【T-236d】密閉空間健康管理——光環境篇

//本文作者：第二批艙內成員之一、2015級碩士王偉

//本文首發於「月宮一號」微信公眾號，當前為補檔內容

前面大家了解到BLSS中重要的植物單元離不開光，而光更是乘員必不可少的生存條件。除了給我們提供基本的視覺保障，光還在某種程度上滿足機體的生理、心理需求，促進身心健康發展，如改善睡眠質量、提高工作效率、緩解消極情緒、增加主觀幸福感等[1-3]。而光又是怎樣對我們人體產生如此重要的影響呢？（敲黑板，開始劃重點……）

早期，科學家們一致認為人類視網膜上只存在兩種感光細胞—— 視桿細胞和視椎細胞，直到2002年，美國Brown 大學的Berson等[4]發現了第三類感光細胞—視網膜特化感光神經節細胞（ipRGCs），而這種細胞主要對機體的生物節律、褪黑素分泌、個體行為反應及情緒狀態等非視覺作用產生顯著影響[5-6]。ipRGCs可直接作用於下丘腦的松果體，影響褪黑素的分泌，而褪黑素與生物鐘節律相關聯，並且對人體衰老、睡眠、抗癌等有著廣泛的影響[7]。也就是說，光不僅對機體生理的影響是全面而直接的，光也可對心理產生影響，一方面可直接通過ipRGCs對情緒產生影響，另一方面可通過影響睡眠或者生物鐘，間接對情緒和認知產生影響[8]。

在密閉空間環境中，為了保證部分設備的運行和維護，工作區部分採用非24小時光暗周期。有研究表明[9]，工作人員長期處於單一光源下，容易導致生物節律紊亂、視覺簡單反應時間延長、記憶能力下降、舒適感降低、易疲勞的癥狀，從而導致工作效率降低。（溫馨提示：雖然你們有太陽當空照，也一定要規律作息哦）。除此之外，由於缺少日光照射，處於密閉空間的人體健康面臨維生素D缺乏、新陳代謝紊亂、免疫力下降等問題，對工作能力和生活狀況產生重要影響。

面對如此強大的光BOSS，我們又該怎樣機智應對呢？要知道不同光源、光色和照度對機體生理和心理都產生不同的影響。好的照明設計能夠起到保健作用，而不恰當的照明也會危害健康。 「月宮」工作區和休息區照明採用LED光源，其環保節能、光照均勻的優點，適用於生保系統的長期高效運行。植物艙設計了利於植物生長的特殊光源，工作人員光下操作時佩戴防護眼鏡，避免了部分光譜對人眼產生的不利刺激。綜合艙設計的光纖導光器，提供了科學的動態照明環境，並且去除了對人體有害的部分紫外與紅外光譜，提供了促進維生素D合成的中波紫外光以及促進人體血液循環和新陳代謝的近紅外光。所以，我們在裡面也可以抬頭看看太陽大不大，偶爾也能「晒晒」太陽。

//動態照明方案示例（來源於網路）

辦公室動態照明方案，室內照明模擬一天不同時刻自然光變換，呈現不同的色溫和照度，給辦公環境帶來舒適效果。

生物再生生命保障系統的地面模擬實驗是良好的人工照明方案實驗平台，探究出科學的照明方案，不僅對載人航天有一定的意義，還可應用於深海長航，地下和水下設施，大型客機，長期不見太陽光的地下室，無窗的生活、工作和娛樂場所，北方地區的冬季。解決這些特殊環境條件下人員缺光導致的各種心理和生理問題。也可有助於生物節律退化的部分老年人和時差引起的生物鐘紊亂的人群，提高生活質量和工作效率。

Reference：

[1]Hanifin J P, Brainard G C. Photoreception for circadian, neuroendocrine, andneurobehavioral regulation.[J]. Journal of Physiological Anthropology, 2007,26(2):87.

[2]Legates T A, Fernandez D C, Hattar S. Light as a central modulator of circadianrhythms, sleep and affect[J]. Nature Reviews Neuroscience, 2016, 15(7):443.

[3]Warthen D M, Provencio I. The role of intrinsically photosensitive retinalganglion cells in nonimage-forming responses to light.[J]. Eye & Brain,2012, 4(default):43.

[4]Berson D M. Strange vision: ganglion cells as circadian photoreceptors [J].Trends in Neurosciences, 2003, 26(6): 314-320.

[5]Lucas R J, Hattar S, Takao M, et al. Diminished pupillary light reflex at highirradiances in melanopsin-knockout mice[J]. Science, 2003, 299(5604):245-247.

[6]Lupi D, Oster H, Thompson S, et al. The acute light-induction of sleep ismediated by OPN4-based photoreception.[J]. Nature Neuroscience, 2008,11(9):1068-73.

[7]趙瑛等.松果體及褪黑素[M].上海科學技術文獻出版社, 2004.

[8]Legates T A, Fernandez D C, Hattar S. Light as a central modulator of circadianrhythms, sleep and affect [J]. Nature Reviews Neuroscience, 2014, 15(7):443-454.

[9]謝喜強.潛艇密閉作業環境艇員健康評價[D].第三軍醫大學碩士學位論文,2013.

PS：有關生物節律的研究已獲得今年諾貝爾生理學或醫學獎

To be continued……