紅、綠、藍不同波長的人造光對代謝健康的影響,究竟差異有多大?

2021-01-13 安汰藍

隨著每隔一段時間視力監測的數據公布,兒童青少年的高近視率,防藍光的話題總會再熱起來一次。學者說電子屏幕和LED照明等人造光傷眼的"元兇"是藍光,世界衛生組織WHO愛眼協會甚至在2009年年底發出橙色警告:"藍光輻射對人類的潛在威脅將遠遠超過蘇丹紅、三聚氰胺、非典、HINI的破壞性"。

人造光明明還有其他光,如紅光、綠光,為什麼只是藍光對人有害呢?我們從來只專注在藍光傷眼這方面,而沒有專門去對各個波段的傷害係數細究。紅、綠、藍不同波長的人造光對代謝健康和眼健康的影響,具體情況究竟如何,彼此有害性差異有多大?

美國紐約州特洛伊市倫斯勒理工學院照明研究中心Mariana等人的研究,發現暴露在高強度的紅光和藍光下會顯著提高心率,但對夜間褪黑素分泌的影響,只有較高強度的藍光才會抑制[1]。而根據其他研究,綠光跟紅光是一樣,不會抑制褪黑素的分泌,降低人的主觀嗜睡[2]。

與睡眠相關的褪黑激素分泌抑制,似乎總是藍光在主導,且藍光的抑制效應與時間和強度呈現依賴性的關係。一項晚上使用電腦的實驗中,發現使用會發出高強度藍光背光屏幕的受試者比非背光屏幕的參與者褪黑素水平下降[1]。在使用電腦時,佩戴藍光增強型的護目鏡受試者的褪黑激素水平較不使用護眼鏡的受試者降低[3]。藍光越強,對褪黑素分泌的抑制作用則愈強,越難進入睡眠狀態。

夜晚強藍光來源主要是手機電腦等電子屏幕,使用電子屏幕,離雙眼過近,只有十來公分,會導致進入眼睛的藍光能量過強。你如果經常入睡困難,應該要反思一下自己是不是睡前過度熬夜玩手機了。在睡前佩戴能過濾藍光的防藍光眼鏡,也是減弱夜間藍光抑制褪黑素分泌的一個好方法。

另外,藍光照射還被發現會影響腦電圖的功率譜,改變警覺性[4],紅光也會有此效應[5],但綠光則不會[6]。在小鼠的實驗上,夜間1小時的綠光能快速誘導睡眠,而藍光則會延遲睡眠[7]。夜間藍光的不利影響,到白天可能就會變成益處,因為它可以讓人保持警覺性,思維更加敏捷,工作效率也會更高。

對運動的影響,大鼠在綠光和藍光下暴露2小時,發現這兩種光線明顯降低了運動量,而紅光則不會[8]。在另一種動物倉鼠的研究上,還發現8小時的紅光暴露可以增加夜間運動量[9]。

血糖是體內各組織細胞活動供能的重要物質,其必須保持在一定水平才能維持體內各器官和組織的正常運行。30分鐘富含藍光的白光能提高小鼠的血糖水平,而藍濾白光對小鼠沒有影響。作為調節血糖水平的胰島素,藍濾白光可以增加小鼠肝臟和骨骼肌中胰島素受體底物2的表達,而富藍白光可以降低肝臟中胰島素受體底物2的表達[10]。更有趣的是,暴露於藍光下,日常能量消耗還會減少,但在黃光下就沒有減少。可見夜間暴露於高強度的藍光下,還可能促進體重進一步增加。

總之,在這些各種波長影響比較的實驗中,藍光似乎對代謝健康總是最具破壞性光線,影響睡眠、能量消耗、葡萄糖代謝。而藍光對眼健康的危害,想必大家都已深諳於心了。減少過度暴露於藍光環境,是維持人體代謝健康和眼健康的重要一步。

參考文獻:

[1] Figueiro MG, Bierman A, Plitnick B, Rea MS. Preliminary evidence that both blue and

red light can induce alertness at night. BMC Neurosci 2009;10:105.

[2] Cajochen C, Münch M, Kobialka S, et al. High sensitivity of human melatonin, alert-

ness, thermoregulation, and heart rate to short wavelength light. J Clin Endocrinol

Metab 2005;90:1311-1316.

[3] Figueiro MG, Wood B, Plitnick B, Rea MS. The impact of light from computer moni-

tors on melatonin levels in college students. Neuroendocrinol Lett 2011;32:158-163.

[4] Kayaba M, Iwayama K, Ogata H, et al. The effect of nocturnal blue light exposure from

light-emitting diodes on wakefulness and energy metabolism the following morning.

Environ Health Prev Med 2014;19:354-361.

[5] Chou TC, Scammell TE, Gooley JJ, Gaus SE, Saper CB, Lu J. Critical role of dor-somedial hypothalamic nucleus in a wide range of behavioral circadian rhythms.J Neurosci 2003;23:10691-10702.

[6] Münch M, Kobialka S, Steiner R, Oelhafen P, Wirz-Justice A, Cajochen C.Wavelength-dependent effects of evening light exposure on sleep architecture and sleep EEG power density in men. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol 2006;290:1421-1428.

[7] Pilorz V, Tam SKE, Hughes S, et al. Melanopsin regulates both sleep-promoting and arousal-promoting responses to light. PLoS Biol 2016;14:1-24.

[8] Opperhuizen A-L, Stenvers DJ, Jansen RD, Foppen E, Fliers E, Kalsbeek A. Light at night acutely impairs glucose tolerance in a time-, intensity- and wavelength-dependent manner in rats. Diabetologia 2017;60:1333-1343.

[9] Bedrosian TA, Vaughn CA, Galan A, Daye G, Weil ZM, Nelson RJ. Nocturnal light exposure impairs affective responses in a wavelength-dependent manner. J Neurosci

2013; 33:13081-13087.

[10]Nagai N, Ayaki M, Yanagawa T, et al. Suppression of blue light at night ameliorates

metabolic abnormalities by controlling circadian rhythms. Investig Opthalmology Vis

Sci 2019;60:3786.

相關焦點

  • 不同波長的光對植物生長的影響
    光是萬物生長之源,世間萬物離開了陽光都無法健康地生長。人如果長期得見不到太陽,就會造成抵抗力下降、身體難以產生維生素D、骨質疏鬆、甚至可能會得抑鬱症。而植物沒有陽光的照射就無法進行光合作用,無光合作用就不能產生能量供自身生長。
  • 藍光影響果蠅壽命,危害究竟有多大?
    藍光的危害有多大? 太陽光分為可見光和不可見光兩類,可見光在光譜上「分解」為多種顏色,也就是大家熟知的「紅橙黃綠青藍紫」。不同顏色在光譜上都有特定的波長,從開頭的紅色到末端的藍紫色,波長越來越短,能量卻越來越高,穿透力也越來越強,藍光屬于波長較短、但光子能量很高的一類。
  • 不同燈光對水族箱造景的作用
    光線並非單色光,而是一種複色光,由紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫等七種單色光所組成的白光。這其中只有紅、藍光能被水草的葉綠素有效吸收,因此對水草進行光合作用的助益最大,但是綠光會被水草的葉綠素所反射,助益最小或無。科學家發現,要組成白光不一定要上述七種單色光都具備才行,只要有紅、綠、藍三種色光複合在一起,就能組成白光,因此特別稱這三種色光為「光的三原色」。
  • 你被老師教的紅黃藍三原色騙了多少年?
    當時老師就直截了當地告訴我們,三原色就是紅、黃、藍。 用這三種顏色的顏料,就能調出各種各樣不同的顏色。而將這三種顏色同時混合,我們還會得到黑色的顏料。但後來你還會發現,有人說三原色是紅、綠、藍,也有人說三原色是青、品紅、黃。 所以你說的三原色,究竟是什麼三原色?
  • 知識:LED植物生長燈的波長及效果
    紅(Red)780~630700橙(Orange)--630~600620黃(Yellow)--600~570580綠(Green)--570~500550青(Cyan)---500~470500藍(Blue)---470~420470紫(Violet)-420~380420植物燈的色溫與流明是從人的眼睛所看到的
  • 好奇心日報|為什麼光的三原色是紅綠藍,顏色的三原色是紅黃藍?
    小學美術課告訴我們三原色是紅黃藍,初中物理課又告訴我們光的三原色是紅綠藍,為什麼偏偏都是三種?這兩套三原色為什麼又不一樣?它們之間有關係嗎?
  • 紫外線波長穿透玻璃,對多肉植物生長的影響如何?
    除我個人攝影作品以外,其他資料和光譜圖片均出自網絡,且有註明出處 (論文寫多了有強迫症)。簡單而言,光合作用指的是葉綠素經過光反應和碳反應,利用光合色素,將二氧化碳和水轉化為有機物,並生成有機物(糖)和釋放出氧氣的生化過程。由於光合作用是植物賴以生存的基礎,怎樣對植物的光照進行控制就直接影響了植物的生長。
  • 如何優雅又不失逼格地描述九寨溝的藍是什麼藍?
    在理解這個顏色量化過程前,有必要先說說人眼究竟是怎麼感知到顏色的。我們都知道,顏色是眼睛、大腦所產生的一種對光的視覺感受。白光可以分解為紅、橙、黃、綠、青、藍、紫七種單色光。人眼中由於存在紅、綠、藍錐體細胞所以我們對紅、綠、藍光最為敏感。
  • LED植物照明:不同波長的作用與特點
    280 ~ 315nm: 對形態與生理過程的影響極小 315 ~ 400nm :葉綠素吸收少,影響光周期效應
  • 宇宙究竟有多大,它的盡頭是什麼?
    宇宙究竟有多大,它的盡頭是什麼?這個問題不只是我們,相信包括已故偉大的物理學家史蒂芬·霍金及很多其他科學家都對個問題存在疑惑。當然,問題的答案並不是那麼簡單,事實上,我們的銀河星系及目前可觀測到的其它星系,都正朝著宇宙的邊緣飛逝。近幾年科學們發現宇宙在加速膨脹,它被某種看不見的神秘力量所吸引。
  • 人造光會對海洋生態造成多大危害?
    光汙染對我們任何一個人來說都不會太過陌生,因為我們每天都生活在光的世界中,甚至不覺得光源汙染會對我們造成什麼影響。但對於有些海洋動物來說,光汙染是可以危害海洋生態系統的。它導致許多海生動物的幼體無法找到合適的棲息地。
  • 你所不知道的光譜:其實光譜和健康、和美都有關係!
    光的顏色其實和人類的健康有關:(1)白光黃光影響晝夜節律:大腦中有個視交叉上核,它能接受外來光線和身體訊息,以協同自律神經系統支配褪黑激素和腎皮脂類固醇的分泌。大腦內的松果體會在睡前釋放適量的褪黑激素以提醒我們睡覺時間已到,光線即以此方式影響晝夜節律。光的顏色會影響褪黑激素的分泌。
  • 你來評評理,三原色究竟是紅黃藍,還是紅綠藍?
    然而對於三原色究竟是紅黃藍還是紅綠藍這個問題,兩位老師辛辛苦苦大戰一番之後,始終還是沒有打出個結果。換言之,我的物理老師白挨了兩支畫筆。我相信,機智如我的你一定也心如明鏡,知道紅黃藍是美術中的三原色,而光的三原色是紅綠藍,也就是通常所說的RGB,所以兩位老師其實都沒說錯。
  • 各色LED光的發光顏色及波長
    (*^__^*)【光的顏色和它的波長】 光的顏色是否可以看見是由它的波長決定的,光的波長是以納米為單位的也說是十億分之一米。發光二極體發出的光幾乎都是一致的也就是說它幾乎都是在一個波長,發出非常純的顏色。以下是光的顏色和它的波長。
  • 為什麼光的三原色是紅綠藍,顏色的三原色是紅黃藍? 球答
    撰文 怡若樂編輯 丁家琦小學美術課告訴我們三原色是紅黃藍,初中物理課又告訴我們光的三原色是紅綠藍,為什麼偏偏都是三種?這兩套三原色為什麼又不一樣?它們之間有關係嗎?今天你球就來解答一下這個問題。顏色就是不同波長的可見光投射到我們的視網膜裡,被視網膜感知後在大腦裡產生不同的反應。為了區分不同的色光,視網膜背後的感光細胞肯定不能只有一種,不然我們看到的世界就只有一種深淺不同的顏色了,就像黑白照片一樣。
  • 如果人眼能看見所有波長的光會怎樣?絢麗多彩,但後果卻很嚴重!
    我們肉眼能夠看見的自然光在光學中統稱為白光,能夠折射出紅、橙、黃、綠、藍、紫的顏色。自然光的波長範圍在380-780nm之間。這就是我們常說的肉眼可見光,而小於這個範圍的光,稱之為紫外光,大於這個範圍的稱之為紅外光,根據波長的不同還能給細分不同長度的紅外光線。但可見光僅僅是人類能夠直觀感受到電磁波的一部分,而它的的範圍,涵蓋了許多不同的波長。
  • 夢見黃、紅、藍、綠、紫五色之一,意味著什麼?
    不知從何時起,人們喜歡用「五光十色」來描繪這大千世界,這有人描繪就有人入夢,雖也不盡然是緣由熱愛五光還是十色的緣故,但到底是夢見了這幾種顏色。我說紅的是大門口的大紅燈籠,黃的是熟透了的大香蕉,藍的是蒼茫的大海,綠的便咱是那門前的草坪,紫的就當是水晶晶的葡萄。
  • 怎樣用紅、黃、藍調配出你想要的顏色?
    顏色的種類非常多,不同的顏色會給人不同的感覺。紅,橙,黃給人感到溫暖和歡樂,因此稱為"暖色";藍,綠,紫給人感到安靜和清新,因此稱為"冷色"。由兩種及以上不同的色相混合,會產生新的顏色,這種現象經常發生,並在配色的實踐中發揮很重要的作用。
  • 別再迷戀iPhone藍,這個用光塗色的翅膀,才是真正的高級藍
    藍色妖姬是一種人工製造的玫瑰品種,通過白玫瑰的轉基因外加染色處理,在花瓣中表達了一種叫花翠素的色素(紫羅蘭裡就有花翠素,所以呈現紫色)。說它罕見倒沒錯,畢竟人造也很麻煩。葉綠素可以幫助葉片吸收陽光,特別是紅橙光和藍紫光,它們不喜歡綠光,所以綠色光被反射出去,葉片因此呈現出綠色。關鍵就在這裡,葉綠素喜歡吸收藍色光,是因為藍色光含有的能量更高。