ضوء النهار الطبيعي خلال ساعات العمل يحسن استقرار الجلوكوز في مرض السكري من النوع 2

ضوء النهار الطبيعي خلال ساعات العمل يحسن استقرار الجلوكوز في مرض السكري من النوع 2

أظهرت دراسة متقاطعة مضبوطة أنه بالنسبة للأشخاص المصابين بداء السكري من النوع 2، فإن العمل في ضوء النهار الطبيعي وحده بدلاً من الإضاءة الاصطناعية التقليدية يمكن أن يؤدي إلى استقرار تقلبات الجلوكوز اليومية، وزيادة أكسدة الدهون، وضبط ساعة التمثيل الغذائي في الجسم بمهارة.

دراسة: ضوء النهار الطبيعي خلال ساعات العمل يحسن التحكم في الجلوكوز واستقلاب الركيزة في جميع أنحاء الجسم. مصدر الصورة: بيوتر زاجدا/Shutterstock.com

وفي دراسة حديثة نشرت فياستقلاب الخليةدرس الباحثون ما إذا كان قضاء ساعات العمل في ضوء النهار الطبيعي بدلاً من الإضاءة الاصطناعية للمكاتب يمكن أن يحسن المؤشرات الصحية لدى الأشخاص المصابين بداء السكري من النوع الثاني.

ووجدوا أن التعرض للضوء الطبيعي أدى إلى تحويل عملية التمثيل الغذائي نحو زيادة أكسدة الدهون، وتعديل مخرجات الساعة البيولوجية المختارة، وتغيير التوقيعات الأيضية الجزيئية. كما شهد الأشخاص الذين كانوا أكثر تعرضًا للضوء الطبيعي زيادة طفيفة ولكن ذات دلالة إحصائية في الوقت الذي ظلت فيه مستويات الجلوكوز لديهم ضمن المعدلات الطبيعية.

لماذا ضوء النهار مهم للجلوكوز والصحة الأيضية

يقوم نظام الساعة البيولوجية البشرية بمزامنة عملية التمثيل الغذائي وعلم وظائف الأعضاء مع دورة الليل والنهار، حيث يعمل الضوء كأقوى منظم. تقوم الساعة البيولوجية المركزية في الدماغ بتنسيق الساعات الطرفية في الأعضاء بما في ذلك الكبد، والعضلات الهيكلية، والبنكرياس، مما يؤثر على استقلاب الجلوكوز، وإنفاق الطاقة، وحساسية الأنسولين.

ترتبط اضطرابات إيقاع الساعة البيولوجية، الشائعة في أنماط الحياة التي تهيمن عليها الحياة الداخلية الحديثة، ارتباطًا وثيقًا بالاضطرابات الأيضية، بما في ذلك مرض السكري من النوع الثاني. يقضي الأشخاص عادة ما بين 80 إلى 90% من وقتهم في الداخل، حيث تكون الإضاءة خافتة، وثابتة طيفيًا، وغير متوافقة بشكل جيد مع أنماط ضوء النهار الطبيعية.

تشير الدراسات السابقة إلى أن التعرض للضوء الاصطناعي قد يؤثر على استقلاب الجلوكوز والدهون. ومع ذلك، نادرًا ما تعكس هذه الدراسات ظروف ضوء النهار في العالم الحقيقي، وغالبًا ما تركز على النتائج الأيضية قصيرة المدى أو المعزولة.

مقارنة ضوء النهار للنافذة مع إضاءة المكاتب الاصطناعية التقليدية

كان هدف الباحثين هو إجراء تقييم شامل للاستجابات الأيضية والإيقاعية وغيرها من الاستجابات الفسيولوجية للتعرض لضوء النهار الطبيعي. استخدموا تجربة عشوائية شملت 13 من كبار السن المصابين بداء السكري من النوع 2 والذين أكملوا فترتي تدخل لمدة 4.5 يوم. في إحدى الفترات، تعرض الموظفون لضوء النهار الطبيعي في الداخل من خلال النوافذ الكبيرة؛ وفي الآخر، تم تعريضهم لإضاءة مكتبية اصطناعية ثابتة اقتصرت عمدًا على المكونات الميلانوبية والموجات القصيرة.

كانت هناك فترة تبييض لمدة أربعة أسابيع أو أكثر بين التدخلات. خلال كل تدخل، بقي المشاركون بشكل مستمر في منشأة بحثية، واتبعوا جداول نوم موحدة وأوقات وجبات الطعام، وحافظوا على استخدام الدواء بشكل ثابت.

خلال ساعات العمل (8:00 صباحًا - 5:00 مساءً)، كان التعرض لضوء النهار الطبيعي، بينما توفر الإضاءة الاصطناعية على مستوى العين 300 لوكس. في كلتا الحالتين، تم التحكم بشكل صارم في التعرض للضوء في المساء وتم استخدام النظارات التي تحجب الضوء الأزرق عند مغادرة البيئة الخاضعة للرقابة.

تم إجراء مراقبة مستمرة للجلوكوز طوال فترة التدخل لتقييم السيطرة على نسبة السكر في الدم. تم قياس إنفاق طاقة الجسم بالكامل وأكسدة الركيزة باستخدام قياس السعرات الحرارية غير المباشرة، والذي شمل التقييمات في غرفة التهوية وغطاء التهوية.

لإنشاء ملف تعريف التمثيل الغذائي، تم جمع عينات الدم على مدى 24 ساعة وفحص اختبار تحمل الوجبات المختلطة عملية التمثيل الغذائي بعد الأكل. تم إجراء خزعات من العضلات الهيكلية لفحص التعبير الجيني على مدار الساعة وخصائص الساعة البيولوجية في خلايا العضلات المستنبتة. تم إجراء تحليلات متعددة الأطوار، بما في ذلك علم الدهون، وعلم التمثيل الغذائي، وعلم نسخ الخلايا الأحادية، في إطار استكشافي لتوليد الفرضيات لالتقاط الاستجابات الجزيئية الجهازية.

يعمل ضوء النهار على استقرار تقلبات الجلوكوز ويعزز أكسدة الدهون

لم يغير التعرض لضوء النهار الطبيعي متوسط ​​مستويات الجلوكوز ولكنه أدى إلى قضاء نسبة أكبر من الوقت ضمن نطاق الجلوكوز الطبيعي، مما يشير إلى تحسن استقرار نسبة السكر في الدم.

أظهرت نماذج الكمبيوتر أن الضوء الطبيعي يقلل من سعة تقلبات الجلوكوز النهارية، وهو ما يرتبط بتحكم أفضل في الجلوكوز. كان استهلاك طاقة الجسم بالكامل متشابهًا في ظل ظروف الإضاءة المختلفة. ومع ذلك، فإن ضوء النهار الطبيعي يحول عملية التمثيل الغذائي بشكل مستمر نحو زيادة أكسدة الدهون وانخفاض أكسدة الكربوهيدرات طوال اليوم وبعد تناول وجبة مختلطة، مما يعكس تحسن المرونة الأيضية، أو القدرة على التبديل بكفاءة بين مصادر الطاقة.

على الرغم من أن مستويات الجلوكوز في البلازما، والدهون الثلاثية، والأحماض الدهنية الحرة على مدار 24 ساعة لم تختلف بشكل كبير بين الحالات، إلا أن ديناميكيات التمثيل الغذائي بعد الأكل اختلفت، مع تعزيز الضوء الطبيعي لمظهر استقلابي يتوافق مع تحسين استخدام الدهون. كان إفراز الميلاتونين في المساء أعلى بعد التعرض لضوء النهار الطبيعي، مما يشير إلى تأثيرات يومية خفية، على الرغم من أن توقيت ظهور الميلاتونين ظل دون تغيير.

على المستوى الجزيئي، أظهرت خزعات العضلات الهيكلية زيادة في التعبير عن جينات محددة على مدار الساعة بعد التعرض للضوء الطبيعي. وأظهرت الخلايا العضلية الأولية المستزرعة من هذه الخزعات إيقاع الساعة البيولوجية متغير الطور، مما يشير إلى تغييرات مستمرة في خصائص الساعة المحيطية كما لوحظ خارج الجسم الحي في ظل ظروف معملية خاضعة للرقابة، مما يشير إلى إمكانية وجود ذاكرة على المستوى الخلوي للتعرض السابق للضوء.

كشفت التحليلات متعددة الأوميات عن أنماط متسقة مرتبطة بضوء النهار في المستقلبات المنتشرة، وفئات الدهون، والتعبير الجيني للخلايا المناعية، وخاصة التي تنطوي على مسارات التمثيل الغذائي للدهون. ومع ذلك، ظلت معظم السمات الجزيئية الفردية غير هامة بعد التصحيح لاختبارات متعددة.

توضح هذه النتائج أن التعرض لضوء النهار الطبيعي الداخلي يؤثر بشكل إيجابي على تنظيم الجلوكوز، والمرونة الأيضية، وبيولوجيا الساعة البيولوجية، والتوقيعات الأيضية الجزيئية لدى الأفراد المصابين بداء السكري من النوع 2.

يمكن للضوء الطبيعي أن يدعم إدارة مرض السكري بما يتجاوز الأدوية

تشير هذه الدراسة إلى أن النقص المزمن في الضوء الطبيعي قد يكون عاملاً يساهم في ضعف الصحة الأيضية لدى الأشخاص المصابين بداء السكري من النوع الثاني.

وبالمقارنة بإضاءة المكاتب الاصطناعية التقليدية، أدى التعرض للضوء الطبيعي إلى إطالة الوقت الذي كانت فيه مستويات الجلوكوز لدى المشاركين ضمن النطاقات الطبيعية وشجع على زيادة أكسدة الدهون، مما يشير إلى تحسين المرونة الأيضية.

وكانت هذه الفوائد مصحوبة بتقلبات أقل في مستوى الجلوكوز أثناء النهار، وارتفاع مستويات الميلاتونين في المساء، ودليل على التقدم في المرحلة الإيقاعية للعضلات الهيكلية، والتغيرات التجريبية في المستقلبات المنتشرة، والدهون، والتعبير الجيني للخلايا المناعية المتعلقة بحساسية الأنسولين واستقلاب الدهون.

تتمثل القوة الرئيسية للدراسة في تصميمها العشوائي المتقاطع، والذي يتضمن التعرض للضوء والوجبات والنشاط الذي يتم التحكم فيه بإحكام. ومع ذلك، فإن حجم العينة الصغير، ومدة التدخل القصيرة، وعدد السكان الأكبر سنا في الدراسة، والقيود الموسمية، والاعتماد على قياسات النوم الذاتية تحد من إمكانية التعميم وتتطلب تفسيرا حذرا للسببية.

بشكل عام، تسلط النتائج الضوء على أن ضوء النهار الطبيعي هو عامل بيئي قابل للتعديل قد يدعم التحكم الأيضي في مرض السكري من النوع 2 ويستدعي إجراء دراسات أطول وأكبر وأكثر طبيعية في العالم الحقيقي، خاصة في السكان في سن العمل وإعدادات المكاتب في العالم الحقيقي.

قم بتنزيل نسختك PDF الآن!

مصادر: