办公时间的自然光可改善 2 型糖尿病患者的血糖稳定性

办公时间的自然光可改善 2 型糖尿病患者的血糖稳定性

一项对照交叉研究表明，对于 2 型糖尿病患者来说，仅在自然光下工作而不是传统的人工照明可以稳定日常血糖波动，增加脂肪氧化，并巧妙地调整身体的代谢时钟。

研究：办公时间的自然日光可改善全身的血糖控制和底物代谢。图片来源：Piotr Zajda/Shutterstock.com

在最近发表的一项研究中细胞代谢研究人员研究了在自然光下办公而不是人工办公室照明是否可以改善 2 型糖尿病患者的健康指标。

他们发现，暴露在自然光下会使新陈代谢转向更大的脂肪氧化，调节特定的昼夜节律输出，并改变分子代谢特征。经常接触自然光的人的血糖水平保持在正常范围内的时间也略有增加，但具有统计学意义。

为什么日光对于血糖和代谢健康很重要

人体昼夜节律系统使新陈代谢和生理与昼夜周期同步，而光是最强大的调节器。大脑的中央生物钟协调肝脏、骨骼肌和胰腺等器官的外周生物钟，影响葡萄糖代谢、能量消耗和胰岛素敏感性。

昼夜节律紊乱在现代以室内生活为主的生活方式中很常见，它与代谢紊乱（包括 2 型糖尿病）密切相关。人们通常有 80% 到 90% 的时间在室内度过，室内光线昏暗、光谱静态，并且与自然日光模式不匹配。

先前的研究表明，暴露于人造光可能会影响葡萄糖和脂质代谢；然而，这些研究很少反映现实世界的日光条件，并且通常关注短期或孤立的代谢结果。

窗户日光与传统办公室人工照明的比较

研究人员的目标是全面评估自然日光照射下的代谢、昼夜节律和其他生理反应。他们采用了一项随机交叉试验，涉及 13 名患有 2 型糖尿病的老年人，他们完成了两个 4.5 天的干预期。在某一时期，员工通过大窗户接触室内自然光；另一方面，他们暴露在持续的人工办公室照明下，这些照明被故意限制为黑素细胞和短波成分。

干预之间有四个星期或更长时间的清除期。在每次干预期间，参与者持续留在研究设施中，遵循标准化的睡眠时间表和进餐时间，并保持一致的药物使用。

在办公时间（上午 8:00 至下午 5:00），暴露在自然日光下，而眼睛水平的人工照明提供 300 勒克斯。在这两种情况下，晚上的光照都受到严格控制，并且在离开受控环境时使用阻挡蓝光的眼镜。

在整个干预过程中进行连续血糖监测以评估血糖控制。使用间接量热法测量全身能量消耗和底物氧化，其中包括在通风室和通风罩中进行评估。

为了创建代谢概况，我们在 24 小时内采集了血液样本，并通过混合膳食耐受性测试检查了餐后代谢。进行骨骼肌活检以检查培养的肌肉细胞中的时钟基因表达和昼夜节律特性。在探索性假设生成框架中进行多组学分析，包括脂质组学、代谢组学和单核细胞转录组学，以捕获系统分子反应。

日光稳定血糖波动并促进脂肪氧化

暴露在自然日光下不会改变平均血糖水平，但会导致更大比例的时间处于正常血糖范围内，这表明血糖稳定性得到改善。

计算机模型显示自然光降低了昼间血糖波动的幅度，这与更好的血糖控制有关。不同照明条件下全身能量消耗相似。然而，自然日光在全天和混合膳食后不断地将新陈代谢转向更大的脂肪氧化和更低的碳水化合物氧化，这反映出代谢灵活性的改善，或者在能源之间有效切换的能力。

尽管不同条件下的 24 小时血浆葡萄糖、甘油三酯和游离脂肪酸水平没有显着差异，但餐后代谢动态有所不同，自然光促进的代谢特征与脂质利用率的改善一致。暴露在自然光下后，夜间褪黑激素的分泌量更高，这表明存在微妙的昼夜节律影响，尽管褪黑激素的开始时间保持不变。

在分子水平上，骨骼肌活检显示自然光照射后特定时钟基因的表达增加。从这些活检培养的原代肌细胞显示出相移的昼夜节律，表明在受控实验室条件下离体观察到的外周时钟特性持续变化，表明细胞水平上可能存在先前光暴露的记忆。

多组学分析揭示了循环代谢物、脂质类别和免疫细胞基因表达中与日光相关的一致模式，特别是涉及脂质代谢途径。然而，在多次测试校正后，大多数个体分子特征仍然不显着。

这些结果表明，暴露在室内自然日光下对 2 型糖尿病患者的血糖调节、代谢灵活性、昼夜节律生物学和分子代谢特征产生积极影响。

自然光可以支持药物治疗之外的糖尿病管理

这项研究表明，长期缺乏自然光可能是导致 2 型糖尿病患者代谢健康状况较差的一个因素。

与传统的人工办公室照明相比，暴露在自然光下可以延长参与者的血糖水平处于正常范围内的时间，并促进更大的脂肪氧化，表明代谢灵活性得到改善。

这些益处还伴随着较低的昼间血糖波动、较高的夜间褪黑激素水平、骨骼肌昼夜节律阶段进展的证据，以及与胰岛素敏感性和脂质代谢相关的循环代谢物、脂质和免疫细胞基因表达的实验变化。

该研究的一个关键优势是其随机交叉设计，其中包括严格控制的光照、膳食和活动。然而，样本量小、干预持续时间短、研究人群年龄较大、季节性限制以及对主观睡眠测量的依赖限制了普遍性，需要对因果关系进行谨慎解释。

总体而言，结果强调，自然光是一种潜在的可改变的环境因素，可能支持 2 型糖尿病的代谢控制，并需要进行更长时间、更大规模、更自然的现实世界研究，特别是在工作年龄人群和现实世界的办公室环境中。

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