Cách xã hội hiện đại vận dụng nhịp điệu Circadian của chúng ta

Chu kỳ ngày-đêm là một trong những mô hình xác định nhất của cuộc sống như chúng ta biết. Chúng ta đang sống trong một môi trường tuần hoàn và nhịp sinh học là một yếu tố thiết yếu trong sinh học của các cơ thể sống.

Nhiều quá trình sinh lý được đồng bộ hóa với chu kỳ ngày-đêm, được điều chỉnh bởi các tín hiệu thời gian môi trường như ánh sáng mặt trời. Đồng hồ sinh học của chúng ta phải phát hiện ra sự thay đổi theo chu kỳ của ánh sáng để quản lý các chức năng sinh lý của chúng ta cho phù hợp.Để làm như vậy, các thay đổi ánh sáng được cảm nhận bởi các tế bào chuyên biệt trong võng mạc gọi là tế bào hạch võng mạc; các tế bào cảm thụ ánh sáng võng mạc này nhận ánh sáng và gửi thông tin đến não, cụ thể hơn là đến một cấu trúc nằm ở vùng dưới đồi gọi là nhân siêu vi (SCN). Các tế bào thần kinh SCN sau đó truyền tải thông tin thời gian đến các mô khác, tạo ra nhịp sinh học đồng bộ trong nhiều quá trình của cơ thể chúng ta.

Sự tiến hóa khiến chúng ta thích nghi với môi trường theo chu kỳ của mình và những chu kỳ bên ngoài này đã trở thành yếu tố cần thiết để duy trì trạng thái khỏe mạnh. Nhưng các xã hội hiện đại đã làm ô nhiễm những chu kỳ này. Ví dụ, việc sử dụng rộng rãi ánh sáng nhân tạo đã phá vỡ rất nhiều chu kỳ sáng-tối tự nhiên hàng ngày theo một cách khác xa vô hại. Tiếp xúc liên tục với ánh sáng được coi là một yếu tố nguy cơ dẫn đến ốm yếu, với một số nghiên cứu ủng hộ ý kiến ​​rằng sự gián đoạn trong nhịp sinh học của chúng ta có thể ảnh hưởng đáng kể đến sức khỏe.

Đây là một vấn đề lớn vì người ta ước tính rằng khoảng 75% dân số thế giới có thể tiếp xúc với ánh sáng vào ban đêm. Ngoài ra, làm việc theo ca là một điều khá phổ biến (khoảng 20% ​​người lao động ở Châu Âu và 29% ở Mỹ), và các nghiên cứu dịch tễ học đã chỉ ra rằng những người làm việc theo ca có nguy cơ mắc ung thư vú, hội chứng chuyển hóa, béo phì, rối loạn chức năng xương, bệnh tim mạch, đột quỵ và suy giảm giấc ngủ.

Nhưng mặc dù những nghiên cứu này chỉ ra mối tương quan giữa việc tiếp xúc với ánh sáng nhân tạo và các vấn đề sức khỏe, nhưng mối quan hệ nhân quả rất khó xác định trong các nghiên cứu trên người. Nghiên cứu trên động vật đã giúp chúng tôi hiểu tác động thực sự của việc gián đoạn nhịp sinh học và đã tiết lộ một số cơ chế mà nó có thể ảnh hưởng đến sức khỏe. Tuy nhiên, hầu hết các nghiên cứu đều sử dụng những khoảng thời gian gián đoạn tiếp xúc ánh sáng tương đối ngắn, phần lớn không tái tạo được mô hình tiếp xúc ánh sáng trong một số bối cảnh của con người, chẳng hạn như làm việc theo ca, hoặc các cơ sở chăm sóc đặc biệt và viện dưỡng lão.

Một nghiên cứu gần đây đã đặt ra về việc lấp đầy khoảng trống này bằng cách điều tra mối quan hệ giữa sự gián đoạn lâu dài của nhịp sinh học và bệnh tật. Trong nghiên cứu này, những con chuột được tiếp xúc với ánh sáng liên tục trong 24 tuần và một số thông số sức khỏe được đo lường: nhịp điệu của đồng hồ trung tâm (SCN), chức năng cơ xương, vi cấu trúc xương và chức năng hệ thống miễn dịch được đánh giá tại các thời điểm khác nhau trong và sau 24 tuần ánh sáng liên tục.

Các phát hiện cho thấy nhịp sinh học bị gián đoạn gây ra những ảnh hưởng bất lợi đến một số quá trình sinh học. Các bản ghi âm thần kinh cho thấy việc tiếp xúc với ánh sáng liên tục trong thời gian dài đã gây ra sự giảm nhịp điệu rõ rệt của máy điều hòa nhịp sinh học trong não, SCN. Ánh sáng liên tục cũng làm giảm chức năng cơ bắp, gây ra những thay đổi về xương và gây ra trạng thái tiền viêm thoáng qua.

Trên thực tế, nhiều thay đổi này phù hợp với tình trạng lão hóa nhanh, cụ thể là suy giảm sức mạnh cơ bắp, sức bền thể chất và khả năng phối hợp vận động thường thấy ở người lớn tuổi.

Những thay đổi liên quan trong cấu trúc xương cũng được quan sát thấy. Xương được hình thành bởi hai loại mô xương: xương hình cầu (hoặc xốp) và xương vỏ (hoặc xương đặc). Khi về già, xương xốp trở nên ít đặc hơn, trong khi xương đặc có xu hướng dày lên. Việc tiếp xúc liên tục với ánh sáng ở chuột gây ra sự mất dần xương trabecular tương tự như được quan sát thấy ở bệnh loãng xương ở tuổi sớm và độ dày của xương vỏ não tăng lên phù hợp với tác động nhanh của quá trình lão hóa. Có tới 21% người lớn tuổi bị loãng xương và một số thay đổi này đã thực sự được báo cáo ở những người làm việc theo ca: các nghiên cứu đã chỉ ra rằng những người làm ca là nữ có nguy cơ gãy xương và giảm mật độ khoáng của xương.

Tiếp xúc liên tục với ánh sáng cũng gây ra trạng thái tiền viêm tăng cao. Khi có kích thích miễn dịch, những con chuột tiếp xúc với ánh sáng liên tục cho thấy sự gia tăng sản xuất các phân tử chống viêm và giảm tiết các hợp chất chống viêm, mặc dù tác dụng này chỉ là thoáng qua. Trạng thái chống viêm tăng cường này cũng được quan sát thấy trong quá trình lão hóa. Hơn nữa, các nghiên cứu trên người cũng chỉ ra rằng những người làm việc theo ca làm tăng nguy cơ ung thư và hội chứng chuyển hóa liên quan đến rối loạn chức năng hệ thống miễn dịch, cũng được biết là làm trầm trọng thêm các bệnh lý liên quan đến tuổi tác.

Sự giảm nhịp điệu trong SCN của những con chuột liên tục tiếp xúc với ánh sáng cũng phù hợp với sự thay đổi nhịp điệu xảy ra ở những người già. Trên thực tế, nghiên cứu gần đây cho thấy rằng những suy giảm trong đồng hồ sinh học trong SCN có thể là một yếu tố quyết định sự lão hóa, có khả năng là hệ thống sinh học già đi thực sự có thể góp phần vào sự suy giảm sức khỏe liên quan đến tuổi tác.

Nghiên cứu này củng cố quan điểm cho rằng việc tiếp xúc với ánh sáng liên tục trong thời gian dài có thể ảnh hưởng đáng kể đến sức khỏe. Điều thú vị là hầu hết các thông số sức khỏe đo được đều nhanh chóng trở lại bình thường sau khi khôi phục chu kỳ sáng - tối đều đặn. Tuy nhiên, rõ ràng là việc tiếp xúc với ánh sáng nhân tạo hoàn toàn không phải là vô hại. Bằng cách làm rối loạn nhịp sinh học của chúng ta khi tiếp xúc với ánh sáng liên tục, chúng ta có thể đang đẩy nhanh quá trình lão hóa và tích cực làm suy yếu sức khỏe và khả năng chống lại bệnh tật.

Người giới thiệu

Lucassen EA và cộng sự (2016). Chu kỳ môi trường 24 giờ cần thiết cho sức khỏe. Curr Biol, 26 (14): 1843-53. doi: 10.1016 / j.cub.2016.05.038

Michaud M và cộng sự (2013). Các cytokine tiền viêm, lão hóa và các bệnh liên quan đến tuổi tác. J Am Med Dir PGS, 14 (12): 877-82. doi: 10.1016 / j.jamda.2013.05.009

Nakamura TJ và cộng sự (2016). Nhân siêu vi: sự suy giảm nhịp sinh học do tuổi tác. J Physiol Sci, 66 (5): 367-74. doi: 10.1007 / s12576-016-0439-2

Quevedo I, Zuniga AM (2010). Mật độ khoáng xương thấp ở người lao động luân phiên. J Clin Densitom, 13 (4): 467-9. doi: 10.1016 / j.jocd.2010.07.004

Stevens RG và cộng sự (2014). Ung thư vú và gián đoạn sinh học do ánh sáng điện trong thế giới hiện đại. Ung thư CA J Clin, 64 (3): 207-18. doi: 10.3322 / caac.21218

Wang XS, và cộng sự (2011). Làm việc theo ca và bệnh mãn tính: bằng chứng dịch tễ học. Chiếm Med (Lond), 61 (2): 78-89. doi: 10.1093 / Occmed / kqr001

Bài viết của khách này ban đầu xuất hiện trên blog khoa học và sức khỏe từng đoạt giải thưởng và cộng đồng có chủ đề về não, BrainBlogger: Ánh sáng nhân tạo và nhịp điệu tuần hoàn - Chúng ta có lộn xộn không?