科学家揭示人造光能扰乱血糖代谢

■傅昭仪

光是生命体最重要的感知觉输入之一。生活中有不少人为了增加安全感，喜欢夜间开灯睡觉，但这可能在无形间危害着人体的健康。此前就有研究发现，夜间暴露于人造光会改变人体生物钟，影响血糖控制，从而导致糖尿病的患病风险增加28%。

暴露于人造光之所以会对人体伤害如此大，是因为其可能会破坏昼夜节律，从而导致生理活动和代谢变量发生变化，包括运动、体温、食物摄入、脂质分布、胰岛素敏感性、葡萄糖代谢和褪黑素、糖皮质激素和脂肪酸等。

然而，光线是否会直接调控血糖代谢？如果答案是肯定的，这种调控作用的神经通路又是什么？

近日，中国科学技术大学生命科学与医学部薛天教授团队在《细胞》杂志在线发表了一项研究成果。他们发现光通过激活视网膜上特殊的感光细胞，经视神经至下丘脑和延髓的系列神经核团传递信号，最终通过交感神经作用于外周的棕色脂肪组织，直接压抑了机体的血糖代谢能力。

实验中，研究人员首先对小鼠和人进行了葡萄糖耐受性检测，发现数个小时的光暴露显著降低了人和鼠的血糖耐受性。论文作者沈嘉伟介绍：“哺乳动物光感受主要依赖于视网膜上的3 类感光细胞。除了经典的视锥和视杆细胞介导图像视觉感知之外，光能直接激活视网膜上的第三类感光细胞———视网膜自感光神经节细胞（ipRGC）。”于是研究人员通过基因工程手段，逐一“敲除”了以上3 类感光细胞的感光能力，结果发现光诱发血糖不耐受由ipRGC 细胞的感光独立介导。

接着，研究人员在小鼠实验中又发现，光急性降低血糖耐受性这一过程独立于生物钟节律系统，而由ipRGC 投射至下丘脑视上核（SON）核团的神经环路直接介导。

不过，光影响血糖代谢必然通过外周血糖代谢的器官执行。也就是说，研究团队还得找到光阻止血液中的葡萄糖代谢是由什么器官介导的。最终，他们将目光锁定在血糖“消耗大户”——棕色脂肪组织上。论文第一作者孟建军说：“棕色脂肪组织主要分布在肩胛间区、腋窝及颈后部，它的重要作用之一是燃烧葡萄糖或脂肪直接产热，以维持体温稳态。我们观察到光能显著压抑棕色脂肪组织的温度。”最后，研究人员确定了光降低血糖耐受性正是通过压抑棕色脂肪组织产热，进而减少该组织对葡萄糖的利用来实现的。

由于小鼠昼伏夜出的作息与人类相反，接下来研究团队将研究对象转移至了人体，检验这一结论对人体是否成立。结果，接受蓝光照射的人血糖耐受性明显下降，在棕色脂肪组织被激活的温度条件下，蓝光能够抑制血糖耐受性。而在棕色脂肪组织被抑制的温度条件以及红光照射时，血糖耐受性都不受影响。这些结果说明，人类很可能与小鼠具有相同的机制：ipRGC 感知光线，通过影响棕色脂肪组织的活性来降低血糖耐受性。

孟建军表示：“基于此次研究得出的成果，我们建议现代人多关注光线环境对健康的影响。针对夜间光污染造成的代谢疾病高风险，应关注生活环境中夜间人造光线的波长、强度和暴露时长。”