Table of Contents

Въведение: Възбуждащата загриженост от светлина замърсяване

През миналия век разпространението на изкуственото осветление е преобразило нощната среда, особено в гъсто населени градски райони. Докато електрическото осветление е донесло неоспорими ползи за безопасността, производителността и качеството на живот, то е въвело и непреднамерени последици: замърсяването на светлината в околната среда. Замърсяването на светлината е определено като наличието на прекомерна, погрешна или натрапчива изкуствена светлина, която осветява нощното небе и нарушава естествения цикъл на дневна светлина и мрак. То е най-видимо като блясъка над градовете, но включва и блясък от улични светлини, прегрешевност на светлината върху частна собственост и непрестанното осветление на билбордове и търговски знаци.

В глобални оценки се предполага, че повече от 80% от населението на света живее под замърсени от светлината небеса, а в региони като Северна Америка и Европа фигурата се приближава 99%. Тази широко разпространена промяна на околната среда в природата не е само неудобна за астрономите или естетически проблем; тя има дълбоки последици за дивата природа, екосистемната динамика и все по-често човешкото здраве. Последните научни изследвания започнаха да разкриват потенциална връзка между хроничната експозиция на замърсяване на светлината и дисрегулацията на имунната система, по-специално във връзка с появата и развитието на автоимунните заболявания. Тази статия изследва механизмите зад тази връзка, разглежда възникващите доказателства и обсъжда мерките за общественото здраве, които биха могли да намалят тези рискове.

Разбиране на лекото замърсяване и неговите разногласия

За да се разбере въздействието върху здравето, е полезно да се признаят основните видове:

  • Skyglow . Осветяването на нощното небе над населените райони, причинени от светлината, разпръснати в атмосферата. Skyglow е това, което прави звездите почти невидими от градовете и може да удължи десетки мили от градските центрове.
  • Гларе . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
  • Light unsrifit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
  • Clutter много яръкоярен, или прекомерно групи от светлинни източници, типични в търговските райони и по пътищата.

Основните източници на светлина включват улично осветление, архитектурно осветление (и интериор, и екстериор), фарове на превозни средства, рекламни знаци и промишлени съоръжения. С широкото приемане на енергийно ефективно LED осветление, притесненията са се засилили, защото много светодиоди излъчват висока част от синята и синята светлина, което има особено силен ефект върху човешката циркадна физиология.

Връзката на циркадния ритъм и имунната система

Животът на Земята еволюирал под предсказуемия ритъм на деня и нощта. Почти всички организми, включително и хората, притежават вътрешен циркдиен часовник, който циклира приблизително на всеки 24 часа, синхронизира физиологичните процеси с външния цикъл на тъмното светлина. Този главен часовник, разположен в надкитазмичното ядро (SCN) на мозъка, получава вход от светлочувствителни клетки в ретината и от своя страна координира хормонални, метаболитни и поведенчески ритми в цялото тяло.

Един от най-критичните изходи на циркадната система е производството на мелатонин, хормон синтезиран предимно от епифизната жлеза по време на мрака. Мелатонин действа като химически пратеник за нощта, сигнализирайки на тъканите, че е време за почивка и ремонт. Освен ролята си в регулиране на съня, мелатонинът е мощен имуномодулатор. Той влияе върху активността на имунната клетка, включително Т лимфоцити, естествените клетки убийци, макрофагите и дендритичните клетки, и помага за балансиране на провъзпалителните и противовъзпалителните реакции.

Meлатонин голмайстор в имунната хомеостаза

Доказано е, че Melatonin оказва многократно въздействие върху имунната система:

  • Увеличава производството на някои цитокини, които насърчават имунното наблюдение.
  • Модулира диференциацията и функцията на Т помощните клетки, които са централни към адаптивен имунитет.
  • Упражнява антиоксидантни свойства, предпазва имунната клетки от оксидативен стрес.
  • Регулира циркадния ритъм на броя на имунните клетки и активността в кръвта и лимфоидните тъкани.

Когато естественият цикъл на светлината е разрушен, особено от излагането на изкуствена светлина през нощта се потиска производството на мелатонин. Дори кратко излагане на светлина през нощта може да намали нивата на мелатонина с 50% или повече, в зависимост от интензивността и спектъра. Това прекъсване не само засяга качеството на съня; то създава състояние на нередовност между вътрешния часовник и външната среда, състояние, известно като хронодисрупция.

Осъществяващата връзка между лекото замърсяване и автоимунните заболявания

Автоимунните заболявания са разнообразна група от нарушения, при които имунната система погрешно атакува собствените клетки и тъкани. Условия като ревматоиден артрит, системен лупус еритематозус, множествена склероза, диабет тип 1, и възпалително заболяване на червата колективно засягат около 5 .10% от глобалното население, с честота, нарастваща през последните десетилетия. Докато генетичното предразположение играе роля, факторите на околната среда са все по-признати като критични задействания.

Епидемиологични доказателства от проучванията върху наблюденията

Няколко мащабни проучвания за наблюдение са предоставили доказателства, свързващи нощно излагане на светлина и автоимунни условия. Например, проучване, публикувано в Nature Human Behaviour анализиращи данни за замърсяването на светлината и здравните записи, което свързва данните от светлината, получени от сателита, установиха по-високи нива на автоимунни заболявания сред индивидите, живеещи в области с по-голяма интензитет на светлината през нощта, след адаптиране към градска плътност, социално-икономически статус и други конфуменционери.

Изследванията на Националния институт по науките за екологично здраве (NIEHS) също така подчертаха, че жените, работещи през нощта, имат значително по-висока честота на рак на гърдата и ненамаляващи заболявания, свързани с бавни заболявания и предварителни данни, предполагат сходни модели за лупус и множествена склероза.

Механистични хипотези: Как леко замърсяване може да предизвика автоимунност

Предложени са няколко биологични пътища, които да обяснят как замърсяването на светлината може да повлияе на автоимунността:

  1. Мелатонин потискане и имунен дисбаланс[ . Мелатонин обикновено насърчава регулаторната T клетка (Treg) дейност, която помага подтиска неподходящи имунни реакции срещу себе-антигени. Намален мелатонин може да изкълчи имунната система към по-про-възпалително състояние, увеличавайки вероятността за автоимунно активиране.
  2. Смях прекъсване и хронично възпаление . Изкуствена светлина през нощта фрактури сън архитектура, намалява дълбокото сън, и повишава нивата на кортизол и възпалителни цитокини като IL-6 и TNF-алфа. Хронично нискостепенно възпаление е признат предшественик на много автоимунни заболявания.
  3. Оксидативно стрес и увреждане на тъканите . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
  4. Altered червата микробиота . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
  5. Преки ефекти върху функционирането на имунната клетка . Имунните клетки самите имат roundian часовници. Misalignment между централния часовник и периферни часовници в имунната клетка може да повлияе на времето и мащаба на имунните отговори, потенциално води до загуба на самопоносимост.

Специфични автоимунни състояния и подкрепящи доказателства

Ревматоиден артрит

Ревматоиден артрит (RA) е хронично възпалително съвместно заболяване със силен автоимунен компонент. Няколко проучвания са свързани смяна работа и самообяви лош сън с повишен риск от РА. Кохорта от женски медицински сестри в Съединените щати установи, че тези работещи ротационни нощни смени в продължение на повече от 20 години са почти 30% по-висок риск от развитие на РА в сравнение с не-ротационни работници. Комбинацията от възпаление и нарушени мелатонин сигнализира се смята за потенцира синовиално възпаление.

Множество склероза

Множествена склероза (MS) е демиелинизиращо автоимунно заболяване на централната нервна система. Проучванията на ширината отдавна показват по-високо разпространение на по-високи географски ширини, отчасти приписвано на по-ниски нива на витамин D. Въпреки това, замърсяването на светлината може да играе роля. Проучване A 2020 в BMJ Open[ съобщава, че за всяко увеличение на 1 lux при експозиция на светлина на открито през нощта, рискът от MS се увеличава с 4% в голяма европейска кохорта.

Системен лупус Еритематос

Системният лупус еритематозус (SLE) се характеризира с автоантитела срещу ядрени антигени и мултиорганно засягане. Циркадийното нарушение може да влоши SLE чрез промяна на изразяването на гените на часовника и насърчаване на Th17-доминантен имунен профил. При животински модели на лупус, постоянна експозиция на светлина влошава бъбречното заболяване и повишена смъртност. Изследванията при хора са ограничени, но проучване за контрол на случаите в Аржентина отбеляза, че лупус пациенти, живеещи в области с висок блясък и нарушение на светлината, са имали по-тежки симптоми.

Диабет тип 1

Диабет тип 1 (T1D) е резултат от автоимунно унищожаване на бета- клетките на панкреаса. Циркадните ритми регулират инсулиновата секреция и имунната поносимост. Епидемиологичните данни от скандинавските страни показват, че децата, родени в области с по-високо замърсяване на светлината през зимните месеци, са изправени пред леко повишен риск от T1D, вероятно поради комбинирани ефекти на намален мелатонин и витамин D. Експериментални проучвания при необеснетни диабетици (NOD) показват, че експозицията на постоянна светлина ускорява появата на диабет, ефект, обърнат от мелатонин приложението.

Вмешателство в областта на общественото здраве и политиката

Нарастващите доказателства, свързващи замърсяването на светлината с появата на автоимунни заболявания, имат значителни последици за общественото здраве. Намаляването на ненужното нощно осветление не само облагодетелства екосистемите, опазването на енергията и астрономическото наблюдение, но и може да защити имунната здраве.

Осветление Дизайн и технологични подобрения

  • Използвайте напълно екранирани външни тела, които директно светлина надолу, намаляване на блясъка и skyglow.
  • Осиновете по-топлите цветови температури (CCT ≤ 3000K) за LED улици, за да се сведе до минимум емисиите на синя светлина.
  • Инсталирайте сензори за движение и димери за намаляване на интензитета на осветлението, когато не е необходимо.
  • Насърчавайте про-тъмно-ски осветлението дооборудване в съществуващата инфраструктура.

Индивидуални защитни мерки

  • Използвайте затъмнени завеси или маски за очи, за да блокирате външната светлина в спалните.
  • Избягвайте екрани и ярки вътрешни светлини в продължение на най-малко един час преди лягане; използвайте сини филтри за блокиране на светлината, ако е необходимо.
  • Поддържайте спалните възможно най-тъмни; считайте червените или кехлибарени нощни лампи, ако е необходимо осветление.

Политика и градоустройствено планиране

В много общности вече има закони за тъмно небе и регулиране на замърсяването на светлината. Разширяването им, за да се изискват защитени, ниско-сини-светли съоръжения във всички нови разработки, може да има широко разпространени ползи за здравето. Обществените здравни агенции, като Световната здравна организация (СЗО) и Центровете за контрол и превенция на заболяванията (ЦДЦ), започнаха да признават замърсяването на светлината като заплаха за здравето на околната среда. Интеграцията на здравните оценки на въздействието върху охраняемите решения, особено за големи инфраструктурни проекти, гарантират, че здравето на жителите се счита за наред с безопасността и естетическите проблеми.

Бъдещи изследователски насоки

Докато настоящите доказателства са убедителни, много въпроси остават.

  • Големи бъдещи кохортни проучвания, които измерват експозицията на светлина на индивидуално ниво (използвайки използваеми средства за износване), вместо да разчитат единствено на сателитни данни.
  • Произволни контролирани изпитвания на интервенции като например жилищни завеси за блокиране на светлини или управление на лични светлинни ефекти при лица, изложени на риск от автоимунни заболявания.
  • Механистични проучвания, използващи животински модели и човешки клетъчни култури, за да се идентифицират точните молекулярни пътища, чрез които замърсяването на светлината влияе върху специфични типове имунни клетки и самопоносимост.
  • Изследвания на взаимодействието между замърсяването на светлината, други фактори на околната среда (напр. диета, продължителност на съня, стрес), и генетична чувствителност към автоимунитет.
  • Изследване на това как различните дължини на вълните и интензитетите на изкуствената светлина влияят върху производството на мелатонин и имунната маркера в реалните настройки.

Заключение

Замърсяването на околната среда е повече от неприятен проблем; то може да представлява модифициращ рисков фактор за появата на автоимунно заболяване. Като нарушава циркадните ритми, потиска мелатонина и насърчава хроничното възпаление, изкуствената светлина през нощта може да наруши деликатния баланс на имунната система. Докато е необходимо допълнително проучване, за да се установи причинно-следствена връзка и количествено да се определи въздействието на нивото на населението, принципът на предпазливост твърди за незабавно действие. Намаляването на замърсяването на светлината чрез по-интелигентен дизайн, промени в политиката и лични навици е нискоскъпа, висока полза стратегия, която може едновременно да подобри съня, екологичното здраве и потенциално да намали тежестта на автоимунните заболявания.

Външни ресурси:

Отказване: Тази статия е само за информационни цели и не представлява медицинска помощ. Загрижените лица относно риска от автоимунно заболяване трябва да се консултират със медицински специалист.