隨著科技的發展,智慧型手機的普及以及各種娛樂和遊戲 APP 的火爆,許多年輕人甚至許多學生,每天都將大量的時間耗費在手機上,甚至不惜熬夜。 俗話說, 熬夜刷手機爽,一直熬夜一直爽。
但是,熬夜對人體的傷害是顯而易見的,之前不少媒體都報導過有年輕人熬夜猝死的。而對於那些還未成年的學生來說,身體尚處於發育階段,熬夜的危害就更大了。 來自美國克利夫蘭診所科爾眼科研究所的 Sujata Rao 博士帶領的研究團隊就發現,任何打破機體自然晝夜節律的行為都會增加視網膜視錐細胞的損傷風險。
具體來說,Sujata Rao 博士發現,晝夜節律蛋白可以局部調節視網膜視錐細胞對甲狀腺激素的吸收和利用,從而影響視錐細胞的發育和功能, 打破晝夜節律,視網膜視錐細胞的發育就會受損,並可能導致失明。
對此,Rao 博士表示:「由於現代科技的發展,我們夜間使用智慧型手機的時間過長會破壞我們的生物鐘,因為手機發出的強光會刺激我們眼睛內的晝夜節律感受器,導致視網膜慢性損傷並影響我們視覺的敏感性。」
神奇的晝夜節律
晝夜節律簡單地說,就是我們的機體所遵循每天周期所產生的生理、心理和行為變化。這些變化主要對生物環境中的光做出反應。
例如,我們一般晚上睡覺和白天工作,這就是與光有關的晝夜節律一個常見例子。晝夜節律存在於大多數生物中,包括動物,植物和許多微小的微生物。 而人體也可以通過生物鐘來調節晝夜節律。
在我們的大腦內,有一個協調晝夜節律的主時鐘,主時鐘是一組約 20,000 個神經細胞(神經元)組成的一種稱為視交叉上神經核(SCN)的結構。SCN 位於大腦的下丘腦部分,並通過眼睛接受的光刺激調節身體其他部位的所有生物鐘。
例如,我們的睡眠、激素釋放、飲食習慣和消化、體溫甚至我們的免疫能力都是受晝夜節律調節的。舉個簡單的例子,目前的研究發現,晝夜節律可以通過調節褪黑素的釋放,影響我們的睡眠。當光線不足時,生物鐘就會促進大腦褪黑素分泌,促進我們的睡眠。 顯然,維持晝夜節律的穩定,對於維持我們機體的健康至關重要。
此前人們已經證明,晝夜節律紊亂會造成一系列的慢性疾病,例如睡眠障礙、肥胖、糖尿病、抑鬱症、躁鬱症和季節性情感障礙。
不過,雖然此前人們已經發現了控制晝夜節律和生物鐘的基因和蛋白質,並發現了晝夜節律和生物鐘的絕大部分功能,但晝夜節律對於機體視網膜的發育和視網膜功能的影響尚不清楚。
晝夜節律如何影響視網膜發育
Rao 博士長期致力於視網膜和晝夜節律的研究,為了確定晝夜節律如何影響視網膜的發育和功能,Rao 博士首先選擇了一種缺乏晝夜節律基因的轉基因老鼠和正常老鼠進行對比研究。轉基因老鼠由於缺乏晝夜節律調節基因,因此其晝夜節律會紊亂,而正常小鼠的晝夜節律則是正常的。
隨後,研究人員便通過腦電圖來監測小鼠視網膜電活動,並不斷用各種不同波長的光來刺激這兩種小鼠,然後記錄它們對各種光刺激的反應。結果發現,對照小鼠視網膜對光刺激的電活動是正常的,而有晝夜節律缺陷的轉基因小鼠視網膜電活動明顯下降。
這也意味著,晝夜節律紊亂的確會造成視網膜受損。
為什麼晝夜節律缺陷小鼠的視網膜會受損呢?
為了弄清楚其中的緣由,研究人員通過染色質免疫共沉澱來探究晝夜節律缺陷會影響小鼠視網膜細胞那些基因的表達。結果發現,晝夜節律基因 BMAL1 可以調節 2 型碘甲狀腺素脫碘酶的表達,從而抑制視網膜細胞利用甲狀腺激素。
之後,研究人員又人為給晝夜節律缺陷轉基因小鼠注射活性甲狀腺激素,結果發現,人為補充甲狀腺激素可以部分逆轉由晝夜節律缺陷引發的小鼠視網膜損傷,表現為,在人為補充甲狀腺激素後,晝夜節律缺陷小鼠的視網膜電活動明顯升高了。 這進一步證明了,視網膜需要晝夜節律來維持感光細胞感光功能的完整性。而晝夜節律基因可以通過局部調節甲狀腺激素的釋放來影響視網膜細胞的發育和功能。
不過,由於甲狀腺激素不僅影響視網膜的功能,對於機體其他組織和器官的發育以及正常功能甲狀腺激素同樣起著十分重要的作用。
對此,Rao 博士表示,「我們的研究表明晝夜節律基因在哺乳動物感光細胞的發育中發揮了功能性作用,並且確定了其維持感光細胞功能的具體信號通路。此外,由於甲狀腺激素在其他組織中也起著非常重要的作用,因此機體的晝夜節律基因也可能通過控制甲狀腺激素的釋放來影響其他組織的功能,這也是我們下一步要研究的課題。」