Учёные обнаружили недооценённый фактор сахара в крови: дневной свет

У людей с диабетом 2 типа естественный свет днём изменил контроль глюкозы и использование жиров — хотя средний сахар не снизился

Когда говорят о контроле сахара в крови, список привычных факторов хорошо известен: питание, масса тела, физическая активность, лекарства, сон.

Освещение рабочего места в этот список обычно не входит.

Однако исследование, опубликованное в Cell Metabolism, предлагает посмотреть на метаболизм шире. Организм получает информацию об окружающем мире не только через пищеварительную систему. Свет, попадающий в глаза, сообщает внутренним биологическим часам, какое сейчас время суток.

И похоже, что этот сигнал способен доходить до процессов, связанных с использованием глюкозы и жиров.

Один человек — два почти одинаковых эксперимента

В исследование включили 13 мужчин и женщин с диабетом 2 типа. Их средний возраст составлял около 70 лет, средний индекс массы тела — примерно 30 кг/м².

Дизайн эксперимента был особенно интересным: каждый человек последовательно проходил оба варианта освещения и тем самым служил собственным контролем.

В течение одного периода участники находились днём, с 08:00 до 17:00, в помещении с большими окнами и естественным дневным светом. В другой период они проводили те же часы при постоянном искусственном освещении примерно 300 люкс — вполне типичном для офиса.

Между двумя экспериментами проходило не менее четырёх недель.

Это позволяло сравнивать не две разные группы людей, а фактически одного и того же человека с самим собой.

При этом исследователи постарались убрать множество факторов, которые могли бы исказить результат. Рацион, время приёма пищи, сон, физическая активность и приём лекарств стандартизировали. Участники всё время находились в исследовательском центре.

Даже вечернее освещение было одинаковым.

Фактически исследователи пытались изменить главным образом одну переменную — свет в дневные часы.

Средний сахар не изменился — но его суточный профиль изменился

Здесь находится важная деталь, которую легко потерять в эффектном заголовке.

Главным заранее заданным показателем исследования был средний уровень глюкозы за 4,5 дня. Он оказался практически одинаковым: 7,4 ммоль/л при естественном свете и 7,8 ммоль/л при искусственном. Статистически значимой разницы не было.

Однако непрерывный мониторинг глюкозы показал другую картину.

Из-за технических проблем полноценные данные удалось получить у 10 участников. При естественном освещении их глюкоза находилась в диапазоне 4,4–7,2 ммоль/л в среднем 50,9% времени. При искусственном — 43,3%.

Разница составляет около 7,6 процентного пункта, или почти два дополнительных часа в сутки.

Кроме того, математический анализ непрерывных данных показал меньшую амплитуду суточных колебаний базового уровня глюкозы при естественном свете.

Именно здесь исследование становится особенно любопытным.

Свет не просто «снизил сахар». Этого эксперимент как раз не показал. Возможно, он изменил то, как метаболизм распределяется во времени.

Почему свет вообще способен влиять на обмен веществ

Чтобы понять возможный механизм, нужно вспомнить, что у человека существуют внутренние часы.

Главный циркадный — то есть приблизительно 24-часовой — генератор ритма находится в супрахиазматическом ядре гипоталамуса. Его важнейшим внешним сигналом является свет.

Через глаза мозг получает информацию не только о том, что вокруг достаточно светло, чтобы видеть. Световой сигнал используется для настройки внутренних часов.

Но часы существуют не только в мозге.

Собственные молекулярные ритмы работают в печени, мышцах, жировой ткани и других органах. Они помогают организму заранее перестраивать обмен веществ в зависимости от времени суток: когда ожидать пищу, когда активнее использовать углеводы, когда запасать энергию, когда переходить к другим источникам топлива.

Поэтому метаболизм — это не только вопрос «сколько калорий вошло и сколько вышло».

Имеет значение ещё и когда организм ожидает день и ночь.

Дневной свет заставил организм иначе выбирать топливо

Исследователи измеряли не только глюкозу.

С помощью непрямой калориметрии они определяли, какие источники энергии организм преимущественно использует в разные моменты суток.

При естественном дневном свете окисление жиров было выше, а использование углеводов — ниже. Этот эффект наблюдали в течение дня и получили похожий сигнал после специального тестового приёма пищи.

Это не означает, что люди начали «сжигать больше калорий» или автоматически худеть.

Общий расход энергии между условиями существенно не различался.

Изменился скорее выбор топлива.

Организм постоянно переключается между углеводами и жирами в зависимости от еды, активности, гормональных сигналов и времени суток. Способность гибко менять источник энергии — одна из характеристик нормальной метаболической регуляции.

Полученные данные предполагают, что дневной свет каким-то образом влиял именно на эту настройку.

Самое неожиданное произошло не только в крови

Исследователи попытались проследить эффект глубже.

Поздним вечером после дней с естественным освещением концентрация мелатонина была выше, хотя время начала вечернего подъёма мелатонина существенно не изменилось.

Ещё интереснее результаты исследования мышечной ткани.

У участников брали биопсию скелетной мышцы, а полученные клетки выращивали в лаборатории. После периода естественного освещения ритм этих клеток оказался сдвинут по времени.

Изменения обнаружили также в составе метаболитов и липидов крови и в активности генов моноцитов — одной из разновидностей иммунных клеток.

Это не доказывает единую цепочку «свет → биологические часы → сахар».

Но результаты разных анализов указывают в одном направлении: организм воспринимал два режима освещения как физиологически разные среды.

Дело, вероятно, не просто в том, что возле окна ярче

Естественный свет отличается от обычного офисного не только интенсивностью.

Он постоянно меняется в течение дня — по яркости и спектру. Утро, полдень и вечер дают зрительной и циркадной системе разные сигналы.

Искусственное освещение в эксперименте было почти неизменным: около 300 люкс.

Поэтому работа не позволяет ответить на важный вопрос: что именно оказалось полезным?

Более высокая яркость?

Спектральный состав?

Изменение света в течение дня?

Или сочетание всех этих характеристик?

Авторы специально избегали прямого солнечного света в самые яркие часы. То есть исследование вообще не было экспериментом с «солнечными ваннами».

Речь шла о естественном дневном освещении помещения через окна.

Есть одна цифра, которая требует особой осторожности

Наиболее эффектный результат исследования — 50,9% против 43,3% времени в диапазоне 4,4–7,2 ммоль/л.

Но сегодня при оценке непрерывного мониторинга глюкозы у многих людей с диабетом обычно используют более широкий показатель time in range — 3,9–10,0 ммоль/л.

Когда исследователи пересчитали данные по этому диапазону, результат был 83,0% при естественном свете против 78,6% при искусственном.

Разница сохранялась по направлению, но статистической значимости уже не достигла.

Это принципиальный нюанс.

Исследование действительно обнаружило метаболические различия между двумя световыми условиями. Но утверждать на основании этих данных, что дневной свет уже доказанно улучшает клинический контроль диабета, было бы преждевременно.

Почему пока рано назначать пациентам место у окна

Главное ограничение — размер исследования.

Всего 13 участников. Для анализа непрерывной глюкозы осталось десять.

Кроме того, средний возраст составлял 70 лет, а 12 из 13 участников были старше 65. Все они имели диабет 2 типа с относительно неплохим исходным контролем.

Эксперимент продолжался лишь 4,5 дня в каждом режиме и проходил в строго контролируемом исследовательском центре, а не в обычном офисе.

Работу проводили с апреля по октябрь в Центральной Европе. Зимний день в Стокгольме, летний день на Кипре и офис в Сингапуре — это совершенно разные световые условия.

Наконец, исследование не показывает, сохранится ли обнаруженный эффект недели, месяцы или годы и способен ли он изменить HbA1c, риск осложнений диабета или другие клинически важные показатели.

Для этого нужны гораздо более крупные и длительные исследования.

Но сама идея меняет представление о метаболизме

Практический вывод пока не в том, что человеку с диабетом нужно переставить стол к окну вместо коррекции питания, физической активности или терапии.

Дневной свет не заменяет лекарств.

Но работа напоминает о более фундаментальной вещи.

Человеческий организм эволюционировал в среде, где яркий и меняющийся дневной свет резко отличался от темноты ночью. Сегодня многие люди проводят большую часть дня внутри помещений под относительно слабым и почти неизменным освещением.

Мы изменили световую среду гораздо быстрее, чем биологию, которая на неё реагирует.

Если дальнейшие исследования подтвердят результаты, световой режим помещений может оказаться ещё одним модифицируемым фактором метаболического здоровья — рядом со сном, временем приёма пищи и физической активностью.

Не главным.

Но, возможно, до сих пор недооценённым.