Melanina – Optymalna ochrona przed niebieskim światłem
Co to jest melanina i za co odpowiada?
Zgodnie z Wikipedia melanina to pigment (wielkocząsteczkowy barwnik) występujący naturalnie w naszym ciele. Odpowiada przede wszystkim za barwę naszej skóry, włosów oraz za kolor tęczówek oczu. Od liczby i rodzaju cząsteczek melanin w skórze i w cebulce włosa zależy ich kolor. Im więcej melaniny, tym ciemniejsza jest skóra i włosy. Ważne jest, że główną funkcją melaniny w skórze jak i w tęczówce jest ochrona przed szkodliwym działaniem promieni ultrafioletowych oraz eliminacja wolnych rodników. Melanina posiada zdolności do rozpraszania i absorpcji promieniowania UV oraz zamieniania pochłoniętej energii na mniej toksyczną.
Zdolność absorpcji jest maksymalna w krótkofalowej części promieniowania UV i maleje stopniowo przy przejściu w kierunku światła widzialnego
Melanina – Rodzaje
W przyrodzie rozróżniamy 3 rodzaje melaniny:
− eumelanina – nierozpuszczalny czarno-brązowy pigment. Jest dominującym pigmentem znajdującym się w gałkach ocznych.
− feomelanina – żółto-czerwone pigmenty składające się głównie z podjednostek benzotiazynowych;
− allomelanina – występują w roślinach, powstałe ze związków fenolowych.
Melanina – Produckcja
Melanina produkowana jest przez specjalne komórki zwane melanocytami. Za proces melanogenezy czyli powstawania melaniny odpowiedzialne są melanosomy czyli ciałka melaninow. Powstają one w kilkuetapowym procesie i gdy już są dojrzałe są transportowane z obszaru okołojądrowego finalnie do wyżej położonych warstw skóry aż do keratynocytów. Tutaj w skórze ciemnej część melanosomów gromadzi się nad jądrami keratynocytów, tworząc tzw. czapeczki co stanowi rodzaj tarczy ochronnej dla DNA. Ostatecznie determinują zabarwienie skóry oraz pełnią funkcję ochronną przed promieniowaniem UV.
Ciałka te Barwnik gromadzi się w ciałkach melaninowych. W następnej kolejności ciałka te transportowane są do wyżej położonych warstw skóry, aż do keratynocytów. W skórze ciemnej część melanosomów gromadzi się nad jądrami keratynocytów, tworząc tzw. czapeczki stanowiące rodzaj tarczy ochronnej dla DNA
To właśnie tam ma miejsce rozmieszczenie barwnika, który od tego momentu zaczyna pełnić swoje funkcje ochronne.
Im więcej melaniny, tym ryzyko, że promieniowanie UV nam zaszkodzi, jest mniejsze – to tłumaczy, dlaczego ludzie posiadający jasne oczy mają zwiększone ryzyko wystąpienia różnych schorzeń oczu związanych z promieniowaniem słonecznym. Melanina to naturalne rozwiązanie problemu niebezpiecznego światła.
Melanina w soczewkach
Melanina, pigment występujący w siatkówce oka, wykazuje zdolność do pochłaniania promieniowania elektromagnetycznego w szerokim zakresie widmowym. Jej właściwości absorpcyjne są zależne od długości fali, co oznacza, że silniej pochłania promieniowanie o wyższej energii, takie jak ultrafiolet (UV), niż promieniowanie o niższej energii, np. światło niebieskie czy zielone.
Ta selektywna absorpcja melaniny zapewnia ochronę soczewki oka przed szkodliwym wpływem promieniowania UV, zmniejszając ryzyko rozwoju zaćmy. Ponadto, melanina filtruje różne długości fal proporcjonalnie do ich potencjalnego wpływu na uszkodzenie tkanki siatkówki, co redukuje ryzyko zwyrodnienia plamki żółtej.
Proces starzenia prowadzi do stopniowej utraty melaniny w oku (ok. 15% do 40 roku życia i 25% do 50 roku życia), co negatywnie wpływa na zdolność ochronną i percepcyjną oka. W celu zrekompensowania tej utraconej melaniny, opracowano soczewki z melaniną, które zapewniają dodatkową ochronę i poprawę widzenia.
Soczewki z melaniną wykazują wysokie wartości współczynnika ochrony oczu (EPF) w teście Farnswortha-Munsella 100, co świadczy o ich skuteczności w zachowaniu naturalnej percepcji kolorów przy jednoczesnej ochronie przed szkodliwym promieniowaniem.
Ze względu na rosnącą ekspozycję na niebieskie światło emitowane przez urządzenia elektroniczne tj. smartfony, monitory LCD/LED, tablety, laptopy, komputery oraz żarówki LED, kwestia optymalnej filtracji tego promieniowania stała się kluczowa. Niebieskie światło może powodować zakłócenia snu, uszkodzenia oczu i ogólny dyskomfort. Jednak mało kto mówi o tym, że nadmierna filtracja niebieskiego światła może prowadzić do trudności w postrzeganiu i rozróżnianiu kolorów.
Celem jest znalezienie optymalnego poziomu filtracji niebieskiego światła, który zapewni odpowiednią ochronę oczu przy jednoczesnym zachowaniu zdolności rozróżniania kolorów. Wymaga to równowagi między ochroną przed szkodliwym wpływem wysokoenergetycznego światła widzialnego a utrzymaniem naturalnej percepcji wizualnej.
Melanina – najnowsze Badania
- W ostatnich latach badania nad fotoprotekcją oka przyniosły istotne odkrycia dotyczące wpływu różnych części widma elektromagnetycznego na uszkodzenia soczewki i siatkówki. Badania te wykazały, że ekspozycja na promieniowanie UV i podczerwone powoduje różne stopnie uszkodzeń oczu, co doprowadziło do rozwoju soczewek blokujących promieniowanie UV. (np.: Nature lub Dovepress)
- Kolejnym ważnym osiągnięciem było wprowadzenie soczewek blokujących niebieskie światło, które skupiały się na redukcji olśnienia i poprawie kontrastu, a nie tylko na fotoprotekcji. (np.: PubMed lub Journal of Adolescent Health)
- Dalsze badania nad wpływem światła widzialnego na siatkówkę ssaków makaków rezus ujawniły, że uszkodzenia zależą od długości fali i istnieje specyficzne widmo działania. (Sciencedirect)
Widmo działania wskazuje, że niebieskie światło jest najbardziej szkodliwe, ale nie musi być całkowicie eliminowane. Zaleca się jego bardziej intensywne ograniczanie w zestawieniu z innymi kolorami. Optymalne filtrowanie polega na proporcjonalnym ograniczaniu niebieskiego światła bardziej niż zielonego, a zielonego bardziej niż czerwonego.
Źródło:
https://pl.wikipedia.org/wiki/Melaniny
https://en.wikipedia.org/wiki/Farnsworth%E2%80%93Munsell_100_hue_test
https://annales.sum.edu.pl/Melanin-from-melanocyte-to-keratinocyte-that-is-how-melanin-is-transported-within,131359,0,2.html
https://www.nature.com/articles/eye2015266
https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC3872277/pdf/opth-8-087.pdf
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/35024497/
https://cdn.shopify.com/s/files/1/1014/4865/files/Blue_Blocker_Glasses_as_a_Countermeasure_for_Alerting_Effects_of_Evening_Light-Emitting_Diode_Screen_Exposure_in_Male_Teenagers.pdf?v=1618809605
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/0042698975901625