Новости
Сергей Коломейчук, старший научный сотрудник лаборатории генетики Института биологии КарНЦ РАН
12 апреля 2024
Вечерний синий свет вредит здоровью человека

Ученые установили, что воздействие синего спектра света перед сном приводит к увеличению уровня гормона стресса кортизола и риску ожирения из-за нарушения циркадных ритмов. Статья российского коллектива исследователей опубликована в престижном международном журнале Biology. Среди авторов — Сергей Коломейчук, старший научный сотрудник лаборатории генетики Института биологии КарНЦ РАН. Вместе со специалистами Тюменского государственного медицинского университета он участвует в проекте «Свет Арктики». Ученые разрабатывают и внедряют научно-обоснованные технологии автоматически настраиваемого освещения в жилых помещениях и на рабочих местах в районе Крайнего Севера.
Жители Арктики подвергаются воздействию экстремальных сезонных изменений в цикле смены дня и ночи. Весной и осенью в северных широтах быстро меняются яркость естественного света и продолжительность светлых и темных фаз в течение суток. Такие условия жизни негативно сказываются на здоровье и благополучии людей: даже после ночного отдыха они ощущают сонливость, усталость и подавленное настроение.

Свет является ключевым фактором, поддерживающим согласование внутренних биологических часов с сезонными изменениями среды. Известно, что польза света для циркадной системы и здоровья человека зависит от фазы внутренних биологических часов и уменьшается с раннего утра до позднего вечера. В определенный момент польза дневного света исчезает и появляются опасные эффекты света в ночное время. Этот поворотный момент может зависеть от внутреннего циркадного периода человека и его привычного хронотипа сна, но также может наступить, когда доступность солнечного света сильно меняется во времени, как, например, в сезоны в высоких широтах. Сезонные различия в доступности света и световой фазе наиболее резко проявляются в арктических регионах.

Чередование света и темноты управляет нашими биоритмами и циклом сна-бодрствования. Циркадную систему можно сравнить с часами: в зависимости от времени суток циклически меняются физиологическое состояние, интеллектуальные возможности и даже настроение человека. Сбои циркадных ритмов могут быть причиной ожирения, диабета, сезонного аффективного расстройства и бессонницы.

За регуляцию циркадных ритмов в соответствии с условиями освещенности отвечает мелатонин — гормон шишковидной железы. Мелатонин помогает подстроить внутренние биологические часы под внешние изменения освещенности как в течение суток, так и в зависимости от сезона. Сезонные изменения в продолжительности светлой и темновой фаз приводят к сдвигам в продолжительности и времени наступления секреции мелатонина.

В международном журнале Biology вышла статья российского коллектива исследователей о влиянии синего спектра света на метаболизм и синтез мелатонина. Среди авторов — старший научный сотрудник лаборатории генетики Института биологии КарНЦ РАН Сергей Коломейчук. Вместе со специалистами Тюменского государственного университета карельский биохимик участвует в проекте «Свет Арктики». Ученые разрабатывают и внедряют научно-обоснованные технологии автоматически настраиваемого освещения в жилых помещениях и на рабочих местах в районе Крайнего Севера.

— Нас заинтересовала реакция организма коренных и приезжих жителей на полярную ночь и полярный день. В ходе исследований мы замеряли все параметры: от веса и биохимии крови до уровня активности, экспрессии генов биологических часов, работоспособности и настроения. Следующий этап предполагает установку светового оборудования в домах участников, чтобы приблизить уровень освещённости к средней полосе, где колебания освещенности распределены более равномерно, — рассказал Сергей Коломейчук, участник исследования, старший научный сотрудник лаборатории генетики Института биологии КарНЦ РАН.

Ученые изучили связь окружающей световой среды с циркадной физиологией, сном и метаболизмом в условиях Арктики. Работа проводилась на 66-67° северной широты, где полярные летние дни длятся 30 дней, а зимой продолжительность дня составляет менее трех часов в течение 4 недель.

В качестве точки отсчета была выбрана весна (весеннее равноденствие). В течение недели местные жители заполняли дневники сна и проводили актиметрию. Этот метод позволяет отслеживать фактические время и эффективность сна, время активности днем и ночью при помощи специального устройства — актиграфа. Затем замеры повторяли в каждом сезоне: во время летнего солнцестояния, осеннего равноденствия и зимнего солнцестояния. После завершения актиграфии все участники эксперимента сдали генетический тест, биохимический анализ крови для определения кортизола и анализ слюны на содержание мелатонина.

— Мы установили, что более высокий уровень гормона стресса кортизола был связан с ранним воздействием синего спектра света. Кроме того, воздействие синего света перед сном значительно снижает метаболические превращения липидов плазмы крови и увеличивает дыхательный коэффициент — показатель соотношения окисления углеводов и жиров. Это значительно увеличивает риск ожирения из-за нарушения циркадных ритмов, влияющих на метаболизм питательных веществ в состоянии покоя, — объяснил ученый.

Кроме того, важно учитывать личный генетический профиль при планировании работ в вечернее и ночное время. Ученые сравнили освещенность в реальном времени в течение одного года у жителей Арктики и отметили, что весеннее равноденствие является наиболее комфортным временем года с точки зрения динамических характеристик освещенности, что лучше соответствует рекомендациям по суточному графику света в помещении.

— Установка систем умного освещения может предупреждать развитие сезонного аффективного расстройства, ожирения и ряда других патологий при учете индивидуальных особенностей человека и может быть востребована не только учеными, но и компаниями, ведущими добычу полезных ископаемых в труднодоступных районах Крайнего Севера, — подытожил Сергей Коломейчук.

Смотрите также:

10 июня 2024
Специалисты КарНЦ РАН поучаствовали в Летней педагогической школе

Учителя сельских образовательных организаций Республики Карелия и Ярославской области узнали о работе ученых Карельского научного центра РАН в области экопросвещения, популяризации научных знаний и исследований в составе консорциума «РИТМ углерода». Встреча с сотрудниками КарНЦ РАН прошла в рамках VII Летней педагогической школы в поселке Деревянка.
Участники конференции «Вероятностные методы в дискретной математике». Фото: А. Крижановский, КарНЦ РАН
31 мая 2024
В КарНЦ РАН прошла XI Международная конференция «Вероятностные методы в дискретной математике»

С 27-31 мая в Карельском научном центре РАН провели XI Международную Петрозаводскую конференцию «Вероятностные методы в дискретной математике». Мероприятие было посвящено 90-летию со дня рождения советского и российского ученого В.Ф.Колчина.
Ольга Бахмет, фото Игоря Георгиевского
29 мая 2024
Сегодня отмечает Юбилей Генеральный директор Карельского научного центра РАН доктор биологических наук, член-корреспондент РАН, ведущий специалист России в области почвоведения Ольга Николаевна Бахмет.
Заседание Ученого совета КарНЦ РАН 22.05.24. Фото Игоря Георгиевского
23 мая 2024
Небываемое бывает

Очередное заседание Ученого совета Карельского научного центра РАН было приурочено к 300-летнему юбилею Российской академии наук. О роли Петра Великого в становлении российской науки рассказал директор Музея антропологии и этнографии (Кунсткамера) РАН член-корреспондент РАН, доктор исторических наук Андрей Головнёв. Доклад старшего научного сотрудника Института языка, литературы и истории КарНЦ РАН кандидата исторических наук Надежды Лобановой был посвящен вопросам изучения и сохранения уникальных памятников древнего наскального искусства.
Заседание Экологического совета. Фото: ИА "Республика" / Оксана Кудряшова
14 мая 2024
В Правительстве Карелии обсудили вопросы сохранения лесов и водных экосистем

В Правительстве Карелии прошло первое заседание экологического совета. Среди членов совета — генеральный директор Карельского научного центра РАН. Вместе с региональными властями, представителями Минприроды Карелии, профильных учреждений и бизнеса, Ольга Бахмет участвовала в обсуждении сохранения лесов, водных объектов и реализации нацпроекта «Экология» в Карелии.