Влияние ночного света на метаболизм
Или почему спать при включенном свете опасно для здоровья.
Все мы не раз слышал о том, как вредно пользоваться телефоном в постели из-за вредного воздействия синего света на сон. Кроме этого, рекомендуется ограничить воздействие любого типа искусственного света за несколько часов до сна.
Многочисленные данные подтверждают связь между воздействием света в ночное время с повышенным риском развития диабета и ожирения у женщин, а также с нарушением толерантности к глюкозе и чувствительности к инсулину у здоровых людей. Кроме того, было показано, что сон с искусственным освещением нарушает глубину сна, способствует частым пробуждениям и влияет на ритмическую активность мозга. Эти результаты подтверждают мнение о том, что искусственное освещение в ночное время не только коррелирует с плохими результатами для здоровья, но также может оказывать негативное влияние на сон и здоровье.
Хотя механизмы, лежащие в основе связи между ночным воздействием света и метаболической дисфункцией, до конца не выяснены, ночное воздействие света может повлиять на обмен веществ посредством прямого воздействия на качество и количество сна. Это согласуется с имеющимися данными, свидетельствующими о том, что воздействие света в ночное время неблагоприятно влияет на продолжительность, эффективность и стадийность сна.
Таким образом, нарушение качества сна может способствовать метаболической дисфункции.
Другой предполагаемый механизм включает изменения в собственной циркадной системе организма, особенно в отношении регуляции гормона мелатонина. Мелатонин имеет решающее значение как для начала/прекращения сна, так и для правильной регуляции секреции и действия другого гормона – инсулина. Таким образом, нарушение циркадных ритмов из-за ночного освещения может негативно повлиять на гомеостаз глюкозы.
Сокращение продолжительности и качества сна, а также циркаднная рассинхронизация цикла сон-бодрствование (хронодесинхрония) приводят к увеличению выработки глюкозы печенью и уменьшению потребления глюкозы (например, в мышцах), изменениям в поджелудочной железе, повышенной активности оси стресса (например, усиленное высвобождение кортизола надпочечниками) и изменением секреции гормонов, регулирующих аппетит (грелин, лептин) из желудочно-кишечного тракта и жировой ткани, что будет приводить к повышенному потреблению пищи. Эти изменения, в сочетании с предположительно сниженной физической активностью и расходом энергии в конечном итоге приводят к положительному энергетическому балансу и отражаются в неблагоприятных метаболических признаках, подобных тем, которые наблюдаются при метаболическом синдроме.
Третий и последний предложенный механизм сосредоточен вокруг вегетативной нервной системы. Повышенная симпатическая активность и хроническая сверхактивность этой системы связаны с ожирением, диабетом и развитием метаболического синдрома. Было показано, что воздействие света вызывает "симпатическое возбуждение", о чем свидетельствуют повышенный уровень кортизола и частота сердечных сокращений.
Авторы недавнего исследования, опубликованного в The Lancet Diabetes & Endocrinology, решили изучить специфическое воздействие ночного освещения на контроль уровня глюкозы, чувствительность к инсулину и характер сна.
Было проведено рандомизированное контролируемое исследование с участием 20 здоровых взрослых, включающих 14 женщин и 6 мужчин в возрасте от 18 до 40 лет. Участники были отобраны на основе их обычной продолжительности сна, которая считалась "нормальной" и составляла от 6,5 до 8,5 часов в сутки. Дизайн исследования предусматривал распределение участников по одному из двух условий: комнатный свет или тусклый свет. При каждом условии участникам давали возможность поспать 8 часов.
Условия комнатного света: воздействие верхнего освещения с интенсивностью 100 люкс, в то время как условия тусклого света включали сон при освещенности менее 3 люкс (1 люкс эквивалентен 1 люмену на 1 квадратный метр).
Для оценки макро- и микроструктуры сна всем участникам выполнялась полисомнография. Кроме того, во время каждого визита измеряли субъективную сонливость, уровень мелатонина в плазме, артериальное давление, частоту сердечных сокращений и вариабельность сердечного ритма (ВСР). Утром до и после каждого состояния проводили тест на толерантность к глюкозе (ТТГ) для оценки толерантности к глюкозе и чувствительности к инсулину.
Результаты
В ходе исследования были сделаны важные выводы о влиянии ночного освещения на кардиометаболическую функцию. Интересно, что индекс HOMA-IR, показатель резистентности к инсулину, продемонстрировал увеличение на 15% в группе с комнатным освещением, а в группе с тусклым светом — снижение на 4%.
Уровни инсулина во время ТТГ были заметно выше в группе с комнатным освещением, особенно через 20 и 30 минут после приема глюкозы.
Анализ площади под кривой показал большую выработку инсулина в ранней фазе в условиях комнатного освещения. Чувствительность к инсулину снизилась на 16% в условиях комнатного освещения, но увеличилась на 3% в условиях тусклого освещения.
Анализ сна показал, что участники в группе комнатного освещения проводили больше времени в стадии сна N2 (эта стадия занимает половину всего времени сна. Переходя в нее, человек перестает осознавать свое окружение, а температура тела начинает снижаться, дыхание и пульс на этой стадии еще не изменены). При этом у них было меньше медленного сна и быстрого сна по сравнению с группой тусклого освещения. Кроме того, измерения частоты сердечных сокращений в групп комнатного освещения показали повышенные показатели в течение ночи. Анализ вариабельности сердечного ритма показал повышенную низкочастотную мощность и соотношение низкой частоты/высокой частоты, что отражает повышенную активность симпатической нервной системы.
Кроме того, увеличение отношения низкой частоты/высокой частоты во время сна положительно коррелировало с изменениями в ранней фазе инсулинового ответа, особенно в условиях комнатного освещения.
Настоящее исследование поддерживает гипотезу вегетативной нервной системы, обсуждавшуюся выше.
Условия комнатного освещения во время сна приводили к повышению частоты сердечных сокращений в течение ночи, что указывает на устойчивую активность симпатической нервной системы. Кроме того, соотношение низкой частоты/высокой частоты, полученное на основании анализа вариабельности пульса, показателя баланса работы нервной системы, увеличивалось в течение ночи при воздействии комнатного света. Важно отметить, что увеличение этого отношения во время сна было положительно связано с изменением уровня инсулина во время теста на толерантность к глюкозе в условиях комнатного освещения.
Примечательно, что исследование не выявило существенных различий в общем времени сна, эффективности сна, количестве ночных пробуждений или разнице в количестве пробуждений между группой комнатного и тусклого освещения. Тем не менее, в группе комнатного освещения наблюдалось снижение фазы медленного сна и быстрого сна. Эти изменения в макроструктуре сна могут способствовать наблюдаемой резистентности к инсулину после воздействия комнатного света.
Хотя результаты этого исследования дают ценную информацию о влиянии ночного освещения на кардиометаболическую функцию, необходимо учитывать определенные ограничения этой работы. Количество включенных в исследование было относительно небольшим, это были преимущественно здоровые молодые люди без заболеваний, что может ограничивать возможность обобщения результатов на все группы населения. Для подтверждения и расширения этих результатов необходимы дальнейшие исследования с участием более крупных и разнообразных групп населения, включая людей с метаболическим синдромом и пожилых людей.
Это исследование подчеркивает потенциальное вредное воздействие искусственного освещения в ночное время на сердечно-метаболическое здоровье. Доказательства связи воздействия ночного света с неблагоприятными последствиями, такими как диабет и ожирение, подтверждаются наблюдаемыми изменениями в контроле уровня глюкозы, чувствительности к инсулину и характере сна.
Понимание механизмов, лежащих в основе этих находок, таких как нарушения качества сна, изменения циркадных ритмов и "симпатическое возбуждение", может определить стратегии, необходимые для смягчения негативных последствий воздействия ночного света.
Интенсивность света в 100 люкс, используемого в этом исследовании, равна мощности 4 лампочек по 60 Вт. Ношение маски для сна и использование затемняющих штор — две простые и экономичные стратегии ограничения воздействия света в ночное время. В любом случае, стоит убедиться, что спальня или место для сна максимально темное.
Учитывая распространенность искусственного света в современном обществе, важно учитывать потенциальные последствия его воздействия на метаболическое здоровье. Хотя для полного понимания сложности всех взаимосвязей необходимы дополнительные исследования, результаты этого исследования подчеркивают важность минимизации воздействия света в ночное время для улучшения общего самочувствия.