Benessere

Metabolismo e luce

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L’ottimizzazione delle condizioni di luce interna per imitare il ciclo naturale luce-buio potrebbe aiutare a mitigare gli effetti metabolici negativi di lunghi periodi di esposizione all’illuminazione interna

Wet asphalt, reflection of neon lights, a searchlight, smoke. Abstract light in a dark empty street with smoke, smog. Dark background scene of empty street, night view, night city.

Un nuovo studio pubblicato su Diabetologia (la rivista dell’Associazione europea per lo studio del diabete (EASD) rileva che i tempi di esposizione alla luce intensa possono avere un’influenza significativa sul metabolismo del glucosio postprandiale (post-pasto), sulla termoregolazione e sul dispendio energetico durante il sonno negli adulti in sovrappeso e insulino-resistenti.

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La ricerca è stata condotta da Jan-Frieder Harmsen, Patrick Schrauwen e colleghi del Dipartimento di Scienze della Nutrizione e del Movimento, NUTRIM School for Nutrition and Translational Research in Metabolism, Maastricht University Medical Center, Maastricht, Paesi Bassi. Mirava a determinare se la riprogettazione dell’illuminazione interna per imitare più da vicino il ciclo naturale luce-oscurità potesse aiutare a migliorare la salute metabolica. Gli autori affermano: “L’ottimizzazione delle condizioni di luce interna per imitare più da vicino il ciclo luce/buio naturale promette di prevenire effetti negativi sull’energia di tutto il corpo e sul metabolismo del glucosio associati alle condizioni di illuminazione interna costante oggi prevalenti”.

I livelli di luce sono noti per essere il segnale temporale più importante per sincronizzare l’orologio circadiano del corpo con il ciclo giorno-notte di 24 ore. Ricerche precedenti hanno dimostrato che l’esposizione alla luce intensa durante la sera o la notte influenza il metabolismo del glucosio ed è associata al sovrappeso o all’obesità, nonché a un aumentato rischio di malattie cardiovascolari.

Nel mondo moderno l’esposizione alla luce, inclusa quella artificiale, è diffusa e disponibile 24 ore su 24, con il risultato che la maggior parte delle persone è esposta alla luce a casa, sul posto di lavoro o dagli schermi dei dispositivi elettronici durante le ore di oscurità. Gli effetti dannosi della luce notturna (LAN) includono livelli di insulina e glicemia acutamente elevati dopo i pasti e l’esposizione alla LAN è associata a un’aumentata incidenza di diabete mellito di tipo 2 (T2DM) negli anziani. I ricercatori osservano: “La nostra società moderna deve anche affrontare la mancanza di tempo sufficiente trascorso in condizioni di luce intensa durante il giorno e infatti, la maggior parte del tempo viene trascorsa al chiuso con illuminazione artificiale con livelli di luce molto più bassi rispetto alla luce naturale all’aperto”.

Un gruppo misto di 14 persone in sovrappeso (BMI medio di 29,6 kg/m 2 , al confine tra sovrappeso e obesi), volontari insulino-resistenti di età compresa tra 40 e 75 anni sono stati reclutati per lo studio che è stato suddiviso in due sessioni. I soggetti erano tutti non fumatori, avevano un’età media di 67 anni e godevano in generale di buona salute. I partecipanti sono rimasti in una camera di respirazione per l’intera sessione, che è durata 40 ore dalle 18:00 del giorno 1 alle 12:00 del giorno 3 e includeva due periodi di sonno notturno. Una camera di respirazione ha consentito la misurazione del consumo di ossigeno e della produzione di anidride carbonica, consentendo il calcolo del dispendio energetico totale e del tasso metabolico del sonno (SMR).

Una sessione ( Bright day – Dim evening ) comprendeva un periodo di luce intensa durante le ore diurne (08:00-18:00), seguito da una luce fioca durante la sera (18:00-23:00), mentre la situazione era invertita nell’altro Dim day – Sessione serale luminosa. I partecipanti erano al buio durante la notte dalle 23:00 alle 07:00 in entrambe le sessioni e i pasti venivano forniti alle 08:00 per la colazione; 13:00 a pranzo; e 18:00 per la cena.

La quantità di cibo fornita a ciascun soggetto è stata determinata dal loro fabbisogno energetico giornaliero, in base al loro SMR ottenuto durante la prima notte in camera. La composizione dei macronutrienti del cibo (% di proteine, carboidrati e grassi) è stata mantenuta costante tra le sessioni, così come il valore calorico relativo di ogni pasto con la colazione che rappresentava un quarto dell’energia della giornata, mentre pranzo e cena rappresentavano il 30% e il 45%. %, rispettivamente. Sono stati prelevati campioni di sangue prima di colazione e cena, quindi a intervalli di 30 minuti nelle 4 ore successive a entrambi i pasti per determinare i livelli di insulina, melatonina, trigliceridi (grassi) e glucosio sia a digiuno che dopo i pasti.

Lo studio ha scoperto che trascorrere la giornata in piena luce (08:00-18:00h) ha portato a livelli di glucosio nel sangue più bassi prima della cena rispetto a trascorrere la giornata in penombra. Questo schema Giorno luminoso – Serata fioca ha anche un effetto benefico sul dispendio energetico mantenendo un SMR elevato e aumentando il consumo energetico del corpo durante la cena.

Al contrario, è stato riscontrato che l’esposizione alla condizione Dim day – Bright evening provoca una riduzione dell’SMR e del dispendio energetico nel periodo dopo cena. Questo ciclo di illuminazione ha anche soppresso pesantemente il rilascio dell’ormone melatonina, i cui livelli dovrebbero aumentare 2-4 ore prima di coricarsi in risposta alla riduzione dei livelli di luce naturale, e che svolge un ruolo importante nella regolazione dei cicli del sonno. Poiché anche piccoli cambiamenti nel dispendio energetico possono contribuire allo sviluppo dell’obesità e delle malattie metaboliche a lungo termine, gli autori osservano che è necessaria una ricerca più longitudinale per studiare come l’esposizione alla luce influenzi la regolazione del peso corporeo e del metabolismo.

Con sorpresa degli autori, i livelli di glucosio postprandiale dopo la cena sono stati ridotti nella sequenza Dim day – Bright evening . Questa riduzione si è verificata nonostante i livelli di insulina siano rimasti invariati e ricerche precedenti su questo argomento hanno dimostrato che la variazione della glicemia potrebbe essere il risultato di una ridotta attività intestinale e di un minore assorbimento di carboidrati. Il team suggerisce che la combinazione di luce intensa durante il giorno e luce fioca la sera può favorire la digestione del cibo e potrebbe aiutare a spiegare perché gli individui esposti alla luce in questo modo mostravano livelli di glucosio nel sangue dopo cena più elevati rispetto a quando le condizioni erano invertite.

È stato anche riscontrato che la condizione Giorno luminoso – Sere debole supportava una variazione più diurna della temperatura cutanea: con una riduzione più pronunciata durante il giorno nota per essere mediata dalla vasocostrizione dei vasi sanguigni attraverso il sistema nervoso simpatico e con un aumento transitorio della pelle temperatura non appena le luci sono state abbassate alle 18:00 indicativo di vasodilatazione attraverso l’attività nervosa parasimpatica. La sequenza Dim day – Bright evening ha abbassato meno la temperatura della pelle durante il giorno e ha portato a un ulteriore abbassamento dopo l’aumento dei livelli di luminosità alle 18:00, il che potrebbe posticipare l’inizio del sonno.

Sebbene non sia misurata direttamente in questo studio, la diminuzione della temperatura cutanea dovuta alla vasocostrizione durante il giorno è indicativa di una pressione sanguigna più alta, mentre l’aumento della temperatura cutanea dovuto alla vasodilatazione alla sera è indicativo di una pressione sanguigna più bassa. Questa fluttuazione diurna della pressione sanguigna è desiderabile per la salute cardiovascolare e il calo della pressione sanguigna durante la notte è persino usato come marker prognostico positivo tra gli esperti medici. Pertanto, gli autori sottolineano: “La combinazione di luce intensa durante il giorno e luce fioca durante la sera sembra promettere di migliorare la variazione della pressione sanguigna in una popolazione che è incline a sviluppare complicazioni cardiovascolari a lungo termine”.

Gli autori concludono: “Questi risultati suggeriscono che l’ambiente luminoso interno degli individui insulino-resistenti può modulare i parametri metabolici in modo dipendente dall’ora del giorno per influenzare la salute metabolica a lungo termine… In futuro, sono necessarie ulteriori ricerche per sfruttare diversi regimi di luce negli edifici per uffici e negli ambienti domestici nel loro potenziale per prevenire le malattie metaboliche”.