Egy sor különböző módszer létezik, különböző szintű bizonyítékokkal, amelyek állítólag vagy bizonyítottan növelik a látás sötétben való alkalmazkodási sebességét.
Vörös fény és lencseSzerkesztés
A pálcikasejtek 530 nanométeres hullámhosszon érik el az érzékenységi csúcsot, ezért nem képesek a látási spektrum minden színét érzékelni. Mivel a pálcikasejtek nem érzékenyek a hosszú hullámhosszakra, a vörös fények és vörös lencseszemüvegek használata a sötétadaptáció felgyorsítására elterjedt gyakorlattá vált. Ahhoz, hogy a sötétadaptáció jelentősen felgyorsuljon, az egyénnek ideális esetben 30 perccel az alacsony lumineszcenciájú környezetbe való belépés előtt el kell kezdenie ezt a gyakorlatot. Ez a gyakorlat lehetővé teszi az egyén számára, hogy megőrizze fotopikus (nappali) látását, miközben felkészül a szkotopikus látásra. A vörös fényre való érzéketlenség megakadályozza a pálcikasejtek további kifehéredését, és lehetővé teszi, hogy a rodopszin fotopigment visszatöltődjön aktív konformációjába. Amint az egyén sötét környezetbe kerül, a pálcikasejtek többsége már alkalmazkodott a sötéthez, és képes lesz vizuális jeleket továbbítani az agy felé akkomodációs időszak nélkül.
A vörös lencsék koncepciója a sötét adaptációhoz Antoine Béclère kísérletein és korai radiológiai munkáján alapul. Wilhelm Trendelenburg tudós 1916-ban feltalálta az első vörös adaptációs szemüveget a radiológusok számára, hogy a fluoroszkópos eljárások során a szemüket a képernyők megtekintéséhez adaptálják.
Evolúciós összefüggésekSzerkesztés
Bár az emberi látórendszer számos aspektusa továbbra is bizonytalan, a pálcika- és kúp-fotopigmentek evolúciójának elméletében a legtöbb tudós egyetért. Úgy vélik, hogy a legkorábbi látópigmentek a kúp-fotoreceptorokéi voltak, a pálcika-opszin fehérjék később fejlődtek ki. Miután az emlősök körülbelül 275 millió évvel ezelőtt kifejlődtek hüllő őseikből, következett egy éjszakai szakasz, amelyben az összetett színlátás megszűnt. Mivel ezek az előemlősök éjszakai állatok voltak, megnövelték érzékenységüket a gyenge lumineszcenciájú környezetekben, és fotopikus rendszerüket tetrachromatikusról dichromatikusra csökkentették. Az éjszakai életmódra való áttérés több pálcika fotoreceptort igényelt, hogy elnyeljék a Hold által éjszaka kibocsátott kék fényt. Extrapolálható, hogy a pálcikák és a kúpok magas aránya a modern emberi szemben még az éjszakai életmódról a nappali életmódra való visszatérés után is megmaradt.Úgy vélik, hogy a főemlősöknél a trikromátia megjelenése körülbelül 55 millió évvel ezelőtt következett be, amikor a bolygó felszíni hőmérséklete emelkedni kezdett. A főemlősök inkább nappali, mint éjszakai életmódot folytattak, és ezért pontosabb fotopikus látórendszerre volt szükségük. Egy harmadik kúpos fotopigmentre volt szükség a teljes látási spektrum lefedéséhez, amely lehetővé tette a főemlősök számára, hogy jobban megkülönböztessék a gyümölcsöket és felismerjék a legnagyobb tápértékűeket.
AlkalmazásokSzerkesztés
- A repülők a felszállás előtt a sötétben általában piros lencsés szemüveget vagy védőszemüveget viselnek, hogy a repülőgépen kívül is lássanak. Továbbá a repülés során a pilótafülkét halvány vörös fényekkel világítják meg. Ez a világítás biztosítja, hogy a pilóta le tudja olvasni a műszereket és a térképeket, miközben fenntartja a szkotopikus látást a külső látás érdekében.
- Lengeralattjárók: Gyakran előfordul, hogy a tengeralattjárókat “vörösre szerelik”, ami azt jelenti, hogy a hajó éjszaka fog felszínre jönni vagy periszkópos mélységbe kerülni. Ilyenkor bizonyos rekeszekben a megvilágítást vörös fényre kapcsolják, hogy az őrszemek és a tisztek szeme alkalmazkodni tudjon a sötétséghez, mielőtt a hajón kívülre néznének. Ezen túlmenően a tengeralattjáró egyes helyiségei vörös fénnyel is megvilágíthatók, hogy a legénység számára éjszakai körülményeket szimuláljanak.
Vitamin AEdit
11-cis-Retinal2
A vitamin szükséges az emberi szem megfelelő működéséhez. Az emberi pálcikasejtekben található fotopigment, a rodopszin egy opsin fehérjéhez kötött retinalból, az A-vitamin egy formájából áll. A fény elnyelésekor a rodopszin fehérítéssel retinálra és opsinra bomlik. A retinalnak ezután kétféle sorsa lehet: vagy újrakombinálódik az opsinnal, hogy újra rhodopszinná alakuljon, vagy szabad retinollá alakul. George Wald amerikai tudós volt az első, aki felismerte, hogy a látórendszer elhasználja az A-vitamint, és annak pótlása a tápláléktól függ.Az A-vitamin az egészséges látáson kívül számos funkciót lát el az emberi szervezetben. Létfontosságú az egészséges immunrendszer fenntartásában, valamint a normális növekedés és fejlődés elősegítésében. Egy átlagos felnőtt férfinak és nőnek napi 900, illetve 700 mikrogramm A-vitamint kellene fogyasztania. A napi 3000 mikrogramm feletti fogyasztást A-vitamin-toxicitásnak nevezik, és általában a kiegészítők véletlenszerű fogyasztása okozza.
AE-vitamin-források
A vitamin állati és növényi forrásokban egyaránt jelen van retinoidok, illetve karotinoidok formájában. A retinoidokat a szervezet a szív- és érrendszerbe való felszívódás után azonnal felhasználhatja; a növényi eredetű karotinoidokat azonban a szervezet általi felhasználás előtt retinollá kell átalakítani. Az A-vitamin legmagasabb állati eredetű forrásai a máj, a tejtermékek és a halak. A nagy mennyiségű karotinoidot tartalmazó gyümölcsök és zöldségek sötétzöld, sárga, narancssárga és vörös színűek.
Evolúciós összefüggésekSzerkesztés
Az A-vitamin-alapú opsinfehérjéket az evolúciós történelem nagy részében, körülbelül 3 milliárd évvel ezelőtt kezdődően a fény érzékelésére használták az élőlényekben. Ez a tulajdonság az egysejtűekből a többsejtűekbe, köztük a Homo sapiensbe is átkerült. Ezt a vitamint valószínűleg azért választotta ki az evolúció a fényérzékelésre, mert a retina a fotoreceptorok abszorpciójának a látható fénytartományba való eltolódását okozza. Az abszorpciónak ez az eltolódása különösen fontos a földi élet számára, mivel általában megegyezik a felszínt érő napfény besugárzási csúcsértékével. A második ok, amiért a retina az emberi látás szempontjából létfontosságúvá vált, az az, hogy fény hatására nagymértékű konformációs változáson megy keresztül. Ez a konformációs változás feltehetően megkönnyíti a fotoreceptor fehérje számára, hogy különbséget tegyen a csendes és az aktivált állapot között, így jobban szabályozza a vizuális fototranszdukciót.
Kísérleti bizonyítékokSzerkesztés
Változatos vizsgálatokban vizsgálták az A-vitamin-pótlás hatását a sötétadaptációra. Cideciyan és munkatársai vizsgálatában szisztémás A-vitamin-hiányban (VAD) szenvedő betegnél mérték a sötétadaptáció hosszát A-vitamin-pótlás előtt és után. A sötétadaptációs funkciót a kiegészítés előtt, 1 nappal a kezelés után és 75 nappal a kezelés után mérték. Megfigyelték, hogy pusztán egy napos A-vitamin-pótlás után a sötétadaptáció helyreállítási kinetikája jelentősen felgyorsult a fotoreceptorok fehérítését követően. A sötét adaptáció tovább gyorsult a 75 napos kezelést követően. Egy későbbi, Kemp és munkatársai által végzett vizsgálatban a sötétadaptációt vizsgálták primer epeúti cirrózisban és Crohn-betegségben szenvedő alanyoknál, akik mindketten A-vitamin-hiányban szenvedtek. Az A-vitamin szájon át történő pótlását követő 8 napon belül mindkét beteg látásfunkciója helyreállt a normális szintre. Továbbá az adaptációs kinetika mindkét alanynál jelentősen javult a pótlást követően.
AntociánokSzerkesztés
Az antociánok alkotják a 4000 ismert flavonoid fitokémiai anyag többségét. Ez a mintegy 600 bioaktív antioxidánsból álló csoport a legerősebb élettani hatásokat hordozza a növényi vegyületek közül. Ezek a vegyi anyagok egyben a flavonoid fitokemikáliák közül a leglátványosabbak is, mivel számos növényfajnak élénk kék, vörös vagy lila pigmentációt kölcsönöznek. Az antociánok a fotoszintetikus szövetek védelmét is szolgálják a közvetlen napsugarakkal szemben, emellett az antociánok antioxidáns, gyulladáscsökkentő és érvédő tulajdonságai lehetővé teszik, hogy változatos egészségügyi hatásokat mutassanak ki. Embereknél az antociánok számos egészségügyi állapotra hatásosak, beleértve az idegrendszeri károsodást, az érelmeszesedést, a cukorbetegséget, valamint a látáskárosodást. Az antociánok gyakran kölcsönhatásba lépnek más fitokémiai anyagokkal a biológiai hatások fokozása érdekében; ezért az egyes biomolekulák hozzájárulását továbbra is nehéz megfejteni.Mivel az antociánok élénk színt kölcsönöznek a virágoknak, az ezeket a fitokémiai anyagokat tartalmazó növények természetes módon sikeresen vonzzák a beporzókat, például a madarakat és a méheket. Az ilyen növények által termesztett gyümölcsök és zöldségek szintén élénk színűek, ami vonzza az állatokat, hogy megegyék őket és szétszórják a magokat. Ennek a természetes mechanizmusnak köszönhetően az antocián-tartalmú növények a világ legtöbb területén széles körben elterjedtek. Az antocián-tartalmú növények nagy gyakorisága és elterjedtsége számos állat számára természetes táplálékforrássá teszi őket. A fosszilis bizonyítékok alapján ismert, hogy ezeket a vegyületeket a primitív homininok nagy mennyiségben fogyasztották.
Az I. és II. világháború idején a brit légierő pilótái köztudottan nagy mennyiségű áfonyalekvárt fogyasztottak. A repülők ezt az antociánokban gazdag élelmiszert számos vizuális előnye miatt fogyasztották, többek között a gyorsabb sötétben való alkalmazkodás miatt, ami értékes lehetett az éjszakai bombázó bevetések során.
ÉlelmiszerforrásokSzerkesztés
A szedergyümölcsök
A rikító színű gyümölcsök és zöldségek gazdagok antociánokban. Ennek intuitíve van értelme, mert az antociánok pigmentációt biztosítanak a növényeknek. A szeder a legantociánban leggazdagabb élelmiszer, 100 grammonként 89-211 milligrammot tartalmaz. Más élelmiszerek, amelyek gazdagok ebben a fitokemikáliában, közé tartozik a vöröshagyma, az áfonya, az áfonya, a vörös káposzta és a padlizsán. Ezen élelmiszerforrások bármelyikének elfogyasztása az antocianinokon kívül számos fitokemikáliát is eredményez, mivel ezek természetes módon együttesen léteznek. Az antociánok napi bevitele egy átlagos felnőtt esetében körülbelül 200 milligrammra becsülhető; ez az érték azonban elérheti a napi több grammot is, ha az egyén flavonoid-kiegészítőket fogyaszt.
Hatás a sötét adaptációraSzerkesztés
Az antociánok felgyorsítják a sötét adaptációt az emberben azáltal, hogy fokozzák a pálcika fotopigment, a rodopszin regenerációját. Az antocianinok ezt úgy érik el, hogy közvetlenül az opsinhoz kötődnek a rodopszin fény hatására történő, a rodopszin egyes alkotóelemeire történő lebomlásakor. Az opsinhoz kötődve az antocianin megváltoztatja szerkezetét, ezáltal felgyorsítja a retinális kötőzsebhez való hozzáférését. Az antociánokban gazdag étrenddel az egyén rövidebb idő alatt képes rhodopszint termelni, mivel az opsin megnövekedett affinitása a retinalhoz. E mechanizmus révén az egyén képes felgyorsítani a sötétadaptációt és rövidebb idő alatt elérni az éjszakai látást.
Támogató bizonyítékokSzerkesztés
A Nakaishi és munkatársai által végzett kettős vak, placebo-kontrollált vizsgálatban fekete ribiszkéből származó porított antocián-koncentrátumot adtak néhány résztvevőnek. A résztvevők az antociánok három adagjának egyikét kapták, hogy mérjék, az eredmény dózisfüggő módon következett-e be. A sötétadaptáció időtartamát minden résztvevőnél a kiegészítést megelőzően és két órával azt követően mértük. A kísérlet eredményei azt mutatják, hogy az antociánok csupán az egyik dózis szintjén jelentősen felgyorsították a sötét adaptációt a placebóhoz képest. Az adatok egészét figyelve Nakaishi és munkatársai arra a következtetésre jutottak, hogy az antociánok dózisfüggő módon hatékonyan csökkentették a sötét adaptációs időszakot.
Ellentmondásos bizonyítékokSzerkesztés
Dacára annak, hogy sok tudós úgy véli, hogy az antociánok előnyösen gyorsítják a sötét adaptációt az embereknél, a Kalt és munkatársai által 2014-ben végzett vizsgálat kimutatta, hogy az áfonya antociánoknak nincs hatása. Ebben a tanulmányban két kettős vak, placebo-kontrollált vizsgálatot végeztek, amelyekben az áfonyatermékek fogyasztását követő sötétadaptációt vizsgálták. Egyik vizsgálatban sem volt hatással az áfonyaantociánok bevitele a sötétadaptáció hosszára. Ezekből az eredményekből Kalt és munkatársai arra a következtetésre jutottak, hogy az áfonya antociánok nem nyújtanak jelentős különbséget az emberi látás sötétadaptációs komponenséhez.