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为了我们好,让黑暗存在吧

夜间的灯光会扰乱我们的昼夜节律——以及我们的健康,会发生什么?

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图片来源:Darren Pryce/Getty Images

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1994年1月17日凌晨4:31,洛杉矶居民被一场6.7级地震惊醒,地震造成60多人死亡,建筑物和高速公路倒塌,汽车被吞没,引发火灾并导致停电。最后这个影响,使城市陷入黑暗,促使几十名居民打电话给市里的格里菲斯天文台,因为他们在夜空中看到了奇怪的东西:银河系。

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“洛杉矶的灯都熄灭了,”天文台的长期主任 E.C. Krupp 回忆道,“所以夜空终于变得黑暗了。人们感到困惑,不知道地震和奇怪的天空之间是否有联系。我们才意识到,他们只是不习惯看到那么多星星。”

一份于6月出版的全球夜空地图集发现,现在80%的人类生活在光污染的天空中。这甚至考虑到了乍得、中非共和国和马达加斯加等漆黑的国度。我们有三分之一的人看不到银河系。在美国,除非你是生活在农村地区的19.3%的居民之一,否则你可能也会像洛杉矶的那些人一样有感触。

但是,夜晚的光线——无论是路灯的橙色光晕、家庭照明的黄色光晕,还是电视或智能手机的蓝色眩光——不仅仅是美学和观星的问题。根据大量且不断增长的已发表研究,与现代文明同步的夜间人造照明带来了阴暗面:肥胖、2型糖尿病、乳腺癌、前列腺癌、抑郁症,以及也许最显而易见的,睡眠损失的风险增加。

这是研究人员正在进行的假设,他们正在研究他们称之为“夜间人造光”(ALAN)的所谓影响。他们说,促进疾病的不是光线的“什么”,而是“何时”。夜间视网膜暴露于光线会扰乱你身体的昼夜节律,这是估计在25亿年前为了响应地球24小时自转而进化的生命节拍。

藻类、细菌、真菌、植物和其他所有生物都有时钟基因,它们通过光照来保持同步。在脊椎动物中,主时钟位于听起来令人惊叹的视交叉上核,这是下丘脑中一个微小的脑细胞区域。这不是偶然的,那个位置正好在眼睛的神经细胞交叉的X形视交叉的上方并与之相连。来自眼睛的光信号使由时钟基因产生的内部昼夜节律与环境保持同步。在哺乳动物中,其结果不仅是睡眠,还包括体温、激素释放、免疫功能甚至消化的精细调节的日常节律。

除非,你用你那些新奇的照明设备把它搞乱了。

阻挡光线

“在我家里,我们有厚重的窗帘来阻挡夜间的灯光,”史蒂文·希尔(Steven Hill)说,他是杜兰大学乳腺癌研究的主席,被广泛认为是该领域的先驱。“而且我通常戴着眼罩睡觉。即使闭着眼睛,从窗帘后面透进来的微弱光线也会到达你的视网膜。”

希尔是该领域一项最令人震惊的研究的合著者,该研究于2014年7月发表在《癌症研究》杂志上。他报告说,当小鼠暴露于夜间昏暗的光线下时,他汀类药物对人类乳腺癌的疗效完全失效。他于2015年8月发表了另一项研究,表明ALAN同样增加了对化疗药物阿霉素的耐药性。数十项其他研究发现,暴露于夜间光照的动物比生活在黑暗中的动物更容易长出肿瘤。

在人类中,最引人注目的证据来自2014年9月发表在《流行病学》杂志上的一项研究。研究人员检查了加州教师研究的数据,发现在加州户外照明最亮(通过卫星成像测量)的地区生活的女性,患乳腺癌的风险显著增加。今年早些时候,一项韩国研究也发现了类似的关联,该研究使用了美国军用卫星对夜间照明的高度精确观测。

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在佐治亚州以及世界各地,都观察到了户外夜间照明与乳腺癌诊断率之间的类似联系。3月份,以色列的研究人员报告了癌症发病率(在这种情况下是前列腺癌)之间的关联。

(图片来源:Michael Bishop/Getty Images)

Michael Bishop/Getty Images

为什么像乳腺癌和前列腺癌这样的激素敏感性癌症会受到夜间光照的影响,而肺癌或结肠癌却不会?这可以用被认为是介导ALAN与不良健康缺陷之间关系的主要机制来解释。褪黑素,这种激素的名字来源于希腊词melas(黑色,黑暗),在所有动物中,它在夜幕降临前从大脑分泌,以校准昼夜节律——除非,视网膜暴露于光线,这会导致老褪黑素工厂的“关灯哨声”被吹响。

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戴维·布拉斯克(David Blask),希尔在杜兰大学的同事,在那里负责计时-神经内分泌肿瘤学实验室。他已经研究褪黑素对癌症的影响近40年了。他最新的研究之一,发表于2015年,发现白天暴露于明亮的蓝白色光线与夜间光照暴露具有相反的效果:它大大增强了褪黑素的释放,并在动物模型中抑制了前列腺癌细胞的增殖。

“我们进化到白天看到明亮的蓝色、全光谱的光,而夜晚则拥有完全的黑暗,”布拉斯克说。“两者对你的昼夜节律系统都非常有益。这完全取决于自然条件下光与暗之间的这种振荡平衡。”

在2005年的一项研究中,他描述了他将患有褪黑素耗竭血液的绝经前妇女(这些妇女曾暴露于夜间光照)通过人乳腺癌异种移植物注入裸鼠体内后发生的情况。他发现,癌症生长得更快。

但癌症远非唯一被认为与夜间光照暴露相关的负面影响。兰迪·纳尔逊(Randy Nelson),俄亥俄州立大学韦克斯纳医学中心神经科学教授兼主席,已经发表了二十多项在小鼠和仓鼠身上进行的研究,表明夜间光照会增加体重和类似焦虑的行为。对户外照明的卫星研究也发现,生活在高度照明区域的人患肥胖症的风险增加。希尔合著的一篇论文表明,研究人员已经将衰老与褪黑素表达减少以及伴随的昼夜节律丧失联系起来,这可能是老年人几乎所有疾病风险增加的根源。

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剂量很重要

年轻的科学家们厌倦了听夜间光照可能或可能不会做什么,他们正在呼吁在实验室环境之外,更精确地测量光照暴露、褪黑素水平以及它们与疾病状态的关系。

“你必须知道你的数量是多少,”马里安娜·菲格罗(Mariana Figueiro)说,她是纽约州特洛伊市伦斯勒理工学院照明研究中心的教授。她在3月份举行的美国国家环境健康科学研究所的昼夜节律中断会议上发言时,呼吁该领域提高水平。“在你了解你所谈论的光的量,即剂量之前,你无法真正说出其效果。一些研究人员会说,‘哦,我的天哪,如果你晚上打开冰箱,你会因此而死。’”

根据她在生物钟学领域进行的数十项研究,菲格罗认为,从窗帘缝隙或卧室门下透进来的昏暗光线,特别是当一个人在睡眠时闭着眼睛时,不太可能明亮到足以抑制褪黑素,这是不可信的。

“如果你生活在街灯更多的地区,你可能会有更多的夜生活,”她说。“你可能起得更晚,吃得更晚,喝得更晚。这并不意味着路灯本身会导致癌症。”

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为了回应那些将夜间户外光照水平与癌症风险联系起来的研究,她发表了一项研究,测量了女教师卧室窗户、卧室内部以及角膜处的光照水平,并未发现与卫星测量的户外光照水平有持续的联系。

另一位寻求提高该领域严谨性的研究人员是伊娃·谢恩哈默(Eva Schernhammer),哈佛大学公共卫生学院流行病学系副教授。尽管她发表了三篇关于褪黑素的论文,但她说,“我们对褪黑素的了解还不够。我们对其影响的研究方法不完善。例如,如果你在早上进行尿液褪黑素测量,那只能告诉你整夜的平均水平。”

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尽管意大利研究员保罗·利索尼(Paolo Lissoni)发表的研究表明,褪黑素补充似乎能提高癌症生存率,但谢恩哈默说,“他的论文的问题在于,他们没有真正对人们进行适当的随机分组。这让你留下了一些疑问。”

要找出避免夜间光照是否真的能降低疾病风险,或者晚间服用褪黑素是否具有相同的益处,就需要进行大规模且经过适当随机分组的试验。但是,要说服资助机构此类试验是值得的,谢恩哈默说,首先需要汇集和分析现有小型研究的数据。

“我们提交了一项关于褪黑素与乳腺癌风险的全球数据汇集提案,”她说。“汇集分析将使我们能够了结褪黑素的故事,或者拥有支持大型随机试验所需的数据。但国家癌症研究所不感兴趣。”

目前,研究人员几乎确定的只有人造夜间光照会扰乱我们的昼夜节律,并与各种不良健康结果相关,也许仅仅是因为我们在应该睡觉的时间还在活动、吃喝。

马达加斯加偏远地区的生活方式,白天享受明亮的光线,夜晚享受黑暗,是否会直接导致癌症、肥胖、抑郁症等风险降低,目前仍未得到证实。

但这无疑会带来一种令人惊叹的银河系景象。

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[本文最初以“Let There Be Dark”为题印刷发表。]

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