繁華都市的夜晚，絢爛繽紛的霓虹燈和寫字樓裏的燈火照亮整座城市。人類在享受光亮帶來的方便，卻不知道它們也會影響人的健康。

一般認爲燈泡以及電腦屏幕、平板電腦、手機等電子裝置屏幕發出的光統稱爲“人造光”，白天接觸這些人造光無關緊要，但是夜晚長時間接觸人造光，可能就會對身體有傷害。這種引起人體不舒適感和損害人體健康的夜間人造光，也被稱爲光污染。

研究一：夜晚暴露人造光下女性更易抑鬱

爲了適應外部變化，大多數生物體能夠在生理和行爲上適應晝夜節律的時間，並幫助它們優化其生理和行爲。 由於人工照明和智能電器系統的廣泛使用，人類的晝夜節律受到破壞。

目前，大多數人在夜間暴露在人工光下，比如看電視，刷微博，玩電腦，加班。這些光有多亮呢？白熾燈每瓦大約可發出12.56勒克斯的光，再比如說夜間滿月無雲下夜間光照強度爲0.2勒克斯。

研究提示，長期夜間暴露在人造光下引起代謝紊亂，增加乳腺癌和前列腺癌、心血管疾病和精神疾病的患病風險（1）。以往研究發現大鼠暴露夜間人工光環境（光照強度5勒克斯）3-8周後，降低海馬神經元的樹突棘密度和樹突長度，可以引起抑鬱樣行爲（2，3）。

近日，美國西弗吉尼亞大學神經系主任Randy J. Nelson教授在Molecular Psychiatry上發表了Acute exposure to low-level light at night is sufficient to induce neurological changes and depressive-like behavior（4）的文章，揭示了夜晚急性暴露在人造光下引起晝夜節律的紊亂，引起焦慮樣、抑鬱樣行爲。

研究人員將小鼠分爲對照組（LD組）和低水平光照夜間暴露組（LAN組），這兩組小鼠均接受14小時150勒克斯的光照，不同的是，LD組在黑暗環境中呆10小時，而LAN組接受10小時5勒克斯的光照，連續處理3天后發現雌性小鼠在強迫游泳中不動時間增多（不動時間越長，表明小鼠越絕望），而雄性小鼠並未出現類似現象。

此外，糖水消耗實驗（可模擬抑鬱症中快感缺失症狀）中雌、雄小鼠均出現糖水偏好率降低，這些結果表明連續3天急性夜間暴露於低水平光照就可以引起小鼠抑鬱樣行爲（圖1）。由於焦慮和抑鬱是常見的共患病，研究人員利用曠場實驗和高架實驗發現雌性小鼠表現出焦慮樣行爲（雌性小鼠進入曠場中心區域時間增多，進入高架十字臂的次數增多）。這就相當於一個成年人連續多天晚上通宵打遊戲或者加班或者足球迷們熬夜看球賽可能出現抑鬱、焦慮等症狀，而且女性更容易出現這些問題。（可能有點誇張，因爲人和小鼠之間畢竟還是存在很大差異的）

此外，文章中使用的小鼠是Swiss Webster小鼠，並不是我們實驗常使用的C57Bl/6小鼠，因爲即便是夜晚慢性暴露在人造光下C57Bl/6小鼠也不會表現出抑鬱樣行爲，這就說明夜晚人造光暴露只針對特定品系的小鼠。

圖1：急性夜間暴露人造光引起抑鬱樣行爲

以往研究發現慢性暴露人造光抑鬱症中海馬神經炎症增加，神經營養因子（BDNF）的表達減少（5）。腦源性神經營養因子（BDNF），胰島素樣生長因子（IGF）和血管內皮生長因子（VEGF）調控神經元的可塑性。LAN組雌、雄小鼠海馬中VEGF表達顯著下降。

令人意外的是，僅在LAN組雄性小鼠海馬中出現BDNF表達下降，更奇怪的是，只有LAN組雌性小鼠海馬中炎症因子白介素1-β升高，並未出現雌雄小鼠海馬BDNF表達都下降，白介素1-β都升高的現象（圖2）。分子水平的變化往往與行爲學上的變化並不保持一致，這是由於機體內補償機制不同造成的。

圖2：急性夜間暴露人造光引起海馬的分子生物學變化

研究組成員進一步利用BioDare2 軟件分析急性夜間暴露引起小鼠體溫和活動節律發生變化（圖3），具體來說，雌、雄小鼠體溫變化的幅度明顯降低，而活動節律的振幅並未發生變化。

圖3：急性夜間暴露改變小鼠體溫和活動節律

總的來說，本研究發現急性夜間暴露人造光下改變海馬神經元的晝夜節律及其節律基因的表達，引起抑鬱樣行爲。

研究二：夜晚暴露人造光下女性更易肥胖

如果說急性夜間暴露人造光對小鼠有傷害，由於物種之間差異性，對人體可能沒有傷害。那麼人類真的可能逃過夜間暴露帶來的傷害嗎？

美國國家環境衛生科學研究所流行病學Dale P. Sandler博士6月10日在JAMA Internal Medicine雜誌上發表Association of Exposure to Artificial Light at Night While Sleeping With Risk of Obesity in Women（6）發現夜晚睡覺開燈增加女性肥胖的風險。

是的，你沒有看錯，那些晚上怕黑喜歡開燈睡覺的女生可能更容易肥胖。Dale P. Sandler博士共收集從2003年到2009年，年齡在35-74歲之間，不患有癌症或心血管疾病的43 722個女性進行長達6年隊列研究。

他們發現睡覺開着電燈或電視機的女性與身體質量指數 (BMI)成正相關關係，更直觀一些來說，晚上睡覺開燈的女性可能長胖5公斤以上。晚上睡覺開燈的女性體重過胖（BMI大於25)、肥胖（BMI大於30)的風險分別是關燈睡覺女性的1.22倍、1.33倍。

研究人員進行多因素迴歸分析發現以往與肥胖的因素，比如脂肪攝入、消耗的卡路里、體力活動、經濟狀況等都與夜間人造光對肥胖的影響沒有任何關聯。

總的來說，本文揭示夜晚睡覺開燈增加女性肥胖的風險，這個結論具有很重要的公共衛生意義，它可以指導政府部門通過媒體等宣傳方式告知公衆改變夜間暴露人造光的不良習慣，從而減少全社會的肥胖發病率。當然，要想真的不肥胖，還得管住嘴，因爲夜間暴露人造光引起肥胖的風險遠遠沒有高脂肪飲食方式高。

參考資料：

1.Kloog I, Haim A, Stevens RG, Portnov BA. Global co-distribution of light at night (LAN) and cancers of prostate, colon, and lung in men. Chronobiol Int. 2009;26:108–25

2.Bedrosian TA, Weil ZM, Nelson RJ. Chronic dim light at night provokes reversible depression-like phenotype: possible role for TNF. Mol Psychiatry. 2013;18:930–6

3.Bedrosian TA, Fonken LK, Walton JC, Haim A, Nelson RJ. Dim light at night provokes depression-like behaviors and reduces CA1 dendritic spine density in female hamsters. Psychoneuroendocrinology. 2011;36:1062–9

4.William H. Walker ，Jeremy C. Borniger，Acute exposure to low-level light at night is sufficient to induce neurological changes and depressive-like behavior，https://doi.org/10.1038/s41380-019-0430-4

5. Bufalino C, Hepgul N, Aguglia E, Pariante CM. The role of immune genes in the association between depression and inflammation: a review of recent clinical studies. Brain Behav Immun. 2013;31:31–47

6.Yong-Moon Mark Park, Alexandra J. White, Association of Exposure to Artificial Light at Night While Sleeping With Risk of Obesity in Women，10.1001/jamainternmed.2019.0571

作者信息

校審：Simon （brainnews編輯部）

相關文章