王丹妮　張大偉　王成

摘要：

抑郁癥是一種患病率高、易復(fù)發(fā)的精神疾病，會(huì)造成生活質(zhì)量下降，認(rèn)知功能損傷等問(wèn)題，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)產(chǎn)生自殺想法和自殺行為。研究表明，機(jī)體褪黑激素含量的減少可能引發(fā)抑郁癥。研究光照強(qiáng)度、光譜分布等對(duì)褪黑激素分泌的影響，光線療法對(duì)抑郁癥的作用以及利用 LED光譜可調(diào)且智能化的優(yōu)點(diǎn)，根據(jù)不同場(chǎng)合和時(shí)間段的需求，整合出不同維度的光，給人們帶去舒適的體驗(yàn)，創(chuàng)造利于身心健康的光環(huán)境，從治療和預(yù)防兩方面更好控制抑郁癥。

關(guān)鍵詞：

抑郁癥； 褪黑激素； 照度； 光譜分布； 光療； 健康光照

中圖分類號(hào)： TM 923文獻(xiàn)標(biāo)志碼： Adoi： 10.3969/j.issn.10055630.2017.04.010

Abstract：

Depression is a mental illness with high prevalence and recurrence.It will cause the low life quality and the problem such as cognitive impairment and lead to suicide when the disease is severe.Research has shown that less melatonin levels of the organism can induce the depression.This article mainly introduced the relationship between the secretion of melatonin and light intensity with spectral distribution，the effects of light therapy for depression.According to the LED spectral adjustable and intelligent，we integrate the different dimensions of light to bring people comfortable experience and create light environment conducive to the physical and mental health for the treatment and prevention to relieve the depression well.

Keywords：

depression； melatonin； illuminance； spectral distribution； phototherapy； healthy lighting

引言

抑郁癥是一種會(huì)導(dǎo)致患者功能殘疾、患病率高且反復(fù)發(fā)作的精神疾病，影響患者的生活和工作，加重了家庭和社會(huì)的負(fù)擔(dān)?，F(xiàn)代社會(huì)的快速發(fā)展以及無(wú)處不在的競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制更是加重了抑郁癥的患病率，也使得抑郁癥越來(lái)越年輕化。

據(jù)世界衛(wèi)生組織統(tǒng)計(jì)全世界抑郁癥的發(fā)病率約為11%，共有超過(guò)3.4億名患者[1]，已成為世界第4大疾患。預(yù)計(jì)到2020年，抑郁癥可能成為僅次于冠心病的第2大疾病[2]。

藥物治療結(jié)合心理輔導(dǎo)是目前臨床實(shí)踐中最常用的治療方法，藥物治療的效果不如預(yù)期，約有40% 的患者對(duì)抗抑郁藥物沒(méi)有反應(yīng)[3]，同時(shí)，抗抑郁藥存在明顯的副作用，如：依賴性、損害認(rèn)知與記憶[45]和臟器功能受損等，影響患者的健康。心理療法見效緩慢，只適用于輕度抑郁癥。大量研究發(fā)現(xiàn)，機(jī)體褪黑激素的含量減少與抑郁癥有關(guān)。照度和光譜等參數(shù)會(huì)影響褪黑激素的分泌，因此，光線療法可能成為代替藥物治療抑郁癥的一種安全、有效的治療方法。

1褪黑激素與抑郁癥的關(guān)系

抑郁癥患者通常伴有睡眠障礙，是晝夜節(jié)律紊亂的表現(xiàn)。褪黑激素能調(diào)整人體生物鐘，改善睡眠的作用，這已在臨床上得到證實(shí)[6]。抑郁癥的發(fā)病機(jī)理十分復(fù)雜，研究發(fā)現(xiàn)，抑郁癥患者夜間褪黑激素的濃度較正常人低，褪黑激素是由5羥色胺在N乙酰轉(zhuǎn)移酶的作用下，將乙?；鶑囊阴］o酶A轉(zhuǎn)移到5羥色胺氨基形成乙酰血清素后合成的[7]。腦內(nèi)5羥色胺的含量下降可能會(huì)降低褪黑激素的分泌，褪黑激素的晝夜和季節(jié)分泌節(jié)律發(fā)生變化可能會(huì)導(dǎo)致季節(jié)性情感紊亂以及內(nèi)源性抑郁癥[8]，研究發(fā)現(xiàn)[910]，抑郁癥患者發(fā)病期間褪黑激素分泌減少，待癥狀緩解后褪黑激素的分泌量有一定回升，這也說(shuō)明了褪黑激素與抑郁癥存在密不可分的聯(lián)系。

2光照影響褪黑激素的分泌

視覺(jué)系統(tǒng)中，視網(wǎng)膜包含3種感光細(xì)胞，分別為視桿細(xì)胞、視錐細(xì)胞和視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞。其中視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞不參與視覺(jué)成像，它是內(nèi)在感光的，主要負(fù)責(zé)人體的非視覺(jué)生物效應(yīng)，協(xié)調(diào)人體的生理節(jié)律周期。光進(jìn)入人眼后的作用過(guò)程如圖1所示，光線投射到視網(wǎng)膜上后，通過(guò)自主感光的視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞（ipRGC）將信號(hào)傳遞給視交叉上核（SCN），SCN通過(guò)其特定的神經(jīng)通路連接到松果體來(lái)分泌褪黑激素[11]。褪黑激素的分泌存在晝夜節(jié)律性，白天褪黑激素的分泌較少，黑夜后快速增加，凌晨2～3點(diǎn)達(dá)到頂峰。褪黑激素進(jìn)入血液后流向全身從而調(diào)節(jié)生物節(jié)律和神經(jīng)內(nèi)分泌等。

2.1光譜分布對(duì)褪黑激素的影響

褪黑激素是一種受光周期影響的激素，是機(jī)體表達(dá)黑暗的化學(xué)信號(hào)，相同照度下，機(jī)體生理系統(tǒng)和松果體對(duì)光譜分布不同的光源有不同的靈敏度響應(yīng)。視網(wǎng)膜中視桿細(xì)胞對(duì)弱光敏感，產(chǎn)生暗視覺(jué)；視錐細(xì)胞能感受強(qiáng)光，產(chǎn)生明視覺(jué)；視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞則與節(jié)律周期有關(guān)。視桿細(xì)胞的最大響應(yīng)波長(zhǎng)為507 nm，視錐細(xì)胞的最大響應(yīng)波長(zhǎng)為555 nm。最初的研究認(rèn)為，峰

值在509 nm的光對(duì)褪黑激素的抑制最明顯[12]，該值與暗視覺(jué)的最大光譜響應(yīng)波長(zhǎng)接近。隨著研究的深endprint

入，Brainard等[13]發(fā)現(xiàn)視桿、視錐細(xì)胞并不是參與抑制褪黑激素的主要光感受器，峰值

波長(zhǎng)在446～477 nm之間的光比長(zhǎng)波長(zhǎng)的光更有效地抑制夜間褪黑激素的分泌，這個(gè)波長(zhǎng)區(qū)間正好在視網(wǎng)

膜神經(jīng)節(jié)細(xì)胞的最大響應(yīng)波長(zhǎng)附近，如圖2所示。Wright等[14]分別

用470 nm、497 nm、525 nm、595 nm

和660 nm的LED每天照射受試者一定時(shí)間，結(jié)果表明470 nm的藍(lán)光LED照射40～50 min時(shí)對(duì)褪黑激素的抑制率最大。魯玉紅等[15]通過(guò)實(shí)驗(yàn)用468 nm、457 nm和453 nm的藍(lán)光LED照射健康人體進(jìn)一步表明在峰值波長(zhǎng)為468 nm的藍(lán)光下，被試者的工作效率最高且不易感到疲勞。因此初步認(rèn)為

短波長(zhǎng)的光對(duì)機(jī)體生理節(jié)律周期的敏感度要高于長(zhǎng)波長(zhǎng)的光。

2.2光強(qiáng)對(duì)褪黑激素的影響

褪黑激素不僅受光譜成分的影響，對(duì)光照強(qiáng)度也有著靈敏的反應(yīng)。不同生物體有各自的光強(qiáng)靈敏度。大鼠的松果體對(duì)光強(qiáng)十分敏感，小于10 lx的光照就能使N乙酰轉(zhuǎn)移酶的活性下降50%[16]。猴子需要500～600 lx的光照才能抑制褪黑激素的分泌[17]。而人類與其他哺乳動(dòng)物相比似乎需要更高的光強(qiáng)度才能抑制褪黑激素[18]。Lewy等[19]在凌晨2～4點(diǎn)用500 lx和2 500 lx的光分別照射2 h，發(fā)現(xiàn)暴露在2 500 lx光照下的個(gè)體在前10～20 min內(nèi)褪黑激素濃度快速下降，1 h左右到達(dá)最低且保持穩(wěn)定，待進(jìn)入黑暗環(huán)境42 min內(nèi)褪黑激素的濃度會(huì)快速上升，甚至高于光照前。而處于500 lx光照下個(gè)體的褪黑激素濃度幾乎沒(méi)有變化，進(jìn)入黑暗環(huán)境后非但沒(méi)有上升還略微下降。進(jìn)一步用1 500 lx的光照射健康個(gè)體后測(cè)試發(fā)現(xiàn)其效果與2 500 lx的光相似，使褪黑激素的濃度降低50%。Mclntyre等[20]通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究了5種不同強(qiáng)度的光照對(duì)褪黑激素的抑制率。如圖3所示，光強(qiáng)為3 000 lx、1 000 lx、500 lx、350 lx和200 lx的同一種光在午夜照射健康人體1 h后，褪黑激素的抑制率分別為71%、67%、44%、38%和16%。光照越強(qiáng)對(duì)褪黑激素的抑制作用越明顯，照度弱的光需要照射一段時(shí)間后才能抑制褪黑激素的分泌，即使增加照射時(shí)間也無(wú)法達(dá)到高照度光的抑制效果。比較Lewy和Mclntyre的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)相同光強(qiáng)的褪黑激素抑制率不同，可能是光照時(shí)間的不同造成的。已知白天人體的褪黑激素濃度低，進(jìn)入午夜后，褪黑激素開始快速分泌，在凌晨2～3點(diǎn)達(dá)到峰值，推測(cè)午夜至凌晨1點(diǎn)對(duì)光的干擾最為敏感。因此，光照強(qiáng)度、光譜分布影響褪黑激素分泌的同時(shí)，光照時(shí)間也會(huì)造成人體褪黑激素含量的差別。

3光線療法治療抑郁癥

自1984年，Rosenthal等[21]發(fā)現(xiàn)2 500 lx的光照能緩解季節(jié)性情感障礙患者的抑郁情緒后，經(jīng)過(guò)30多年的研究，光線療法現(xiàn)已成為治療季節(jié)性情感障礙（SAD）的標(biāo)準(zhǔn)療法。SAD是由于光照不足，褪黑激素分泌過(guò)多使人體晝夜節(jié)律紊亂造成的。治療原理是通過(guò)強(qiáng)光照射抑郁癥患者一段時(shí)間，患者體內(nèi)的褪黑激素濃度急劇下降，照射結(jié)束后不久褪黑激素分泌出現(xiàn)反彈，調(diào)整睡眠覺(jué)醒周期相位（早晨光照使相位提前，晚上光照使相位延后），激活HPA軸（下丘腦垂體腎上腺軸），使其從異常中恢復(fù)從而達(dá)到改善抑郁癥狀的效果。Terman[22]經(jīng)過(guò)大量病例的統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)復(fù)發(fā)性或慢性抑郁癥在一年中隨時(shí)會(huì)發(fā)生，但在冬天會(huì)加劇，因而認(rèn)為非季節(jié)性抑郁癥仍存在季節(jié)性。因此，研究認(rèn)為光線療法可能也適用于非季節(jié)性抑郁癥。Wirz等[23]讓29個(gè)患有復(fù)發(fā)性抑郁癥的患者接受3周光照治療（5 000 lx，2 h）后，抑郁評(píng)定量表的分?jǐn)?shù)提高了64.1%，抑郁情緒得到明顯的改善。Goel等[24]每天早晨用10 000 lx的光照射慢性抑郁癥患者1 h，持續(xù)5個(gè)星期，患者的抑郁程度與對(duì)照組相比改善了50%。Golden等[25]，Pail等[26]通過(guò)實(shí)驗(yàn)也得到了相同的結(jié)論。近年來(lái)，美國(guó)西奈山醫(yī)學(xué)院的科學(xué)家[27]發(fā)現(xiàn)用光刺激腹側(cè)被蓋區(qū)的多巴胺神經(jīng)元產(chǎn)生很高的超極化激活電流，使得鉀離子通道電流增大，從而逆轉(zhuǎn)抑郁癥狀。雖然國(guó)內(nèi)外光線療法的治療數(shù)據(jù)不多，但其治療效果確是不可忽略的。

4LED營(yíng)造健康的照明環(huán)境

人們的生活已經(jīng)離不開照明，無(wú)處不在的燈光不僅為我們帶來(lái)了方便也成了諸多健康問(wèn)題的隱形殺手。人工照明的出現(xiàn)延長(zhǎng)了人們的工作時(shí)間，也打亂了人類原本24小時(shí)的生物節(jié)律，使得各種疾病蜂擁而至，抑郁癥便是其中一員。抑郁癥的治療是目前的研究熱點(diǎn)，光療也成為其治療的有利候選。為了更好地緩解抑郁癥，營(yíng)造一個(gè)利于身心發(fā)展的健康照明環(huán)境與治療同樣重要。健康的照明環(huán)境在保證良好的視覺(jué)功效的基礎(chǔ)上，還應(yīng)考慮光照與晝夜節(jié)律、情緒的關(guān)系。光照對(duì)晝夜節(jié)律的影響上文已說(shuō)明。在情緒方面，照度與情緒呈倒U型分布[28]，一定照度范圍內(nèi)，隨著光照度的增加，被照者表現(xiàn)出更多的積極情緒，但并不能一味的增大，若超出閾值，負(fù)面情緒就會(huì)增加。因此，過(guò)暗或過(guò)亮的光照都不利于人的健康。研究發(fā)現(xiàn)高色溫會(huì)顯著抑制褪黑激素的分泌，讓人充滿緊張感，長(zhǎng)期照射會(huì)使人感覺(jué)疲憊[29]，低色溫產(chǎn)生更多的幸福感。重慶大學(xué)對(duì)于教室光照環(huán)境的相關(guān)研究[30]表明：上午9～12點(diǎn)這段時(shí)間內(nèi)使用色溫6 000 K左右的白光LED并逐漸將照度增加至1 000 lx，褪黑激素的抑制率約為0.99，該光照環(huán)境下學(xué)生的視覺(jué)、心理主觀感受最佳；下午2～5點(diǎn)采用500 lx的中高色溫白光LED，并將色溫從高向低過(guò)度，褪黑激素的抑制率約為0.89，該混光模式下人身體、視覺(jué)體驗(yàn)的滿意度最高。休息時(shí)間選用2 700 K，300 lx的低色溫、低照度的暖白光LED，此時(shí)褪黑激素抑制率較低約為0.59，身體和心理都比較放松。

人的主觀感受隨著時(shí)間和場(chǎng)合在不斷地變化，先前的研究都采用白熾燈、熒光燈作為治療光源，這些燈具無(wú)法滿足健康照明的要求，而LED與傳統(tǒng)光源相比，光譜分布可調(diào)，在調(diào)節(jié)人體晝夜節(jié)律方面有明顯的優(yōu)勢(shì)。已知人眼光感受器對(duì)藍(lán)光光譜的靈敏度最高，藍(lán)光對(duì)褪黑激素的抑制最強(qiáng)，紅光的抑制作用最弱，強(qiáng)光瞬間可以抑制褪黑激素的分泌，弱光則需要作用一段時(shí)間才起效。因此，人在藍(lán)光含量豐富及高照度水平的照明條件下比較活躍，工作效率高，不含藍(lán)光且照度低的照明環(huán)境更適合休息。以照度、色溫為變量，控制不同LED照明方式的出光比調(diào)節(jié)色溫和亮度，得到適合不同場(chǎng)合和時(shí)間段的光照，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)照明。光照強(qiáng)度和光譜分布會(huì)影響褪黑激素的分泌，變化的光照時(shí)刻調(diào)節(jié)著人體褪黑激素的濃度，使人體生理節(jié)律周期正常運(yùn)作，促進(jìn)人們的身心健康，在一定程度上能預(yù)防和緩解抑郁癥。endprint

5結(jié)語(yǔ)

抑郁癥的發(fā)病機(jī)理復(fù)雜，至今尚不明確，但已證實(shí)抑郁癥與褪黑激素的關(guān)系密切，研究發(fā)現(xiàn)抑郁癥患者體內(nèi)的褪黑激素含量低于正常人。而光照強(qiáng)度、光譜分布、色溫等均能影響褪黑激素的分泌，調(diào)節(jié)機(jī)體生理節(jié)律。用高色溫、大功率的LED來(lái)治療抑郁癥是一種有別于傳統(tǒng)治療方法的新突破。雖然國(guó)內(nèi)外的研究數(shù)據(jù)還不夠充分，但不能忽視其作用，光療或?qū)⒊蔀橹委熞钟舭Y的趨勢(shì)。此外，健康的照明環(huán)境也同樣重要，不適宜的光照直接影響人的視覺(jué)、身體感受引發(fā)身心疾病。我們利用LED光譜分布可調(diào)且智能的優(yōu)勢(shì)，從視覺(jué)、生理和情緒三個(gè)方面出發(fā)，根據(jù)場(chǎng)合和時(shí)間點(diǎn)調(diào)制出最適宜的光照，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)照明，營(yíng)造利于身心健康的光環(huán)境，從而帶給人們舒適的體驗(yàn)?？傊?，光療結(jié)合健康的光照環(huán)境能從治、防兩個(gè)角度更好地緩解抑郁癥的趨勢(shì)。

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（編輯：張磊）endprint