Како модерно друштво нарушава наш циркадијски ритам

Дневно-ноћни циклус један је од најодређенијих образаца живота какав познајемо. Живимо у цикличном окружењу и циркадијски ритмови су битан елемент у биологији живих организама.

Многи физиолошки процеси су синхронизовани са дневним и ноћним циклусом, модулирајући се временским назнакама из окружења као што је сунчева светлост. Наш биолошки сат мора детектовати цикличне варијације светлости како би у складу с тим управљао нашим физиолошким функцијама.Да би то учинили, промене светлости осете специјализоване ћелије у мрежњачи зване ганглијске ћелије мрежњаче; ови ретинални фоторецептори примају светлост и шаљу информације у мозак, тачније у структуру која се налази у хипоталамусу званом супрахиасматично језгро (СЦН). СЦН неурони затим преносе временске информације у друга ткива, производећи синхронизовани циркадијски ритам у многим нашим телесним процесима.

Еволуција нас је натерала да се прилагодимо нашем цикличном окружењу и ови спољни циклуси постали су од суштинског значаја за одржавање здравог стања. Али модерна друштва су укаљала ове циклусе. На пример, широко распрострањена употреба вештачког осветљења увелико је пореметила природни дневни циклус светло-мрак на начин који је далеко од безазленог. Непрекидно излагање светлости сматра се фактором ризика за крхкост, са низом студија које подржавају идеју да овај поремећај у нашим циркадијским ритмовима може имати значајан утицај на здравље.

Ово је главно питање јер се процењује да би око 75% светске популације могло бити изложено светлости током ноћи. Такође, сменски рад је знатно уобичајен (око 20% радника у Европи и 29% у САД-у), а епидемиолошке студије су показале да радници у сменама имају појачану појаву карцинома дојке, метаболичког синдрома, гојазности, поремећаја рада костију, кардиоваскуларних болести, мождани удар и оштећење спавања.

Али иако ове студије указују на повезаност између вештачког излагања светлости и здравствених проблема, у људима је тешко утврдити каузалну везу. Истраживање на животињама помогло нам је да схватимо стварни утицај поремећаја циркадијалног ритма и открило је низ механизама путем којих може утицати на здравље. Међутим, већина студија користила је релативно кратке периоде ометања излагања светлости који у великој мери не успевају да репродукују обрасце излагања светлости у неким људским контекстима, као што су сменски рад или поставке интензивне неге и старачки домови, на пример.

Недавно истраживање поставило је за попуњавање ове празнине истражујући везу између дуготрајног поремећаја циркадијског ритма и болести. У овом раду, мишеви су били изложени непрекидном светлу током 24 недеље и измерено је неколико здравствених параметара: ритмичност централног сата (СЦН), функција скелетних мишића, микроструктура костију и функција имуног система процењивани су у различитим временским тачкама током и након тога 24 недеље непрекидног светла.

Налази су показали да поремећени циркадијански ритам изазива штетне ефекте на неколико биолошких процеса. Неуронска снимања открила су да је дуготрајно излагање непрекидном светлу проузроковало значајно смањење ритмичности у циркадијалном пејсмејкеру у мозгу, СЦН. Континуирано светло такође смањује функцију мишића, узрокује промене костију и индукује пролазно про-инфламаторно стање.

Заправо, многе од ових промена биле су у складу са стањем убрзаног старења, наиме смањењем мишићне снаге, физичке издржљивости и моторичке координације, што се често примећује код старијих одраслих особа.

Такође су примећене и релевантне промене у структури костију. Кости се формирају од две врсте коштаног ткива: трабекуларне (или спужвасте) кости и кортикалне (или компактне) кости. Старењем спужваста кост постаје мање густа, док компактна кост има тенденцију да се задебља. Непрекидно излагање светлости мишевима изазвало је прогресиван губитак трабекуларне кости сличан оном који је примећен код остеопорозе повезане са раним узрастом, и повећану дебљину кортикалне кости у складу са убрзаним ефектом старења. До 21% старијих одраслих особа има остеопорозу и неке од ових промена су заправо забележене код радница у сменама: студије су показале да раднице у сменама имају повећан ризик од прелома костију и смањену минералну густину костију.

Непрекидно излагање светлу такође изазива појачано проупално стање. Након имунолошког стимулуса, мишеви изложени непрекидној светлости показали су повећану производњу проупалних молекула и смањену секрецију противупалних једињења, иако је овај ефекат био пролазан. Ово појачано проупално стање примећује се и током старења. Даље, студије на људима такође су показале да радници у сменама имају повећан ризик од рака и метаболичког синдрома повезаног са дисфункцијом имунолошког система, што је такође познато да погоршава старосне патологије.

Смањење ритмичности у СЦН мишева који су континуирано изложени светлости такође се подудара са променама ритма које се јављају код старијих особа. У ствари, недавна истраживања сугеришу да оштећења циркадијалног сата унутар СЦН могу бити одлучујући фактор старења, јер је вероватно да остарели циркадијски систем заиста може да допринесе старосном паду здравља.

Ова студија учврстила је представу да дуготрајно излагање непрекидној светлости може имати значајан утицај на здравље. Занимљиво је да се већина измерених здравствених параметара брзо вратила у нормалу након успостављања редовног циклуса светло-тамно. Ипак, постаје јасно да излагање вештачкој светлости није нимало безопасно. Мешајући се у наше циркадијанске ритмове сталним излагањем светлости, можда убрзавамо процес старења и активно ослабљујемо здравље и отпорност на болести.

Референце

Луцассен ЕА, ет ал (2016). Еколошки циклуси од 24 сата су неопходни за здравље. Цурр Биол, 26 (14): 1843-53. дои: 10.1016 / ј.цуб.2016.05.038

Мицхауд М, ет ал (2013). Проинфламаторни цитокини, старење и старосне болести. Ј Ам Мед Дир Ассоц, 14 (12): 877-82. дои: 10.1016 / ј.јамда.2013.05.009

Накамура ТЈ, ет ал (2016). Супрахиасматично језгро: старосни пад биолошких ритмова. Ј Пхисиол Сци, 66 (5): 367-74. дои: 10.1007 / с12576-016-0439-2

Куеведо И, Зунига АМ (2010). Ниска минерална густина костију код радника у ротирајућим сменама. Ј Цлин Денситом, 13 (4): 467-9. дои: 10.1016 / ј.јоцд.2010.07.004

Стевенс РГ, ет ал (2014). Рак дојке и циркадијски поремећај из електричног осветљења у савременом свету. ЦА Цанцер Ј Цлин, 64 (3): 207-18. дои: 10.3322 / цаац.21218

Ванг КСС, ет ал (2011). Сменски рад и хроничне болести: епидемиолошки докази. Оццуп Мед (Лонд), 61 (2): 78-89. дои: 10.1093 / оццмед / ккр001

Овај гостујући чланак првобитно се појавио на награђиваном блогу о здрављу и науци и заједници тематизираној мозговима, БраинБлоггер: Вештачка светлост и циркадијски ритам - да ли га зезамо?