tooda valguse kokkupuute mustreid mõnes inimlikus kontekstis, näiteks vahetustega töö, intensiivravi ja hooldekodud.

Hiljutine uuring on selle tühimiku täitmise ette võtnud, uurides ööpäevarütmide pikaajalise häire ja haiguse vahelist seost. Selles töös puututi hiiri 24 nädala jooksul pideva valguse kätte ja mõõdeti mitmeid terviseparameetreid: rütmilisust keskkellas (SCN), skeletilihaste funktsiooni, luude mikrostruktuuri ja immuunsüsteemi funktsiooni hinnati erinevatel ajahetkedel ajal ja pärast seda. 24 nädalat pidevat valgust.

Tulemused näitasid, et häiritud ööpäevane rütm põhjustab kahjulikku mõju mitmele bioloogilisele protsessile. Neuronaalsed salvestised näitasid, et pikaajaline kokkupuude pideva valgusega põhjustas aju ööpäevase südamestimulaatori - SCN - rütmilisuse märkimisväärset vähenemist. Pidev valgus vähendas ka lihase funktsiooni, põhjustas luude muutusi ja põhjustas mööduva põletikueelset seisundit.

Tegelikult olid paljud neist muutustest kooskõlas vananemise kiirenemisega, nimelt lihaste tugevuse, füüsilise vastupidavuse ja motoorse koordinatsiooni langusega, mida sageli täheldatakse eakatel täiskasvanutel.

Samuti täheldati asjakohaseid muutusi luu struktuuris. Luud moodustavad kahte tüüpi luukoe: trabekulaarne (või käsnjas) ja kortikaalne (või kompaktne) luu. Vananedes muutub käsnjas luu vähem tihedaks, samas kui kompaktne luu kipub paksenema. Hiirte pidev kokkupuude valgusega põhjustas trabekulaarse luu järkjärgulise vähenemise, mis on sarnane varase vanusega seotud osteoporoosiga, ja kortikaalse luu suurenenud paksuse, mis on kooskõlas vananemise kiirendatud mõjuga. Kuni 21% eakatest täiskasvanutest põeb osteoporoosi ja mõnest neist muutustest on tegelikult teatatud vahetustega töötajatel: uuringud on näidanud, et vahetustega naistel on suurem luumurdude risk ja vähenenud luutihedus.

Pidev valguse käes viibimine põhjustab ka kõrgenenud põletikueelset seisundit. Immuunsuse stiimulil näitasid pideva valguse käes hiired põletikueelsete molekulide suurenenud produktsiooni ja põletikuvastaste ühendite sekretsiooni vähenemist, kuigi see toime oli mööduv. Seda intensiivistunud põletikuvastast seisundit täheldatakse ka vananemise ajal. Lisaks on inimuuringud näidanud, et vahetustega töötajatel on suurem risk immuunsüsteemi talitlushäirega seotud vähi ja metaboolse sündroomi tekkeks, mis teatavasti süvendab ka vanusega seotud patoloogiaid.

Pidevalt valguse käes olevate hiirte rütmilisuse vähenemine SCN-is vastab ka vanematel inimestel esinevatele rütmimuutustele. Tegelikult viitavad hiljutised uuringud, et SCN-i ööpäevase kella häired võivad olla vananemist määravaks teguriks, tõenäoliselt võib vananenud ööpäevane süsteem aidata kaasa vanusega seotud tervise halvenemisele.

See uuring kinnitas arusaama, et pikaajalisel pideval valgusel kokkupuutel võib olla tervisele märkimisväärne mõju. Huvitav on see, et enamus mõõdetud terviseparameetritest normaliseerusid pärast tavapärase valguse ja pimeduse tsükli taastamist kiiresti normaalseks. Sellest hoolimata saab selgeks, et kokkupuude kunstliku valgusega pole sugugi kahjutu. Segades ööpäevarütmidega pidevalt valguse käes, võime kiirendada vananemisprotsessi ja nõrgestada aktiivselt tervist ja vastupanuvõimet haigustele.

Viited

Lucassen EA jt (2016). Keskkonna 24-tunnised tsüklid on tervise jaoks hädavajalikud. Curr Biol, 26 (14): 1843-53. doi: 10.1016 / j.cub.2016.05.038

Michaud M jt (2013). Põletikulised tsütokiinid, vananemine ja vanusega seotud haigused. J Am Med Dir Assoc, 14 (12): 877-82. doi: 10.1016 / j.jamda.2013.05.009

Nakamura TJ jt (2016). Suprahiasmaatiline tuum: vanusega seotud bioloogiliste rütmide langus. J Physiol Sci, 66 (5): 367-74. doi: 10.1007 / s12576-016-0439-2

Quevedo I, Zuniga AM (2010). Madal luu mineraalne tihedus vahetustega töölistel. J Clin Densitom, 13 (4): 467-9. doi: 10.1016 / j.jocd.2010.07.004

Stevensi RG ​​jt (2014). Rinnavähk ja ööpäevased häired elektrivalgustuse tõttu tänapäeva maailmas. CA Cancer J Clin, 64 (3): 207-18. doi: 10.3322 / caac.21218

Wang XS jt (2011). Vahetustega töö ja kroonilised haigused: epidemioloogilised tõendid. Occup Med (Lond), 61 (2): 78–89. doi: 10.1093 / occmed / kqr001

See külalisartikkel ilmus algselt auhinnatud tervise- ja teadusblogis ning ajuteemalises kogukonnas BrainBlogger: kunstlik valgus ja ööpäevane rütm - kas me segame seda?