几百万年来,太阳是人类祖先几乎唯一的光源,我们每一个器官、每一条代谢通路、每一组神经回路,都是为昼夜节律量身定制。
现在电力点亮夜空,屏幕用蓝光无休止刺激眼球,但我们的身体却还停留在非洲草原的演化时区,用石器时代的生理机制应对信息时代的照明环境,随之而来的自然是各种危害。
睡眠节律紊乱是光危害中最普遍、最隐蔽、也最早出现的一环。
视网膜上有一类特殊的内在光敏视网膜神经节细胞,它们不参与成像,专门表达一种叫做黑视蛋白的光敏色素,对波长在460至480纳米之间的蓝光最敏感。
原始时代的晚上蓝光微乎其微,黑视蛋白停止激活,视交叉上核便启动一系列信号级联,促使松果体分泌褪黑素,褪黑素再通知全身细胞“夜晚已至”。
而现代人的夜晚充斥着手机屏幕、LED灯、电脑显示器,这些光源的蓝光精准命中黑视蛋白的敏感波段,对褪黑素分泌的抑制率可达50%以上。
生物钟因此被错误地重置为“白昼模式”,导致入睡延迟、深睡减少、睡眠碎片化。
对于我们的祖先而言,晚上的火光和月光都不含显著蓝光,而夜晚保持清醒收益极低,反而增加被掠食者攻击的风险,因此自然选择将“蓝光消失”固化为启动睡眠的最可靠信号。
直到一万年前,夜间蓝光在自然界中都极少,人类自然没能演化出应对它的机制。
睡眠紊乱远不是“没睡好”那么简单,它会升高皮质醇、降低瘦素、升高胃饥饿素,进而推高肥胖、糖尿病、心血管疾病的风险,还会削弱免疫监视功能,让癌细胞有更多机会逃避免疫清除。
除了睡眠之外,视觉损伤也是光危害。
眼睛是人体将外界光线直接转化为神经信号的核心器官,视网膜色素上皮细胞负责吞噬和消化感光细胞脱落的膜盘,这一过程伴随大量的线粒体呼吸和氧自由基产生。
当光线能量过高或暴露时间过长,尤其是蓝光和紫外线波段,光子的能量足以激发视紫红质等感光色素产生三重态,进而与氧分子反应生成单线态氧和超氧阴离子。
这些活性氧会攻击视网膜色素上皮细胞和感光细胞的脂质膜、蛋白质和DNA,导致脂褐素积累和细胞凋亡。
年龄相关性黄斑变性就是这种累积损伤的终末表现,是发达国家老年人失明的首要原因。
晶状体同样承受光损伤,紫外线被晶状体蛋白吸收后,会诱导色氨酸残基氧化和蛋白交联,形成不溶性聚合物,这就是白内障的分子基础。
角膜和结膜则直接吸收中波紫外线,引发光性角膜炎和翼状胬肉。
原始人的寿命大多不超过四十岁,自然选择只需要保证视觉系统在生殖前功能完好即可,根本没有必要去建立一套能抵御七十年光损伤的机制。
更何况,祖先的户外活动虽多,但日照的蓝光远低于现代人眼直视屏幕和LED灯的强度,更不会在夜间近距离凝视高亮度蓝光源。
现代人平均每天注视屏幕的时间超过七小时,这种近距离、高亮度、富含蓝光的视觉负荷,是演化史上从未出现过的极端条件,视觉系统不堪重负,自然就要出毛病。
皮肤光老化和皮肤癌是更严重的光危害。
中波紫外线主要被表皮吸收,它直接导致角质形成细胞DNA中的嘧啶二聚体形成。
如果修复不及时,就可能启动TP53等抑癌基因的突变积累,最终演变为基底细胞癌、鳞状细胞癌乃至黑色素瘤。
长波紫外线则穿透至真皮层,通过诱导基质金属蛋白酶的表达,降解胶原纤维和弹性纤维,导致皮肤松弛、皱纹加深、毛细血管扩张,这就是所谓的光老化。
与自然衰老相比,光老化占皮肤可见老化的9成,且发生在暴露部位如面部、颈部和手背。
也就是但凡别人看见的部位,都会加速老化。
为了应对紫外线,皮肤演化出了黑色素系统,黑色素颗粒覆盖在角质形成细胞核上方,像一把伞遮挡紫外线。
但黑色素的保护能力有限,肤色越浅保护越差,北欧人的浅色皮肤在赤道强紫外线下保护系数仅为深色皮肤的2成,中国人的肤色好点也有限。
人类走出非洲后,在高纬度地区面临维生素D合成不足的压力,浅色皮肤能最大化利用稀缺的紫外线合成维生素D,这是自然选择在“防癌”和“补钙”之间的权衡。
但现代人既没有像祖先那样在户外日光浴,也没有像祖先那样衣不遮体,而是要么长期室内工作导致维生素D缺乏,要么在度假时突然暴晒,这种久居室内+间歇性暴晒是皮肤癌风险最高的模式。
祖先的皮肤在演化中适应的是持续、低强度的日光暴露,现代人的暴露模式与祖先的适应窗口完全错位,这种间歇性高强度暴晒更容易诱发黑色素瘤。
以上3种危害只能排在2到4位,排第一的危害其实是对代谢和情绪的系统性干扰。
这种危害超越了单一器官损伤,通过生物钟基因的全局调控,扰乱全身几乎所有组织的节律性基因表达。
哺乳动物体内将近40%的蛋白质编码基因具有昼夜节律性表达,肝脏、肌肉、脂肪、胰腺、肠道乃至肠道菌群都有自己的外周生物钟,它们依赖视交叉上核的主时钟同步。
夜间光照通过抑制褪黑素和改变皮质醇节律,使外周时钟与主时钟脱偶联,导致肝脏的糖异生节律紊乱、胰腺的胰岛素分泌节律异常、脂肪组织的脂解节律失调。
流行病学数据显示,轮班工人的肥胖率、2型糖尿病发病率、冠心病发病率和乳腺癌风险均显著高于白班工人。
国际癌症研究机构已将“扰乱昼夜节律的轮班工作”列为2A类致癌因素,即“很可能致癌”。
情绪方面,光照不足和光照紊乱都会影响多巴胺和血清素系统,季节性情感障碍就是光照减少直接导致的抑郁状态,而夜间过度光照则通过抑制褪黑素间接影响情绪调节回路。
我们祖先的生理系统,完全围绕着“日出而作,日落而息”构建,所有代谢酶、激素受体、神经递质的表达峰值都精确匹配这一节律。
电力照明在短短一百五十年间彻底改变了光照环境,但基因组的演化需要数万年才能产生适应性改变,这种“失配”是光危害的深层根源。
而且光污染在持续加剧,全球8成人口生活在光污染的天空下,城市的夜空亮度比自然夜空高数百倍,这意味着我们和我们的后代将长期暴露在演化史上从未有过的异常光照环境中。
当然,光不只有危害,也有收益,皮肤维生素D要靠太阳光合成。
当阳光中的中波紫外线照射皮肤时,皮肤中的7-脱氢胆固醇在光解作用下转化为前维生素D3。
再经过热异构化生成维生素D3,进入血液循环后在肝脏经25-羟化酶转化为25-羟基维生素D。
最终在肾脏经1α-羟化酶转化为活性形式1,25-二羟基维生素D,是一种类固醇激素,通过核受体调控超过两百个基因的表达。
核心功能是促进肠道对钙和磷的吸收,维持血钙浓度稳定,保障骨骼矿化和神经肌肉功能。
维生素D缺乏会导致儿童佝偻病、成人骨软化症和骨质疏松,还会增加感染风险、自身免疫疾病风险和某些癌症风险。
我们的祖先在非洲赤道地区演化时,深色皮肤能有效阻挡过量紫外线,防止叶酸降解和皮肤癌,但依然能合成足够的维生素D。
当现代人类七万年前走出非洲、迁徙至高纬度地区后,日照强度和紫外线水平大幅下降,深色皮肤反而成为维生素D合成的障碍。
自然选择因此驱动皮肤色素变浅,以最大化利用稀缺的紫外线合成维生素D,北欧人群的浅色皮肤就是这一演化压力的直接产物。
现代人由于长期室内工作、防晒霜的广泛使用和高纬度居住,维生素D缺乏已成为全球性公共卫生问题,全球高达50亿人存在维生素D不足或缺乏。
每天在正午时分让面部和手臂接受20分钟日光照射,就能合成近1000国际单位的维生素D。
当然,如上所述,这样会造成皮肤加速老化,鱼与熊掌不能兼得,退而求其次就只能选择维生素D+钙的补剂了。
总结一句话,尽量把光环境调节成跟祖先一样,晚上别看手机,拉窗帘遮光,多户外,当然怕老还是得防晒,然后用补剂补维生素D和钙。
再加上合理训练,可以大大提高身体素质,进而提升精力,具体请读。
另外,睡眠能让你获得过人精力,具体方法请读。
关于写文章,经过训练你也可以,喜欢写作的同学,欢迎报名《墨子写作课》,详情请见商品页。
热门跟贴