Krótka ekspozycja na światło o długości fali 670 nanometrów, które ma głęboki czerwony kolor, może znacznie poprawić pogarszający się wzrok – wynika z badań naukowców z University College London. Nowe badania opierają się na wcześniejszych pracach, w których uczeni wykazali, że czerwone światło pobudza wytwarzające energię mitochondria w siatkówce człowieka, pomagając poprawić naturalnie pogarszające się widzenie.
Nasz wzrok ma tendencję do pogarszania się wraz z wiekiem, gdy mitochondria w naszych komórkach fotoreceptorowych stają się mniej wydajne w wytwarzaniu energii. Jednak, jak wykazali naukowcy z University College London (UCL), można temu zaradzić. Wystarczy wpatrywać się w światło o długości fali od 650 do 1000 nanometrów, które ma głęboki czerwony kolor. To pobudza mitochondria do działania i może zahamować pogarszanie się wzroku.
Opublikowane w „Scientific Reports” (DOI: 10.1038/s41598-021-02311-1) badanie opiera się na wcześniejszej pracy tego samego zespołu (więcej na ten temat w tekście: Wpatrywanie się w głęboką czerwień może poprawić pogarszający się wzrok) opublikowanej w piśmie „Journals of Gerontology” (DOI: 10.1093/gerona/glaa155), która wykazała, że codzienna trzyminutowa ekspozycja na ciemnoczerwone światło pobudza wytwarzające energię mitochondria w siatkówce człowieka, pomagając poprawić pogarszające się z wiekiem widzenie.
W ramach nowych wysiłków naukowcy chcieli ustalić, jaki efekt miałaby trzyminutowa ekspozycja na czerwone światło, ale nie codziennie, a raz w tygodniu. Do tego uczeni przetestowali wykorzystanie światła o znacznie niższych poziomach energii niż w poprzednich badaniach. Dodatkowo, inspirując się badaniami swoich kolegów przeprowadzonych na muszkach owocowych, zespół porównał poranną ekspozycję na czerwone światło z ekspozycją w godzinach popołudniowych.
Naukowcy z UCL twierdzą, że korzyści płynące z wpatrywania w ciemnoczerwone światło mogą stanowić potencjalnie proste i niedrogie rozwiązanie problemu pogarszania się zdolności widzenia postępującego w miarę starzenia się organizmu. Ich odkrycia mogą być początkiem nowych, domowych metod leczenia wzroku i pomóc milionom ludzi na całym świecie.
- Wykazaliśmy, że pojedyncza ekspozycja na ciemnoczerwone światło o poranku może znacznie poprawić pogarszające się widzenie postępujące wraz z wiekiem, które jest poważnym problemem zdrowotnym i dotyka miliony ludzi na całym świecie – powiedział Glen Jeffery z UCL, główny autor publikacji. - Ta prosta interwencja mogłaby znacząco wpłynąć na jakość życia ludzi i prawdopodobnie doprowadziłaby do zmniejszenia kosztów społecznych wynikających z problemów związanych z osłabieniem wzroku - dodał.
Ludzka siatkówka zawiera dwa rodzaje komórek fotoreceptorowych. To czopki i pręciki - nazwane tak ze względu na ich kształty. Pręciki znajdują się wokół granicy siatkówki i zapewniają nam postrzeganie kształtów i ruchu, widzenie peryferyjne, a także pomagają nam widzieć w warunkach słabego oświetlenia. Czopki z kolei umożliwiają nam widzenie kolorów.
U ludzi w wieku około 40 lat komórki siatkówki oka zaczynają się starzeć, a tempo tego procesu jest częściowo spowodowane spadkiem funkcji mitochondriów, których rolą jest wytwarzanie energii. Zarówno czopki jak i pręciki mają wysokie zapotrzebowanie na energię i otrzymują ją w postaci związku zwanego ATP, który jest wytwarzany przez mitochondria, a tych najwięcej jest w komórkach fotoreceptorowych siatkówki. W rezultacie siatkówka starzeje się szybciej niż inne narządy, z 70 proc. redukcją ATP w ciągu życia. To powoduje znaczny spadek funkcji fotoreceptorów, ponieważ brakuje im energii do pełnienia swojej normalnej roli.
Badając wpływ wpatrywania się w czerwone światło, naukowcy opierali się na swoich wcześniejszych odkryciach u myszy, trzmieli i muszek owocowych, które wykazały znaczną poprawę funkcji fotoreceptorów siatkówki oka po ekspozycji na światło o długości fali 670 nanometrów.
- Mitochondria mają specyficzną wrażliwość na światło o długich falach, co ma wpływ na ich wydajność: dłuższe fale o długości od 650 do 900 nm poprawiają wydajność mitochondriów w celu zwiększenia produkcji energii – powiedział profesor Jeffery.
Uczeni w swoich pracach skupili się na czopkach i obserwowali wrażliwości na kontrast kolorów po ekspozycji na czerwone światło. Do testów zrekrutowali osoby bez zdiagnozowanych chorób oczu, w wieku od 34 do 70 lat. Wśród nich było 13 kobiet i siedmiu mężczyzn. W badaniach wystawiono ich na trzyminutową ekspozycję na ciemnoczerwone światło o długości fali 670 nm. Eksperyment przeprowadzono między 8 a 9 rano. Ich widzenie kolorów zostało następnie ponownie przetestowane trzy godziny później, a 10 uczestników zostało również przetestowanych tydzień po pierwszym badaniu.
Po testach naukowcy stwierdzili, że u uczestników nastąpiła średnio 17 proc. poprawa widzenia kontrastu kolorów, a efekty tej pojedynczej ekspozycji utrzymywały się przez co najmniej tydzień. U niektórych starszych uczestników nastąpiła poprawa o 20 proc., która również utrzymywała się przez tydzień.
Kilka miesięcy po pierwszym teście (upewniając się, że wszelkie pozytywne efekty poprzedniego już minęły) u sześciu uczestników badania (trzy kobiety i trzech mężczyzn) przeprowadzono ten sam test, ale w późniejszych godzinach, między 12 a 13. Jednak w tym przypadku nie zaobserwowano żadnej poprawy.
- Korzystanie z prostego urządzenia LED raz w tygodniu „ładuje” system energetyczny, który zanikł w komórkach siatkówki, podobnie jak ponowne ładowanie baterii. Poranna ekspozycja na czerwone światło jest absolutnie kluczem do poprawy pogarszającego się wzroku: jak widzieliśmy wcześniej u muszek owocowych, mitochondria mają zmienne wzorce pracy i nie reagują w ten sam sposób na światło po południu – to badanie to potwierdza – wyjaśnił Jeffery.
W tym badaniu energia świetlna emitowana przez urządzenie LED z czerwonymi diodami wynosiła zaledwie 8 mikrowatów na centymetr kwadratowy, a nie 40 mikrowatów na centymetr kwadratowy, które stosowano we wcześniejszych badaniach. Chociaż oba poziomy energii są całkowicie bezpieczne dla ludzkiego oka, dalsza redukcja energii jest dodatkową korzyścią.
- Technologia jest prosta i bardzo bezpieczna. Energia dostarczana przez światło o długości fali 670 nm nie jest specjalnie większa niż energia w naturalnym świetle środowiskowym. Biorąc pod uwagę jego prostotę, jestem przekonany, że łatwe w użyciu urządzenie może być dostępne dla ogółu społeczeństwa po przystępnej cenie. W niedalekiej przyszłości trzyminutowa ekspozycja na ciemnoczerwone światło raz w tygodniu może być wykonywana podczas robienia kawy lub w drodze do pracy, a ten prosty dodatek może zmienić pielęgnację oczu i poprawić zdolność widzenia na całym świecie – powiedział Jeffery.
Opracowanie gotowego urządzenia do powszechnego użytku zajmie jednak trochę czasu. Autorzy badań dodatkowo podkreślili, że niektóre z ich danych nie są do końca jasne. Poziom poprawy widzenia kontrastu kolorów różnił się między uczestnikami, nawet w podobnym wieku. Dlatego przy interpretacji danych potrzebna jest pewna ostrożność. Możliwe, że istnieją inne zmienne między tymi osobami, które wpływają na stopień poprawy widzenia a których naukowcy do tej pory nie zidentyfikowali. Uczeni mają nadzieję przyjrzeć się temu w przyszłych badaniach.
Źródło: University College London
