Hay una serie de métodos diferentes, con distintos niveles de evidencia, que se ha pretendido o demostrado que aumentan la velocidad de adaptación de la visión en la oscuridad.
Luces y lentes rojasEditar
Como las células de los bastones tienen un pico de sensibilidad a una longitud de onda de 530 nanómetros, no pueden percibir todos los colores del espectro visual. Debido a que las células de los bastones son insensibles a las longitudes de onda largas, el uso de luces rojas y lentes rojas se ha convertido en una práctica común para acelerar la adaptación a la oscuridad. Para que la adaptación a la oscuridad se acelere significativamente, lo ideal es que el individuo comience esta práctica 30 minutos antes de entrar en un entorno de baja luminiscencia. Esta práctica permitirá al individuo mantener su visión fotópica (diurna) mientras se prepara para la visión escotópica. La insensibilidad a la luz roja evitará que las células de los bastones se blanqueen aún más y permitirá que el fotopigmento rodopsina se recargue de nuevo a su conformación activa. Una vez que un individuo entra en un entorno oscuro, la mayoría de sus células de bastón ya se habrán acomodado a la oscuridad y podrán transmitir señales visuales al cerebro sin necesidad de un periodo de acomodación.
El concepto de lentes rojas para la adaptación a la oscuridad se basa en los experimentos de Antoine Béclère y sus primeros trabajos con la radiología. En 1916, el científico Wilhelm Trendelenburg inventó el primer par de gafas de adaptación al rojo para que los radiólogos pudieran adaptar sus ojos a la visión de las pantallas durante los procedimientos fluoroscópicos.
Contexto evolutivoEditar
Aunque muchos aspectos del sistema visual humano siguen siendo inciertos, la teoría de la evolución de los fotopigmentos de los bastones y los conos es consensuada por la mayoría de los científicos. Se cree que los primeros pigmentos visuales fueron los de los fotorreceptores de los conos, y que las proteínas de la opsina de los bastones evolucionaron posteriormente. Tras la evolución de los mamíferos a partir de sus ancestros reptiles, hace aproximadamente 275 millones de años, hubo una fase nocturna en la que se perdió la visión compleja del color. Dado que estos pro-mamíferos eran nocturnos, aumentaron su sensibilidad en entornos de baja luminiscencia y redujeron su sistema fotópico de tetracromático a dicromático. El cambio a un estilo de vida nocturno exigiría más fotorreceptores de varilla para absorber la luz azul emitida por la luna durante la noche. Se puede extrapolar que la elevada proporción de bastones frente a conos presente en los ojos humanos modernos se mantuvo incluso después del cambio de nocturnidad a diurnidad.Se cree que la aparición de la tricromía en los primates se produjo hace aproximadamente 55 millones de años, cuando la temperatura de la superficie del planeta comenzó a aumentar. Los primates eran de naturaleza diurna y no nocturna, por lo que necesitaban un sistema visual fotópico más preciso. Era necesario un tercer fotopigmento cónico que cubriera todo el espectro visual, lo que permitía a los primates discriminar mejor entre las frutas y detectar las de mayor valor nutritivo.
AplicacionesEditar
- Los aviadores suelen llevar gafas o anteojos con cristales rojos antes de despegar en la oscuridad para asegurarse de que pueden ver el exterior del avión. Además, durante el vuelo, la cabina está iluminada con luces rojas tenues. Esta iluminación es para asegurar que el piloto es capaz de leer los instrumentos y los mapas mientras mantiene la visión escotópica para mirar al exterior.
- Submarinos: A menudo los submarinos están «equipados para el rojo», lo que significa que el barco va a salir a la superficie o llegar a la profundidad del periscopio por la noche. En esos momentos, la iluminación dentro de ciertos compartimentos se cambia a luz roja para permitir que los ojos de los vigías y oficiales se ajusten a la oscuridad antes de mirar fuera del barco. Además, los compartimentos de un submarino pueden estar iluminados con luz roja para simular las condiciones nocturnas para la tripulación.
Vitamina AEdit
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La vitamina A es necesaria para el correcto funcionamiento del ojo humano. El fotopigmento rodopsina que se encuentra en las células de los bastones humanos está compuesto por retinal, una forma de vitamina A, unida a una proteína opsina. Al absorber la luz, la rodopsina se descomponía en retinal y opsina mediante el blanqueo. El retinal podía tener entonces uno de los dos destinos: recombinarse con la opsina para reformar la rodopsina o convertirse en retinol libre. El científico estadounidense George Wald fue el primero en reconocer que el sistema visual gasta vitamina A y depende de la dieta para su reposición. Es vital para mantener un sistema inmunitario sano y para promover el crecimiento y el desarrollo normales. El hombre y la mujer adultos deben consumir una media de 900 y 700 microgramos de vitamina A al día, respectivamente. El consumo de más de 3.000 microgramos al día se denomina toxicidad por vitamina A y suele estar causado por la ingestión accidental de suplementos.
Fuentes de vitamina AEdit
La vitamina A está presente tanto en fuentes animales como vegetales en forma de retinoides y carotenoides, respectivamente. Los retinoides pueden ser utilizados inmediatamente por el organismo tras su absorción en el sistema cardiovascular; sin embargo, los carotenoides de origen vegetal deben convertirse en retinol antes de ser utilizados por el organismo. Las fuentes de vitamina A de origen animal más importantes son el hígado, los productos lácteos y el pescado. Las frutas y verduras que contienen altas cantidades de carotenoides son de color verde oscuro, amarillo, naranja y rojo.
Contexto evolutivoEditar
Las proteínas opsinas basadas en la vitamina A se han utilizado para detectar la luz en los organismos durante la mayor parte de la historia evolutiva, comenzando hace aproximadamente 3.000 millones de años. Esta característica ha pasado de los organismos unicelulares a los multicelulares, incluido el Homo sapiens. Lo más probable es que esta vitamina haya sido seleccionada por la evolución para detectar la luz porque la retina provoca un cambio en la absorbencia de los fotorreceptores hacia el rango de la luz visible. Este desplazamiento de la absorbencia es especialmente importante para la vida en la Tierra, ya que suele coincidir con el pico de irradiación de la luz solar en su superficie. Una segunda razón por la que la retina ha evolucionado hasta ser vital para la visión humana es que sufre un gran cambio de conformación cuando se expone a la luz. Se cree que este cambio conformacional facilita que la proteína fotorreceptora distinga entre su estado silencioso y activado, controlando así mejor la fototransducción visual.
Pruebas experimentalesEditar
Se han llevado a cabo diversos estudios para comprobar la eficacia de la suplementación con vitamina A en la adaptación a la oscuridad. En un estudio de Cideciyan et al. se midió la duración de la adaptación a la oscuridad en un paciente con deficiencia sistémica de vitamina A (DVA) antes y después de la administración de suplementos de vitamina A. La función de adaptación a la oscuridad se midió antes de la suplementación, 1 día después del tratamiento y 75 días después del tratamiento. Se observó que tras sólo un día de suplemento de vitamina A la cinética de recuperación de la adaptación a la oscuridad se aceleró significativamente tras el blanqueo de los fotorreceptores. La adaptación a la oscuridad se aceleró aún más tras 75 días de tratamiento. Un estudio posterior de Kemp et al. estudió la adaptación a la oscuridad en sujetos con cirrosis biliar primaria y enfermedad de Crohn, ambos con deficiencia de vitamina A. A los 8 días de la administración de suplementos de vitamina A por vía oral, ambos pacientes recuperaron su función visual. Además, la cinética de adaptación mejoró significativamente en ambos sujetos tras la suplementación.
AntocianinasEditar
Las antocianinas constituyen la mayor parte de los 4000 fitoquímicos flavonoides conocidos. Este grupo de aproximadamente 600 antioxidantes bioactivos tiene los efectos fisiológicos más fuertes de cualquier compuesto vegetal. Estas sustancias químicas son también las más visibles de los fitoquímicos flavonoides porque proporcionan una pigmentación azul, roja o púrpura brillante a muchas especies de plantas. Las antocianinas también sirven para proteger los tejidos fotosintéticos de los rayos directos del sol. Además, las propiedades antioxidantes, antiinflamatorias y vasoprotectoras de las antocianinas les permiten demostrar diversos efectos sobre la salud. En los seres humanos, las antocianinas son efectivas para una variedad de condiciones de salud, incluyendo el daño neurológico, la aterosclerosis, la diabetes, así como el deterioro visual. Las antocianinas suelen interactuar con otros fitoquímicos para potenciar los efectos biológicos, por lo que las contribuciones de las biomoléculas individuales siguen siendo difíciles de descifrar.Como consecuencia de que las antocianinas aportan una coloración brillante a las flores, las plantas que contienen estos fitoquímicos consiguen atraer de forma natural a polinizadores como las aves y las abejas. Las frutas y verduras que producen estas plantas también tienen una pigmentación brillante que atrae a los animales para que se las coman y dispersen las semillas. Debido a este mecanismo natural, las plantas que contienen antocianinas son muy abundantes en la mayoría de las zonas del mundo. La gran abundancia y distribución de las plantas que contienen antocianina las convierten en una fuente de alimento natural para muchos animales. A través de las evidencias fósiles se sabe que estos compuestos eran consumidos en grandes cantidades por los homínidos primitivos.
Durante las primeras y segundas guerras mundiales se sabe que los aviadores de la Fuerza Aérea Británica consumían grandes cantidades de mermelada de arándanos. Los aviadores consumían este alimento rico en antocianinas debido a sus numerosos beneficios visuales, entre ellos la aceleración de la adaptación a la oscuridad, que sería valiosa para las misiones de bombardeo nocturno.
Fuentes alimentariasEditar
Frutas de arándano
Las frutas y verduras de colores vivos son ricas en antocianinas. Esto tiene sentido de forma intuitiva porque las antocianinas ofrecen pigmentación a las plantas. Las moras son los alimentos más ricos en antocianinas, ya que contienen entre 89 y 211 miligramos por cada 100 gramos. Otros alimentos ricos en este fitoquímico son las cebollas rojas, los arándanos, los arándanos, la col roja y las berenjenas. La ingesta de cualquiera de estas fuentes de alimentos aportará una variedad de fitoquímicos además de las antocianinas, ya que existen juntos de forma natural. Se calcula que la ingesta diaria de antocianinas es de aproximadamente 200 miligramos en el adulto medio; sin embargo, este valor puede alcanzar varios gramos al día si un individuo consume suplementos de flavonoides.
Efecto sobre la adaptación a la oscuridadEditar
Las antocianinas aceleran la adaptación a la oscuridad en los seres humanos al aumentar la regeneración del fotopigmento del bastón, la rodopsina. Las antocianinas lo consiguen uniéndose directamente a la opsina tras la degradación de la rodopsina a sus componentes individuales por la luz. Una vez unida a la opsina, la antocianina cambia su estructura, acelerando así su acceso al bolsillo de unión de la retina. Con una dieta rica en antocianinas, un individuo es capaz de generar rodopsina en periodos de tiempo más cortos debido a la mayor afinidad de la opsina con la retina. A través de este mecanismo, un individuo es capaz de acelerar la adaptación a la oscuridad y alcanzar la visión nocturna en un periodo de tiempo más corto.
Pruebas de apoyoEditar
En un estudio doble ciego, controlado con placebo, realizado por Nakaishi et al. se proporcionó a varios participantes un concentrado de antocianina en polvo derivado de las grosellas negras. Los participantes recibieron una de las tres dosis de antocianinas para medir si el resultado se producía de forma dependiente de la dosis. El periodo de adaptación a la oscuridad se midió antes y dos horas después de la suplementación en todos los participantes. Los resultados de este experimento indican que las antocianinas aceleraron significativamente la adaptación a la oscuridad en un solo nivel de dosis en comparación con el placebo. Observando los datos en su conjunto Nakaishi et al. concluyeron que las antocianinas redujeron efectivamente el período de adaptación a la oscuridad de una manera dependiente de la dosis.
Pruebas contradictoriasEditar
A pesar de que muchos científicos creen que las antocianinas son beneficiosas para acelerar la adaptación a la oscuridad en los seres humanos, un estudio realizado por Kalt et al. en 2014 mostró que las antocianinas del arándano no tienen ningún efecto. En este estudio se realizaron dos estudios doblemente ciegos y controlados con placebo para examinar la adaptación a la oscuridad tras la ingesta de productos de arándanos. En ninguno de los dos estudios la ingesta de antocianinas de arándanos afectó a la duración de la adaptación a la oscuridad. A partir de estos resultados, Kalt et al. concluyeron que las antocianinas del arándano no aportan ninguna diferencia significativa al componente de adaptación a la oscuridad de la visión humana.