長壽文章

陽光照射不足會增加感謝症候群的風險

自然陽光照射可以預防代謝綜合徵
  • 光照調節我們的脂肪細胞如何產生能量; 在室內花費太多時間可能會破壞這個過程。

  • 在這項針對小鼠的研究中,正常的能量代謝需要陽光,這可以預防代謝症候群。

  • 當小鼠受到光照時,opn3 基因會促使白色脂肪細胞釋放脂肪酸到血液中,從而促進活動並提供能量。

  • 陽光照射會產生高水準的特定波長的藍光,而人造光的藍光水準較低。

這篇文章發佈在 eurekalert.org 上:

是的,皮膚深處的脂肪細胞可以感知光。 當身體沒有充分接觸到正確的光線時,脂肪細胞就會表現出不同的行為。

這項發現於 2020 年 1 月 21 日發表在《細胞報告》雜誌上,由辛辛那提兒童醫院的科學家發現,他們正在研究老鼠如何控制體溫。 他們的發現的意義遠遠超出了描述小鼠如何保暖的範圍。

研究表明,光照調節兩種脂肪細胞如何協同工作,產生所有其他細胞用作能量的原料。 研究作者接著說,這個基本代謝過程的破壞似乎反映了現代生活的一個不健康的面向——在室內花費太多時間。

「我們的身體在太陽光下進化了多年,包括發育出稱為視蛋白的光感應基因,」發育生物學家、該研究的資深作者理查德·朗博士說。 “但現在我們大部分時間都生活在人造光下,人造光無法提供我們從太陽獲得的全部光譜。”

Lang 領導辛辛那提兒童醫院視覺系統小組,撰寫或合著了 120 多篇研究論文,其中許多與眼睛發育以及光如何與眼睛以外的細胞相互作用有關。

「這篇論文代表了我們看待光對我們身體影響的方式的重大改變,」朗說。

對光的作用有了新的認識

許多人都知道某些波長的光可能有害,例如核彈產生的伽馬輻射或太陽灼傷我們皮膚的過多紫外線。 lang 及其同事的這項研究描述了光照的一種不同的、健康的作用。

儘管有老鼠的毛皮或人的衣服,光確實會進入我們的身體。 朗說,光子——光的基本粒子——一旦穿過皮膚外層,就會減速並散射。 但它們確實進入了細胞,當它們進入時,它們會影響細胞的行為。

Lang 在這個方向上的工作可以追溯到 2013 年,當時他領導的一項研究發表在《自然》雜誌上,該研究證明了光照如何影響胎兒小鼠的眼睛發育。 最近,在2019 年,lang 和同事又發表了兩篇論文,其中一篇於4 月在《自然細胞生物學》上發表,報告了光療法對早產兒眼睛發育的可能益處,另一篇研究於10 月在《當代生物學》上詳細介紹了光受體如何影響早產兒的眼睛發育。

Cell reports 上的這項新研究包括來自華盛頓大學的 russell van gelder 醫學博士、哲學博士和 ethan buhr 博士以及密西根大學的 randy seeley 博士的重要貢獻。

「這種光穿透深層組織的想法是非常新的,甚至對我的許多科學同事來說也是如此,」朗說。 “但我們和其他人一直在多種組織類型中發現視蛋白。這仍然只是這項工作的開始。”

光如何點燃內部火

在最新的研究結果中,研究小組研究了小鼠在暴露於約40°f 的寒冷溫度時的反應。 。

更深入的分析表明,在缺乏 opn3 基因並且專門暴露於 480 奈米波長的藍光的情況下,內部加熱過程會受到損害。 此波長是陽光的自然組成部分,但在大多數人造光中僅以低水平出現。

當光照發生時,opn3 會促使白色脂肪細胞將脂肪酸釋放到血液中。 各種類型的細胞都可以使用這些脂肪酸作為能量來促進其活動。 但棕色脂肪實際上會燃燒脂肪酸(在一個稱為氧化的過程中)產生熱量,使寒冷的老鼠變暖。

當小鼠被培育成缺乏 opn3 基因時,當放置在寒冷的環境中時,它們無法像其他小鼠那樣變暖。 但令人驚訝的是,即使具有正確基因的小鼠在暴露於缺乏藍色波長的光時也無法變暖。

這些數據促使研究小組得出結論,正常的能量代謝需要陽光。 至少在老鼠身上是如此。 雖然科學家強烈懷疑人類中存在類似的光依賴性代謝途徑,但他們需要完成另一系列的實驗來證明這一點。

研究指出:“如果人類中存在 light-OPN3 脂肪細胞途徑,則可能對人類健康產生廣泛的影響。” 「我們的現代生活方式使我們受到不自然的光譜、夜間暴露在光線下、輪班工作和時差的影響,所有這些都會導致代謝紊亂。根據目前的發現,光 OPN3 脂肪細胞的刺激可能不足路徑是工業化國家代謝放鬆管制普遍存在的部分解釋,在這些國家,不自然的照明已成為常態。

下一步是什麼?

可能需要幾年的研究才能充實這項發現。

理論上,有一天,「光療法」可能成為預防代謝症候群發展為糖尿病的方法。 朗說,用更好的全光譜照明系統取代室內燈也可以改善公眾健康。

然而,需要更多的研究來確定光療法的潛在治療價值。 需要回答的問題包括確定需要多少陽光來支持健康的新陳代謝,以及與肥胖作鬥爭的人的脂肪細胞中是否可能缺乏功能性 opn3 基因。 同樣未知:光療什麼時候最重要:對於懷孕的母親? 對於嬰兒和兒童? 或對於完全發育的成年人?

然而,就目前而言,「如果人們想從中去除一些個人的東西,花更多的時間在戶外可能不會出錯,」朗說。

該研究發表於 細胞報告 2020 年 1 月。



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