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.
Новости
![Сергей Коломейчук, старший научный сотрудник лаборатории генетики Института биологии КарНЦ РАН Сергей Коломейчук, старший научный сотрудник лаборатории генетики Института биологии КарНЦ РАН](http://resources.krc.karelia.ru/krc/photo/news2024/img_8772_1.jpg)
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.
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.
Смотрите также:
![Карельский научный центр РАН Карельский научный центр РАН](http://resources.krc.karelia.ru/krc/photo/news2024/asp01_min.jpg)
25 июля 2024
В КарНЦ РАН стартует прием в аспирантуру на 2024/2025 учебный год
Вулканология, биохимия, экономика, этнология – эти и другие науки смогут изучать выпускники вузов в грядущем учебном году в Карельском научном центре РАН. 1 августа стартует прием документов в аспирантуру КарНЦ РАН. Набор на бюджетную очную форму обучения будет проводиться по девяти научным специальностям.
Вулканология, биохимия, экономика, этнология – эти и другие науки смогут изучать выпускники вузов в грядущем учебном году в Карельском научном центре РАН. 1 августа стартует прием документов в аспирантуру КарНЦ РАН. Набор на бюджетную очную форму обучения будет проводиться по девяти научным специальностям.
![Виталия Хитрая Виталия Хитрая](http://resources.krc.karelia.ru/krc/photo/news2024/vitalija1.jpg)
19 июля 2024
Поздравляем с успешной защитой кандидатской диссертации Виталию Хитрую, аспиранта Института прикладных математических исследований КарНЦ РАН!
![](http://resources.krc.karelia.ru/krc/photo/news2024/img_5732_1.jpg)
18 июля 2024
Распространение лигулеза в озере Сямозеро под наблюдением карельских ученых
Сотрудники Института биологии КарНЦ РАН оценят благополучие природной популяции леща в озере Сямозеро в Пряжинском районе Карелии. Ученые приступили к работе над новым исследованием по гранту РНФ. На озере был собран материал для анализа распространения лигулы — паразита карповых рыб. Видовое разнообразие и эволюция цестод рода Ligula — малоисследованный вопрос для России. Взаимодействие паразита и его хозяина изучат на всех уровнях: поведенческом, физиологическом и молекулярном.
Сотрудники Института биологии КарНЦ РАН оценят благополучие природной популяции леща в озере Сямозеро в Пряжинском районе Карелии. Ученые приступили к работе над новым исследованием по гранту РНФ. На озере был собран материал для анализа распространения лигулы — паразита карповых рыб. Видовое разнообразие и эволюция цестод рода Ligula — малоисследованный вопрос для России. Взаимодействие паразита и его хозяина изучат на всех уровнях: поведенческом, физиологическом и молекулярном.
![Обложка монографии "Неорганическая органика: развитие рынка органической продукции при конфликте удовлетворяемых интересов" Обложка монографии "Неорганическая органика: развитие рынка органической продукции при конфликте удовлетворяемых интересов"](http://resources.krc.karelia.ru/krc/photo/news2024/oblozhka1.jpg)
15 июля 2024
Переход к органическому производству может помочь развитию сельских и арктических территорий
Производство и потребление органической продукции – не просто дань моде и здоровому образу жизни. Ученые-экономисты убеждены: переход к органическим технологиям будет способствовать сбалансированному развитию страны. Их внедрение может снизить различия важных показателей городской и сельской местности, арктических и южных районов. Появление локальных фермерских хозяйств и переход существующих к органическому производству сдерживает отток населения и помогает сохранению самобытности территорий.
Производство и потребление органической продукции – не просто дань моде и здоровому образу жизни. Ученые-экономисты убеждены: переход к органическим технологиям будет способствовать сбалансированному развитию страны. Их внедрение может снизить различия важных показателей городской и сельской местности, арктических и южных районов. Появление локальных фермерских хозяйств и переход существующих к органическому производству сдерживает отток населения и помогает сохранению самобытности территорий.
![Альбина Кочнева, кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории экологической биохимии Института биологии КарНЦ РАН Альбина Кочнева, кандидат биологических наук, научный сотрудник лаборатории экологической биохимии Института биологии КарНЦ РАН](http://resources.krc.karelia.ru/krc/photo/news/2603_min.jpg)
11 июля 2024
Молодой биолог из Карелии получила медаль РАН за изучение адаптации паразитов рыб
Научному сотруднику Института биологии КарНЦ РАН Альбине Кочневой присуждена медаль Российской академии наук с премией для молодых ученых России. Также она стала победителем молодежного конкурса грантов Российского научного фонда. Биолог изучает молекулярные адаптационные механизмы ленточных червей к паразитическому образу жизни. Результаты ее исследования имеют значение для решения фундаментальных проблем паразитологии, а также могут быть использованы в ветеринарной и сельскохозяйственной отраслях. Поздравляем коллегу с профессиональным признанием!
Научному сотруднику Института биологии КарНЦ РАН Альбине Кочневой присуждена медаль Российской академии наук с премией для молодых ученых России. Также она стала победителем молодежного конкурса грантов Российского научного фонда. Биолог изучает молекулярные адаптационные механизмы ленточных червей к паразитическому образу жизни. Результаты ее исследования имеют значение для решения фундаментальных проблем паразитологии, а также могут быть использованы в ветеринарной и сельскохозяйственной отраслях. Поздравляем коллегу с профессиональным признанием!