Anpassning (öga)

Det finns en rad olika metoder, med varierande bevisnivå, som påstås eller har visats öka hastigheten med vilken synen kan anpassa sig i mörker.

Rött ljus och linserRedigera

Som ett resultat av att stavcellerna har en toppkänslighet vid en våglängd på 530 nanometer kan de inte uppfatta alla färger i det visuella spektrumet. Eftersom stavceller är okänsliga för långa våglängder har användningen av rött ljus och röda linsglas blivit en vanlig metod för att påskynda mörkeranpassningen. För att mörkeranpassningen ska kunna påskyndas avsevärt bör individen helst börja med detta 30 minuter innan han eller hon går in i en miljö med låg ljusstyrka. Detta gör det möjligt för individen att bibehålla sin fotopiska syn (dagseende) samtidigt som han/hon förbereder sig för den skotopiska synen. Oöverkänsligheten för rött ljus förhindrar att stavcellerna bleknar ytterligare och gör det möjligt för rhodopsin-fotopigmentet att laddas tillbaka till sin aktiva konformation. När en person går in i en mörk miljö kommer de flesta av stavcellerna redan att ha anpassat sig till mörkret och kunna överföra visuella signaler till hjärnan utan en ackommodationsperiod.

Konceptet med röda linser för anpassning till mörker bygger på experiment av Antoine Béclère och hans tidiga arbete med radiologi. År 1916 uppfann forskaren Wilhelm Trendelenburg det första paret röda anpassningsglasögon för radiologer för att de skulle kunna anpassa ögonen för att se skärmar under fluoroskopiska procedurer.

Evolutionär kontextRedigera

Och även om många aspekter av människans visuella system förblir osäkra, är teorin om evolutionen av stav- och kottfotopigmenten överens med de flesta forskare. Man tror att de tidigaste synpigmenten var kottfotoreceptorernas pigment, och att stavopsinproteiner utvecklades senare. Efter det att däggdjuren utvecklats från sina reptilförfäder för cirka 275 miljoner år sedan, fanns det en nattlig fas under vilken den komplexa färgseendet försvann. Eftersom dessa pro-däggdjur var nattdjur ökade de sin känslighet i miljöer med låg luminiscens och reducerade sitt fotopiska system från tetrachromatiskt till dikromatiskt. Övergången till en nattlig livsstil skulle kräva fler stavfotoreceptorer för att absorbera det blå ljuset från månen under natten. Man kan extrapolera att det höga förhållandet mellan stavar och tappar som finns i den moderna människans ögon bibehölls även efter skiftet från nattlig tillbaka till daglig. man tror att uppkomsten av trikromatism hos primater inträffade för cirka 55 miljoner år sedan när planetens yttemperatur började stiga. Primaternas natur var snarare dag- än nattaktiv och krävde därför ett mer exakt fotopiskt visuellt system. Ett tredje fotopigment var nödvändigt för att täcka hela det visuella spektrumet, vilket gjorde det möjligt för primater att bättre skilja mellan frukter och upptäcka de med högst näringsvärde.

AnvändningsområdenRedigera

• Flygare bär vanligen glasögon med röda linser eller goggles innan de lyfter i mörker, för att försäkra sig om att de kan se utanför flygplanet. Dessutom är cockpit under hela flygningen upplyst med svagt röda lampor. Denna belysning är till för att se till att piloten kan läsa instrument och kartor samtidigt som han/hon behåller sin skotopiska syn för att se utåt.
• Undervattensbåtar: Ubåtar är ofta ”riggade för rött”, vilket innebär att båten kommer att dyka upp eller komma till periskopdjup på natten. Vid sådana tillfällen kopplas belysningen i vissa utrymmen om till rött ljus för att ge utkikare och befälsögon möjlighet att anpassa sig till mörkret innan de tittar ut ur båten. Dessutom kan utrymmen på en ubåt belysas med rött ljus för att simulera nattförhållanden för besättningen.

Vitamin AEdit

Vitamin A är nödvändigt för att det mänskliga ögat ska fungera ordentligt. Fotopigmentet rhodopsin som finns i människans stavceller består av retinal, en form av A-vitamin, bundet till ett opsinprotein. Vid absorption av ljus sönderdelades rhodopsin till retinal och opsin genom blekning. Retinal kunde sedan ha ett av två öden: det kunde rekombineras med opsin för att återskapa rhodopsin eller så kunde det omvandlas till fritt retinol. Den amerikanske forskaren George Wald var den förste som insåg att det visuella systemet förbrukar A-vitamin och är beroende av kosten för att ersätta det.A-vitamin fyller många funktioner i människokroppen utanför den friska synen. Det är viktigt för att upprätthålla ett friskt immunförsvar samt för att främja normal tillväxt och utveckling. En genomsnittlig vuxen man och kvinna bör få i sig 900 respektive 700 mikrogram A-vitamin per dag. Konsumtion över 3000 mikrogram per dag kallas A-vitamintoxicitet och orsakas vanligtvis av oavsiktligt intag av kosttillskott.

Källor till vitamin AEdit

Vitamin A finns i både animaliska och vegetabiliska källor som retinoider respektive karotenoider. Retinoider kan användas omedelbart av kroppen vid absorption i det kardiovaskulära systemet; växtbaserade karotenoider måste dock omvandlas till retinol innan de kan utnyttjas av kroppen. De högsta animaliska källorna av A-vitamin är lever, mejeriprodukter och fisk. Frukt och grönsaker som innehåller stora mängder karotenoider är mörkgröna, gula, orange och röda till färgen.

Evolutionär kontextRedigera

Vitamin A-baserade opsinproteiner har använts för att känna av ljus i organismer under större delen av evolutionshistorien med början för cirka 3 miljarder år sedan. Denna egenskap har förts vidare från encelliga till flercelliga organismer, inklusive Homo sapiens. Detta vitamin valdes sannolikt ut av evolutionen för att känna av ljus eftersom retinal orsakar en förskjutning av fotoreceptorernas absorbans till det synliga ljusområdet. Denna förskjutning av absorbansen är särskilt viktig för livet på jorden eftersom den i allmänhet motsvarar den högsta strålningsintensiteten av solljuset på jordens yta. En andra anledning till att retinal utvecklats till att vara avgörande för människans syn är att den genomgår en stor konformationsförändring när den utsätts för ljus. Denna konformationsförändring tros göra det lättare för fotoreceptorproteinet att skilja mellan sitt tysta och aktiverade tillstånd och på så sätt bättre kontrollera den visuella fototransduktionen.

Experimentella bevisRedigera

Flera studier har utförts där man har testat effekten av A-vitamintillskott på mörkeranpassning. I en studie av Cideciyan et al. mättes längden på mörkeradaptionen hos en patient med systemisk A-vitaminbrist (VAD) före och efter A-vitamintillskott. Mörkadaptionsfunktionen mättes före tillägget, 1 dag efter behandlingen och 75 dagar efter behandlingen. Det observerades att efter endast en dags A-vitamintillskott var återhämtningskinetiken för mörkeranpassning betydligt snabbare efter fotoreceptorblekning. Mörkeranpassningen påskyndades ytterligare efter 75 dagars behandling. I en senare studie av Kemp et al. studerades mörkeranpassning hos personer med primär gallcirrhos och Crohns sjukdom, som båda hade A-vitaminbrist. Inom 8 dagar efter oralt tillskott av A-vitamin hade båda patienterna fått sin synfunktion återställd till det normala. Dessutom förbättrades anpassningskinetiken signifikant hos båda personerna efter tillskott.

AnthocyaninerRedigera

Anthocyaniner utgör majoriteten av de 4000 kända flavonoida fytokemikalierna. Denna grupp av cirka 600 bioaktiva antioxidanter bär de starkaste fysiologiska effekterna av alla växtföreningar. Dessa kemikalier är också de mest synliga av de flavonoida fytokemikalierna eftersom de ger ljusblå, röda eller lila pigmentering till många växtarter. Antocyaniner tjänar också till att skydda de fotosyntetiska vävnaderna från solens direkta strålar. antocyaninernas antioxidativa, antiinflammatoriska och vasoprotektiva egenskaper gör det dessutom möjligt för dem att uppvisa olika hälsoeffekter. Hos människor är antocyaniner effektiva för en rad olika hälsotillstånd, inklusive neurologiska skador, ateroskleros, diabetes samt synnedsättning. Antocyaniner interagerar ofta med andra fytokemikalier för att förstärka de biologiska effekterna, och det är därför svårt att avgöra vad de enskilda biomolekylerna bidrar med.Eftersom antocyaniner ger blommorna ljusa färger är växter som innehåller dessa fytokemikalier naturligt framgångsrika när det gäller att locka till sig pollinatörer, t.ex. fåglar och bin. De frukter och grönsaker som produceras av sådana växter är också starkt pigmenterade och lockar djur att äta dem och sprida fröna. På grund av denna naturliga mekanism är växter som innehåller antocyanin mycket vanliga i de flesta områden i världen. Den stora förekomsten och spridningen av växter som innehåller antocyanin gör dem till en naturlig födokälla för många djur. Genom fossila bevis är det känt att dessa föreningar åts i stora mängder av primitiva homininer.

Under första och andra världskriget var det känt att flygare från det brittiska flygvapnet konsumerade stora mängder blåbärssylt. Flygarna konsumerade denna antocyaninrika föda på grund av dess många visuella fördelar, bland annat påskyndad mörkeranpassning, vilket skulle vara värdefullt vid nattliga bombningsuppdrag.

LivsmedelskällorRedigera

Färgstarka frukter och grönsaker är rika på antocyaniner. Detta är intuitivt logiskt eftersom antocyaniner ger växter pigmentering. Björnbär är de mest antocyaninrika livsmedlen och innehåller 89-211 milligram per 100 gram. Andra livsmedel som är rika på denna fytokemikalie är rödlök, blåbär, blåbär, blåbär, rödkål och aubergine. Intag av någon av dessa livsmedelskällor kommer att ge en mängd olika fytokemikalier utöver antocyaniner eftersom de naturligt finns tillsammans. Det dagliga intaget av antocyaniner uppskattas till cirka 200 milligram hos en genomsnittlig vuxen person; detta värde kan dock uppgå till flera gram per dag om individen konsumerar flavonoidtillskott.

Effekt på mörkeranpassningRedigera

Anthocyaniner påskyndar mörkeranpassningen hos människor genom att öka regenereringen av stavens fotopigment, rhodopsin. Antocyaniner åstadkommer detta genom att binda direkt till opsin vid nedbrytning av rhodopsin till dess enskilda beståndsdelar genom ljus. När antocyaninet väl är bundet till opsin ändrar det sin struktur och får därigenom snabbare tillgång till retinalens bindningsficka. Genom en kost som är rik på antocyaniner kan en individ generera rhodopsin på kortare tid på grund av opsinets ökade affinitet till retinal. Genom denna mekanism kan en individ påskynda mörkeranpassningen och uppnå nattseende på kortare tid.

Stödjande bevisEdit

I en dubbelblind, placebokontrollerad studie utförd av Nakaishi et al. gavs ett pulveriserat antocyaninkoncentrat som härrör från svarta vinbär till ett antal deltagare. Deltagarna fick en av tre doser av antocyaniner för att mäta om resultatet uppstod på ett dosberoende sätt. Perioden för mörkeranpassning mättes före och två timmar efter tillskottet hos alla deltagare. Resultaten från detta experiment visar att antocyaniner signifikant påskyndade mörkeranpassningen vid endast en dosnivå jämfört med placebo. Genom att observera data som helhet drog Nakaishi et al. slutsatsen att antocyaniner effektivt förkortade mörkeranpassningsperioden på ett dosberoende sätt.

Motstridiga bevisEdit

Trots det faktum att många forskare anser att antocyaniner är fördelaktiga när det gäller att påskynda mörkeranpassning hos människor, visade en studie utförd av Kalt et al. 2014 att blåbärsantocyaniner inte har någon effekt. I denna studie genomfördes två dubbelblinda, placebokontrollerade studier för att undersöka mörkeranpassning efter intag av blåbärsprodukter. I ingen av studierna påverkade intaget av blåbärsantocyaniner längden på mörkeranpassningen. På grundval av dessa resultat drog Kalt et al. slutsatsen att blåbärsantocyaniner inte ger någon signifikant skillnad i fråga om den mörka anpassningskomponenten i människans syn.