LED灯正在悄悄加重心血管负担……红光短缺危机来临

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曾有天体物理学家说：光是一种营养素。

就植物而言，这种说法毋庸置疑。众所周知，植物依靠光合成碳水化合物。针对动物和真菌，你也无法否定其正确性。诸多研究证实动物体内的多种生化过程受光照调控。

当然，虽说人类早就清楚地球生命的存续本质上都离不开阳光，但长期以来，我们并未意识到自己利用光生存的方式。或许也正因如此，那位天体物理学家，曾担任欧洲南方天文台天文系主任罗伯特·福斯伯里(Robert Fosbury)，后来转向了光生物学研究。

近些年，学界逐渐领悟光照促进人体新陈代谢的神奇作用及其机制。原来，以红光、红外光为代表的长波长光线，可以高效助力细胞生成能量；而阳光和传统白炽灯能充足供给这类光线。

不过，人类为节能所做的照明改造，在不经意间切断了自己获取长波长光线的通道。

现代灯具使我们面临红光“短缺”

故事始于21世纪初，有两种如今随处可见的节能技术彼时刚开始全球普及。

第一种是发光二极管，即LED，现已基本取代高耗能的白炽灯；第二种则是能阻隔红外线的低辐射（LOW-E）玻璃，设计初衷是减少建筑内外热量互通，避免室内热量外泄、室外热气渗入。

自然光富含波长在650纳米至750纳米的可见红光，还会释放大量人眼不可见、波长最长可达2500纳米的红外光。在漫长演化历史中，人类始终不可避免地接受着长波长光线照射。只要人在户外，长波光都会穿透布料，深入人体组织；与之相对的，紫外线等短波光线会被衣物阻隔，这也是穿衣防晒伤的原理。篝火的辉光同样富含红光与红外线。

古人的室内环境也不缺长波光，其来源包括透过窗户洒入的日光、明火、蜡烛、油灯、煤气灯……白炽灯的问世并未改变这点，因为其光谱与太阳光高度接近。节能灯具带来了真正的变革。

用福斯伯里的话说，LED节能灯虽发出充足可见光，却完全不产750纳米以上的红外光。长期与福斯伯里合作的资深光学工程师斯科特·齐默曼(Scott Zimmerman)则将LED灯光类比超加工食品，称之为“超加工光”(ultra-processed light)。

超加工光搭配隔红外玻璃，大幅收窄了现代人在室内接触到的光谱，而大多数人有高达90%的时间都在室内度过的。伦敦大学学院的神经科学家格伦·杰弗里(Glen Jeffery)感慨：“似乎就在突然之间，毫无预警地，我们失去了大约95%的光谱，长波光不见了。”

篝火、蜡烛和白炽灯都会发出红光

在长波光照被剥夺的同时，肥胖、2型糖尿病、老年痴呆、早发性癌症的发病率持续攀升。大众普遍将此归咎于饮食失衡、缺乏运动。但福斯伯里、杰弗里等学者认为，虽然存在多种致病因素，但红光缺失或许才是最根本、最主要的诱因，同时也是最容易解决的问题。

受红光加速的电子传递链

要理解光照之于人体健康的意义，不妨先把目光拉回1980年代末的苏联。彼时，莫斯科苏联科学院的生物物理学家蒂娜·卡鲁(Tiina Karu)开展实验，探究了红光与近红外光用于治疗的效果。

她发现两种光线能促进伤口愈合、缓解疼痛，并开始挖掘其背后的机理，最终明确问题关键在于能量代谢，更准确地说，是细胞内线粒体生成ATP分子的速率——红光能加速ATP的生成。

由于冷战地缘隔阂，卡鲁的研究成果从未获得广泛关注，但其结论完全正确。如今红光疗法遍地开花，用于伤口修复以及皮肤病、脱发、认知衰退、慢性疼痛、骨关节炎等多类病症的治疗。

法国格勒诺布尔阿尔卑斯大学神经学家约翰·米特罗法尼斯(John Mitrofanis)表示，虽然关于疗效的实证仍有欠缺，但数据正持续积累；虽然学界就最佳光照剂量、波长等话题仍有争议，但大家已达成重要共识，即红光的作用通过线粒体实现。

实现过程的核心在于电子传递链。电子传递链是一个复杂且高度协调的代谢通路，通过一系列蛋白逐级传递，在此过程中生成生物体内的能量货币，即ATP。当细胞需要能量来完成某项任务，比如合成新蛋白质时，它就会使用ATP。

若有红光、红外线照射线粒体，电子传递链的运转效率会提升，ATP产出增多。福斯伯里将此过程命名为“光代谢”(photometabolism)。学界尚未确定红光加速ATP合成的具体机理，但可以肯定：病变细胞普遍缺乏ATP供给，而红光恰可补足能量缺口。这一点也被杰弗里视为红光疗法起效的根本原因。

反过来说，缺少红光照射会损害健康。地球所有生命都在富含红光、红外线的环境里演化至今，现代人却长期处于被剥离长波光的室内，其结果就是ATP产出越发迟缓。雪上加霜的是，屏幕、LED灯持续向室内注入蓝光这类短波光线；蓝光会减缓电子传递链运转，抑制ATP生成。此消彼长，损伤加倍。

福斯伯里将长波光线比作维生素C，把红光匮乏引发的健康问题称作“21世纪的坏血病”。在18世纪，坏血病是远洋航船上的噩梦，夺走了大量缺少维C摄入的海员的生命，如今，红光缺失的损害同样悄然积聚，缓慢侵蚀现代人的生命。杰弗里解释：“这种健康损耗是长期叠加形成的。”

自然光照、红光治疗有哪些健康助益

“21世纪坏血病”典型症状之一是血糖升高，若长期放任不管，会发展为2型糖尿病。

问题根源在于以葡萄糖为主要燃料的电子传递链运转受阻。

几年前，杰弗里研究发现，接受15分钟红光照射，就能够抑制在大量摄入葡萄糖后的血糖飙升情况。

此外，他与同事还在伦敦大学学院的无窗LED照明办公室开展真实环境实验。研究团队加装了调暗的白炽灯以补充长波光后，接受补充的员工的平均血糖水平低于全程只照射LED灯光的对照组同事。

“红光激发了他们体内的线粒体。”杰弗里解释道。

2026年1月发表的一篇论文也得出了类似结论。根据文章介绍，荷兰马斯特里赫特大学的团队招募了13名2型糖尿病患者，让他们先在LED照明办公室连续工作4.5天，再于改换自然光照射的同一空间内办公4.5天；结果显示，参与者在自然光阶段的血糖控制明显更好。

杰弗里非常关注各类衰老相关的健康问题，尤其是神经退行性疾病。他表示，线粒体功能障碍是神经退行性疾病的成因之一，而缺乏红光可直接诱发线粒体异常。

多项临床试验证明，近红外光照射可延缓年龄相关认知障碍的进展。另有一项针对近8.8万名60多岁人群的调研工作历经8年追踪后得出结论：那些白天在户外活动时间更长的人，罹患痴呆症的概率显著降低(不过其深层关联机制尚未明确)。米特罗法尼斯则通过灵长类动物实验证实，红光可以预防帕金森病。

癌症和心血管疾病同样与日照不足相关。英国爱丁堡大学皮肤科医生理查德·韦勒(Richard Weller)与同事在一项研究中，分析了近40万成年人的健康数据：日常紫外线暴露更多的人群，死于癌症、心血管疾病的风险更低。

用米特罗法尼斯的话说，红光疗法之所以有效，可能就只是因为它弥补了人体匮乏的红光，修复了在蓝光笼罩里失常的生理机能。

用米特罗法尼斯的话说，红光疗法之所以有效，可能就只是因为它弥补了人体匮乏的红光，修复了在蓝光笼罩里失常的生理机能。

福斯伯里与杰弗里则表示，地球生命阳光沐浴下演化了40亿年，发展出高度适配太阳光光谱的生理结构，依靠充足的长波光最大化ATP生产效率，人类对红光的需求绝非偶然。

红光光子在手指内四处散射

人类演化出了捕获、储存光子的机能，每天接收的光能总量十分惊人，至少达到食物供能的2倍乃至3倍。阳光是人体第一大能量来源。

阳光进入人体后会发生散射，其中的长波光，即红光和红外光的光子能在细胞、细胞器间反复撞击、不断改变传播方向，来回穿梭几十乃至几百次，直到被特定分子吸收，释放自身能量。这种散射意味着光子停留人体内更久。为更加生动地展示这一原理，不妨做个小实验：

拿起你的手机，打开手机的手电筒功能，然后用食指指腹按住光源，你会看到食指背面冒出一团红光。人们往往以为那是血液的颜色，非也，那其实是红光光子在手指内部四处散射，直至被某些分子吸收。

光子的最终落点具有随机性，我们所能知道的是，一部分光子终会被电子传递链的某个组件捕获。科学家推测，在从光能向生物能量的转化过程中，线粒体内水分子的作用至关重要。

或许，水分子吸收光子能量后，振动加剧，从而使电子更顺畅地沿传递链移动。

呼应此猜测的一个惊人巧合则是，电子传递链的每一级反应都需要电子克服约0.75电子伏特的能垒，而长波光光子恰可提供几乎同等的能量！

一座温室内布满粉红色LED灯的，它们发出红光波段的波长

请多直面阳光，不妨巧用白炽灯

应对21世纪坏血病的策略从理论上说相当简单。多接触自然光，多用用白炽灯，足矣。市面上甚至有专门的红光治疗设备，不过需要指出，部分产品功率过高，可能导致细胞的能量生产超速运转，最终诱发炎症。同样地，一些人过多暴露于太阳光下，也可能因此遭遇健康问题。

对于那些长期身处现代化办公室的人群，杰弗里建议：在工位配备一个调光开关的灯具并装上白炽灯泡。“即便把白炽灯调到极暗，它依旧能发射大量红外光。光谱里不存在某个特定的神奇波长，红色LED灯聊胜于无，效果远不及来自白炽灯和太阳光的这类全光谱红光。”

杰弗里表示，想要真正改变现状，建筑设计师和楼宇管理者需要转变固有思路。追求节能值得肯定，但不该无视其附带的红光短缺危机，节能与健康并非无法兼顾。

诚然，白炽灯作为照明光源效率极低，其释放的大部分能量都以红外光形式散发，最终转化为热能；但要知道，一盏调得很暗的白炽灯，其能耗并不比LED灯高，因此不产生额外成本，却可换来员工的显著健康收益。

杰弗里感叹：“只要补齐办公室缺失的长波光线，公共健康状况就会有极大改善。”

围绕红光缺失的照明改革已经开始，其中医院走在前列。医学界早已发现，能接触自然光的住院患者，平均出院时间早于无窗病房病人。近些年的研究则表明，病房补充红外光照有助于改善临床结局，比如缩短住院时间。

伦敦一家医院开设的户外病房

杰弗里团队曾调研英国伦敦国王学院医院的重症监护室，并提醒院方，病房内完全没有长波光线，这不仅关乎患者健康，也足以影响医护人员。院方听取建议，于2026年5月在楼顶开设了拥有六张床位的户外病房。据称，伦敦的另外两家医院也计划为重症患者打造户外疗养空间。

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