Hogyan roncsolja a modern társadalom a cirkadián ritmusunkat

A nappali-éjszakai ciklus az élet egyik legmeghatározóbb mintája, ahogy ismerjük. Ciklikus környezetben élünk, és a cirkadián ritmusok nélkülözhetetlen elemei az élő szervezetek biológiájának.

Számos fiziológiai folyamat szinkronban van a nappali-éjszakai ciklussal, amelyet a környezeti időzítő jelek, például a napfény befolyásolnak. Biológiai óránknak érzékelnie kell a fény ciklikus variációit, hogy ennek megfelelően kezelhessük élettani funkcióinkat.Ehhez a fényváltozásokat a retina speciális sejtjei érzékelik, amelyeket retina ganglion sejteknek neveznek; ezek a retina fotoreceptorok fényt kapnak, és információkat küldenek az agyba, pontosabban a hipotalamuszban elhelyezkedő struktúrának, amelyet suprachiasmatic nucleusnak (SCN) neveznek. Az SCN neuronok ezt követően időbeli információt továbbítanak más szövetekbe, szinkronizált cirkadián ritmusokat produkálva számos testi folyamatunkban.

Az evolúció arra késztetett minket, hogy alkalmazkodjunk a ciklikus környezetünkhöz, és ezek a külső ciklusok elengedhetetlenné váltak az egészséges állapot fenntartásához. De a modern társadalmak beszennyezték ezeket a ciklusokat. A mesterséges megvilágítás széles körű használata például erősen megzavarta a természetes napi világos-sötét ciklust oly módon, hogy az korántsem ártalmatlan. A folyamatos fénynek való kitettséget a gyengeség kockázati tényezőjének tekintik, számos tanulmány alátámasztja azt az elképzelést, hogy a cirkadián ritmusunk ezen megzavarása jelentős hatással lehet az egészségre.

Ez fontos kérdés, mivel a becslések szerint a világ népességének körülbelül 75% -a fénynek lehet kitéve éjszaka. Emellett a váltott műszakban végzett munka jelentősen elterjedt (Európában a munkavállalók körülbelül 20% -a, az Egyesült Államokban pedig 29% -a), és epidemiológiai vizsgálatok kimutatták, hogy a műszakos munkavállalóknál egyre gyakrabban fordul elő emlőrák, metabolikus szindróma, elhízás, csontfunkciós zavarok, szív- és érrendszeri betegségek, stroke és alvászavarok.

De bár ezek a tanulmányok összefüggést mutatnak a mesterséges fénynek való kitettség és az egészségügyi problémák között, az ok-okozati összefüggést emberi vizsgálatokban nehéz meghatározni. Az állatkísérletek segítettek megérteni a cirkadián ritmuszavar tényleges hatását, és számos olyan mechanizmust tártak fel, amelyek révén befolyásolhatja az egészséget. A legtöbb tanulmány azonban viszonylag rövid időtartamú fényterhelési zavarokat alkalmazott, amelyek nagyrészt nem képesek reprodukálni a fényterhelés mintáit bizonyos emberi összefüggésekben, például műszakos munkában, intenzív terápiában és idősek otthonában.

Egy nemrégiben készült tanulmány ezt a hiányosságot kívánta kitölteni a cirkadián ritmus hosszú távú megzavarása és a betegség kapcsolatának vizsgálatával. Ebben a munkában az egereket 24 héten keresztül folyamatos fénynek tették ki, és számos egészségügyi paramétert mértek: a központi óra ritmusát (SCN), a vázizom működését, a csont mikrostruktúráját és az immunrendszer működését értékelték különböző időpontokban és közben. a 24 hét folyamatos fény.

Az eredmények azt mutatták, hogy a megszakadt cirkadián ritmus számos biológiai folyamatra káros hatást vált ki. A neuron felvételekből kiderült, hogy a folyamatos fénynek való hosszú távú expozíció jelentős ritmus csökkenést okozott az agy cirkadián pacemakerében, az SCN-ben. A folyamatos fény csökkentette az izom működését, csontelváltozásokat okozott és átmeneti gyulladásgátló állapotot váltott ki.

Valójában ezek közül a változások közül sok megfelelt a felgyorsult öregedés állapotának, nevezetesen az izomerő, a fizikai állóképesség és a mozgáskoordináció csökkenésének, amelyet gyakran megfigyelnek idős felnőtteknél.

A csontszerkezetben is releváns változásokat figyeltek meg. A csontokat kétféle csontszövet alkotja: trabekuláris (vagy szivacsos) csont és kérgi (vagy kompakt) csont. Ahogy az ember öregszik, a szivacsos csont kevésbé sűrűsödik, míg a kompakt csont általában megvastagszik. Az egerek folyamatos fényterhelése a trabecularis csont progresszív elvesztését idézte elő, hasonlóan a korai korral járó csontritkuláshoz, és a kortikális csont megnövekedett vastagságát, az öregedés gyorsított hatásával összhangban. Az idős felnőttek legfeljebb 21% -ának van csontritkulása, és e változások némelyikéről a műszakban dolgozók is beszámoltak: tanulmányok kimutatták, hogy a női műszakban dolgozóknál nagyobb a csonttörések és a csont ásványi sűrűségének kockázata.

A folyamatos fényterhelés fokozott gyulladásgátló állapotot is indukál. Immuninger esetén a folyamatos fénynek kitett egerek megnövekedett pro-gyulladásos molekulákat és csökkent gyulladásgátló szekréciót mutatnak, bár ez a hatás átmeneti volt. Ez a fokozott gyulladásgátló állapot az öregedés során is megfigyelhető. Továbbá, humán vizsgálatok azt is kimutatták, hogy a műszakos munkavállalóknak megnő a rák és az immunrendszer diszfunkciójával járó metabolikus szindróma kockázata, amely szintén ismerten súlyosbítja az életkorral összefüggő patológiákat.

A fénynek folyamatosan kitett egerek SCN-jében a ritmus csökkenése megfelel az idős egyének ritmusváltozásainak is. Valójában a legújabb kutatások azt sugallják, hogy az SCN-ben a cirkadián óra károsodása meghatározó tényező lehet az öregedésben, valószínűleg az, hogy egy idős cirkadián rendszer valóban hozzájárulhat az életkorral összefüggő egészségromláshoz.

Ez a tanulmány megerősítette azt a gondolatot, hogy a folyamatos fénynek való hosszú távú kitettség jelentős hatással lehet az egészségre. Érdekes módon a legtöbb mért egészségügyi paraméter a normális világos-sötét ciklus helyreállítása után gyorsan normalizálódott. Ennek ellenére világossá válik, hogy a mesterséges fénynek való kitettség egyáltalán nem ártalmatlan. Azzal, hogy állandó fényterheléssel keveredünk a cirkadián ritmusunkkal, felgyorsíthatjuk öregedési folyamatunkat, és aktívan gyengíthetjük egészségünket és a betegségekkel szembeni ellenállást.

Hivatkozások

Lucassen EA és mtsai (2016). A 24 órás környezeti ciklusok nélkülözhetetlenek az egészség szempontjából. Curr Biol, 26 (14): 1843-53. doi: 10.1016 / j.cub.2016.05.038

Michaud M és mtsai (2013). Gyulladásos citokinek, öregedés és az életkorral összefüggő betegségek. J Am Med Dir Assoc, 14 (12): 877-82. doi: 10.1016 / j.jamda.2013.05.009

Nakamura TJ és mtsai (2016). A suprachiasmaticus mag: a biológiai ritmusok életkorral összefüggő csökkenése. J Physiol Sci, 66 (5): 367-74. doi: 10.1007 / s12576-016-0439-2

Quevedo I, Zuniga AM (2010). Alacsony csont ásványi sűrűség a váltott műszakban dolgozóknál. J Clin Densitom, 13 (4): 467-9. doi: 10.1016 / j.jocd.2010.07.004

Stevens RG és munkatársai (2014). Mellrák és az elektromos világítás által okozott cirkadián zavarok a modern világban. CA Cancer J Clin, 64 (3): 207-18. doi: 10.3322 / caac.21218

Wang XS és mtsai (2011). Váltott munka és krónikus betegség: az epidemiológiai bizonyítékok. Occup Med (Lond), 61 (2): 78-89. doi: 10.1093 / occmed / kqr001

Ez a vendégcikk eredetileg a díjnyertes egészségügyi és tudományos blogon és agyi témájú közösségen jelent meg, a BrainBlogger: Mesterséges fény és a cirkadián ritmus - elrontjuk?