Отсутствие адекватного освещения на Ямале представляет серьезную угрозу для здоровья населения. Короткие световые дни зимой и круглосуточный избыток света летом негативно влияют на здоровье и самочувствие жителей региона. Уже доказано, что вкупе с суровым климатом недостаток дневного света приводит к проблемам сердечно-сосудистой системы, депрессиям, тогда как переизбыток ночного света приводит к ожирению. Скорректировать климатические особенности пытаются ученые из Тюмени. Как именно, выясняли журналисты «АиФ-Тюмень» в рамках проекта «Ноу-хау для здоровья», реализуемого при поддержке Института развития интернета (АНО «ИРИ»).
Баланс света
С весны 2022 года ученые Тюменского медицинского университета наблюдают за физиологическими и генетическими характеристиками 60 человек в возрасте от 14 до 60 лет, проживающих на Крайнем Севере в городах Салехард, Лабытнанги и Аксарка, а с осени 2023 года – еще и жителей Уренгоя. Проект «Свет Арктике» – первое подобное комплексное исследование не только в северных регионах нашей страны, но и в мире.
Для регистрации изменений в их физиологических показателях используются актиметры – приборы, напоминающие часы и в течение нескольких дней непрерывно измеряющие уровень активности, качество сна, температуру тела и освещенность в различных спектральных диапазонах. Это позволяет ученым Тюменского государственного медицинского университета комплексно оценивать эти параметры в разные времена года с учетом индивидуальных особенностей. Кроме того, участники исследования регулярно сдают образцы крови и слюны, необходимые для измерения уровня кортизола, анализа липидного профиля, суточной динамики мелатонина и оценки специфических генов, связанных с биологическими часами, регулированием сна и обменом веществ.
Все полученные данные поступают для анализа в лабораторию хронобиологии при участии лаборатории протеомики, геномики и метаболомики Университетского научно-исследовательского института биотехнологий Тюменского ГМУ.
– Влияние света, его недостатка днем и избытка ночью на организм изучают многие, но у нас, помимо прочих показателей, есть данные метаболизма, изменения липидного профиля. Их изучением в разрезе влияния света почти никто, кроме нас, не занимается. Две наши статьи сейчас находятся на рецензии в международных журналах, – рассказывает заведующий лабораторией хронобиологии и хрономедицины Университетского НИИ биомедицинских технологий, профессор кафедры биологии ТюмГМУ Денис Геннадьевич Губин. – Есть два маркера липидного обмена: липопротеиды высокой плотности, так называемый «хороший» холестерин, и липопротеиды низкой плотности – «плохой» холестерин, а также триглицериды, которые имеют закономерную суточную динамику, по всей видимости, тесно связанную с динамикой мелатонина – не только «гормона сна», но и важного фактора гормонального баланса и эффективной работы иммунитета. Для мелатонина среднее значение клинически второстепенно, первично – время пика и размах колебаний день-ночь. Мы выяснили, что и триглицериды, и «хороший холестерин» связаны со световой гигиеной, но по-разному: триглицериды «цепляются» за мелатонин и начинают повышаться, если пик мелатонина смещается. А липопротеидам высокой плотности нужен качественный дневной свет, чтобы их количество увеличивалось. Интересно, что то же самое мы видели в модели глаукомы у пожилых. Глаукома в какой-то степени – тоже модель десинхроноза, когда гибнут клетки-сетчатки из-за недополучения света в биологические часы.
Липиды также оказались чувствительны не только к особенностям световой гигиены разных людей, но и к смене сезонов у одного и того же человека.
На ряду с сезонной динамикой липидов, ученые заметили, что у одних и тех же людей при переходе с благоприятной весны к дефицитной по свету зиме меняется усугубляется взаимосвязь между показателем избытка веса, индексом массы тела и качеством световой гигиены. Люди, имеющие признаки избытка массы тела, по всей видимости, наиболее подвержены сочетанию двух негативных факторов: «дефицит дневного и избыток ночного света», который наиболее выражен зимой.
– Мы нашли два фактора: один генетический, второй – индекс массы тела. Если у человека есть склонность к полноте и также имеется определенный ген рецептора мелатонина, скорее всего, эти показатели зимой у него будут хуже, чем у других, то есть зимой у таких людей особенно высок риск набирать лишние килограммы, – отметил Губин.
Строго по режиму
Лето в Арктике, как выяснили ученые, тоже нельзя назвать благоприятным для здоровья. В это время года у северян биологические часы сдвигаются на более позднее время из-за переизбытка вечернего света, который не дает им рано уснуть.
– Проблему с переизбытком света можно решить с помощью штор блэкаут, которые помогут естественной продукции мелатонина, но это немного другая задача. Пока мы исправляем проблемы, связанные с зимним и осенним сезонами. Потому что оптимальный режим световой гигиены, или «умный свет» позволяет решать проблему нехватки дневного света, тогда как переизбыток вечернего света летом – самостоятельная задача, вероятно, с другими решениями, – объясняет эксперт.
Помимо ожирения и проблем с мелатонином северяне чаще подвержены депрессии. Существует даже такой термин – синдром полярного напряжения. Каждый житель Арктики сталкивается с сильным воздействием неблагоприятных природных условий: радиация, нестабильность магнитного поля, длительные морозы, крайне неравномерное солнечное освещение, гиповитаминоз, уменьшенное содержание кислорода в воздухе. Все это приводит к развитию полярного стресса, известного также как синдром северной ночи. Люди жалуются на разбитость, общую слабость, быструю утомляемость, сонливость, головные боли и перепады давления. Так, многие ямальцы отмечают, что весной ощущают необъяснимую усталость и тяжесть.
Как подчеркивает Денис Губин, для хорошего самочувствия световую гигиену нужно соблюдать всем, независимо от места жительства. Синий свет нужен утром для бодрости и работоспособности, а вечером от него больше вреда: негативно сказывается на зрении, выработке мелатонина. Избавиться от избытка синего света в любой сезон можно переключением на ночной режим гаджетов или специальными очками.
– Проблема цивилизации в том, что мы сузили амплитуду суточного динамического диапазона света. То есть от природных дневных условий ушли в помещение и изобрели лампочку. У нас теперь нет контраста между дневным светом и ночью, поэтому возникают проблемы со сном, – объясняет эксперт.
Баланс дня и ночи – одно из условий сохранения здоровья и молодости. Засыпать до полуночи, спать не менее 7-8 часов и в полной темноте, просыпаться в одно и то же время – должно стать незыблемым правилом, особенно после 40 лет, причем на регулярной основе и без поблажек в выходные. Сдвигать режим допустимо максимум на полчаса.
Умное освещение
Решить проблему нехватки дневного света в Арктике в зимний и осенний сезоны ученые пытаются с помощью антропоцентрического (биодинамического) освещения. Это искусственный свет, у которого в течение суток меняются спектр и интенсивность, восполняя таким образом недостаток естественного освещения. Умное освещение было установлено в нескольких демонстрационных офисах и стало первой в стране гибридной системой, которая сочетает биодинамическое освещение с эмуляцией естественного света, оптимально настраивающей биологические ритмы человека. Гибридная осветительная установка включает один основной светильник и несколько дополнительных. Основной обеспечивает основной поток природного света в помещении, дополнительные – создают фоновое освещение, вместе система позволяет регулировать интенсивность полученного света, а также цветовую температуру от холодного до теплого и интенсивность света от яркого до более мягкого, которая должна динамически меняться с утренних часов к вечерним.
Проект «Свет Арктике» сейчас продолжается, его результаты смогут помочь не только жителям Арктики, но и тем, кто трудится в ночную смену. «Умное освещение» может компенсировать перебои с естественным светом и подстроиться под естественные биоритмы человека.