万物有趣 | 《细胞报告》:照强光可保护心脏健康

原标题:万物有趣 | 《细胞报告》:照强光可保护心脏健康

文 / 周亦川 编 / 干玎竹

【搜狐健康】调节饮食运动、合理吃药手术,我们有很多种预防心脏病的方法,科学家又发现了一种新疗法:强光治疗。据美国科学促进会旗下的优睿科(Eurekalert)网站8月8日报道,近期《细胞报告》发布的一项研究中,科学家发现强光治疗可以预防心脏病发作带来的心肌损伤。

美国科罗拉多大学安舒茨医学院麻醉学教授Tobias Eckle博士介绍,光在心血管健康和生物调节过程中起着关键作用。在美国所有的州,包括亚利桑那州、夏威夷和加利福尼亚州等阳光充足的地方,科学家都发现,在冬季(日照较不充分的时间),心肌梗塞的病例会有所增加。

有了阳光,数万亿的藻类可以制造氧气,给地球带来生命;而在动物和人体健康方面,光也有着不可忽视的影响。

本项研究对光与心脏健康之间的作用机制进行探讨。Eckle指出,强光会增强一种特定的PER2基因表达,这种基因表达受到大脑生物钟的控制,它可以增强血管功能并提供心脏保护。研究人员利用强光定位和操控PER2基因,通过强光可增加PER2蛋白合成,发现它可以保护心血管组织耐受低氧条件的影响,比如可以减轻心肌缺血条件下的心肌细胞损伤。

实验中,研究人员将小鼠放置在强光条件下一周,发现光照可有力地增强心脏保护作用,从而显著减少心脏病发作后的组织损伤。研究还发现了光线可以增加心脏血管中的腺苷含量,腺苷可起到血流调节作用。但是,失明的老鼠并没有出现这种心脏保护效应,证明该效应需要通过视觉系统实现。

接下来,研究人员调查了强光是否对健康人类有类似的影响。研究者让受试者每天暴露于10000勒克斯的光照下30分钟,连续五天,通过连续抽血来测定强光的影响。结果发现,光疗法增加了PER2基因的表达水平,就像在老鼠实验中一样。血液检查还证实,受试者体内的甘油三酯、胰岛素敏感性、碳水化合物代谢替代物显著下降,可以认为,强光治疗改善了新陈代谢。

10000勒克斯的照度是什么概念?照度是每平方米的光通量数,是一种评价光强的标准。有一个大致的比较,夏天明媚耀眼的阳光下大概为100000勒克斯,而阴天室外光照度为10000勒克斯,室内荧光灯照明仅有30—50勒克斯。

Eckle总结,在分子水平上,强光可用于治疗或预防心脏低氧状态,比如心脏缺血的治疗策略。在一些高风险的手术前一周使用,还可以增强对心脏的保护,使心肌免受致命伤害。基于这些发现,科学家们可以开发增强类似保护作用的药物。未来,强光治疗的影响和器官保护的潜力还等待我们不断去发掘。

参考资料:

1. Eurekalert

Researchers discover why intense light can protect cardiovascular health

https://www.eurekalert.org/pub_releases/2019-08/uoca-rdw080819.php

2. Cell report

Intense Light-Mediated Circadian Cardioprotection via Tranional Reprogramming of the Endothelium

https://doi.org/10.1016/j.celrep.2019.07.020

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