Skärmtiden stör sömnen genom att återställa interna klockor

Ny forskning har upptäckt hur ljuskänsliga celler i ögat kan återställa den interna klockan när de utsätts för ljus.

Ljuset från våra smartphones kan påverka våra näthinneceller och störa våra dygnsrytmer.

Upptäckten kan hjälpa till att förklara varför långvarig exponering för ljus som inte stämmer överens med en persons naturliga eller dygnsrytm kan störa sömnen och skada hälsan.

Detta kan till exempel bero på ihållande ljusexponering sent på kvällen.

Forskarna från Salk Institute for Biological Studies i La Jolla, CA, hoppas att deras resultat kommer att leda till förbättringar av behandlingen av sömnlöshet, jetlag, migrän och dygnsrytmstörningar.

Teamet har publicerat sina resultat i tidskriften Cellrapporter.

Forskare har funnit att dygnsrytmstörningar är knutna till allvarliga hälsoproblem, inklusive metaboliskt syndrom, insulinresistens, cancer, fetma och kognitiv dysfunktion.

Eftersom vi använder konstgjorda ljuskällor är våra sömnväckningscykler inte längre knutna till mönster dag och natt.

Tack vare bärbar teknik, som smartphones och surfplattor, har möjligheterna att bli absorberade i skärmtid, dag eller natt, aldrig varit större.

"Den här livsstilen," säger seniorstudieförfattare Prof. Satchidananda Panda, "orsakar störningar i våra dygnsrytmer och har skadliga konsekvenser för hälsan."

Dygnsrytm och sömn

Kroppen har en intern klocka som vanligtvis följer ett 24-timmars dag-nattmönster. Detta är också känt som dygnsrytmen eller sömnväckningscykeln.

Den interna klockan hjälper till att reglera våra känslor av vakenhet och sömnighet. Dess mekanismer är komplexa och de lyder signaler från ett område i hjärnan som övervakar omgivande ljus.

Varje cell, organ och vävnad i kroppen är beroende av denna tidtagare. Att få tillräckligt med sömn och somna vid rätt tidpunkt hjälper till att hålla det fungerar bra.

Uppskattningar från National Heart, Lung and Blood Institute (NHLBI) antyder att 50–70 miljoner människor i USA har pågående sömnstörningar.

NHLBI pekar också på en Centers for Disease Control and Prevention (CDC) undersökning, där 7–19 procent av vuxna rapporterade att de inte fick tillräckligt med sömn eller vila dagligen. 40 procent sa också att de oavsiktligt somnade under dagen minst en gång i månaden.

Ljuskänsliga celler påverkar kroppens klocka

Den senaste forskningen fokuserade på en grupp celler i näthinnan, som är det ljuskänsliga membranet som sträcker sig på baksidan av ögat.

Cellerna är känsliga för ljus, men de är inte inblandade i att vidarebefordra bilder till hjärnan. Istället bearbetar de nivåer av omgivande ljus för att leverera signaler för biologiska mekanismer.

Ett protein som kallas melanopsin i cellerna hjälper dem att bearbeta omgivande ljus. Långvarig exponering för ljus får proteinet att regenerera inuti cellerna.

Kontinuerlig regenerering av melanopsin utlöser signaler till hjärnan som informerar den om omgivande ljusförhållanden. Hjärnan använder sedan denna information för att reglera sömn, vakenhet och medvetande.

Om förnyelse av melanopsin förlängs och ljuset är starkt skickar det en signal som hjälper till att återställa den biologiska klockan. Detta blockerar melatonin, ett hormon som reglerar sömnen.

Att bibehålla känsligheten för långvarig exponering för ljus

För att utforska denna process slog forskarna på melanopsinproduktion i möss retinala celler.

Resultaten indikerar att när ljusexponeringen upprätthålls fortsätter några av cellerna att skicka utlösarna, medan andra tappar känslighet.

Ytterligare undersökning visade att vissa proteiner, så kallade arrestiner, hjälpte till att hålla melanopsinet känsligt under långvarig exponering för ljus.

Melanopsin-genererande celler hos möss som inte hade någon typ av arrestin (beta-arrestin 1 eller beta-arrestin 2) tappade sin förmåga att bibehålla känsligheten för långvarig ljusexponering.

Forskarna drog slutsatsen att näthinnecellerna behöver båda arrestinerna för att hjälpa dem att göra melanopsin.

Det ena proteinet "stoppar svaret", medan det andra "hjälper melanopsinproteinet att ladda om sin näthinnans ljusavkännande medfaktor", förklarar professor Panda.

"När dessa två steg görs i snabb följd, verkar cellen svara kontinuerligt på ljus."

Prof. Satchidananda Panda

Han och hans team planerar att upptäcka mål för behandlingar som kommer att motverka störning av dygnsrytmen, vilket kan till exempel bero på exponering av artificiellt ljus.

De hoppas också att använda melanopsin för att återställa kroppens interna klocka, som en potentiell behandling för sömnlöshet.