Czas przed ekranem zakłóca sen, resetując wewnętrzne zegary
Niedawne badania ujawniły, w jaki sposób wrażliwe na światło komórki oka mogą zresetować wewnętrzny zegar pod wpływem światła.
Odkrycie może pomóc wyjaśnić, dlaczego długotrwała ekspozycja na światło, które nie jest zsynchronizowane z naturalnym rytmem okołodobowym człowieka, może zakłócać sen i szkodzić zdrowiu.
Może to wynikać na przykład z długotrwałego narażenia na światło późno w nocy.
Naukowcy z Salk Institute for Biological Studies w La Jolla w Kalifornii mają nadzieję, że ich odkrycia doprowadzą do poprawy leczenia bezsenności, zmiany strefy czasowej, migreny i zaburzeń rytmu okołodobowego.
Zespół opublikował swoje ustalenia w czasopiśmie Raporty komórkowe.
Naukowcy odkryli, że zaburzenia rytmu okołodobowego są powiązane z poważnymi problemami zdrowotnymi, w tym zespołem metabolicznym, insulinoopornością, rakiem, otyłością i zaburzeniami funkcji poznawczych.
Ponieważ używamy sztucznych źródeł światła, nasze cykle snu i czuwania nie są już powiązane z wzorami dnia i nocy.
Dzięki przenośnym technologiom, takim jak smartfony i tablety, możliwości pochłaniania czasu przed ekranem, w dzień czy w nocy, nigdy nie były większe.
„Ten styl życia”, mówi starszy autor badania, prof. Satchidananda Panda, „powoduje zakłócenia naszego rytmu okołodobowego i ma szkodliwe konsekwencje dla zdrowia”.
Rytm dobowy i sen
Ciało ma wewnętrzny zegar, który zwykle działa według wzoru 24-godzinnego dnia i nocy. Jest to również znane jako rytm okołodobowy lub cykl snu i czuwania.
Wewnętrzny zegar pomaga regulować nasze poczucie bezsenności i senności. Jego mechanizmy są złożone i reagują na sygnały z obszaru mózgu, który monitoruje światło otoczenia.
Każda komórka, narząd i tkanka w ciele zależy od tego chronometrażysty. Wystarczająca ilość snu i kładzenie się spać o właściwej porze pomagają w utrzymaniu prawidłowego funkcjonowania.
Szacunki National Heart, Lung and Blood Institute (NHLBI) sugerują, że 50–70 milionów ludzi w Stanach Zjednoczonych cierpi na ciągłe zaburzenia snu.
NHLBI wskazuje również na badanie przeprowadzone przez Centers for Disease Control and Prevention (CDC), w którym 7–19 procent dorosłych zgłosiło, że nie ma wystarczającej ilości snu lub odpoczynku na co dzień. Ponadto 40 procent stwierdziło, że nieumyślnie zasnęło w ciągu dnia przynajmniej raz w miesiącu.
Komórki światłoczułe wpływają na zegar organizmu
Niedawne badania skupiły się na grupie komórek siatkówki, która jest światłoczułą błoną wyściełającą wewnętrzną część oka.
Komórki są wrażliwe na światło, ale nie biorą udziału w przekazywaniu obrazów do mózgu. Zamiast tego przetwarzają poziomy światła otoczenia, aby dostarczyć sygnały do mechanizmów biologicznych.
Białko zwane melanopsyną w komórkach pomaga im przetwarzać światło otoczenia. Długotrwała ekspozycja na światło powoduje regenerację białka wewnątrz komórek.
Ciągła regeneracja melanopsyny wyzwala sygnały do mózgu, które informują go o warunkach oświetlenia otoczenia. Mózg następnie wykorzystuje te informacje do regulacji snu, czujności i świadomości.
Jeśli regeneracja melanopsyny jest przedłużona, a światło jest jasne, wysyła sygnał, który pomaga zresetować zegar biologiczny. To blokuje melatoninę, hormon regulujący sen.
Utrzymanie wrażliwości na długotrwałe działanie światła
Aby zbadać ten proces, naukowcy włączyli produkcję melanopsyny w komórkach siatkówki myszy.
Wyniki wskazują, że gdy ekspozycja na światło jest utrzymywana, niektóre komórki nadal wysyłają wyzwalacze, podczas gdy inne tracą wrażliwość.
Dalsze badania wykazały, że niektóre białka, zwane aresztynami, pomagają utrzymać wrażliwość melanopsyny podczas długotrwałej ekspozycji na światło.
Komórki wytwarzające melanopsynę u myszy, które nie miały żadnego typu arestyny (beta-arrestin 1 lub beta-arrestin 2), utraciły zdolność utrzymywania wrażliwości na długotrwałe działanie światła.
Naukowcy doszli do wniosku, że komórki siatkówki potrzebują obu aresztynów, aby pomóc im w wytwarzaniu melanopsyny.
Jedno białko „zatrzymuje odpowiedź”, podczas gdy drugie „pomaga białku melanopsyny przeładować kofaktor czujący światło w siatkówce” - wyjaśnia prof. Panda.
„Kiedy te dwa kroki są wykonywane w krótkich odstępach czasu, komórka wydaje się stale reagować na światło”.
Prof. Satchidananda Panda
On i jego zespół planują odkryć cele terapii, które będą przeciwdziałać zaburzeniom rytmu dobowego, które mogą wynikać na przykład z ekspozycji na sztuczne światło.
Mają również nadzieję, że użyją melanopsyny do zresetowania wewnętrznego zegara organizmu, jako potencjalnego leczenia bezsenności.
