Nasze oczy codziennie narażone są na szkodliwe działanie czynników zewnętrznych. Jednym z głównych zagrożeń jest nadmierna ekspozycja oczu na szkodliwe światło HEV emitowane przez ekrany smartfonów, telewizorów i innych urządzeń. Oczy, podobnie jak każdy inny narząd, męczą się, potrzebują treningu, ale też odpoczynku, a co najważniejsze wymagają dobrego odżywienia.

Czym jest proces widzenia z punktu widzenia nauki?

Proces widzenia składa się z fazy postrzegania określonego zjawiska, a następnie z fazy jego identyfikacji i analizy. Gałka oczna jest narządem, w którym obraz jest zarejestrowany i wstępnie przetworzony przez siatkówkę, a następnie nerwem wzrokowym kierowany do ośrodkowego układu nerwowego.

Światło jest widzialnym promieniowaniem (elektromagnetycznym) zdolnym do wywoływania u człowieka i zwierząt bezpośrednio wrażeń wzrokowych. Przyjmuje się, że to widzialne promieniowanie jest częścią widma fal elektromagnetycznych o bardzo wąskim przedziale długości 380 do 780 nm. Oko natomiast jest narażone na znacznie szerszy zakres promieniowania – od nadfioletowego do podczerwonego. Promieniowanie krótkofalowe jest wysokoenergetyczne, natomiast długofalowe, niosące kwanty niskoenergetyczne (>600 nm), wykazuje zdolność do przenikania w głąb oka. Promieniowania krótko i długofalowe są niebezpieczne i mogą powodować biologiczne uszkodzenia komórek (1).

 W zakresie światła widzialnego czułość oka na fale świetlne o różnej długości nie jest jednakowa. Układ wzrokowy jest najbardziej wrażliwy na fale o długości 490–500 nm. W tych zakresach ludzkie oko jest w stanie rozróżnić zmiany długości fali o jeden nanometr. Dla innych długości te zmiany muszą być większe.

Zdrowie oka – czyli co to są receptory siatkówki

Kolejnym etapem w procesie widzenia jest proces fizjologiczny pobudzenia receptorów siatkówki oka i wyzwolenia impulsu nerwowego, który jest przekazywany do kory mózgowej. Za tę część procesu są odpowiedzialne receptory siatkówki – czopki i pręciki (2). W momencie pobudzenia światłem dochodzi do chwilowej zmiany ich struktury chemicznej i powstania elektrycznego impulsu przewodzonego do mózgu włóknami nerwowymi. Pręciki są wysoce światłoczułe i odpowiedzialne głównie za wykrywanie kształtu i ruchu. Nie mogą one jednak rozróżniać kolorów. Odbierają jedynie światło o charakterystyce barwy szarej w różnych odcieniach jako silniejsze i słabsze. Czopki natomiast są mniej wrażliwe na światło, ale odpowiadają za zdolność rozróżniania kolorów. Umożliwiają również postrzeganie szczegółów. Połączenie właściwości obu receptorów stwarza zdolność do identyfikacji obiektów, orientacji przestrzennej oraz rozróżniania kolorów, a więc najważniejszych elementów procesu widzenia. Barwne widzenie poprzez tworzenie kontrastu między przedmiotami pozwala na ich szybsze i sprawniejsze identyfikowanie, a tym samym dostarcza niezbędnych informacji do orientacji przestrzennej.

Aktywność biologiczna plamki

Plamka stanowi okrągły obszar w tylnym biegunie siatkówki, której wewnętrzna warstwa zawiera żółty barwnik – ksantofil i karotenoidy – luteinę i aksantynę w wyższym stężeniu niż w siatkówce obwodowej (3). Jest to miejsce, w którym rozdzielczość widzenia jest największa w wyniku bardziej intensywnego zagęszczenia czopków. Jednocześnie to obszar„intensywnie pracujący” i charakteryzujący się dużym metabolizmem komórek. Wysoka aktywność metaboliczna sprzyja powstawaniu potencjalnie szkodliwych wolnych rodników, zwłaszcza tlenowych. Powyższe procesy są nieodłącznymi elementami metabolizmu komórkowego i nie stanowią zagrożenia w sytuacji ich szybkiej inaktywacji przez obecne w komórkach systemy obrony o charakterze antyoksydacyjnym.

Tworzenie potencjalnie szkodliwych wolnych rodników jest procesem powszechnie zachodzącym w żywym organizmie w ciągu całego życia – w różnych typach komórek i tkanek. Stres oksydacyjny jest definiowany jako zaburzenie komórkowej równowagi prooksydacyjno-antyoksydacyjnej w kierunku reakcji utleniania przebiegające z udziałem reaktywnych form tlenu (RFT, ang. Reactive Oxygen Species – ROS).

Z kilku powodów siatkówka jest obszarem szczególnie predysponowanym do powstawania RFT. Jednym z ważniejszych czynników jest wysokie ciśnienie parcjalne tlenu, który jest substratem dla rodników tlenowych. Siatkówka, a zwłaszcza jej fotoreceptory, to niezwykle intensywnie pracujące i charakteryzujące się intensywnym metabolizmem komórki, które wymagają dużej ilości tlenu i składników odżywczych.

 

Porównując poszczególne ksantofile obecne w siatkówce, należy podkreślić, że luteina i aksantyna to składniki pochodzące z pożywienia (obecne i syntetyzowane w roślinach), mezozeaksantyna natomiast nie pochodzi z diety. Istnieje kilka dowodów na hipotezę, że mezozeaksantyna powstaje z luteiny w siatkówce oka. Mezozeaksantyny nie stwierdza się bowiem w osoczu ani w wątrobie, natomiast występująca w plamce luteina ulega konwersji enzymatycznej lub fotochemicznej do mezozeaksantyny.

Luteina i aksantyna są rozpuszczalne w tłuszczach, dlatego postać liposomalna jest dla nich najskuteczniejszą formą dostarczenia do organizmu. Dystrybucja barwników i ich odkładanie się w siatkówce oraz innych tkankach oka poprawia się dzięki zastosowaniu liposomów jako nośników luteiny. Liu i wsp (5) w badaniach przeprowadzonych na modelu zwierzęcym wykazali, że wykorzystanie nośnika luteiny w postaci zawiesiny mikrocząstek lipidowych zwiększa stężenie luteiny nie tylko w siatkówce, ale również w twardówce, która przy stosowaniu tradycyjnych nośników leków (tabletek) stanowiła naturalną barierę dla karotenoidów.

Odpowiednia podaż luteiny i astaksantyny odgrywa ważną rolę w procesie utrzymania prawidłowej funkcji siatkówki. Barwniki plamki żółtej: luteina, astaksantyna i mezozeaksantyna, czyli tlenowa forma luteiny, pełnią rolę silnych antyoksydantów, a jednocześnie filtrów promieniowania UV. Barwniki plamki wpływają również na procesy fizyczne związane z widzeniem, zwiększają czułość kontrastu, kontrast otoczenia i tła, a zmniejszają luminancję odbitą.

Luteina i aksantyna są niezbędne do prawidłowego funkcjonowania narządu wzroku. Dodatkowo warto zadbać o odpowiedni poziom witamin A i E. Witaminy te także odgrywają ważną rolę w zachowaniu zdrowia oka. Jak w przypadku każdego narządu, dla oczu niezwykle ważna jest dieta i odżywienie oka w niezbędne składniki. Drugi ważny element to ćwiczenia i odpoczynek, oczy również potrzebują zarówno treningu jak i odpoczynku. Proste techniki ochrony przed szkodliwym promieniowaniem HEV poznasz tutaj. Zadbaj o oczy już dziś.

Literatura:

1. https://www.aoa.org/AOA/Documents/Education/Education_PDFs/Blue%20Light%20and%20Eye%20Damage.pdf

2. https://www.biorxiv.org/content/10.1101/469221v2.full.pdf

3. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC5611842/pdf/nihms867278.pdf

4. https://www.czytelniamedyczna.pl/3847,karotenoidy-naturalne-zrodla-biosynteza-wplyw-na-organizm-ludzki.html

5. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25748776/