Choroby metaboliczne, w tym cukrzyca typu 2, osiągnęły w ostatnich dekadach skalę globalnej epidemii. Coraz częściej wskazuje się, że obok diety i aktywności fizycznej istotną rolę odgrywa także zaburzenie rytmu dobowego, wynikające z siedzącego trybu życia i niemal stałego przebywania w pomieszczeniach zamkniętych. Nowe badanie międzynarodowego zespołu naukowców dostarcza pierwszych bezpośrednich dowodów, że regularna ekspozycja na światło naturalne, w porównaniu ze światłem sztucznym, może istotnie poprawiać zdrowie metaboliczne u osób z cukrzycą typu 2.
Z tego artykułu dowiesz się…
- Jak ekspozycja na światło naturalne wpływa na kontrolę glikemii i stabilność poziomu glukozy u osób z cukrzycą typu 2
- Dlaczego rytm dobowy i synchronizacja zegarów biologicznych mają kluczowe znaczenie dla zdrowia metabolicznego
- Jak zaprojektowano kontrolowane badanie krzyżowe porównujące światło dzienne i sztuczne w identycznych warunkach stylu życia
- Jakie znaczenie kliniczne i środowiskowe mogą mieć te wyniki dla profilaktyki i leczenia chorób metabolicznych
Rytm dobowy jako regulator metabolizmu
U ludzi – podobnie jak u innych organizmów żywych – procesy fizjologiczne są ściśle podporządkowane rytmowi dobowemu, regulowanemu przez naprzemienność dnia i nocy. Centralny zegar biologiczny zlokalizowany w mózgu synchronizuje zegary obwodowe w narządach takich jak wątroba czy mięśnie szkieletowe, które bezpośrednio uczestniczą w regulacji gospodarki glukozowej i lipidowej.
Jak podkreślają badacze, desynchronizacja między zegarem wewnętrznym, a sygnałami środowiskowymi, w tym ekspozycją na światło, sprzyja rozwojowi zaburzeń metabolicznych. Problem ten nasila fakt, że współczesny człowiek spędza niemal 90% czasu w pomieszczeniach, przy ograniczonym dostępie do światła dziennego.
Kontrolowane badanie z udziałem osób z cukrzycą typu 2
Aby precyzyjnie zbadać wpływ światła naturalnego na metabolizm, naukowcy z Uniwersytet Genewski (UNIGE), Szpitale Uniwersyteckie w Genewie (HUG), Uniwersytet w Maastricht oraz Niemieckie Centrum Diabetologiczne (DDZ) przeprowadzili kontrolowane badanie krzyżowe z udziałem trzynastu ochotników w wieku 65 lat i starszych, wszystkich z cukrzycą typu 2.
Uczestnicy spędzili 4,5 dnia w specjalnie zaprojektowanych pomieszczeniach mieszkalnych, oświetlonych albo światłem naturalnym wpadającym przez duże okna, albo światłem sztucznym. Po co najmniej czterotygodniowej przerwie wrócili na drugą sesję w alternatywnych warunkach oświetleniowych.
Ten model eksperymentalny pozwala nam badać te same osoby w obu warunkach, co ogranicza indywidualną zmienność naszych wyników – wyjaśnia Joris Hoeks. Poza źródłem światła, wszystkie pozostałe parametry stylu życia – posiłki, sen, aktywność fizyczna, czas spędzany przed ekranem itp. – pozostały identyczne.
Stabilniejsza glikemia i lepszy profil metaboliczny
Mimo krótkiego czasu trwania eksperymentu, różnice pomiędzy warunkami oświetlenia okazały się wyraźne. Podczas ekspozycji na światło naturalne uczestnicy:
- utrzymywali poziom glukozy we krwi w zakresie prawidłowym przez większą liczbę godzin w ciągu doby,
- wykazywali mniejszą zmienność glikemii,
- osiągali lepszy metabolizm oksydacyjny tłuszczów,
- mieli nieco wyższy poziom melatoniny wieczorem.
Dwa ważne elementy wskazują, że nasi ochotnicy z cukrzycą lepiej kontrolowali poziom cukru – mówi Patrick Schrauwen. Dodatkowo, ich poziom melatoniny był nieco wyższy wieczorem, a metabolizm oksydacyjny tłuszczów również uległ poprawie.
Zegary molekularne pod wpływem światła dziennego
Aby zrozumieć mechanizmy stojące za obserwowanymi zmianami, badacze analizowali próbki krwi i mięśni pobierane przed, w trakcie i po każdej ekspozycji na światło. Oceniano m.in. regulację zegarów molekularnych w komórkach mięśni szkieletowych, profil lipidów, metabolitów oraz ekspresję genów.
Łącznie wyniki jednoznacznie wskazują, że zegar wewnętrzny i metabolizm są pod wpływem naturalnego światła. Może to być przyczyną lepszej regulacji poziomu cukru we krwi i lepszej koordynacji między zegarem centralnym w mózgu a zegarami w narządach – wyjaśnia Charna Dibner z UNIGE i HUG.
Znaczenie architektury i środowiska życia
Autorzy badania zwracają uwagę, że ich wyniki mają implikacje wykraczające poza medycynę kliniczną. Odpowiednie projektowanie budynków mieszkalnych, szpitali i domów opieki – z uwzględnieniem dostępu do światła dziennego – może stanowić niedoceniany element profilaktyki chorób metabolicznych.
Spędzamy większość dnia pod sztucznym oświetleniem, które charakteryzuje się niższym natężeniem światła i węższym widmem długości fal niż światło naturalne – zauważa Hoeks. Czy brak światła naturalnego może być przyczyną chorób metabolicznych, takich jak cukrzyca typu 2?
Potrzeba dalszych badań w warunkach rzeczywistych
Badanie, którego wyniki opublikowano w Cell Metabolism, objęło niewielką grupę uczestników i krótki okres obserwacji. Naukowcy podkreślają więc konieczność dalszych analiz w warunkach codziennego życia.
Kolejnym krokiem będzie zbadanie interakcji między ekspozycją na światło naturalne a zdrowiem metabolicznym w warunkach rzeczywistych – zapowiada Jan-Frieder Harmsen.Badanie to podkreśla również często pomijany wpływ architektury budynków na nasze zdrowie.
Główne wnioski
- W kontrolowanym badaniu z udziałem 13 osób z cukrzycą typu 2 ekspozycja na światło naturalne prowadziła do bardziej stabilnego poziomu glukozy we krwi i mniejszej zmienności glikemii.
- Uczestnicy przebywający w świetle dziennym utrzymywali prawidłową glikemię przez większą liczbę godzin w ciągu doby w porównaniu ze światłem sztucznym.
- Ekspozycja na światło naturalne wiązała się z lepszym metabolizmem oksydacyjnym tłuszczów oraz nieco wyższym wieczornym poziomem melatoniny.
- Wyniki wskazują, że światło dzienne wspiera synchronizację zegara centralnego i zegarów obwodowych, co może poprawiać regulację metaboliczną u osób z cukrzycą typu 2.
Źródło:
- University of Geneva
- https://www.cell.com/cell-metabolism/fulltext/S1550-4131(25)00490-5
