معلومة

ما شدة الضوء التي تبدأ بإطلاق الميلاتونين في البشر؟

ما شدة الضوء التي تبدأ بإطلاق الميلاتونين في البشر؟



We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

أنا مهتم بما إذا كانت أي دراسات قد حددت شدة الضوء على مستوى العين التي تبدأ بإفراز الميلاتونين في البشر.

وأنا أعلم ذلك:

  • يتم منع إطلاق الميلاتونين بالضوء الأزرق مع قمع ذروة يحدث في نطاق 420-480 نانومتر.
  • يتم تسجيل هذا الضوء بواسطة Melanopsin ، وهو صبغ ضوئي في العين.
  • يشير الميلانوبسين إلى النواة فوق التصالبية ، الساعة الرئيسية لجسم الإنسان.
  • تتخذ النواة فوق التصالبية قرارًا بقمع إفراز الميلاتونين استجابةً للضوء الأزرق المرصود.

ما أحتاج إلى معرفته هو مقدار الضوء "الكافي" لإحداث قمع بواسطة الآلية الموضحة أعلاه. لقد رأيت إشارة إلى 200 لومن من الضوء الأبيض ، ولكن ليس لدي أي مرجع للتحقق من ذلك. بالإضافة إلى ذلك ، تم إعطاء رقم 200 لومن لشاشة هاتف ذكي نموذجية ، وليس بالضرورة أن يُترجم إلى 200 لومن على مستوى العين.

أنا على علم بهذه التجربة التي شملت الفئران ، حيث تم قياس شدة الضوء على مستوى العين. أنا أبحث عن قياس مماثل في البشر.

هذا هو سؤالي الأصلي حول هذا الموضوع ، لكنني تعلمت الكثير منذ ذلك الحين لتحسين السؤال

أنا أقدر مساهمتك!


أثار السؤال اهتمامي ، لكن بعد البحث في الأدبيات قليلاً ، لم أجد أي إجابات مباشرة. ثم عدت وقرأت دراسة الماوس التي استشهدت بها بعناية أكبر. أشارت دراسة الفئران فقط إلى أن الفئران تتأثر بمعدل 4 لوكس ، أي 100 مرة أكثر حساسية من البشر. ومع ذلك ، فقد استشهد بهذا الرقم بورقة علمية لها إجابة مباشرة.


http://www.sciencemag.org/content/210/4475/1267

انخفضت تركيزات الميلاتونين من 10 إلى 20 دقيقة بعد تعرض الأشخاص لضوء ساطع 2500 لوكس ووصلت إلى مستويات قريبة من النهار في غضون ساعة واحدة (الشكل 1). بعد أن استأنف الأشخاص النوم في الظلام ، زادت تركيزات الميلاتونين على الفور وفي غضون 40 دقيقة كانت عند المستويات التي تم قياسها قبل التعرض. لم يقلل ضوء الفلورسنت (500 لوكس) من الميلاتونين ، ولم يكن هناك تغيير بعد العودة إلى الظلام. في الأشخاص الذين تعرضوا لضوء ساطع 1500 لوكس ، انخفضت تركيزات الميلاتونين إلى مستويات متوسطة بين تلك التي تم قياسها أثناء التعرض لـ 500 و 2500 لوكس (الشكل 2). كانت العودة إلى تركيزات الليل الطبيعية بعد تعرض الأشخاص لـ 1500 لوكس مماثلة لتلك التي حدثت بعد تعرضهم لـ 2500 لوكس. لم يختلف تركيز الميلاتونين في الأشخاص الذين استيقظوا وتعرضوا لضوء فلورسنت 500 لوكس بشكل كبير عن ذلك الذي تم قياسه أثناء نومهم في الظلام.


نظرًا لأن هذه كانت دراسة الجد للموضوع ، فقد راجعت للتو قائمة الاقتباسات الأخيرة في تلك الصفحة للمقالات الحديثة.

باستخدام مصابيح LED زرقاء نقية بأطوال موجية 446-477 نانومتر ، West et al. قياس شدة الضوء اللازمة للحث على قمع الميلاتونين. يحول الجدول 1 من تلك الدراسة إشعاع LED / لوكس إلى إشعاع شبكي (uW / cm2) بناءً على متوسط ​​حجم التلميذ. يوضح الشكل 2 هبوط الميلاتونين البلازمي (p <0.05) عند 20 uW / cm2 من إشعاع القرنية (ثم يتناسب المنحنى مع 14.19 uW / cm2). إنه على الأقل ضعف قوة الضوء الأبيض ، والذي لم يُظهر قمعًا كبيرًا عند 40 uW / cm2 ، ولكنه كان "مشابهًا عدديًا" للتعرض 10 uW / cm2. إذا حصلت على التحويلات بشكل صحيح ، فإن 20 uW / cm2 تساوي حوالي 136 لوكس ، وهي عبارة عن سطوع يوم ملبد بالغيوم أو نصف سطوع إضاءة المكتب النموذجية.

http://jap.physiology.org/content/110/3/619.full

بالنسبة للتناقض بين الدراستين (1500 لوكس مقابل 136 لوكس) ، فإنني سألقي باللوم في الغالب على التقدم التكنولوجي منذ عام 1980. استخدمت الدراسة الأصلية كروماتوغرافيا الغاز. يمكنك رؤية أشرطة الخطأ الضخمة والبيانات الصاخبة في الشكل. تستخدم الدراسة الحديثة اختبار المناعة الإشعاعية باستخدام المصل المضاد ، ويفترض أنها أكثر حساسية بكثير.


كنت سأذكر أيضًا ورقة مراجعة لطيفة تلخص المزيد من النتائج ، ولكن يبدو أنه لا يمكنني نشر سوى رابطين كمستخدم جديد. لذلك سأقوم بلصق الملخص والاقتباس.

يعتبر الضوء محفزًا قويًا لتنظيم إنتاج الغدة الصنوبرية للميلاتونين والنظام اليومي الأوسع في البشر. كان يُعتقد في البداية أن المنبهات الضوئية الساطعة جدًا (2500 لوكس) يمكنها فقط كبح إفراز الميلاتونين الليلي وتحفيز الاستجابات اليومية الأخرى. من المعروف الآن أن الإنارة المنخفضة بشكل ملحوظ (200 لوكس) يمكن أن تثبط الميلاتونين بشكل حاد أو تحبس إيقاعات الميلاتونين وتحول الطور عند تحسين ظروف التعرض. تشمل عناصر معالجة التحفيز الفيزيائي / البيولوجي التي تنظم التأثيرات الضوئية على إفراز الميلاتونين فيزياء مصدر الضوء ، وسلوك النظرة بالنسبة لمصدر الضوء ، ونقل الطاقة الضوئية من خلال التلميذ والوسائط العينية. تدخل عناصر معالجة الإشارات الحسية / العصبية حيث يتم امتصاص الفوتونات بواسطة الصبغات الضوئية في شبكية العين ويتم إنشاء الإشارات العصبية في السبيل الشبكي الوهمي. تشمل جوانب هذا علم وظائف الأعضاء قدرة النظام اليومي على دمج المنبهات الضوئية مكانيًا وزمانيًا بالإضافة إلى حساسية الطول الموجي للمستقبلات الضوئية الجراحية. يثبت قمع الميلاتونين الحاد الناجم عن الضوء أنه أداة قوية لتوضيح كيفية تأثير عناصر فسيولوجيا العين والعصبية على التفاعل بين الضوء وإفراز الميلاتونين من الغدة الصنوبرية البشرية.

التنظيم الضوئي للميلاتونين في البشر: تنبيغ إشارة العين والعصبية Brainard ، Rollag ، و Hanifin J Biol Rhythms December 1997 vol. 12 لا. 6537-546


إذا كنت بحاجة إلى مزيد من المعلومات ، فسأبدأ بالتحقق من الأوراق المذكورة في الورقة الثانية. بالتناوب ، ربما يكون هناك المزيد من المعلومات التاريخية المتاحة من خلال النظر في الأوراق التي استشهدت بالمعلومات الأولى.


حماية إيقاع الميلاتونين من خلال التعرض اليومي للضوء الصحي

حاليًا ، في البلدان المتقدمة ، تكون الليالي مضاءة بشكل مفرط (الضوء في الليل) ، بينما يقضي النهار بشكل أساسي في الداخل ، وبالتالي يتعرض الناس لشدة إضاءة أقل بكثير من الظروف الطبيعية. على الرغم من التأثير الإيجابي للضوء الاصطناعي ، فإننا ندفع ثمنًا لسهولة الوصول إلى الضوء أثناء الليل: عدم تنظيم نظام الساعة البيولوجية لدينا أو الاختلال الزمني (CD) ، بما في ذلك الاضطرابات في إيقاع الميلاتونين. تظهر الدراسات الوبائية أن القرص المضغوط يرتبط بزيادة الإصابة بمرض السكري والسمنة وأمراض القلب والضعف الإدراكي والعاطفي والشيخوخة المبكرة وبعض أنواع السرطان. تُظهر معرفة المستقبلات الضوئية في شبكية العين واكتشاف الميلانوبسين في بعض الخلايا العقدية أنه يجب مراعاة شدة الضوء وتوقيته وطيفه لإبقاء الساعة البيولوجية مقيدة بشكل صحيح. الأهم من ذلك ، ليست كل الأطوال الموجية للضوء متقطعة بالتساوي. يبدو أن الضوء الأزرق ، الذي يكون مفيدًا بشكل خاص خلال النهار ، يكون أكثر اضطرابًا في الليل ، ويحفز أقوى تثبيط للميلاتونين. يتزايد التعرض للضوء الأزرق الليلي حاليًا ، بسبب انتشار الإضاءة الموفرة للطاقة (LEDs) والأجهزة الإلكترونية. وبالتالي ، فإن تطوير أنظمة الإضاءة التي تحافظ على إيقاع الميلاتونين يمكن أن يقلل من المخاطر الصحية الناجمة عن الاختلال الزمني. تتناول هذه المراجعة حالة الفن فيما يتعلق بالحديث المتبادل بين الضوء والنظام اليومي.

الأرقام

نظرة عامة على الوظيفة ...

نظرة عامة على التنظيم الوظيفي للنظام اليومي في الثدييات. المدخلات: ...

الساعة الجزيئية للثدييات. الساعة البيولوجية ...

الساعة الجزيئية للثدييات. دورات الإخراج الحركية اليومية kaput (CLOCK) / أريل الدماغ والعضلات ...

غياب ووجود الساعة البيولوجية ...

غياب ووجود استقبال ضوئي يومي في موضوعين أعمى تمامًا. أ و…

عرض تخطيطي لمناطق الدماغ ...

عرض تخطيطي لمناطق ودوائر الدماغ التي تغمرها العقدة الشبكية الحساسة للضوء ...

مثال على تسجيل الحدقة ...

مثال على تسجيل الحدقة استجابة لضوء أبيض ساطع من 5 ثوانٍ ...

الاستجابات الطيفية للحدقة ...

الاستجابات الطيفية للانعكاس الحدقي للضوء (PLR). مقارنة PLR بـ ...

الخسائر المرتبطة بالعمر في إضاءة شبكية العين ...

الخسائر المرتبطة بالعمر في إضاءة الشبكية بسبب تقليل انتقال ضوء العدسة البلورية و ...

حساسية الضوء ذات الطول الموجي القصير لـ ...

حساسية الضوء ذات الطول الموجي القصير لقمع الميلاتونين. مقارنة بين تأثيرات 460 ...


ما شدة الضوء التي تبدأ بإطلاق الميلاتونين في البشر؟ - مادة الاحياء

يتم توفير جميع المقالات المنشورة بواسطة MDPI على الفور في جميع أنحاء العالم بموجب ترخيص وصول مفتوح. لا يلزم الحصول على إذن خاص لإعادة استخدام كل أو جزء من المقالة المنشورة بواسطة MDPI ، بما في ذلك الأشكال والجداول. بالنسبة للمقالات المنشورة بموجب ترخيص Creative Common CC BY ذي الوصول المفتوح ، يمكن إعادة استخدام أي جزء من المقالة دون إذن بشرط الاستشهاد بالمقال الأصلي بوضوح.

تمثل الأوراق الرئيسية أكثر الأبحاث تقدمًا مع إمكانات كبيرة للتأثير الكبير في هذا المجال. يتم تقديم الأوراق الرئيسية بناءً على دعوة فردية أو توصية من المحررين العلميين وتخضع لمراجعة الأقران قبل النشر.

يمكن أن تكون ورقة الميزات إما مقالة بحثية أصلية ، أو دراسة بحثية جديدة جوهرية غالبًا ما تتضمن العديد من التقنيات أو المناهج ، أو ورقة مراجعة شاملة مع تحديثات موجزة ودقيقة عن آخر التقدم في المجال الذي يراجع بشكل منهجي التطورات الأكثر إثارة في العلم. المؤلفات. يوفر هذا النوع من الأوراق نظرة عامة على الاتجاهات المستقبلية للبحث أو التطبيقات الممكنة.

تستند مقالات اختيار المحرر على توصيات المحررين العلميين لمجلات MDPI من جميع أنحاء العالم. يختار المحررون عددًا صغيرًا من المقالات المنشورة مؤخرًا في المجلة ويعتقدون أنها ستكون مثيرة للاهتمام بشكل خاص للمؤلفين أو مهمة في هذا المجال. الهدف هو تقديم لمحة سريعة عن بعض الأعمال الأكثر إثارة المنشورة في مجالات البحث المختلفة بالمجلة.


الميلاتونين

تم تسمية الميلاتونين ، الذي تم تحديده لأول مرة في أواخر الخمسينيات من القرن الماضي ، ليعكس تأثير تجميع حبيبات الميلانين. 1 هذا الجزيء القديم جدًا موجود في كائنات بسيطة وبدائية مثل بدائيات النوى ومعقدة مثل البشر. 2 إنه بمثابة زبال للجذور الحرة ومضاد للأكسدة ، وربما وظيفته الأولية منذ 2 - 3.5 مليار سنة. منذ ذلك الحين ، تنوعت أفعالها في الكائنات الحية المتزايدة التعقيد وتراوحت من التعديلات اليومية 3 إلى وظيفة التكاثر الموسمي. 4 إنه يعمل على النواة فوق التصالبية لتعديل توقيت النوم ، مما يتسبب في انخفاض حرارة الجسم النسبي ، 5 وفي شبكية العين ، تساقط قرص القضيب. 6

على الرغم من وجود الميلاتونين في الأطعمة مثل الفاكهة والخضروات والقمح ، فإن تناول 7 الميلاتونين مع نظام غذائي عادي لا يساهم بشكل كبير في مستويات الدورة الدموية. بدلاً من ذلك ، يتم إنتاجه في الغالب عن طريق الغدة الصنوبرية ، كما أن شبكية العين ، 8 عدسات ، 9 قزحية ، الجسم الهدبي ، 10 غدة دمعية ، 11 جلد ، 12 والأمعاء 13 تنتج أيضًا كميات صغيرة. يتم تصنيعه من خلال تحويل التربتوفان إلى السيروتونين ، ثم إلى ن- أسيتيل سيروتونين ، وأخيراً الميلاتونين (أو ن-اسيتيل -5-ميثوكسيتريبتامين). 14 إنزيمان ، أريل ألكيل أمين ن-اسيتيل ترانسفيراز (NAT) وهيدروكسي إندول-ا- ميثيل ترانسفيراز يحفز خطوات تحديد المعدل.

يختلف تركيز الميلاتونين في الدم مع تقدم العمر: يفرز حديثو الولادة الطبيعيون القليل جدًا ولكن المستويات ترتفع بعد ذلك بوقت قصير وتصبح الساعة البيولوجية في عمر حوالي 2-3 أشهر ، 15 بالتزامن مع نمط نوم واستيقاظ أكثر انتظامًا. تظل تركيزات النهار منخفضة طوال الحياة ، لكن التركيزات الليلية تصل إلى ذروتها في البشر بين 1 و 3 سنوات من العمر ، 16 تنخفض تدريجياً خلال سن البلوغ بسبب التخفيف في زيادة حجم الجسم. 17 يستمر الاختلاف النهاري في مرحلة البلوغ مع ذروة مستويات المصل بين 2 صباحًا و 4 صباحًا. في نهاية المطاف ، في الشيخوخة ، تصبح هذه الذروة الليلية البارزة ضعيفة بشكل ملحوظ. 18


ما الذي يمكننا فعله للحد من التعرض للضوء الأزرق؟

يعد الضوء خلال ساعات المساء جزءًا ضروريًا لا غنى عنه في حياتنا الحديثة. كما هو الحال مع العديد من القضايا التي تتعلق بصحتنا ، فإن الاعتدال هو المفتاح.

يمكن أن يساعد الحد من استخدام الهواتف الذكية والأجهزة اللوحية خلال ساعات المساء ، وكذلك تقليل سطوع الشاشة في تقليل التعرض للضوء الأزرق بشكل عام. يمكن أن تساعد التطبيقات والبرامج المختلفة أيضًا في تحويل طيف الضوء بعيدًا عن الأطوال الموجية الغنية باللون الأزرق.

وبالمثل ، فإن تقليل سطوع وشدة المصابيح الكهربائية في منزلك يمكن أن يساعد في تقليل التعرض للضوء الأزرق.

ومع ذلك ، لا ينبغي القيام بالأنشطة المكثفة بصريًا مثل القراءة في سطوع منخفض لأن هذا يمكن أن يؤدي إلى تفاقم إجهاد العين.

لا أحد يحب الحلول الوسط - وقد تتساءل - هل هناك طريقة للحفاظ على مستوى سطوع أعلى ولكن في نفس الوقت تحد من كمية الضوء الأزرق؟

هناك بالتأكيد ، وأفضل طريقة لقياس مدى إمكانية ذلك هو استخدام نسبة م / ف. تفسر نسبة M / P توزيع الطاقة الطيفية لمصدر الضوء ، وتقارن النسبي النسبة بين تأثيره في تعزيز اليقظة وتأثيره في إنتاج إضاءة بصرية مفيدة.

لذلك ، ينتج مصدر ضوء مع نسبة M / P منخفضة أقل الطاقة الضوئية التي تبقينا في حالة تأهب ، ولكن أكثر طاقة ضوئية مفيدة للرؤية.

عند البحث عن المصابيح التي توفر إضاءة كافية بكميات محدودة من الضوء الأزرق الذي يعطل النوم ، ابحث عن مصابيح ذات نسبة M / P منخفضة.

لا توجد قاعدة صارمة وسريعة لما ستكون عليه نسبة M / P المقبولة لمصباح الإضاءة الليلية ، لأن ما يهم أكثر هو كثافة ومدة التعرض الكلي للضوء الأزرق.

بعبارة أخرى ، لمجرد أن المصباح الكهربائي يحتوي على نسبة M / P منخفضة ، فهذا لا يعني أنك ستكون محصنًا من تأثيرات الضوء الأزرق إذا كنت تستخدم الضوء قريبًا جدًا من وجهك لعدة ساعات.

لذلك ، عند مقارنة نسب M / P ، تكون المقارنة النسبية أكثر فائدة. كنقطة مرجعية - ضوء النهار الطبيعي له نسبة M / P تبلغ 1.10 ، والمصابيح المتوهجة لها نسبة M / P تبلغ 0.55.

على سبيل المثال ، لمبات Lux24 Circadian LED من Waveform Lighting ، نسبة M / P تبلغ 0.39. بافتراض نفس الموقع واستخدام الوقت كمصباح متوهج 40 واط ، فإن لمبات Lux24 ستقلل بنسبة 30٪ تقريبًا من إجمالي التعرض للضوء الأزرق.


إضاءة محورها الإنسان: تضيء حياتك

كانت الإضاءة التي تتمحور حول الإنسان (HCL) موجودة منذ بضع سنوات ، ولكنها أصبحت مؤخرًا كلمة طنانة في مجتمع التكنولوجيا. ما كل هذا؟ وهل يمكن أن يصبح شائعًا في منازلنا وأماكن عملنا؟

أنت تطير مثل الطائر. تشق الغيوم ، ترفرف بذراعيك ، تشعر بالرياح السريعة على وجهك. أنت تحلم بأروع حلم. الاستمتاع باللحظة السعيدة. فجأة ، يظهر غراب من العدم ، وهو يصرخ مباشرة في أذنك. ولن تتوقف. ثم تمزق من السماء الأثيرية وهبطت في سريرك ، مستيقظًا من المنبه الصباحي.

غالبًا ما يؤدي الاستيقاظ بهذه الطريقة غير الطبيعية إلى جعل عينيك غائمتين وتبحث عن القهوة بنعاس. عندما تصل أخيرًا إلى العمل بعد رحلة التنقل المرهقة ، فإنك تشعر بالإحباط ولا تستيقظ تمامًا طوال اليوم ، بغض النظر عن كمية الكافيين التي تتناولها.

هذا هو المكان الذي تظهر فيه القوة الواضحة للإضاءة التي تتمحور حول الإنسان (HCL). وفقًا لجمعية صناعة LightingEurope ، تدعم HCL صحة البشر ورفاههم وأدائهم من خلال الجمع بين الفوائد البصرية والبيولوجية والعاطفية للضوء. يعني استخدام مصابيح LED أن هذا النوع من الإضاءة يمكن أن يكون موفرًا للطاقة ويسهل التحكم فيه باستخدام أنظمة ذكية متصلة.

بالإضافة إلى السماح لنا بالرؤية ، يثير الضوء استجابة فسيولوجية لدى البشر اعتمادًا على خصائصه ، مثل طيف الألوان والشدة والتوقيت. لذلك ، إذا أمضينا الكثير من الوقت في الداخل ، فهذا يؤثر على إيقاع الساعة البيولوجية لدينا - الساعة الرئيسية للجسم التي تساعد في تحديد نمط نومنا. من المفترض أن يساعد HCL في إيقاعنا لتحسين الصحة والرفاهية.

يرجع الفضل إلى الدكتور راسل فوستر ، الأستاذ البريطاني لعلم الأعصاب الساعة البيولوجية ، في اكتشاف الخلايا العقدية الحساسة للضوء - والتي تؤثر على الساعة البيولوجية للجسم وهي أساس HCL - في شبكية العين. تستجيب الخلايا بشكل أكثر حساسية للضوء الأزرق المرئي ، وتزامن أجسامنا مع الدورة الخارجية ليلا ونهارا.

ومع ذلك ، يقول فوستر إننا لسنا مستعدين لـ HCL ومن السابق لأوانه تنفيذه. وفي حديثه في معرض Light & amp Building 2018 في فرانكفورت ، قال: "لا يمكننا تطوير الإضاءة التي تركز على الإنسان حتى نعرف تأثير الضوء على علم الأحياء البشري عبر دورة النهار والليل".

وفقًا لفوستر ، لا توجد "وصفة" قياسية يمكن للمصنعين استخدامها ، لأن الناس إما "طيور" أو "بومة" - تؤثر الإضاءة على كل مجموعة بشكل مختلف.

إذن ما الذي تعتقده الصناعة؟ يقول مارك كينج ، مدير خط إنتاج الإضاءة في شركة إيتون لإدارة الطاقة: "لقد تحسن الفهم العام لتأثير الإضاءة على الجسم - بدءًا من تأثيرها على إيقاع الساعة البيولوجية إلى التأثير على الحالة المزاجية والرفاهية العامة - بشكل كبير. ومع ذلك ، فإن فكرة الإضاءة التي تتمحور حول الإنسان لا يزال أمامها طريق لتقطعه ".

غالبًا ما ترتبط الصحة والرفاهية بدورة نوم واستيقاظ جيدة ، حيث يؤثر الإيقاع المضطرب على كيفية عملنا وصحتنا على المدى الطويل. يؤدي التعب إلى الإجهاد ومشاكل الذاكرة وقلة الإبداع وتعاطي الأدوية والمنشطات والسمنة وانخفاض المناعة وحتى السرطان.

تقول Bianca van der Zande ، العالمة في Signify (سابقًا Philips Lighting) ، إن التأثير الإيجابي للضوء على دورات النوم والاستيقاظ لدينا قد تمت دراسته بعمق. "إن إنتاج الميلاتونين ، الهرمون الذي يساعد على إحداث النعاس وينظم دورة النوم والاستيقاظ ، يتأثر بالضوء الطبيعي والاصطناعي. في الظلام ، يتلقى الجسم إشارة لبدء إنتاج الميلاتونين لاحقًا ، إذا كان هناك ضوء كافٍ ، يحصل الجسم على إشارة لوقف إنتاج الميلاتونين ليصبح أكثر يقظة ".

وتضيف أن ساعتنا الجسدية الطبيعية تعمل لمدة تتراوح بين 15 و 30 دقيقة أطول من الساعات الاصطناعية التي تعمل على مدار 24 ساعة. "ما لم تتم إعادة الضبط ، فإن هذا سيجعلنا نرغب في الذهاب إلى الفراش لاحقًا ، مما يجعلنا أكثر اعتمادًا على إنذار الصباح. يمكن للضوء والتوقيت الصحيحين ضبط تأخر نصف ساعة وإعادة مزامنة ساعة الجسم لدينا مع ساعاتنا الاصطناعية التي تعمل على مدار 24 ساعة ". ضوء الصباح قوي للغاية في ضبط الإضاءة الاصطناعية لدورة النوم والاستيقاظ التي تحاكي ضوء النهار الساطع ، ويقال إنها فعالة للغاية في التنظيم والمزامنة ، مما يساهم في صحتنا العامة.

يمكن أن يتأثر مزاجنا بدرجة حرارة اللون الفاتح - فاللون الأبيض الدافئ مهدئ والأبيض المحايد أكثر تحفيزًا. يقيس مؤشر تجسيد اللون Ra عرض اللون هو أقرب ترجمة لضوء النهار. في المكاتب ، على سبيل المثال ، مطلوب Ra أكبر أو يساوي 80.

يؤثر توزيع الضوء واتجاهه على الأداء البصري والراحة. تقول شركة Osram Lighting Solutions إن HCL الأمثل في المكتب يتطلب مساحة واسعة مع إضاءة غير مباشرة و "إضاءات" رأسية عالية لخلق "سماء اصطناعية" ، مع درجات حرارة اللون الأبيض الديناميكي والتحكم في الإضاءة ، والأسطح العاكسة للغاية.

للاسترخاء ، يجب أن تكون الإضاءة دافئة مع وجود مكون أحمر مرتفع. تؤثر المكونات الزرقاء / درجة حرارة اللون المرتفعة على الدماغ وساعة الجسم ، مما يزيد من اليقظة والتركيز والانتباه. يقول أوسرام إن التأثير البيولوجي يكون أقوى عندما ينبعث الضوء من مصدر واسع النطاق ومن أعلى ، كما هو الحال مع ضوء الشمس.

يدعي Van der Zande أن هناك بالفعل أمثلة على التأثير الإيجابي والملموس لـ HCL. "في براغ ، قمنا بتركيب الإضاءة في المقر التشيكي لشركة الطاقة Innogy هذا العام. تم ضبطه لدعم دورات النوم والاستيقاظ اليومية للعمال وتحفيز مستويات الطاقة في أوقات محددة من اليوم.

"يتمتع الموظفون بضوء ساطع ومريح ، على غرار ضوء النهار الطبيعي ، لبدء يومهم وبعد الغداء. يساعد ذلك في تحفيز مستويات الطاقة وتعزيز الراحة في مكان العمل والرؤية ". وتضيف أن التحفيز من تركيبات HCL يشبه فنجان قهوة قوي ، والذي يمكن أن يكون بمثابة موسيقى لآذان العديد من العمال الذين يعتمدون على المنشطات الخفيفة ليقضوا اليوم.

ومع ذلك ، يقول Dawn Hollingsworth ، مدير Darkhorse Lightworks ، إن الصناعة بحاجة إلى مزيد من التمويل للبحث. وتضيف: "هناك حواجز أمام التنفيذ مثل الأولويات والتكاليف وأنظمة التحكم المختلفة التي تكبح الطلب".

يوضح Eaton’s King أنه في حين أن الكثيرين يفهمون الفكرة على مستوى حبيبي ، أي الحالة المزاجية مقابل لون الإضاءة ، يمكن للمرء أن يجادل بأن الفكرة لم يتم فهمها بعد عبر الصناعة - وأن نقص الوعي ينعكس في تطوير المنتج.

ويضيف أنه "من أجل المضي قدمًا ، يجب أن يفهم المقاولون والقائمون بالتركيب الكهربائي المفاهيم الأساسية المحيطة بـ HCL. إن الفهم الأعمق للقضايا المحيطة بـ HCL من جانبهم سيوفر قيمة مضافة للمصنعين ، والقائمين بالتركيب ، وخاصة المستخدم النهائي ، "مثل العاملين في مكتب أو مصنع ، أو الأطفال في المدرسة ، أو المقيمين في دار رعاية أو مستشفى ، أو أنت في البيت.

يقول هولينجسورث إن صناعة الإضاءة رائعة في التحدث إلى نفسها ، ولكن هناك المزيد مما يجب القيام به لتثقيف عامة الناس وأولئك الذين لديهم المال لبناء المشاريع.

"عندما يطالب الناس بإضاءة أفضل ، ستكون الفوائد واضحة ، ولكن إلى أن يكون هناك طلب ، ستظل HCL هدفًا لخفض التكاليف وسيكون الاعتماد على نطاق واسع بطيئًا."

يوافق King على أنه بينما قد يستغرق الأمر بعض الوقت قبل أن نرى تنفيذ HCL على أساس منتظم ، فإن وجود فهم أساسي لها سيعد المقاولين عندما يحين وقت الانتقال إلى هذا المستوى التالي. يقول: "في غضون ذلك ، من المهم أن يختار القائمون على التركيب وحدة الإنارة المناسبة لإضاءة كل مساحة بأفضل طريقة ممكنة". "لن يؤدي هذا إلى زيادة إنتاجية الموظفين فحسب ، بل سيحقق أفضل النتائج بشكل عام."

يقول أليكس جيفورد ، مدير اتصالات العلامات التجارية بالمملكة المتحدة في شركة Steelcase ، إن التفاصيل مثل الإضاءة والأهمية المادية والمساحات غير الرسمية والعناصر الطبيعية هي تأثيرات قوية على السلوك والتواصل مع العلامة التجارية للشركة وثقافتها. "من المهم التأكد من أن التكنولوجيا المتاحة سهلة الاستخدام ويمكن أن تتراكم حالة الإحباط التي يمكن الوصول إليها عندما يكون هناك خلاف بين البشر والتكنولوجيا".

يضيف Van der Zande من Signify: "نظرًا لأننا كنوع نقضي الآن معظم يومنا في الداخل ، بالإضافة إلى التقدم في فهمنا للصحة ، أتوقع أن يصبح دور الإضاءة في صحتنا الجسدية والعقلية أمرًا شائعًا بشكل متزايد في منطقتنا. الحياة اليوميه او الحياة المعتاده." *

إضاءة

■ في ساعات الصباح الباكر ، يمكن أن يساعد الضوء الصحيح الطلاب على الاستيقاظ بنعاس أقل.

■ يمكن أن تساعد بيئة الإضاءة المحسنة على اليقظة والتركيز.

■ في الوقت الصحيح ، يمكن لأنظمة الإضاءة عالية الشدة ودرجة حرارة اللون تحسين جودة التعلم والنوم.

■ يمكن أن يمنع التقلبات المزاجية والاكتئاب.

■ يستقر إيقاع الساعة البيولوجية للإنسان.

تتحسن الرفاهية بسبب الراحة ذات الجودة الأفضل والأدوية التي تحفز على النوم.

■ يحسن رفاهية الموظفين.

■ تحت ضغط أقل حيث يختبر السكان النشاط الصحيح ومراحل الراحة.

■ يمكن أن يساعد التعرض المكثف للضوء اليومي والليوماوي على يقظة الموظف أثناء النهار والنوم ليلاً.

■ قد يؤدي التحكم الفردي في الإضاءة ، والذي يختلف من شخص لآخر ، إلى زيادة الرضا الوظيفي.

■ قد تساعد تركيبات الإضاءة المكثفة والضوء الأبيض القابل للضبط في الإنتاج والتعب والأخطاء - تكون التأثيرات أكثر وضوحًا مع المهام المتكررة.

■ قد يستفيد عمال الورديات من إضاءة نوبات المرحلة لتسهيل العمل الليلي.

قم بالتسجيل في البريد الإلكتروني E & ampT News للحصول على قصص رائعة مثل هذه يتم تسليمها إلى صندوق الوارد الخاص بك كل يوم.


قلل من التوتر في حياتك. يمكن أن يؤدي الإجهاد البدني والعقلي إلى ارتفاع مستويات هرمون التوتر ، مثل الكورتيزول ، الذي يمكن أن يتداخل مع دورة نومك. جرب العلاج بالرائحة أو الموسيقى خلال الوقت الذي تقضيه قبل النوم للتخلص من بعض التوتر من اليوم السابق. سيساعد تقليل التوتر في الليل جسمك على إفراز الميلاتونين.


دور الميلاتونين في الإيقاع اليومي لدورة النوم واليقظة

تم عزل الميلاتونين لأول مرة من الغدة الصنوبرية البقرية في عام 1958. 1 في البشر ، هو الهرمون الرئيسي الذي تصنعه الغدة الصنوبرية وتفرزه. يتم إنتاجه من مسار يحتوي على كل من التربتوفان والسيروتونين. يُظهر الميلاتونين قابلية عالية للذوبان في الدهون والماء ، مما يسمح له بالانتشار بسهولة عبر معظم أغشية الخلايا ، بما في ذلك الحاجز الدموي الدماغي. يبلغ عمر النصف حوالي 30 دقيقة ، ويتم تطهيره في الغالب عن طريق الكبد ثم يتم إفرازه في البول على شكل 6-سلفاتوكسي ميلاتونين في البول.

في البشر ومعظم الثدييات النهارية ، يُفرز الميلاتونين ليلاً بإيقاع يومي قوي ومستويات بلازما قصوى تحدث حوالي 3 إلى 4 صباحًا. يرتبط الارتفاع اليومي في إفراز الميلاتونين بزيادة لاحقة في الميل للنوم قبل ساعتين من موعد نوم الشخص المعتاد. الوقت قبل هذا الإفراز هو أقل احتمالية لحدوث النوم ، وعندما يبدأ ، يزداد الميل للنوم بشكل كبير مع فتح "بوابة النوم". يتم تنظيم الإطلاق المنتظم للميلاتونين من خلال مولد الإيقاع اليومي المركزي - النواة فوق التصالبية (SCN) في الوطاء الأمامي.

يتم التوسط في معظم تأثيرات الميلاتونين كرونوبيوتيك والمنومة من خلال مستقبلين: MT1 و MT2. كلا النوعين الفرعيين لهما كثافة عالية في SCN ، لكنهما ينتشران أيضًا في مواقع أخرى في الدماغ والأعضاء الأخرى ، مما يشير إلى أن الميلاتونين من المحتمل أن يؤثر على الأنظمة البيولوجية الأخرى. بالنظر إلى هذا التوزيع ، ليس من المستغرب أن الميلاتونين يبدو أن له عددًا من التأثيرات على البيولوجيا البشرية التي لم يتم توضيحها بالكامل ، بما في ذلك تنظيم دورة النوم والاستيقاظ والعمل كعامل عصبي / واقٍ للأعصاب.

يبدو أن وظيفة الميلاتونين هي التوسط في الإشارات المظلمة وتوفير المعلومات الليلية ، "هرمون الظلام" ، بدلاً من أن يكون هرمون النوم. يُعتقد أيضًا أنه "مزامن داخلي" يعمل على استقرار وتقوية الإيقاعات اليومية المختلفة في الجسم. 2 على الرغم من ملاحظة تأثيرات التنويم المباشر ، فإن تأثير الميلاتونين على النوم يبدو أكثر انخراطًا في إيقاع الساعة البيولوجية لتنظيم النوم والاستيقاظ. يبدو أن تأثيرات تحول الطور للميلاتونين ناتجة عن مستقبل MT2 ، في حين أن مستقبل MT1 أكثر ارتباطًا ببدء النوم.

الميلاتونين والإيقاع اليومي لدورة النوم والاستيقاظ

تتأثر دورة النوم والاستيقاظ اليومية بعاملين: العملية C (الساعة البيولوجية) ، وهي "ساعة" ذاتية المنشأ تحرك إيقاع دورة النوم والاستيقاظ وعملية S (النوم) ، وهي "نزعة النوم" المتوازنة التي تحدد آخر الأحداث. تراكم مقدار النوم واليقظة. تتفاعل SCN مع كلتا العمليتين ، وهي المكان الذي يوجد فيه المكون الرئيسي للعملية C. يُعتقد أن الإشارات المثيرة من SCN وما تلاه من قمع الميلاتونين يعزز اليقظة أثناء النهار استجابةً للضوء وقمع تثبيط الميلاتونين لـ SCN. يتم إطلاق هذا التثبيط في المرحلة المظلمة ويؤدي إلى تخليق / إطلاق الميلاتونين مع تعزيز النوم.

دورة النوم والاستيقاظ ليست سوى واحدة من العديد من الإيقاعات اليومية. إذا تُركت بدون حافز ، فإن فترة النوم / الاستيقاظ اليومية حوالي 24.2 ساعة ، ولكن يمكن أن تختلف من 23.8 إلى 27.1 ساعة. هذه الفترة موروثة وترتبط ارتباطًا وثيقًا بتفضيل الساعة البيولوجية الجوهري ليلا (فترة طويلة) أو نهارًا (فترة قصيرة) ، والتي يمكن تحديدها عن طريق قياس توقيت الإفراز الأقصى للميلاتونين ودرجة حرارة الجسم الأساسية اللاحقة ذات الصلة (CBT). يحدث النعاس الأقصى عندما يكون العلاج المعرفي السلوكي في أدنى مستوياته وتكون مستويات الميلاتونين في أعلى مستوياتها.

يمكن للعديد من العوامل الخارجية والداخلية (تسمى zeitgebers) أن تغير إيقاع الساعة البيولوجية. تصبح دورة النوم والاستيقاظ مقيدة فقط باليوم الشمسي لمدة 24 ساعة من خلال هذه العوامل ، والأكثر قوة هو التعرض لضوء العين. يعد استخدام الميلاتونين الخارجي أحد العوامل الرئيسية غير الخفيفة التي يمكن أن تؤثر على إيقاع الساعة البيولوجية ، ولكن النتائج في العينات السريرية كانت مختلطة. 3 هذا ليس مفاجئًا لأنه يمكن أن يكون هناك تباين فردي كبير في إنتاج الميلاتونين الداخلي. يمكن للضوء والأدوية والسلوك أيضًا تغيير مستويات الميلاتونين. قد تؤدي الحرائك الدوائية والديناميكا الدوائية للميلاتونين الخارجي (التمثيل الغذائي العالي للمرور الأول ، والعمر النصفي القصير ، والارتباط الضعيف لمستقبلات MT1 / MT2) إلى تأثيرات غير متسقة في العديد من المجالات السريرية أيضًا.

يبدو أن الميلاتونين له تأثيران متفاعلان محتملان على دورة النوم والاستيقاظ. أولاً ، يدخل ويغير إيقاع الساعة البيولوجية (العملية C) في وظيفة "كرونوبيوتيك". ثانيًا ، يعزز بداية النوم واستمراريته في وظيفة "التنويم المغناطيسي" عن طريق زيادة الدافع الاستتبابي للنوم (العملية S). يبدو أن هذه التأثيرات متساوية. سريريًا ، يؤخر تناول الميلاتونين الخارجي في الصباح مرحلة إيقاع الساعة البيولوجية والنعاس اللاحق في المساء. يمكن أن يؤدي تناول الميلاتونين في المساء إلى تقدم كلتا المرحلتين.


اضطرابات النوم بإيقاع الساعة البيولوجية

التعرض للضوء له تأثير معاكس وهو أكثر فاعلية في آثار تحول الطور. يمكن أن يختلف هذا أيضًا اعتمادًا على الوقت المحدد الذي يتم فيه إعطاء الميلاتونين ويحدث التعرض للضوء ، فيما يتعلق بإيقاع الساعة البيولوجية للمريض. يُظهر المرضى امتثالًا أكبر في تناول الميلاتونين في الوقت المناسب أكثر من متابعة التعرض الضروري للضوء. وبالتالي ، قد تكون إدارة الميلاتونين في الوقت المناسب طريقة أكثر قابلية للتطبيق لتغيير إيقاع الساعة البيولوجية في الممارسة السريرية عند الحاجة.

يُعرَّف اضطراب إيقاع الساعة البيولوجية بأنه نمط مستمر أو متكرر لاضطراب النوم ناتج أساسًا عن التغيرات في نظام ضبط الوقت اليومي أو اختلال التوازن بين إيقاع الساعة البيولوجية الداخلية والعوامل الخارجية التي تؤثر على توقيت أو مدة النوم. يأخذ هذا التعريف في الاعتبار أن كلاً من العوامل الخارجية (نمط الحياة ، والوظيفة ، والعوامل الاجتماعية والثقافية) والداخلي (إيقاع الساعة البيولوجية البيولوجية) يمكن أن تساهم في اختلال المحاذاة. (يمكن العثور على التفاصيل بتنسيق الجدول 1.)

تقييم وعلاج اضطرابات النوم المتعلقة بإيقاع الساعة البيولوجية

تستخدم العديد من المسارات المثبطة لتخليق وإفراز الميلاتونين و SCN حمض بيتا أمينوبوتيريك (GABA) كناقل عصبي. ومن ثم ، فإن الأدوية التي تؤثر على مستقبلات GABA ، مثل البنزوديازيبينات ، أو تزيد من نغمة GABA ، مثل الفالبروات ، يمكن أن تقلل من إفراز الميلاتونين في الليل. - يمكن للحاصرات ، ومثبطات البروستاجلاندين ، ومضادات الكالسيوم ثنائية الهيروبيريدين أن تقلل بشكل كبير من مستويات الميلاتونين أيضًا.


أسئلة الفحص السريري لاضطرابات إيقاع الساعة البيولوجية

بعض أسئلة المريض (الجدول 2) واستبيان الصباح - المساء 4 غير مدعومين بأدلة رسمية ولكنها مفيدة لتنبيه الطبيب إلى الإيقاع اليومي المفضل لدى المريض واحتمال الاضطرابات الناتجة. غالبًا ما يتم استخدام سجل النوم أو اليوميات أو قياسات أكتيغراف الأكثر تفصيلاً كنقطة انطلاق للتحقيقات الموضوعية. Actigraphy ، طريقة غير جراحية لتقريب دورة النوم والاستيقاظ ، تقيس النشاط الحركي الإجمالي بواسطة مستشعر يوضع عادة على المعصم. تعد مراجعة البيانات من سجل النوم أو الرسم الخطي لمدة 7 أيام معيارًا لتشخيص اضطراب النوم إيقاع الساعة البيولوجية. لا يُنصح بإجراء دراسة كاملة للنوم (تخطيط النوم) بشكل روتيني ما لم تكن هناك علامات وأعراض لاضطراب نوم أولي آخر أكثر شيوعًا (مثل انقطاع النفس الانسدادي النومي) ، ولكن من المهم الاستفسار عن إمكانية حدوث هذه الاضطرابات.

يشار إلى استخدام الميلاتونين في الوقت المحدد بدرجات متفاوتة من الأدلة في جميع اضطرابات النوم إيقاع الساعة البيولوجية. 5 يتم استخدام الميلاتونين بالاقتران مع أو بدلاً من العلاجات الأخرى ، مثل التعرض للضوء في الوقت المحدد ، وجداول النوم المخطط لها ، والمنشطات. يعتمد وقت الإعطاء ، وإلى حد ما ، جرعة الميلاتونين على الاضطراب الذي يتم علاجه (الجدول 1). كانت الجرعات متغيرة تمامًا (0.3 إلى 10 مجم) ، ولكن كقاعدة عامة ، من الأفضل استخدام أقل جرعة فعالة. الجرعات المنخفضة (1 إلى 3 مجم) هي الأفضل لمتلازمة مرحلة النوم المتأخرة والجرعات الأعلى (5 إلى 10 مجم) هي الأفضل لاضطراب نوم اضطراب الرحلات الجوية الطويلة ، واضطراب نوم العمل بنظام الورديات ، واضطراب الجري الحر.

الميلاتونين للأرق الأولي

من المعروف أن الأرق هو مصدر قلق شائع للغاية ، خاصة في الأمراض النفسية. وله مضاعفات ضارة متعددة وتكاليف اقتصادية كبيرة مباشرة وغير مباشرة. نسبة كبيرة من حالات الأرق إما بسبب أو مصاحبة لسبب ثانوي. يتم تشخيص الأرق الأولي ، أو أحد مكوناته ، فقط عندما يتم استبعاد جميع العوامل الأخرى أو تحسينها بالكامل.

The initial clinical approach to managing insomnia is to rule out, or treat, all secondary causes and comorbidities, primary sleep disorders, and sleep-interfering behavioral concerns. The importance of vigilance for evolving secondary causes (especially mood and anxiety disorders) when treating patients with insomnia cannot be overstated. Insomnia is a strong risk factor for these disorders and may represent an early form of the illness.

Both cognitive-behavioral therapy and hypnotic medications have been the main treatment modalities for primary insomnia. Approved hypnotic medications include benzodiazepines and benzodiazepine receptor agonists such as eszopiclone, zolpidem, and zaleplon. Numerous adverse effects have been seen with benzodiazepines, including amnesia, next day hangover, cognitive effects, and rebound insomnia, which makes their use controversial. Benzodiazepine receptor agonists attenuate these features, but they are still troublesome. The wide off-label clinical use of sedating antidepressants, antipsychotics, and antihistamines for sleep concerns points not only to the inadequacy of current medications for treating primary insomnia but also to possible clinical misdiagnosis of the primary insomnia state or even the lack of identification of key comorbidities.

There are mixed results for the use of exogenous melatonin in primary insomnia. Definite trends toward the efficacy of melatonin were seen in one meta-analysis. 6 Results from another study reported as negative actually demonstrated a statistically significant positive result of a decrease in sleep latency by an average of 7.2 minutes for melatonin. 7 For reasons that are unclear, this result was considered clinically insignificant, although such improvement in sleep latency is well within the range of other marketed pharmaceutical hypnotic agents. 8

Study findings from large groups of middle-aged and elderly patients indicate a clear improvement in primary insomnia with the use of 2 mg of extended-release melatonin. In the largest study of more than 500 patients, positive results were primarily seen in patients aged 55 and older and efficacy was seen over a 6-month period. 9 The preferential result of exogenous melatonin in an older population may be linked to an age-related decrease in melatonin levels. Some possible causes of this include less effective light input, a decrease of activity of the SCN, or calcification of the pineal gland. Support for this mechanism comes from a study of patients of all ages with relatively low melatonin levels who showed preferential response to the sleep effects of exogenous melatonin. 10

Extended-release melatonin has also been found to be safe and well tolerated. 9 No significant withdrawal, cognitive adverse effects, or rebound insomnia were seen. These are universally consistent findings in all of the studies of exogenous melatonin in insomnia. 6,8,9,11 As a result of the findings from the studies mentioned above, extended-release melatonin has been indicated by the European Medicines Agency and a number of regulatory agencies in other countries as a monotherapy for the short-term treatment of insomnia in patients aged 55 and older. Given the low risk of adverse effects with short-term use and the excellent safety profile, a recent consensus statement from the British Association for Psychopharmacology went a step further and concluded that “a controlled-release formulation of melatonin is the first-choice treatment when a hypnotic is indicated in patients over 55.” 12

Ramelteon, a newer MT1/MT2 melatonin receptor agonist approved by the FDA in 2005 for the treatment of insomnia, has addressed some of the intrinsic biological problems linked to the inconsistent findings of melatonin on sleep. It has a much longer half-life than exogenous melatonin and has a 3- to 16-fold greater affinity for the MT1 and MT2 receptors. 13 It has greater lipophilic properties than melatonin, with increased tissue absorption and an active metabolite that contributes to its action. Most of the action of ramelteon is specifically on the SCN, and it has no affinity for benzodiazepine, opioid, dopamine, or serotonin receptor subtypes. 14 It is also MT1 receptor- selective, which suggests that it targets sleep onset more than melato-nin itself. 15

Ramelteon is clearly effective for treating primary insomnia at a wide dose range (4 to 32 mg) on multiple variables of sleep in patients aged 18 and older, including patients older than 65. Effects occurred as quickly as 1 week and efficacy was seen over 6 months, without significant next morning residual effects, rebound insomnia, cognitive adverse effects, and withdrawal. 16-18 A number of studies also indicate a dose-independent effect of ramelteon, which suggests a more regulatory than sedative mechanism of improving sleep. 19

Ramelteon has also shown phase shifting abilities of the circadian rhythm as well as some mixed positive results in jet lag sleep disorder. 20,21 Given the previously mentioned beneficial effects of melato-nin on natural sleep regulation, this should be considered a first-line treatment for primary insomnia, especially if the patient is elderly or has issues with rebound insomnia, next day effects, withdrawal, or elements of circadian rhythm sleep disorders. Related melatonin receptor agonists are currently in the later stages of development.

Applications of melatonin in major psychiatric disorders

Sleep disturbance and mood disorders are inexorably linked: 80% of patients with depression report poor-quality sleep, and sleep problems are a criterion for both depression and bipolar disorder. 22 A number of studies suggest that sleep problems lead to the development or relapse of mood disorders. Indirect data point toward sleep disturbance as an important etiological factor in the development of depressive disorders. 23 Sleep problems also appear to increase the risk of, or can signal subsequent, mood disorder development. 24 Clinically, the sleep problem can interact with the mood disorder in many ways-usually as a combination of residual illness symptoms and medication adverse effects-and can lead to misdiagnosis.

Although the theory that disturbances of sleep and mood have a shared pathology is not new, it is beginning to receive more clinical attention. It has been postulated that sleep problems, circadian rhythm disruption, and mood disturbance are either fundamental responses of a shared common mechanism or a mood disorder, and sleep/circadian rhythm dysregulation can occur reciprocally. 25 There appears to be a common genetic overlap between circadian rhythm disruption and mood disorders: many of the same features of circadian rhythm sleep disorders can be seen in mood disorders, such as delayed sleep onset and early morning awakening as well as reversal of the normal peaks of energy, mood, and alertness. 24,26

Circadian rhythm sleep disorders can present as depressive type symptoms or can be comorbid with the mood disorder. This is especially true in patients with cyclical depression, such as seasonal affective disorder or bipolar spectrum illness. 27 Severe circadian rhythm disruption can often be a clinical clue that points toward bipolar rather than unipolar depression.

Changes in the timing and amount of melatonin secretion and excessive sensitivity to the melatonin response to light have been seen in patients with mood disorders. 25 Disruption in melatonin secretion in patients with bipolar disorder and depression has also been noted. 28 Whether these changes lead to or are a result of the illness is unknown because it is often difficult to separate true biological disruption from the confounding effects of medication and behavior. Many of the antidepressants used to treat mood disorder can also affect the homeostatic drive to sleep as well as disrupt normal chronobiology and sleep architecture.

Exogenous melatonin has shown some positive treatment effects on the symptoms of depressive disorders, but its monotherapeutic effect in humans does not appear to be robust. However, augmentation strategies in which melatonin is added to antidepressants do show some promise. 27 Agomelatine, an agent with effects on both the melatonergic (MT1, MT2) and serotonergic (serotonin-2C and to some degree serotonin-2B) systems, is a novel antidepressant that may address both circadian rhythm disruption and depressive symptom constellations. Theoretically, these effects make this agent a more tolerable and effective antidepressant. 29 Unfortunately, it has not received FDA approval and is only available in Europe and Australia.

Numerous trials of agomelatine at doses of 25 to 50 mg have shown antidepressant effects superior to those of placebo and efficacy equal to or greater than that of currently effective antidepressants. 30-34 Relapse prevention over 6 months has also been shown with agomelatine, although these results have been mixed. 35,36 Agomelatine also appears to be safe and tolerable in the short term, with an overall adverse-effect profile that is comparable to that of placebo. 30

Compared with placebo and venlafaxine, agomelatine has been found to promote beneficial changes in sleep architecture and overall sleep stability, with fewer problems of next day sedation. 33,34,37-39 The improvement in sleep appears to precede the antidepressant effect, which suggests that the sleep improvement may be related to efficacy of the antidepressant. Agomelatine may also be beneficial in bipolar depression. 40 In addition, agomelatine has demonstrated a circadian phase advance in healthy volunteers as well as correction of independent circadian rhythm disturbances in depressed patients and seasonally depressed patients, who are prone to circadian rhythm disruption. 31,41,42

Overall, agomelatine is thought to have a balanced dual action. It promotes sleep at night with its melatonergic effects and alertness during the day with its serotonergic effects. Although data have been mixed, the number of positive results for agomelatine in the domains of antidepressant effect, sleep improvement, and regulation of the circadian rhythm speaks to the benefit of melatonin and its receptor agonists in sleep, circadian rhythm, and mood difficulties.

Adverse effects

Melatonin and its receptor agonists have been shown to be safe in the short term. 6 Trials up to 6 months showed no significant change in major safety parameters for controlled-release melatonin, ramelteon, and agomelatine. 9,18,35 Controlled long-term data do not exist, but case reports indicate that numerous people have taken melatonin for years without any deleterious effects. 43 Nonetheless, next day sedation and an increase in vivid dreams or nightmares are often seen clinically with melatonin.

It is possible that other hormone levels may also be disrupted. A rise in prolactin level and a decrease in follicle-stimulating hormone level have been seen, but there have been no changes in luteinizing hormone and thyroid-stimulating hormone levels and in orthostatic blood pressure. 44 Although not formally recommended, melatonin is widely used clinically in children. Data show that it may have beneficial effects on insomnia in children with developmental delay, autism, and ADHD. 26,42 The safety of melatonin in pregnancy is unknown.

No weight gain has been seen with melatonin treatment. In fact, melatonin appears to have significant cytoprotective properties that prevent metabolic syndrome sequelae in animal models as well as beneficial effects on thrombus growth, cholesterol levels, and blood pressure in humans. Given the well-known high rates of metabolic syndrome and its sequelae in major mental illness, this property of melatonin is one of its many intriguing benefits.

There remains significant debate about the use of melatonin in psychiatry and sleep disorders. Evidence continues to emerge, but studies are limited by the lack of consistent methodology and attention to both the chronobiotic and hypnotic effects of the molecule. Dosing and timing of melatonin can play a large role in its efficacy and can lead to variable effects. A low dose (1 to 3 mg) 3 to 4 hours before the preferred bedtime will help with a delayed sleep-wake phase, while higher doses (3 to 9 mg) given 60 to 90 minutes before the desired bedtime will help with jet lag sleep disorder or primary insomnia. However, significant clinical evaluation is frequently required to understand the roots of insomnia and the proper timing of melatonin administration.

Unfortunately, in the United States, melatonin is considered a dietary supplement hence, the quality of the source of melatonin is always a concern. Melatonin receptor agonists address some of these concerns about purity and quality, but fewer data are available with these agents.

It is clear that forms of exogenous melatonin (especially controlled-release) and melatonin receptor agonists have a role in the treatment of circadian rhythm sleep disorders in patients with insomnia (especially in the elderly) and in those with comorbid depressive disorders. The safety and tolerability of melatonin, especially compared with other hypnotic agents, suggests a very favorable cost-benefit ratio and is one of the primary considerations in the treatment of insomnia.

Increasing sleep latency through a hypnotic or sedative effect has long been a paradigm that has been overemphasized in the treatment of insomnia and psychiatric illness. Although sleep is necessary, the increase in sleep latency must be balanced with the risk of next day hangover and cognitive effects, which can often be far more detrimental to a patient’s quality of life than the actual insomnia. Melatonin and its receptor analogues appear to be moving away from this traditional “knock out” paradigm of a sleeping pill. It appears that the actual sleep induction effect of melatonin and its receptor analogues is quite modest and their mechanism of action is more sophisticated: amplifying natural circadian differences in alertness and possibly creating a more biologically normal sleep pattern.

مراجع:

1. Lerner AB, Case JD, Takakashi Y, et al. Isolation of melatonin, the pineal gland factor that lightens melanocytes. J Am Chem Soc. 195880:2587.
2. Saper CB, Lu J, Chou TC, Gooley J. The hypothalamic integrator for circadian rhythms. Trends Neurosci. 200528:152-157.
3. Arendt J, Skene DJ. Melatonin as a chronobiotic. Sleep Med Rev. 20059:25-39.
4. Horne JA, Ostberg O. A self-assessment questionnaire to determine morningness-eveningness in human circadian rhythms. Int J Chronobiol. 19764:97-110.
5. Morgenthaler TI, Lee-Chiong T, Alessi C, et al Standards of Practice Committee of the American Academy of Sleep Medicine. Practice parameters for the clinical evaluation and treatment of circadian rhythm sleep disorders. An American Academy of Sleep Medicine report [published correction appears in نايم. 200731:table of contents]. نايم. 200730:1445-1459.
6. Cardinali DP, Srinivasan V, Brzezinksi A, Brown GM. Melatonin and its analogs in insomnia and depression. J Pineal Res. 201252:365-375.
7. Buscemi N, Vandermeer B, Hooton N, et al. The efficacy and safety of exogenous melatonin for primary sleep disorders. A meta-analysis. J Gen Intern Med. 200520:1151-1158.
8. Srinivasan V, Pandi-Perumal SR, Trahkt I, et al. Melatonin and melatonergic drugs on sleep: possible mechanisms of action. Int J Neurosci. 2009119:821-846.
9. Wade AG, Crawford G, Ford I, et al. Prolonged release melatonin in the treatment of primary insomnia: evaluation of the age cut-off for short- and long-term response. Curr Med Res Opin. 201127:87-98.
10. Leger D, Laudon M, Zisapel N. Nocturnal 6-sulfatoxymelatonin excretion in insomnia and its relation to the response to melatonin replacement therapy. Am J Med. 2004116:91-95.
11. Buscemi N, Vandermeer B, Hooton N, et al. Efficacy and safety of exogenous melatonin for secondary sleep disorders and sleep disorders accompanying sleep restriction: meta-analysis. BMJ. 2006332:385-393.
12. Wilson SJ, Nutt DJ, Alford C, et al. British Association for Psychopharmacology consensus statement on evidence-based treatment of insomnia, parasomnias and circadian rhythm disorders. J Psychopharmacol. 201024:1577-1601.
13. Karim A, Tolbert D, Cao C. Disposition kinetics and tolerance of escalating single doses of ramelteon, a high-affinity MT1 and MT2 melatonin receptor agonist indicated for treatment of insomnia. J Clin Pharmacol. 200646:140-148.
14. Yukuhiro N, Kimura H, Nishikawa H, et al. Effects of ramelteon (TAK-375) on nocturnal sleep in freely moving monkeys. Brain Res. 20041027:59-66.
15. Kato K, Hirai K, Nishiyama K, et al. Neurochemical properties of ramelteon (TAK-375), a selective MT1/MT2 receptor agonist. Neuropharmacology. 200548:301-310.
16. Dobkin RD, Menza M, Bienfait KL, et al. Ramelteon for the treatment of insomnia in menopausal women. Menopause Int. 200915:13-18.
17. Mayer G, Wang-Weigand S, Roth-Schechter B, et al. Efficacy and safety of 6-month nightly ramelteon administration in adults with chronic primary insomnia. نايم. 200932:351-360.
18. Uchiyama M, Hamamura M, Kuwano T, et al. Long-term safety and efficacy of ramelteon in Japanese patients with chronic insomnia. Sleep Med. 201112:127-133.
19. Zammit G, Erman M, Wang-Weigand S, et al. Evaluation of the efficacy and safety of ramelteon in subjects with chronic insomnia [published corrections appear in J كلين سليب ميد. 20084:table of contents J كلين سليب ميد. 20073:table of contents]. J كلين سليب ميد. 20073:495-504.
20. Richardson GS, Zee PC, Wang-Weigand S, et al. Circadian phase-shifting effects of repeated ramelteon administration in healthy adults. J كلين سليب ميد. 20084:456-461.
21. Zee PC, Wang-Weigand S, Wright KP Jr, et al. Effects of ramelteon on insomnia symptoms induced by rapid, eastward travel. Sleep Med. 201011:525-533.
22. Reynolds CF, Kupler D. Sleep in depression. In: Williams RZ, Karacan I, Moore CA, eds. Sleep Disorders, Diagnosis and Treatment. New York: John Wiley 1988:147-164.
23. Lustberg L, Reynolds CF. Depression and insomnia: questions of cause and effect. Sleep Med Rev. 20004:253-262.
24. Hickie IB, Rogers NL. Novel melatonin-based therapies: potential advances in the treatment of major depression. Lancet. 2011378:621-631.
25. Pandi-Perumal SR, Moscovitch A, Srinivasan V, et al. Bidirectional communication between sleep and circadian rhythm and its implications for depression: lessons from agomelatine. Prog Neurobiol. 200988:264-271.
26. Bendz LM, Scates, AC. Melatonin treatment for insomnia in pediatric patients with attention-deficit/hyperactivity disorder. Ann Pharmacother. 201044:185-191.
27. Srinivasan V, Smits M, Spence W, et al. Melatonin in mood disorders. World J Biol Psychiatry. 20067:138-151.
28. Maldonado MD, Reiter RJ, Pérez-San-Gregorio MA. Melatonin as a potential therapeutic agent in psychiatric illness. Hum Psychopharmacol. 200924:391-400.
29. Pandi-Perumal SR, Srinivasan V, Cardinali DP, Monti MJ. Could agomelatine be the ideal antidepressant? Expert Rev Neurother. 20066:1595-1608.
30. Kennedy SH, Emsley R. Placebo-controlled trial of agomelatine in the treatment of major depressive disorder. Eur Neuropsychopharmacol. 200616:93-100.
31. Kasper S, Hajak G, Wulff K, et al. Efficacy of the novel antidepressant agomelatine on the circadian rest-activity cycle and depressive and anxiety symptoms in patients with major depressive disorder: a randomized, double-blind comparison with sertraline. J Clin Psychiatry. 201071:109-120.
32. Hale A, Corral RM, Mencacci C, et al. Superior antidepressant efficacy results of agomelatine versus fluoxetine in severe MDD patients: a randomized, double-blind study. Int Clin Psychopharmacol. 201025:305-314.
33. Lemoine P, Guilleminault C, Alvarez E. Improvement in subjective sleep in major depressive disorder with a novel antidepressant, agomelatine: randomized, double-blind comparison with venlafaxine. J Clin Psychiatry. 200768:1723-1732.
34. Quera-Salva M-A, Hajak G, Keufer-Le Gall S, Nutt D. Efficacy and safety of agomelatine in patients with major depressive disorder compared to escitalopram: a randomized, double-blind study. Int J Neuropsychiatry. 201013:P03-P43.
35. Goodwin GM, Emsley R, Rembry S, et al Agomelatine Study Group. Agomelatine prevents relapse in patients with major depressive disorder without evidence of a discontinuation syndrome: a 24-week randomized, double-blind, placebo-controlled trial. J Clin Psychiatry. 200970:1128-1137.
36. Lam RW. Addressing circadian rhythm disturbances in depressed patients. J Psychopharmacol. 200822(7 suppl):13-18.
37. Lopes MC, Quera-Salva MA, Guilleminault C. Non-REM sleep instability in patients with major depressive disorder: subjective improvement and improvement of non-REM sleep instability with treatment (agomelatine). Sleep Med. 20079:33-41.
38. Guilleminault C. Efficacy of agomelatine versus venlafaxine on subjective sleep of patients with major depressive disorder. Eur Neuropsychopharm. 200515(suppl 3):S419.
39. Quera Salva MA, Vanier B, Laredo J, et al. Major depressive disorder, sleep EEG and agomelatine: an open-label study. إنت ياء نيوروبسيتشوفارماكول. 200710:691-696.
40. Calabrese JR, Guelfi JD, Perdrizet-Chevallier C Agomelatine Bipolar Study Group. Agomelatine adjunctive therapy for acute bipolar depression: preliminary open data. ديسورد ثنائي القطب. 20079:628-635.
41. Leproult R, Van Onderbergen A, L’hermite-Balériaux M, et al. Phase-shifts of 24-h rhythms of hormonal release and body temperature following early evening administration of the melatonin agonist agomelatine in healthy older men. Clin Endocrinol (Oxf). 200563:298-304.
42. Pjrek E, Winkler D, Konstantinidis A, et al. Agomelatine in the treatment of seasonal affective disorder. Psychopharmacology (Berl). 2007190:575-579.
43. Sack RL, Brandes RW, Kendall AR, Lewy AJ. Entrainment of free-running circadian rhythms by melatonin in blind people. N Engl J Med. 2000343:1070-1077.
44. Terzolo M, Revelli A, Guidetti D, et al. Evening administration of melatonin enhances the pulsatile secretion of prolactin but not of LH and TSH in normally cycling women. Clin Endocrinol (Oxf). 199339:185-191.


Influence of light intensity and spectral composition of artificial light at night on melatonin rhythm and mRNA expression of gonadotropins in roach Rutilus rutilus

In this study we investigated the influence of artificial light at night (ALAN) of different intensities (0, 1, 10, 100 lx) and different colours (blue, green, red) on the daily melatonin rhythm and mRNA expression of gonadotropins in roach Rutilus rutilus, a ubiquitous cyprinid, which occur in standing and moderately flowing freshwater habitats of central Europe. Melatonin concentrations were significantly lowered under nocturnal white light already at 1 lx. Low intensity blue, green and red ALAN lowered the melatonin levels significantly in comparison to a dark control. We conclude that ALAN can disturb melatonin rhythms in roach at very low intensities and at different wavelengths and thus light pollution in urban waters has the potential to impact biological rhythms in fish. However, mRNA expression of gonadotropins was not affected by ALAN during the period of the experiments. Thus, suspected implications of ALAN on reproduction of roach could not be substantiated.

هذه معاينة لمحتوى الاشتراك ، والوصول عبر مؤسستك.


المواد والأساليب

Animals

Between May and July 2010 we caught adult male European blackbirds (urban = 20, rural = 20) with mist-nets set up at dawn in the city of Munich, in southeast Germany (48° 07’ N, 11° 34’ E 518 m ASL) and in a rural forest near the village of Raisting (47° 53’ N, 11° 04’ E, 553 m ASL), 40 km southwest of Munich. Birds were placed in cloth cages and transported to our facilities in Radolfzell (47° 44’ N, 8° 58’ E, 404 m asl) where they were initially housed in outdoor aviaries. On November 26 th , 2010, birds were moved indoors into individual cages (width × height × length: 45 × 70 × 80 cm) in two separate rooms. Each room contained 10 city and 10 forest birds, all being initially exposed to light/dark (LD) cycles that simulated the natural variation of photoperiod in Radolfzell, with

0.0001 lux of light at night. One urban bird died on April 1 st , 2011. Birds could hear but not see each other. Food (Granvit, Chemi-Vit, Italy) and drinking water were available ad libitum. All the experimental procedures were carried out in accordance with the guidelines of the Department 35 of the Regional Commission Freiburg, Baden Württemberg, Germany. We used the same animals and the experimental set-up described below to test different hypotheses about the effects of light-at-night on daily and seasonal cycles of blackbirds [13]. Specifically, data on the link between light-at-night and timing of reproduction and molt provide a valuable and unique background for the interpretation of the results of this manuscript [13].

Light treatment

The experiment started on December 18 th , 2010. Photoperiod followed the local natural variation of daylength in both treatment groups throughout the experiment. All birds stayed under a light/dark (LD) cycle. Control birds were exposed to very low light intensity at night, whereas experimental birds were exposed to dim light-at-night (see below). Daytime light intensity in both groups ranged from 250 to 1250 lux within each cage, and was provided by dimmable fluorescent white bulbs (Biolux 36 W, Osram, Germany) emitting light at wavelengths covering the human visible spectrum. Because lowest light intensity of dimmable fluorescent bulbs was still very high (

20 lux), we used a dimmable incandescent light bulb (SLV Elektronic, Germany, wavelength 450–950 nm) to simulate the low light intensities which free-roaming blackbirds experienced at night [13]. We chose this type of light bulb because it is a common light source in urban areas, e.g. for outdoor light decoration of houses, and is representative of the spectrum that street lights deployed in the city of Munich emit (yellow-red lights). Light intensity at night in the experimental group was set at 0.3 lux, and represents the mean of measurements at all four perches. Control birds were exposed to a light intensity of

0.0001 lux during the night, provided by the same light bulb type as that used for the experimental group. This light intensity of

0.0001 lux was used to allow the birds to orientate in the cage at night. Each group was exposed to a twilight phase of 35 minutes both in the morning and evening. Light programs of both rooms were controlled by Gira Homeserver (Germany). Light intensity in the cages was quantified at all four perches in a cage by using a LI-1400 data logger and LI-210 photometric sensor.

Melatonin assay

To determine plasma melatonin concentrations, we took blood samples during the periods of July 25–29, 2011, and January 25–29, 2012. Each individual was sampled at four different times of the day during a period of six days. Samples were taken at least 24 h apart from each other to minimize the stress for the animals. The four samples were taken at the following times: at 12:00 (both in summer and winter), 30 minutes after the end of evening twilight (summer: 21:00, winter: 18:00), 24:00 (both summer and winter), and 45 minutes before the start of morning twilight (summer: 3:00, winter 6:00). All reported times are expressed as Greenwich Mean Time (GMT) + 1 h. Each sampling session lasted for a maximum of 15 minutes, for all birds combined. We used headlamps with dim red light to catch and bleed the birds. Birds were bled outside the experimental rooms to minimize disturbance and stress to the other animals. We punctured the brachial vein with a 25-g needle and collected 200 μl of blood in a hematocrit capillary. Blood was immediately stored on ice. Plasma was separated from red blood cells by centrifugation within 30 minutes after the end of the sampling and then stored at −80°C. The concentration of plasma melatonin was measured by Radioimmunoassay (RIA) [79], which we validated for European blackbirds (Additional file 1: Figure S2). Dilutions of 4 night plasma pools from blackbirds were parallel to dilutions of the melatonin standard, indicating that there were no matrix effects. Further, we spiked 4 daytime samples that were close to or below the detection limit with 20 pg of the melatonin standard. On average we recovered 24.5 ± 3.25 pg (mean ± SD), suggesting that the assay slightly overestimated the melatonin concentration in the samples. For our analyses we ran four assays. All samples from one individual were included in one assay to reduce inter-assay variation. The inter-assay coefficient of variation was 6.9%, while the average intra-assay coefficient of variation was 4.7% + 3.7% (mean ± SD).

Activity recordings

Locomotor activity was recorded continuously for the entire duration of the experiment through a passive infrared sensor mounted on each cage (Intellisense, CK Systems, Eindhoven, The Netherlands). Movements were counted and stored as two minute bins on a computer. For the purpose of this study we analysed activity data recorded for seven days prior to each blood sampling session (summer 2011: July 18–24 winter 2012: January 18–24). For each individual we calculated the number of activity counts for each hour of the 24-hr day, averaged for the seven days of recording.

Statistical analysis

Analyses were conducted with the software R 2.15.0 [80]. All tests were two-tailed and we applied a significance level α = 0.05. All explanatory continuous variables were centred and standardized to facilitate interpretation of the estimates. In all models described we used a Gaussian error structure because they met the assumptions of normality of residuals and homogeneity of variance. If non-significant interactions were present, they were sequentially removed. When linear mixed models (LMMs) were used, individuals were always included as random intercepts to account for non-independency of repeated measures. In these type of models we assessed the significance of model parameters using a Monte Carlo Markov Chain (MCMC) approach through the function pvals.fnc in the R package languageR[81]. P-values (pMCMC) were calculated based on the posterior distribution of model parameters (50000 iterations). When significant interactions were detected, we evaluated them running independent linear models at each time of day (Additional file 1: Table S2).

We analysed the variation in absolute melatonin concentration with LMMs. Log-transformed melatonin concentration was the response variable. We first ran a preliminary model with treatment (dark night/light-at-night), origin (urban/rural), time of day and season as fixed effects. This was done to analyse variation in melatonin concentration between seasons. However, it would have been conceptually misleading to include interaction between time of day and any of the other fixed factors, since the sampling times varied between seasons. Therefore, we ran in-depth models separately for summer and winter, including treatment, origin, time of day, 2 nd order polynomial time of day and all their interactions as fixed effects.

In many studies amplitude of the melatonin cycle is estimated from daily variation in melatonin concentration [82, 83]. However, in our study we collected repeated samples from individuals and were therefore able to derive a more accurate, individual-based estimate of melatonin amplitude. To take account of the fact that birds may differ in melatonin levels, we calculated amplitude as the difference between the maximum and minimum daily melatonin concentrations for each individual. This parameter was then log-transformed and modelled as response variable in the LMM which we used for analysis. Season, origin, treatment, and their interaction were included as fixed effects.

We used LMMs to test for differences in activity levels across treatment groups and origin. Log-transformed mean activity was included as response variable. We first included season as fixed effect, too, but the model did not converge, so we ran two separated models for the winter and the summer. Time of day, treatment, origin, and their interactions were modelled as fixed effects.

Finally, to test the relationship between activity onset and the morning drop in melatonin, we calculated the change in melatonin concentration from night (midnight) to morning (summer: 3 am winter: 6 am). To reduce bias due to different mean daily melatonin concentrations in different birds, these changes were calculated on an individual basis. We used linear models to analyze log-transformed mean activity levels during the hour preceding morning twilight to treatment in relation to origin and change in melatonin level (modelled as fixed effects).


شاهد الفيديو: تغير المناخ. آثار مرعبة تهدد البشرية (أغسطس 2022).