不同波长夜间光照对雌性斑胸草雀睡眠、代谢及氧化应激的差异性调控

夜间光照污染(LAN)如何影响昼夜活动生物的生理功能？研究人员针对这一问题，以斑胸草雀(Taeniopygia guttata)为模型，系统研究了宽光谱(400-700nm)、长波(620nm)和短波(460nm)dLAN对睡眠节律、能量代谢和氧化应激的影响。发现短波光与宽光谱光类似会引发间歇性觉醒、代谢紊乱及氧化应激，而长波光可减轻这些负面影响，为城市光污染防控提供了波长选择依据。

　　

人工夜间光照(LAN)正悄然改变自然黑暗环境，对圈养和野生动物的行为、生理及高级脑功能产生深远影响。这项研究以昼行性脊椎动物斑胸草雀为对象，创新性地比较了三种不同波长昏暗光照(dLAN)的影响：宽光谱(400-700nm，0.048W/m²)、长波红光(620nm)和短波蓝光(460nm)。

研究发现光照波长显著调控dLAN对睡眠的干扰效应。短波蓝光与宽光谱光同样会导致频繁夜间觉醒、晨间早醒，造成睡眠时间缩短和质量下降，并伴随下丘脑生物钟基因表达改变。其中促觉醒基因sik3和achm3的表达模式与波长效应高度吻合，而神经可塑性基因dcx和神经营养因子bdnf的表达变化则反映出睡眠剥夺对整体脑功能的损伤。

代谢方面，宽光谱和短波dLAN引发夜间摄食行为，导致体脂增加和体重上升，而长波红光则未显现这种代谢紊乱。肝脏糖异生关键基因g6pc和irs1的mRNA水平在夜间显著升高，揭示短波光照可能通过增强葡萄糖生成通路破坏能量稳态。

更值得注意的是，下丘脑抗氧化酶gpx和血液过氧化氢酶cat的基因表达异常，证实宽光谱和短波dLAN会引发氧化应激反应。这些发现不仅阐明光波长在LAN效应中的关键调节作用，更为城市光污染防控提供了科学依据——在必须使用夜间照明时，选择长波单色光可最大限度减轻对生物节律系统的干扰。