褪黑激素分泌受抑的光谱灵敏性及光谱对抗性研究

摘要

自从1980年Lewy等人发现生物钟具有光感受特性，以及夜间光照会对褪黑激素的分泌产生抑制作用以来，作为人体重要的内分泌激素，褪黑激素受光照调节的事实越来越受到人的重视。褪黑激素主要是由哺乳动物的松果体分泌的一种胺类激素。褪黑素最大的特点是，它是迄今发现的最强的内源性自由基清除剂。褪黑激素的基本功能就是参与抗氧化系统，防止细胞产生氧化损伤。伴随着工业文明的进程夜间照明快速发展并普及，于此同时夜间光照对人类健康带来了影响和威胁，其中最直接的影响就是对褪黑激素分泌的抑制以及扰乱了人体的正常生物钟节律。本论文主要研究了褪黑激素分泌受抑的光谱灵敏性及光谱对抗性。
　　 为了能够较为准确的得到波长和褪黑激素抑制率的关系，本论文依据课题组建立的褪黑激素抑制理论的协同作用模型，通过对不同波长下褪黑激素抑制率的计算得到了人体血液中褪黑激素抑制相对光谱灵敏度的曲线。协同作用模型是基于视杆细胞、视锥细胞和ipRGC的协同作用的神经通路，描绘了视网膜将光子转化为神经信号的过程。从计算结果来看，与Brainard等人与‘Thapan等人的实验数据均有较好的匹配程度。这说明此协同作用模型和计算过程都较为符合实际，能够较为准确的预测不同波长对对褪黑激素抑制率。
　　 光照条件下，视杆细胞通路对ipRGC既有促进作用又有抑制作用。视杆细胞经过AⅡ无长突细胞对ipRGC起抑制作用，同时经过锥双极细胞对ipRGC起促进作用。然而其抑制作用还受到来自A18无长突细胞介导的L与M型视锥细胞通路的抑制。此外，视锥细胞通过锥双极细胞对ipRGC有促进作用。来自S型视锥细胞对ipRGC的促进作用与视杆细胞对ipRGC的抑制作用存在对抗性效应；视杆细胞的抑制作用自身存在与L和M型视锥细胞的对抗性效应。在以上工作基础上进一步理论计算了褪黑激素分泌受抑的光谱对抗性，计算结果与文献报道的实验结果非常吻合。
　　 本文的研究工作和研究结果可为控制光污染、绿色照明设计提供理论依据和指导，具有很好的应用价值和前景。