Bei Tageslicht können blaue Lichtwellenlängen von Vorteil sein und eine wichtige Rolle bei der Einstellung des Tagesrhythmus spielen, die Aufmerksamkeit und Stimmung steigern. Aber wir haben uns nicht so entwickelt, dass wir ihm so ausgesetzt wären wie wir. Neben dem reichlich blauen Licht im Sonnenlicht ist das meiste Licht, dem wir über digitale Geräte ausgesetzt sind, auch blau., Zum Beispiel ist die häufigste Art von LED, die in elektronischen Geräten verwendet wird, eine Weißlicht-LED, die tatsächlich eine Spitzenemission im blauen Wellenlängenbereich (400 – 490 nm) aufweist. Darüber hinaus können Hornhaut und Linse des Auges blaues Licht nicht blockieren oder reflektieren.
Zunehmende Beweise deuten darauf hin, dass blaues Licht eine dunkle Seite hat. Nachts kann es die Sekretion von Melatonin unterdrücken und unseren Tagesrhythmus verwüsten, und neuere Studien haben gezeigt, dass eine längere Exposition gegenüber blauem Licht die Netzhaut schädigen kann, obwohl genau dies nicht der Fall ist klar.,
Neue Forschungen der Universität Toledo zeigen nun, dass blaues Licht, wenn es auf ein Molekül namens Retinal trifft, eine Kaskade chemischer Reaktionen auslöst, die für Zellen in der Netzhaut des Auges toxisch sein könnten.
Es ist ein bisschen paradox, weil wir tatsächlich Netzhaut brauchen, eine Form von Vitamin A, um überhaupt zu sehen.
Konfokales Mikroskopbild von Stab – und Kegelphotorezeptoren in einer menschlichen Netzhaut. Fluoreszierende Sonden haben… wurde verwendet, um Stabphotorezeptoren (grün) und Kegelphotorezeptoren und horizontale Zellen (rot) zu identifizieren
Dr., Robert Fariss, National Eye Institute, NIH; Creative Commons 2.0
Es gibt zwei Arten von „lichtempfänger“ Zellen in der Netzhaut, verantwortlich für das erkennen von Licht: Stäbchen und Zapfen. Stäbchen bilden die Mehrheit, und sie verlassen sich auf ein Protein namens Rhodopsin, um Licht zu erkennen.
Das Molekül retinal, das Licht absorbieren kann, sitzt an seinem eigenen spezialisierten Ort im Rhodopsin-Protein. Wenn Photonen des Lichts Netzhaut treffen, ändert es Form immer so leicht., Es ist wirklich wie eine kleine Wendung, aber weil es nicht viel Platz gibt, stößt es einen Teil von Rhodopsin aus dem Weg. Diese leichte physikalische Neueinstellung setzt ein Fortschreiten der chemischen Veränderungen voraus, die letztendlich dazu führen, dass Signale entlang des Sehnervs im Gehirn gesendet werden.
Ball und stick modell von retinal. Kohlenstoff (schwarz), Sauerstoff (rot), Wasserstoff (weiß)
Jynto via Wikimedia Commons; Creative Commons 1.0
Die rhodopsin-protein bindet der Netzhaut in der Nähe seiner Mitte
S., Jähnichen via Wikimedia Commons
„Sie benötigen eine kontinuierliche Versorgung mit Netzhautmolekülen, wenn Sie sehen möchten“, sagt Ajith Karunarathne von der University of Toledo, die die aktuelle Studie leitete. „Photorezeptoren sind ohne Netzhaut, die im Auge produziert wird, nutzlos.“
Karunarathne und seine Kollegen entdeckten jedoch, dass wenn HeLa-Zellen – die als Ersatz für Photorezeptorzellen verwendet wurden – in Gegenwart von Netzhaut blauem Licht ausgesetzt wurden, dies eine Verzerrung in einem wichtigen Protein in der Zellmembran auslöst., Es folgte ein Anstieg sowohl des oxidativen Schadens als auch des Kalziumspiegels in den Zellen.
„Es ist giftig“, sagt Kasun Ratnayake, ein Doktorand, der auch an der Studie beteiligt war. Er sagt, die Ergebnisse deuten darauf hin, dass “ wenn Sie blaues Licht auf die Netzhaut scheinen, tötet die Netzhaut Photorezeptorzellen, wenn sich das Signalmolekül auf der Membran auflöst.“
„Photorezeptorzellen regenerieren sich nicht im Auge“, fügt er hinzu. „Wenn sie tot sind, sind sie endgültig tot.“
Wenn die Netzhaut nicht vorhanden war, als die HeLa-Zellen blauem Licht ausgesetzt waren, wurde keine Toxizität beobachtet., Darüber hinaus trat keine Netzhautoxizität auf, wenn die Forscher andere Lichtwellenlängen wie Rot, Gelb oder Grün verwendeten.
Angesichts all des blauen Lichts, dem wir ausgesetzt sind, wollte Karunarathne wissen, warum sich unsere Vision nicht schneller verschlechtert als es tut.
Er und seine Kollegen fanden heraus, dass, wenn ein antioxidatives Molekül namens Alpha-Tocopherol vorhanden ist, das eine Form von Vitamin E ist, es die durch blaues Licht und Netzhaut verursachten Schäden reduziert und das Absterben der Zellen verhindert.,
Leider schwinden mit zunehmendem Alter die Vitamin-E-Spiegel und wir verlieren diesen Schutz. Die Forscher vermuten, dass die fortschreitende Zerstörung von Lichtdetektionszellen in den Augen aufgrund längerer Exposition gegenüber blauem Licht daher zu einer altersbedingten Makuladegeneration beitragen könnte, die eine Hauptursache für Blindheit darstellt.
„Jedes Jahr werden in den USA mehr als zwei Millionen neue Fälle von altersbedingter Makuladegeneration gemeldet“, sagt Karunarathne.
“ Es ist kein Geheimnis, dass blaues Licht unser Sehvermögen schädigt, indem es die Netzhaut des Auges schädigt., Unsere Experimente erklären, wie dies geschieht, und wir hoffen, dass dies zu Therapien führt, die die Makuladegeneration verlangsamen, wie z. B. eine neue Art von Augentropfen“, fügt er hinzu.
“ Indem wir mehr über die Mechanismen der Blindheit auf der Suche nach einer Methode zum Abfangen toxischer Reaktionen erfahren, die durch die Kombination von Netzhaut und blauem Licht verursacht werden, hoffen wir, einen Weg zu finden, die Vision von Kindern zu schützen, die in einer High-Tech-Welt aufwachsen.,“
Hinweis: Seit der Veröffentlichung wurde dieser Artikel aktualisiert, um Erläuterungen und Beiträge der American Academy of Ophthalmology hinzuzufügen.
Ursprüngliche Forschung:
Ratnayake, K et al (2018) Blaues Licht erregte Netzhaut fängt zelluläre Signalisierung ab. Scientific Reports 8:10207 DOI:10.1038/s41598-018-28254-8