Tilpasning (øje)

Der er en række forskellige metoder, med varierende beviser, der er blevet påstået eller påvist at øge den hastighed, hvormed synet kan tilpasse sig i mørke.

Rødt lys og linserRediger

Som følge af at stavcellerne har en maksimal følsomhed ved en bølgelængde på 530 nanometer, kan de ikke opfatte alle farver i det visuelle spektrum. Fordi stavceller er ufølsomme over for lange bølgelængder, er brugen af rødt lys og røde linseglas blevet en almindelig praksis for at fremskynde mørketilpasning. For at mørketilpasningen kan blive væsentligt fremskyndet, bør en person ideelt set begynde med denne praksis 30 minutter før han eller hun går ind i et miljø med lav luminescens. Denne praksis vil give den enkelte mulighed for at bevare sit fotopiske (dags)syn, mens han/hun forbereder sig på det scotopiske syn. Ufølsomheden over for rødt lys forhindrer stavcellerne i at blive yderligere bleget og giver rhodopsin-fotopigmentet mulighed for at genoplade sig selv igen til sin aktive konformation. Når en person går ind i mørke omgivelser, vil de fleste af hans stavceller allerede være akkomoderet til mørket og være i stand til at sende visuelle signaler til hjernen uden en akkommodationsperiode.

Konceptet med røde linser til mørketilpasning er baseret på Antoine Béclères eksperimenter og hans tidlige arbejde med radiologi. I 1916 opfandt videnskabsmanden Wilhelm Trendelenburg det første par røde tilpasningsbriller til radiologer, så de kunne tilpasse deres øjne til at se skærme under fluoroskopiske procedurer.

Evolutionær kontekstRediger

Og selv om mange aspekter af det menneskelige visuelle system fortsat er usikre, er de fleste forskere enige om teorien om udviklingen af stave- og keglefotopigmenter. Man mener, at de tidligste synspigmenter var keglefotoreceptorernes pigmenter, mens stavopsinproteiner udviklede sig senere. Efter pattedyrenes udvikling fra deres reptilforfædre for ca. 275 millioner år siden var der en natlig fase, hvor det komplekse farvesyn forsvandt. Da disse pro-pattedyr var nataktive, øgede de deres følsomhed i omgivelser med lav luminescens og reducerede deres fotopiske system fra tetrachromatisk til dikromatisk. Skiftet til en natlig livsstil ville kræve flere stavfotoreceptorer til at absorbere det blå lys, der udsendes af månen om natten. Det kan ekstrapoleres, at det høje forhold mellem stave og kegler, der findes i moderne menneskers øjne, blev bevaret selv efter skiftet fra natlig tilbage til daglig. man mener, at fremkomsten af trikromaticitet hos primater skete for ca. 55 millioner år siden, da overfladetemperaturen på planeten begyndte at stige. Primatdyrene var dagaktive i stedet for nataktive af natur og havde derfor brug for et mere præcist fotopisk synssystem. Et tredje keglefotopigment var nødvendigt for at dække hele det visuelle spektrum, hvilket gjorde det muligt for primater at skelne bedre mellem frugter og opdage dem med den højeste næringsværdi.

AnvendelsesområderRediger

• Flyvere bærer almindeligvis briller med røde linser eller beskyttelsesbriller, inden de letter i mørke for at sikre, at de kan se uden for flyet. Desuden er cockpittet under hele flyvningen belyst med svagt rødt lys. Denne belysning skal sikre, at piloten er i stand til at læse instrumenter og kort, samtidig med at han bevarer sit scotopiske syn, så han kan se udad.
• Undervandsbåde: Ubåde er ofte “rigget til rødt”, hvilket betyder, at båden kommer op til overfladen eller kommer til periskopdybde om natten. På sådanne tidspunkter skiftes belysningen i visse rum til rødt lys for at give udkigspersonernes og officerernes øjne mulighed for at vænne sig til mørket, inden de kigger ud af båden. Desuden kan rum på en ubåd være oplyst med rødt lys for at simulere natlige forhold for besætningen.

Vitamin AEdit

Vitamin A er nødvendigt for, at det menneskelige øje fungerer korrekt. Fotopigmentet rhodopsin, der findes i menneskelige stavceller, består af retinal, en form for A-vitamin, bundet til et opsinprotein. Ved absorption af lys blev rhodopsin nedbrudt til retinal og opsin gennem blegning. Retinal kunne derefter have en af to skæbner: det kunne rekombineres med opsin for at genopbygge rhodopsin, eller det kunne omdannes til frit retinol. Den amerikanske videnskabsmand George Wald var den første til at erkende, at det visuelle system bruger A-vitamin og er afhængig af kosten for at erstatte det.A-vitamin tjener mange funktioner i menneskekroppen uden for det sunde syn. Det er afgørende for at opretholde et sundt immunsystem og for at fremme normal vækst og udvikling. En gennemsnitlig voksen mand og kvinde bør indtage henholdsvis 900 og 700 mikrogram A-vitamin om dagen. Et forbrug på over 3000 mikrogram pr. dag betegnes som A-vitaminforgiftning og skyldes normalt utilsigtet indtagelse af kosttilskud.

Kilder til vitamin AEdit

Vitamin A findes i både animalske og vegetabilske kilder som henholdsvis retinoider og carotenoider. Retinoider kan anvendes umiddelbart af kroppen ved optagelse i det kardiovaskulære system; plantebaserede carotenoider skal derimod omdannes til retinol, før de kan udnyttes af kroppen. De største animalske kilder til A-vitamin er lever, mejeriprodukter og fisk. Frugt og grøntsager, der indeholder store mængder carotenoider, er mørkegrønne, gule, orange og røde i farven.

Evolutionær kontekstRediger

Vitamin A-baserede opsinproteiner har været brugt til at opfange lys i organismer i det meste af evolutionens historie, der begyndte for ca. 3 milliarder år siden. Denne egenskab er blevet videregivet fra encellede til flercellede organismer, herunder Homo sapiens. Dette vitamin blev højst sandsynligt udvalgt af evolutionen til at opfatte lys, fordi retinal forårsager et skift i fotoreceptorabsorbansen til det synlige lysområde. Dette skift i absorbans er særlig vigtigt for livet på Jorden, fordi det generelt svarer til den maksimale bestråling af sollyset på Jordens overflade. En anden grund til, at retinal har udviklet sig til at være afgørende for menneskers syn, er, at det undergår en stor konformationsændring, når det udsættes for lys. Denne konformationsændring menes at gøre det lettere for fotoreceptorproteinet at skelne mellem dets stille og aktiverede tilstand og dermed bedre styre den visuelle fototransduktion.

Eksperimentelle beviserRediger

Der er gennemført forskellige undersøgelser, der tester effekten af tilskud af A-vitamin på mørketilpasning. I en undersøgelse af Cideciyan et al. blev længden af mørketilpasning målt hos en patient med systemisk A-vitaminmangel (VAD) før og efter tilskud af A-vitamin. Mørketilpasningsfunktionen blev målt før tilskuddet, 1 dag efter behandlingen og 75 dage efter behandlingen. Det blev observeret, at efter blot én dags A-vitamintilskud blev genoprettelseskinetikken for mørketilpasning betydeligt fremskyndet efter fotoreceptorafblegning. Mørketilpasningen blev yderligere fremskyndet efter 75 dages behandling. I en efterfølgende undersøgelse af Kemp et al. blev mørketilpasning undersøgt hos personer med primær biliær cirrose og Crohns sygdom, som begge havde A-vitaminmangel. Inden for 8 dage efter oral tilskud af A-vitamin havde begge patienter fået deres synsfunktion genoprettet til normal tilstand. Desuden blev adaptationskinetikken signifikant forbedret hos begge forsøgspersoner efter tilskud.

AnthocyaninerRediger

Anthocyaniner udgør størstedelen af de 4000 kendte flavonoid-fytokemikalier. Denne gruppe af ca. 600 bioaktive antioxidanter bærer de stærkeste fysiologiske virkninger af alle planteforbindelser. Disse kemikalier er også de mest synlige af de flavonoide fytokemikalier, fordi de giver lyseblå, røde eller lilla pigmentering til mange plantearter. Anthocyaninerne beskytter også det fotosyntetiske væv mod solens direkte stråler, og anthocyaninernes antioxidative, antiinflammatoriske og vasoprotektive egenskaber gør det muligt for dem at udvise forskellige sundhedsmæssige virkninger. Hos mennesker er anthocyaniner effektive i forbindelse med en række sundhedstilstande, herunder neurologiske skader, åreforkalkning, diabetes samt synsforstyrrelser. Anthocyaniner interagerer ofte med andre fytokemikalier for at forstærke de biologiske virkninger; det er derfor fortsat vanskeligt at afkode bidragene fra de enkelte biomolekyler.Da anthocyaniner giver blomsterne en lys farve, har de planter, der indeholder disse fytokemikalier, en naturlig succes med at tiltrække bestøvere som f.eks. fugle og bier. De frugter og grøntsager, der produceres af sådanne planter, er også farvestrålende, hvilket tiltrækker dyr til at spise dem og sprede frøene. På grund af denne naturlige mekanisme er anthocyaninholdige planter meget udbredt i de fleste områder af verden. Den store hyppighed og udbredelse af anthocyanholdige planter gør dem til en naturlig fødekilde for mange dyr. Gennem fossile beviser vides det, at disse forbindelser blev spist i store mængder af primitive homininer.

Under første og anden verdenskrig var det kendt, at britiske flyvere fra det britiske luftvåben spiste store mængder blåbærsyltetøj. Flyverne indtog denne anthocyaninrige fødevare på grund af dens mange visuelle fordele, herunder accelereret mørketilpasning, hvilket ville være værdifuldt ved natlige bombeflyvninger.

FødevarekilderRediger

Brunkfarvede frugter og grøntsager er rige på anthocyaniner. Det giver intuitivt mening, fordi anthocyaniner giver planter pigmentering. Brombær er de mest anthocyaninrige fødevarer og indeholder 89-211 milligram pr. 100 g. Andre fødevarer, der er rige på dette fytokemiske stof, er bl.a. rødløg, blåbær, blåbær, blåbær, rødkål og aubergine. Indtagelse af en af disse fødevarekilder vil give en række forskellige fytokemikalier ud over anthocyaninerne, fordi de naturligt findes sammen. Det daglige indtag af anthocyaniner anslås at være ca. 200 milligram hos den gennemsnitlige voksne; denne værdi kan dog nå op på flere gram om dagen, hvis en person indtager flavonoidtilskud.

Effekt på mørketilpasningRediger

Anthocyaniner fremskynder mørketilpasningen hos mennesker ved at øge regenerationen af stavfotopigmentet rhodopsin. Anthocyaniner opnår dette ved at binde sig direkte til opsin ved nedbrydning af rhodopsin til dets individuelle bestanddele ved lys. Når anthocyaninen er bundet til opsin, ændrer den sin struktur og fremskynder derved sin adgang til den bindende lomme i nethinden. Ved at spise en kost, der er rig på anthocyaniner, er et individ i stand til at generere rhodopsin på kortere tid på grund af opsinets øgede affinitet med retinal. Gennem denne mekanisme er et individ i stand til at fremskynde mørketilpasning og opnå nattesyn i en kortere periode.

Understøttende beviserRediger

I en dobbeltblind, placebokontrolleret undersøgelse udført af Nakaishi et al. blev et pulveriseret anthocyaninkoncentrat, der stammer fra solbær, givet til en række deltagere. Deltagerne fik en af tre doser af anthocyaniner for at måle, om resultatet opstod på en dosisafhængig måde. Perioden for mørketilpasning blev målt før og to timer efter tilskuddet hos alle deltagere. Resultaterne fra dette eksperiment viser, at anthocyaniner fremskyndede mørketilpasningen signifikant på blot ét dosisniveau sammenlignet med placebo. Ved at observere dataene som helhed konkluderede Nakaishi et al., at anthocyaniner effektivt reducerede mørketilpasningsperioden på en dosisafhængig måde.

Modstridende beviserRediger

Trods det faktum, at mange forskere mener, at anthocyaniner er gavnlige til at fremskynde mørketilpasning hos mennesker, viste en undersøgelse udført af Kalt et al. i 2014, at anthocyaniner fra blåbær ikke har nogen effekt. I denne undersøgelse blev der gennemført to dobbeltblindede, placebokontrollerede undersøgelser for at undersøge mørketilpasning efter indtagelse af blåbærprodukter. I ingen af undersøgelserne havde indtagelsen af anthocyaniner fra blåbær en effekt på længden af mørketilpasningen. Ud fra disse resultater konkluderede Kalt et al., at anthocyaniner fra blåbær ikke giver nogen signifikant forskel på den mørketilpasningskomponent i menneskers syn.