Naturalne światło dzienne w godzinach pracy poprawia stabilność glukozy u chorych na cukrzycę typu 2

Naturalne światło dzienne w godzinach pracy poprawia stabilność glukozy u chorych na cukrzycę typu 2

Kontrolowane badanie krzyżowe pokazuje, że u osób chorych na cukrzycę typu 2 praca wyłącznie przy naturalnym świetle dziennym zamiast tradycyjnego sztucznego oświetlenia może ustabilizować dzienne wahania poziomu glukozy, zwiększyć utlenianie tłuszczu i subtelnie dostroić zegar metaboliczny organizmu.

Badanie: Naturalne światło dzienne w godzinach pracy poprawia kontrolę poziomu glukozy i metabolizm substratów w całym organizmie. Źródło zdjęcia: Piotr Zajda/Shutterstock.com

W niedawnym badaniu opublikowanym wMetabolizm komórkowyNaukowcy sprawdzili, czy spędzanie godzin pracy w naturalnym świetle dziennym zamiast przy sztucznym oświetleniu biurowym może poprawić wskaźniki zdrowotne u osób chorych na cukrzycę typu 2.

Odkryli, że ekspozycja na naturalne światło przesunęła metabolizm w kierunku większego utleniania tłuszczów, modulowała wybrane produkty okołodobowe i zmieniała molekularne sygnatury metaboliczne. U osób, które były bardziej narażone na naturalne światło, zaobserwowano również niewielki, ale statystycznie istotny wzrost czasu, w którym poziom glukozy utrzymywał się w normalnym zakresie.

Dlaczego światło dzienne jest ważne dla poziomu glukozy i zdrowia metabolicznego

Układ dobowy człowieka synchronizuje metabolizm i fizjologię z cyklem dnia i nocy, przy czym światło działa jako najsilniejszy regulator. Centralny zegar biologiczny w mózgu koordynuje zegary peryferyjne w narządach, w tym w wątrobie, mięśniach szkieletowych i trzustce, wpływając na metabolizm glukozy, wydatek energetyczny i wrażliwość na insulinę.

Zakłócenia rytmu dobowego, powszechne we współczesnym stylu życia zdominowanym przez życie w pomieszczeniach zamkniętych, są ściśle powiązane z zaburzeniami metabolicznymi, w tym cukrzycą typu 2. Ludzie zazwyczaj spędzają 80–90% czasu w pomieszczeniach zamkniętych, gdzie oświetlenie jest słabe, widmowo statyczne i słabo dopasowane do naturalnego światła dziennego.

Poprzednie badania sugerują, że ekspozycja na sztuczne światło może wpływać na metabolizm glukozy i lipidów; Jednak badania te rzadko odzwierciedlają rzeczywiste warunki światła dziennego i często skupiają się na krótkoterminowych lub izolowanych wynikach metabolicznych.

Porównanie światła dziennego z okien z konwencjonalnym sztucznym oświetleniem biurowym

Celem badaczy była kompleksowa ocena reakcji metabolicznych, okołodobowych i innych fizjologicznych na naturalną ekspozycję na światło dzienne. Wykorzystali randomizowane badanie krzyżowe z udziałem 13 starszych osób dorosłych chorych na cukrzycę typu 2, które ukończyły dwa 4,5-dniowe okresy interwencji. W jednym okresie pracownicy mieli dostęp do naturalnego światła dziennego w pomieszczeniach zamkniętych przez duże okna; z drugiej strony byli narażeni na ciągłe sztuczne oświetlenie biurowe, które celowo ograniczono do elementów melanopicznych i krótkofalowych.

Pomiędzy interwencjami nastąpił okres wymywania leku wynoszący co najmniej cztery tygodnie. Podczas każdej interwencji uczestnicy przebywali stale w placówce badawczej, przestrzegali standardowych harmonogramów snu i pór posiłków oraz konsekwentnie stosowali leki.

W godzinach pracy (8:00–17:00) ekspozycja odbywała się przy naturalnym świetle dziennym, natomiast sztuczne oświetlenie na wysokości oczu zapewniało natężenie 300 luksów. W obu przypadkach ekspozycja na światło wieczorne była ściśle kontrolowana, a przy opuszczaniu kontrolowanego środowiska używano okularów blokujących światło niebieskie.

Przez cały czas trwania interwencji prowadzono ciągłe monitorowanie glikemii w celu oceny kontroli glikemii. Wydatek energetyczny całego ciała i utlenianie substratu mierzono za pomocą kalorymetrii pośredniej, która obejmowała ocenę w komorze wentylacyjnej i wentylowanym wyciągu.

Aby stworzyć profil metaboliczny, pobierano próbki krwi przez okres 24 godzin, a test tolerancji posiłku mieszanego sprawdzał metabolizm poposiłkowy. Przeprowadzono biopsję mięśni szkieletowych w celu zbadania ekspresji genów zegara i właściwości rytmu dobowego w hodowanych komórkach mięśniowych. Analizy multiomiczne, w tym lipidomika, metabolomika i transkryptomika monocytów, przeprowadzono w eksploracyjnym środowisku generującym hipotezy w celu uchwycenia ogólnoustrojowych odpowiedzi molekularnych.

Światło dzienne stabilizuje wahania glukozy i sprzyja utlenianiu tłuszczów

Ekspozycja na naturalne światło dzienne nie zmieniła średniego poziomu glukozy, ale skutkowała większym odsetkiem czasu spędzonego w normalnym zakresie glukozy, co wskazuje na lepszą stabilność glikemii.

Modele komputerowe wykazały, że naturalne światło zmniejsza amplitudę dobowych wahań poziomu glukozy, co wiąże się z lepszą kontrolą glikemii. Wydatek energetyczny całego ciała był podobny w różnych warunkach oświetleniowych. Jednakże naturalne światło dzienne stale zmieniało metabolizm w kierunku większego utleniania tłuszczów i mniejszego utleniania węglowodanów w ciągu dnia i po mieszanym posiłku, co odzwierciedla lepszą elastyczność metaboliczną lub zdolność do efektywnego przełączania między źródłami energii.

Chociaż 24-godzinne poziomy glukozy, trójglicerydów i wolnych kwasów tłuszczowych w osoczu nie różniły się istotnie w zależności od warunków, poposiłkowa dynamika metabolizmu różniła się, a naturalne światło sprzyjało profilowi ​​metabolicznemu zgodnemu z lepszym wykorzystaniem lipidów. Wieczorne wydzielanie melatoniny było wyższe po ekspozycji na naturalne światło dzienne, co sugeruje subtelne efekty okołodobowe, chociaż czas wystąpienia melatoniny pozostał niezmieniony.

Na poziomie molekularnym biopsje mięśni szkieletowych wykazały zwiększoną ekspresję określonych genów zegarowych po ekspozycji na światło naturalne. Pierwotne komórki mięśniowe wyhodowane z tych biopsji wykazywały przesunięty w fazie rytm dobowy, co sugeruje trwałe zmiany we właściwościach zegara obwodowego obserwowane ex vivo w kontrolowanych warunkach laboratoryjnych, co sugeruje możliwą pamięć na poziomie komórkowym poprzedniej ekspozycji na światło.

Analizy wieloomiczne ujawniły spójne wzorce związane ze światłem dziennym w krążących metabolitach, klasach lipidów i ekspresji genów komórek odpornościowych, szczególnie w odniesieniu do szlaków metabolizmu lipidów. Jednakże większość indywidualnych cech molekularnych pozostała nieistotna po korekcie w wielokrotnych testach.

Wyniki te pokazują, że ekspozycja na naturalne światło dzienne w pomieszczeniach pozytywnie wpływa na regulację poziomu glukozy, elastyczność metaboliczną, biologię dobową i molekularne sygnatury metaboliczne u osób chorych na cukrzycę typu 2.

Naturalne światło może wspomagać leczenie cukrzycy nie tylko za pomocą leków

Badanie to sugeruje, że chroniczny brak naturalnego światła może być czynnikiem przyczyniającym się do pogorszenia zdrowia metabolicznego u osób chorych na cukrzycę typu 2.

W porównaniu z tradycyjnym sztucznym oświetleniem biurowym, ekspozycja na światło naturalne wydłużała czas, w którym poziom glukozy uczestników mieścił się w normalnym zakresie, i sprzyjała większemu utlenianiu tłuszczów, co wskazuje na lepszą elastyczność metaboliczną.

Korzyściom tym towarzyszyły niższe dobowe wahania glukozy, wyższy poziom melatoniny wieczorem, dowody na postęp w fazie dobowej mięśni szkieletowych oraz eksperymentalne zmiany w krążących metabolitach, lipidach i ekspresji genów komórek odpornościowych związanej z wrażliwością na insulinę i metabolizmem lipidów.

Kluczową zaletą badania jest jego randomizowany projekt krzyżowy, który obejmuje ściśle kontrolowaną ekspozycję na światło, posiłki i aktywność. Jednakże mała wielkość próby, krótki czas trwania interwencji, starsza populacja badania, ograniczenia sezonowe i poleganie na subiektywnych pomiarach snu ograniczają możliwość uogólniania i wymagają ostrożnej interpretacji związku przyczynowego.

Ogólnie rzecz biorąc, wyniki podkreślają, że naturalne światło dzienne jest potencjalnie modyfikowalnym czynnikiem środowiskowym, który może wspierać kontrolę metaboliczną w cukrzycy typu 2 i uzasadnia dłuższe, większe i bardziej naturalistyczne badania w świecie rzeczywistym, szczególnie w populacjach w wieku produkcyjnym i w rzeczywistych warunkach biurowych.

Pobierz teraz swoją kopię PDF!

Źródła: