under dagsljuset kan blå våglängder av ljus vara till nytta, spela en viktig roll vid fastställandet dygnsrytmen, öka uppmärksamhet och humör. Men vi utvecklades inte för att bli utsatta för det så mycket som vi är. Förutom det stora blå ljuset i solljus är det mesta av det ljus vi utsätts för via digitala enheter också blått., Till exempel är den vanligaste typen av LED som används i elektroniska enheter en VITLJUSDIOD, som faktiskt har en toppemission i det blå våglängdsområdet (400 – 490 nm). Dessutom kan ögonhinnan och linsen inte blockera eller reflektera blått ljus.
ökande bevis tyder på att blått ljus har en mörk sida. På natten kan det undertrycka utsöndringen av melatonin och utlösa förödelse på våra cirkadiska rytmer, och nya studier har visat att förlängd exponering för blått ljus kan skada näthinnan, men exakt hur det gör detta har inte varit klart.,
Nu visar ny forskning från University of Toledo att när blått ljus träffar en molekyl som kallas retinal, utlöser det en kaskad av kemiska reaktioner som kan vara giftiga för celler i ögonhinnan.
det är lite paradoxalt, eftersom vi faktiskt behöver retinal, vilket är en form av vitamin A, för att se i första hand.
konfokal mikroskopbild av stång-och konfotoreceptorer i en mänsklig näthinna. Fluorescerande sonder har… använts för att identifiera stångfotoreceptorer (grön) och konfotoreceptorer och horisontella celler (röd)
Dr., Robert Fariss, National Eye Institute, NIH; Creative Commons 2.0
det finns två typer av ”photoreceptor” – celler i näthinnan som är ansvariga för att upptäcka ljus: stavar och kottar. Stavar utgör majoriteten, och de är beroende av ett protein som kallas rhodopsin för att upptäcka ljus.
molekylen retinal, som kan absorbera ljus, sitter i sin egen specialiserade plats inom rhodopsinproteinet. När fotoner av ljus träffar retinal, det ändrar form någonsin så lite., Det är som en liten twist, verkligen, men eftersom det inte finns mycket utrymme, det knuffar en del av rhodopsin ur vägen. Denna lilla fysiska justering uppsättningar av en progression av kemiska förändringar som i slutändan resulterar i signaler som skickas längs den optiska nerven i hjärnan.
boll och stick modell av retinal. Kol (svart), syre (röd), väte (vit)
Jynto via Wikimedia Commons; Creative Commons 1.0
rhodopsin-proteinet binder retinal nära dess centrum
S., Jähnichen via Wikimedia Commons
”du behöver en kontinuerlig tillförsel av retinala molekyler om du vill se”, säger Ajith Karunarathne vid universitetet i Toledo, som ledde den aktuella studien. ”Fotoreceptorer är värdelösa utan retinal, som produceras i ögat.”
Karunarathne och hans kollegor upptäckte dock att när HeLa-celler-som användes som ersättning för fotoreceptorceller-utsattes för blått ljus i närvaro av retinal, utlöser detta en förvrängning i ett viktigt protein i cellmembranet., Detta följdes av en ökning av både oxidativ skada och kalciumnivåer i cellerna.
”det är giftigt”, säger Kasun Ratnayake, en doktorand som också var inblandad i studien. Han säger att resultaten tyder på att ” om du lyser blått ljus på retinal, dödar retinalen fotoreceptorceller som signalmolekylen på membranet löser upp.”
” fotoreceptorceller regenererar inte i ögat”, tillägger han. ”När de är döda är de döda för gott.”
om retinal var frånvarande när Helacellerna utsattes för blått ljus, observerades ingen toxicitet., Dessutom uppstod retinalrelaterad toxicitet inte när forskarna använde andra våglängder av ljus, såsom rött, gult eller grönt.
Med tanke på allt blått ljus vi utsätts för ville Karunarathne veta varför vår vision inte försämras snabbare än den gör.
han och hans kollegor fann att när en antioxidant molekyl som kallas alfa-tokoferol är närvarande, vilket är en form av vitamin E, minskar den skada som orsakas av blått ljus och retinal och förhindrar att celler dör.,
tyvärr, när vi åldras, minskar vitamin E-nivåerna, och vi förlorar detta skydd. Forskarna föreslår att progressiv förstörelse av ljusdetekterande celler i ögonen på grund av långvarig exponering för blått ljus kan därför bidra till åldersrelaterad makuladegenerering, vilket är en ledande orsak till blindhet.
”varje år rapporteras mer än två miljoner nya fall av åldersrelaterad makuladegenerering i USA”, säger Karunarathne.
”det är ingen hemlighet att blått ljus skadar vår vision genom att skada ögats näthinna., Våra experiment förklarar hur detta händer, och vi hoppas att detta leder till terapier som saktar makuladegenerationen, som en ny typ av ögondroppe, tillägger han.
”genom att lära sig mer om mekanismerna för blindhet på jakt efter en metod för att avlyssna toxiska reaktioner orsakade av kombinationen av retinal och blått ljus hoppas vi hitta ett sätt att skydda visionen om barn som växer upp i en högteknologisk värld.,”
Obs: sedan publiceringen denna artikel har uppdaterats för att lägga till förtydliganden och input från American Academy of Ophthalmology.
Original Research:
Ratnayake, K et al (2018) Blue light excited retinal fångar cellulär signalering. Vetenskapliga Rapporter 8:10207 DOI:10.1038/s41598-018-28254-8