光照与季节性抑郁情绪研究

杨春宇，张志远，梁树英，马俊涛，冯 凯，段 然

(重庆大学建筑城规学院;山地城镇建设与新技术教育部重点实验室，重庆 400045）

0 引 言

季节性抑郁，也称季节性情感障碍(SAD），该概念于1984年由Rosenthal首先提出，该病症以每年秋冬季节抑郁症状反复发作，伴有睡眠增多、食欲增强及体重增加等非典型抑郁症状，而春夏季节症状完全缓解或部分转为躁狂发作为特征的一类情感性障碍。事实上，它属于情感障碍的一个特殊亚型。

该类疾病的流行病学调查报导较少，Hansen等曾对北极圈北纬69°地区的群体进行了调查，调查人数达7759人，发现成年男性发病率为14%，而女性为19%。Terman等报道健康群体在冬季或阴雨天气情绪受到影响的达26%，而抑郁症病人则更显示出季节性，高达38%的抑郁症病人在秋冬季抑郁发作。根据流行病学调查，在高纬度地区尤其在气候寒冷、冬季持续时间长的北欧地区患病率高，患者在移居低纬度地区后症状会缓解。Rosenthal提出SAD发病与纬度有关。

北英格兰在针对大学生患SAD与亚SAD取样调查发现，从南部纬度搬迁到北英格兰的学生更有可能经历冬季的抑郁。SAD与亚SAD患病率(分别是13.2%和19.7%）比前期的数据微有升高。同时，女性学生患病率要偏高一些，且与之前研究相吻合。

1 季节性抑郁的发病机理和假说

日照时间的减少是引起SAD的主要原因。该假说得到了以下两点支持:1）纬度越向北的地区SAD发病率越高;2）通过补足人工光照可使部分病人的症状得到缓解。Sakamoto等从日本53所大学就诊的5265例抑郁症病人中筛选出46例SAD患者，并将所有病人按平均日照总时数分为9个组，按纬度分为11个组进行比较研究发现，SAD发病率与日照总时数呈显著负相关(r= －0.66，p＜0.01），与纬度仅呈弱相关(r=0.33，p ＜0.10）。由此说明日照时间在 SAD 的发病中起着主要作用。

SAD发病机理迄今尚未完全查明，目前，有关SAD发病机理存在如下假说。

(1）MT(褪黑激素）假说。该假说预示SAD患者与对照者相比，MT基线水平较高，治疗后则降低。足够强度的亮光能抑制人类MT分泌而发生治疗作用，认为SAD的可能发病机理与MT增高有关。

(2）MT节律幅度变动假说。该假说提出SAD患者MT分泌昼夜节律的幅度降低，治疗后则增加。而Thalen等研究的光疗及Child等研究的氟西汀治疗6周后的结果与该假说所预示的结果并不一致。

(3）MT节律周期变动假说。该假说认为SAD患者昼夜节律延迟，并认为使昼夜节律时相提前的晨光治疗可改善抑郁症状，而使昼夜节律时相延迟的夜间光疗则无治疗作用。但Wirz－Jus－tice等研究发现SAD患者的临床进步与特异性位相改变无相关性。James等研究则发现中午或晚上光疗对SAD同样具有治疗作用，与该假说不一致。

(4）5－HT(五羟色胺）假说。5－HT在抑郁症发病中起主要作用已受到一致公认;Childs等通过对选择性5－HT回收抑制剂氟西汀的研究，进一步支持了该假说。氟西汀通过一系列环节使SAD患者MT分泌显著降低而改善临床症状。Thalen等提出光疗对中枢神经递质活动具有与氟西汀相似的作用。与该假说相矛盾的是，其他与5－HT特异性回收抑制剂，如氟伏草胺(Fluvoxamine）等改善SAD症状同时却使MT分泌增加。

(5）MT生成的遗传控制假说。SAD患者具有对光高度敏感的遗传倾向，这种敏感性的生物学相关因素可包括MT生成，MT生成被认为受遗传控制。有研究显示单一短暂脉冲光刺激能够引起神经元中昼夜时相相关基因的表达，光引起基因表达的变化可用来解释光疗产生抗抑郁作用这一特殊效应。

有关SAD的发病机理仍未确定，有待进一步研究。

目前，较一致的倾向是抑郁症患者发作期间MT分泌下降，缓解后MT分泌再度上升。Browm等发现忧郁型抑郁症患者与非忧郁型相比，11PM血清MT浓度显著降低。此外，周期性发作的抑郁症患者具有更低的MT生成。故推测强光照射治疗SAD的机理如Kjellmanl对健康者所观察到的那样，继MT分泌抑制后出现反跳性增高，从而恢复对HPA轴(下丘脑—垂体—肾上腺皮质轴）的抑制作用。

2 光照治疗季节性抑郁

1980年，精神病学家Dr.Lewy等人首次发现了人类生物钟系统具备光感受特性，并且异常的夜间光照会使褪黑激素的分泌受到抑制。1981年Lewy采用延长日光光照，利用人工阳光开始治疗抑郁。从此，光疗治疗季节性抑郁(SAD）开始兴起。在北美和欧洲，已积累了大量的光疗使用经验。

目前，客观治疗抑郁症患者主要有光疗和抗抑郁药物治疗两种手法。与抗抑郁药物相比，光疗有经济、无抗胆碱能副反应等优点，用光疗治疗季节性抑郁，重在预防。Paul等认为SAD病人仅在发病后才应用光疗并非恰当，而对反复发作的季节性抑郁采用预防性光疗是行之有效的方法。

2.1 光照与褪黑素分泌

目前，己知的受光生物效应影响的激素仅为两种，即皮质醇(Cortisol）和褪黑素。褪黑素(melatonin，MT）是一种主要由松果体细胞分泌的肽类激素。化学结构为5－甲氧基－N－乙酰色胺，是色氨酸的衍生物。它是一种睡眠激素，其分泌增加使人感到疲倦、嗜睡;反之，则会感到精神兴奋。皮质醇正好相反，它是压力激素，为人体提供能量，使人注意力集中，增强免疫力。皮质醇与褪黑激素的交替作用控制人体的工作和睡眠周期，白天的时候皮质醇分泌旺盛，使人精力充沛投入一天的工作和学习，到了夜晚，褪黑素分泌增加，使人体得到良好的休息，由此便形成人体的昼夜生理节律(见图1）。虽然MT在人体内的生理作用还不十分清楚，但其周期性分泌的特点非常明确。MT的合成和分泌由SCN控制，并与昼夜的光—暗周期趋于同步化。

图1 皮质醇、褪黑素、体温24小时周期规律

2.1.1 光强与褪黑素的分泌

褪黑素作为机体表达黑暗的化学信号，对光照的强弱有着灵敏的反应。Melbourne大学的McIntyre等人分别用 3000 lx、1000 lx、500 lx、350 lx 和 200 lx 的荧光灯对13个健康被试者进行照射，与正常褪黑素分泌量相比，此5种强度的光照对褪黑素的抑制程度分别可达 71%、67% 、44% 、38% 和 16% ，如图 2。这个实验说明，光照强度越大，对褪黑素的抑制作用越强，所需时间越短。同时，Mclntyre的实验还发现，低照度光需要持续一段时间才会对褪黑素抑制产生作用，且不能通过长时间照射达到高照度光短时间内产生的抑制效果。但Brainard等人发现低照度水平(小于或等于200 lx）同样可以抑制褪黑素分泌或使褪黑素节律产生时相位移。Ruger表示100 lx的白光可抑制褪黑素分泌。这说明非视觉的神经结细胞受光刺激产生的影响机理远比预想要复杂。

图2 不同光照强度对褪黑素的抑制作用

2.1.2 光谱能量分布与褪黑素分泌

对光谱能量分布不同的光源，同一照度下对褪黑素的作用效果也不同。MaIiana.G的实验证实照度为18 lx的波长为470 nm的LED光源对褪黑素起到非常明显的抑制作用，而同样照度的3000 k的荧光灯对人体没有太多的生物效应。这说明光谱能量分布不同对褪黑素的抑制作用也不同。

1988年Brainard等人首次研究了人体血液褪黑激素抑制与光波长的关系，研究认为峰值位于504～514 nm之间。而在2001年，Brainard和Thapan通过进一步的研究改变了之前的认识，认为光对人体血液褪黑激素有最大抑制作用的响应值在459 nm～464 nm之间。Wright等人曾用 470 nm(蓝色）、497 nm(蓝绿色）、525 nm(绿色）、595 nm(琥珀色）以及660 nm(红色）LED对被试者进行实验(如图3），研究结果表明497 nm(蓝绿）LED对褪黑素产生最大的抑制(42 min），证实LED的光照是改变褪黑素时相变化的有效办法，其中蓝绿LED最有效。而在临床实验中，OrenDA的实验则得出绿光的抗抑郁作用优于红光，Wileman等人应用强光(10000 lx）和弱红光(500 lx）治疗SAD，发现强光效果并不高于红光。还有研究认为红外光具有同白光同样的抗抑郁作用，也有学者认为白光较红光或蓝光更有效。因此，究竟何种波长光谱对SAD的治疗最有效目前尚无定论，有待研究。

图3 不同波长的光对褪黑素的相应提前影响时间

在光照周期方面:有人认为一周起效，也有认为十天一疗程，还有学者认为要2～4周。Labbate用2500 lx照射实验显示1周与2周有显著差异。因此，关于用光照治疗预防SAD的照射周期方面尚无准确实验报告。

2.2 褪黑素与季节性抑郁的关系

以往的研究认为，血液中MT的浓度从黑夜开始上升，凌晨2点达到高峰，早晨明显下降。许多结果一致表明:在抑郁症的患者中，MT的每日分泌量下降，夜峰下降并前移。一些研究者认为这些发现是抑郁症的标记，因为在其缓解阶段这些变化也存在。

最近几年有一些与以往不同的研究成果出现。有人通过测量14个重度抑郁症患者及与其在年龄、性别、季节、激素治疗相匹配的对照组(14人）的血MT和尿aMT6s的浓度，得出以下结果:抑郁症患者与对照组在MT和aMT6s的平均水平、MT的曲线下面积及MT峰值方面均无统计学差异;但是与对照组相比，MT的分泌夜峰显著推迟，而且，抑郁症患者尿aMT6s的浓度早晨高于晚上，而对照组是早晨低于晚上，提示抑郁症患者MT的生成时相有改变。Szymanska等对20个重度抑郁症患者治疗(氯丙咪嗪）前后分别定点取血测MT的浓度，与14个健康受试者作对照，得出重度抑郁症患者夜间的MT浓度高于正常受试者，但MT浓度的高低不能区分抑郁症的严重程度。Rabe等也研究了20个重度抑郁症患者(氯丙咪嗪治疗前后）和14个健康受试者，得出重度抑郁症患者的血MT浓度水平在白天、夜间都有所增加，但这种分泌模式与疾病严重程度无关。

3 小结

MT与季节性抑郁的关系较为复杂，目前，对于褪黑素在SAD发病中的作用存在几种假说:褪黑素水平增高假说、褪黑素节律幅度变动假说、褪黑素节律周期变动假说、褪黑素生成的遗传控制假说等。从人工光照角度进行防治无疑开创了一种新思路，但光照强度、光谱、色温、照射时间及周期等对人的影响，目前国内外还没有准确的实验数据报告。其难度在于潜在的未知风险，不能对人体直接进行反复照射实验，因此，选择生物、医学界普遍认可的动物实验是一种较为稳妥的方法。总之，目前人们对MT与季节性的关系尚不十分清楚，MT在抑郁症发病机理及治疗中作用的研究仍将是今后抑郁症光生物研究的重要课题之一。

［1］Hansen V，Jacobsen BK，Husby R.Mental distress during winter:an epidemiologic study of 7759 adults north of arctic circle［J］.Acta Psychiatr Scand，1991，84:137 ～141

［2］Sakamoto K，Kamo T，Nakadaira S，Tamura A，TakahashiK.A nationwide survey of seasonal affective disorder at 53 outpatient university clinics in Japan［J］.Acta Psychiatr Scand，1993，87:258～265

［3］Wirz－Justice A…:J Affective Disord，1996;37:109 ～120

［4］Thalen BE…:Acta Psychiatr Scand，1995;92:274～284

［5］Childs PA…:Br J Psychiatry，1995;166:196～198

［6］Lewy AT et al:Bright artifieial light treatment of manic:depressive patient with seasonal mood cycle［J］.AmerJ.Psyehiatry1982，139:1496

［7］Paul JS，Charlotte B，Thomas AW，Norman E R.Winter seasonal affective disorder:a follow－up study of the first 59 patients of the national institute of mental health seasonal studies program［J］.Am J Psychiatry，1996，153(8）:1028～1036

［8］Brainard G C，Lewy A J，Menaker M，et al.Dose － response relationship between light irradiance and the suppression of melatonin in human volunteers［J］.Brain Res，1988，454(1－2）:212～218

［9］Brainard G C，Hanifin J P，Greeson J M，et al.Action spectrum for melatonin regulation in humans:evidence for a novel circadian photoreceptor［J］.Neurosci，2001，21(16）:6405～6412

［10］Wright HR，Lack LC，Kennaway DJ，Differential effects of Iight wavelength in phase advancing the melatonin rhythm［J］.J PineaI Res.2004，36:140 ～144

［11］Crasson M ，Kjiri S.Serum melatonin and urinary 6－sulfatoxymelatonin in major depression［J］.Psychoneuroendocrinology，2002，29:1 ～12

［12］Rabe JJ.Szymanska A.Diurnal profile of melatonin secretionin the acute phase of major depression and in remission［J］.Med Sci Monit，2001.7(5）:946 ～952