Почему экранное время может нарушить сон

Почему экранное время может нарушить сон

LA JOLLA — Для большинства время, проведенное за просмотром экранов — на компьютерах, телефонах, iPad — составляет много часов и часто может нарушить сон. Теперь исследователи Института Солка точно определили, как определенные клетки глаза обрабатывают окружающий свет и перезагружают наши внутренние часы, ежедневные циклы физиологических процессов, известные как циркадные ритмы. Когда эти клетки подвергаются воздействию искусственного света поздно ночью, наши внутренние часы могут сбиваться, что приводит к множеству проблем со здоровьем.

Результаты, опубликованные 27 ноября 2018 г. в Cell Reports, может помочь разработать новые методы лечения мигрени, бессонницы, смены часовых поясов и нарушений циркадного ритма, которые связаны с когнитивной дисфункцией, раком, ожирением, резистентностью к инсулину, метаболическим синдромом и многим другим.

«Мы постоянно подвергаемся воздействию искусственного света, будь то экран, проводя день в помещении или бодрствуя поздно ночью», — говорит профессор Солк. Сатчидананда Панда, старший автор исследования. «Этот образ жизни вызывает нарушения наших циркадных ритмов и имеет пагубные последствия для здоровья».

Задняя часть наших глаз содержит сенсорную мембрану, называемую сетчаткой, самый внутренний слой которой содержит крошечную субпопуляцию светочувствительных клеток, которые работают как пиксели в цифровой камере. Когда эти клетки подвергаются постоянному воздействию света, белок под названием меланопсин постоянно регенерирует внутри них, сигнализируя уровни окружающего света непосредственно в мозг, чтобы регулировать сознание, сон и бдительность. Меланопсин играет ключевую роль в синхронизации наших внутренних часов после 10 минут освещения и при ярком свете подавляет выработку гормона мелатонина, ответственного за регуляцию сна.

«По сравнению с другими светочувствительными клетками глаза, клетки меланопсина реагируют до тех пор, пока длится свет, или даже на несколько секунд дольше», — говорит Людовик Муре, штатный научный сотрудник и первый автор статьи. «Это очень важно, потому что наши циркадные часы реагируют только на продолжительное освещение».

В новой работе исследователи Солка использовали молекулярные инструменты, чтобы включить выработку меланопсина в клетках сетчатки у мышей. Они обнаружили, что некоторые из этих клеток обладают способностью поддерживать световые реакции при воздействии повторяющихся длинных импульсов света, в то время как другие становятся десенсибилизированными.

Принято считать, что белки, называемые аррестинами, которые останавливают активность определенных рецепторов, должны останавливать светочувствительную реакцию клеток в течение нескольких секунд после включения света. Исследователи были удивлены, обнаружив, что аррестины на самом деле необходимы меланопсину, чтобы продолжать реагировать на длительное освещение.

У мышей, у которых отсутствует какая-либо из версий белка аррестина (бета-аррестин 1 и бета-аррестин 2), клетки сетчатки, продуцирующие меланопсин, не могут поддерживать свою чувствительность к свету при длительном освещении. Оказывается, причина в том, что аррестин помогает меланопсину регенерировать в клетках сетчатки.

«Наше исследование предполагает, что два аррестина особым образом выполняют регенерацию меланопсина», — говорит Панда. «Один аррестин выполняет свою обычную работу по остановке реакции, а другой помогает белку меланопсину перезагрузить его светочувствительный кофактор сетчатки. Когда эти два шага выполняются в быстрой последовательности, кажется, что клетка непрерывно реагирует на свет».

Благодаря лучшему пониманию взаимодействия меланопсина в организме и того, как глаза реагируют на свет, Панда надеется найти новые цели для противодействия искаженным циркадным ритмам, например, из-за искусственного освещения. Ранее исследовательская группа Panda обнаружила, что химические вещества, называемые опсинамидами, могут блокировать активность меланопсина у мышей, не влияя на их зрение, предлагая потенциальное терапевтическое средство для лечения гиперчувствительности к свету у страдающих мигренью. Затем исследователи стремятся найти способы повлиять на меланопсин, чтобы сбросить внутренние часы и помочь при бессоннице.

Среди других авторов — исследователь Солк с докторской степенью Мегуми Хатори, в настоящее время работающая в Медицинской школе Университета Кейо в Токио; Кирстен Руда и Джеймс Демас из колледжа Святого Олафа; и бывший приглашенный аспирант Солк Джорджия Бенеджамо.

Эта работа была поддержана Благотворительным фондом Леоны М. и Гарри Б. Хелмсли, Национальными институтами здравоохранения и Фондом Гленна.