La luce naturale durante l’orario d’ufficio migliora la stabilità del glucosio nel diabete di tipo 2

La luce naturale durante l’orario d’ufficio migliora la stabilità del glucosio nel diabete di tipo 2

Uno studio crossover controllato mostra che nelle persone con diabete di tipo 2, lavorare solo con la luce del giorno naturale invece che con la tradizionale illuminazione artificiale può stabilizzare le fluttuazioni giornaliere del glucosio, aumentare l’ossidazione dei grassi e regolare in modo sottile l’orologio metabolico del corpo.

Studio: La luce naturale durante l'orario d'ufficio migliora il controllo del glucosio e il metabolismo dei substrati in tutto il corpo. Credito fotografico: Piotr Zajda/Shutterstock.com

In un recente studio pubblicato suMetabolismo cellulareI ricercatori hanno esaminato se trascorrere l’orario d’ufficio alla luce del giorno naturale invece che all’illuminazione artificiale dell’ufficio può migliorare gli indicatori di salute nelle persone con diabete di tipo 2.

Hanno scoperto che l’esposizione alla luce naturale ha spostato il metabolismo verso una maggiore ossidazione dei grassi, ha modulato i risultati circadiani selezionati e ha alterato le firme metaboliche molecolari. Anche le persone più esposte alla luce naturale hanno sperimentato un leggero ma statisticamente significativo aumento nel tempo in cui i loro livelli di glucosio sono rimasti entro intervalli normali.

Perché la luce del giorno è importante per il glucosio e la salute metabolica

Il sistema circadiano umano sincronizza il metabolismo e la fisiologia con il ciclo giorno-notte, dove la luce funge da regolatore più potente. L’orologio biologico centrale nel cervello coordina gli orologi periferici negli organi tra cui fegato, muscolo scheletrico e pancreas, influenzando il metabolismo del glucosio, il dispendio energetico e la sensibilità all’insulina.

Le interruzioni del ritmo circadiano, comuni nei moderni stili di vita dominati dalla vita indoor, sono strettamente legate ai disturbi metabolici, incluso il diabete di tipo 2. Le persone in genere trascorrono dall’80 al 90% del loro tempo in ambienti chiusi, dove l’illuminazione è scarsa, spettralmente statica e scarsamente adattata ai modelli di luce naturale.

Studi precedenti suggeriscono che l’esposizione alla luce artificiale può influenzare il metabolismo del glucosio e dei lipidi; Tuttavia, questi studi raramente riflettono le condizioni di luce del giorno reali e spesso si concentrano su risultati metabolici a breve termine o isolati.

Confronto tra la luce naturale delle finestre e l'illuminazione artificiale convenzionale degli uffici

L'obiettivo dei ricercatori era valutare in modo completo le risposte metaboliche, circadiane e altre risposte fisiologiche all'esposizione alla luce naturale. Hanno utilizzato uno studio crossover randomizzato che ha coinvolto 13 anziani con diabete di tipo 2 che hanno completato due periodi di intervento di 4,5 giorni. In un periodo, i dipendenti erano esposti alla luce naturale all'interno attraverso grandi finestre; nell'altro, erano esposti ad un'illuminazione artificiale costante da ufficio, deliberatamente limitata alle componenti melanopiche e ad onde corte.

C'è stato un periodo di washout di quattro settimane o più tra gli interventi. Durante ogni intervento, i partecipanti sono rimasti continuamente in una struttura di ricerca, hanno seguito programmi di sonno e orari dei pasti standardizzati e hanno mantenuto un uso coerente dei farmaci.

Durante l'orario d'ufficio (8:00-17:00), l'esposizione avveniva con luce naturale, mentre l'illuminazione artificiale all'altezza degli occhi forniva 300 lux. In entrambe le condizioni, l’esposizione alla luce serale è stata rigorosamente controllata e quando si lasciava l’ambiente controllato venivano utilizzati occhiali che bloccavano la luce blu.

Durante tutto l’intervento è stato eseguito il monitoraggio continuo del glucosio per valutare il controllo glicemico. Il dispendio energetico dell'intero corpo e l'ossidazione del substrato sono stati misurati utilizzando la calorimetria indiretta, che includeva valutazioni in una camera di ventilazione e in una cappa ventilata.

Per creare un profilo metabolico, sono stati raccolti campioni di sangue nell'arco di 24 ore e un test di tolleranza al pasto misto ha esaminato il metabolismo postprandiale. Sono state eseguite biopsie dei muscoli scheletrici per esaminare l'espressione del gene dell'orologio e le proprietà circadiane nelle cellule muscolari in coltura. Le analisi multiomiche, tra cui lipidomica, metabolomica e trascrittomica dei monociti, sono state eseguite in un quadro esplorativo e generatore di ipotesi per acquisire risposte molecolari sistemiche.

La luce del giorno stabilizza le fluttuazioni del glucosio e favorisce l'ossidazione dei grassi

L’esposizione alla luce del giorno naturale non ha alterato i livelli medi di glucosio ma ha comportato una maggiore percentuale di tempo trascorso all’interno del normale intervallo di glucosio, indicando una migliore stabilità glicemica.

I modelli computerizzati hanno dimostrato che la luce naturale riduce l’ampiezza delle fluttuazioni diurne del glucosio, il che è associato a un migliore controllo del glucosio. Il dispendio energetico dell’intero corpo era simile in diverse condizioni di illuminazione. Tuttavia, la luce del giorno naturale ha continuamente spostato il metabolismo verso una maggiore ossidazione dei grassi e una minore ossidazione dei carboidrati durante il giorno e dopo un pasto misto, riflettendo una migliore flessibilità metabolica o la capacità di passare in modo efficiente tra le fonti di energia.

Sebbene i livelli plasmatici di glucosio, trigliceridi e acidi grassi liberi nelle 24 ore non differissero significativamente tra le condizioni, le dinamiche metaboliche postprandiali differivano, con la luce naturale che promuoveva un profilo metabolico coerente con un migliore utilizzo dei lipidi. La secrezione serale di melatonina era più elevata dopo l’esposizione alla luce del giorno naturale, suggerendo lievi effetti circadiani, sebbene i tempi di insorgenza della melatonina rimanessero invariati.

A livello molecolare, le biopsie dei muscoli scheletrici hanno mostrato una maggiore espressione di specifici geni dell’orologio dopo l’esposizione alla luce naturale. Le cellule muscolari primarie coltivate da queste biopsie hanno mostrato un ritmo circadiano sfasato, suggerendo cambiamenti persistenti nelle proprietà dell'orologio periferico come osservato ex vivo in condizioni di laboratorio controllate, suggerendo una possibile memoria a livello cellulare della precedente esposizione alla luce.

Le analisi multi-omiche hanno rivelato modelli coerenti associati alla luce del giorno nei metaboliti circolanti, nelle classi lipidiche e nell’espressione genica delle cellule immunitarie, coinvolgendo in particolare le vie metaboliche dei lipidi. Tuttavia, la maggior parte delle caratteristiche molecolari individuali sono rimaste non significative dopo la correzione per test multipli.

Questi risultati dimostrano che l’esposizione alla luce naturale interna influenza positivamente la regolazione del glucosio, la flessibilità metabolica, la biologia circadiana e le firme metaboliche molecolari negli individui con diabete di tipo 2.

La luce naturale può supportare la gestione del diabete oltre ai farmaci

Questo studio suggerisce che la mancanza cronica di luce naturale può essere un fattore che contribuisce a peggiorare la salute metabolica nelle persone con diabete di tipo 2.

Rispetto alla tradizionale illuminazione artificiale da ufficio, l’esposizione alla luce naturale ha prolungato il tempo in cui i livelli di glucosio dei partecipanti erano entro intervalli normali e ha promosso una maggiore ossidazione dei grassi, indicando una migliore flessibilità metabolica.

Questi benefici sono stati accompagnati da minori fluttuazioni diurne del glucosio, livelli serali di melatonina più elevati, prove di progressi nella fase circadiana del muscolo scheletrico e cambiamenti sperimentali nei metaboliti circolanti, nei lipidi e nell’espressione genica delle cellule immunitarie correlati alla sensibilità all’insulina e al metabolismo dei lipidi.

Un punto di forza dello studio è il suo design crossover randomizzato, che include esposizione alla luce, pasti e attività strettamente controllati. Tuttavia, la piccola dimensione del campione, la breve durata dell’intervento, la popolazione più anziana dello studio, la limitazione stagionale e la dipendenza da misurazioni soggettive del sonno limitano la generalizzabilità e richiedono un’interpretazione cauta della causalità.

Nel complesso, i risultati evidenziano che la luce naturale è un fattore ambientale potenzialmente modificabile che può supportare il controllo metabolico nel diabete di tipo 2 e merita studi sul mondo reale più lunghi, più ampi e più naturalistici, in particolare nelle popolazioni in età lavorativa e negli uffici del mondo reale.

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Fonti: