Комментарий к спектру действия излучения для регуляции секреции мелатонина

17 августа 2012 - Админ

Оживленная дискуссия по эффекту подавления секреции мелатонина светом уже прошла. На основе измерений уровня мелатонина в крови после облучения монохроматическим светом было предположено наличие некоего ранее не известного фоторецептора, отличного от известных колбочек и палочек. Интенсивность секреции мелатонина шишковидной железой высока ночью и низка днем. Спектры действия, с максимумом в области 446-477 нм, опубликованные в Action Spectrum for Melatonin Regulation: Evidence for a Novel и An action spectrum for melatonin suppression: evidence for a novel non-rod, non-cone photoreceptor system in humans, вполне соответствуют ретинальдегидопсиновой модели. И очень соответствуют зрительному пигменту S-колбочек (чувствительных к синему свету), обнаруженному прямыми абсорбционными измерениями Visual pigments of single primate cones и Visual Pigments in human and monkey retinas. В этих измерениях узкие световые пучки проходили по оси колбочек и сравнивались с пучком сравнения, проходящим мимо колбочек.

 

Рис. 1. Установка для измерения спектров поглощения. Узкий пучок монохроматического света проходит через вертикально расположенный образец с колбочками. Получены три разных спектра поглощения колбочек. Они типичны для альдегида витамина А1, связанного с опсином, что объясняет положение максимума поглощения

Рис. 1. Установка для измерения спектров поглощения. Узкий пучок монохроматического света проходит через вертикально расположенный образец с колбочками. Получены три разных спектра поглощения колбочек. Они типичны для альдегида витамина А1, связанного с опсином, что объясняет положение максимума поглощения

 
На рис. 1 приведена схема измерительной установки Макникола. Данные, полученные для S-колбочки, представлены на рис. 2. Я нанёс эти данные на график, содержащий спектры действия, опубликованные в Action Spectrum for Melatonin Regulation: Evidence for a Novel и An action spectrum for melatonin suppression: evidence for a novel non-rod, non-cone photoreceptor system in humans (рис. 3). И в результате, похоже, что спектры действия соответствуют результатам абсорбционных измерений фотопигмента S-колбочек (альдегида витамина А1, связанного в конфигурации 11-цис (при отсутствии обесцвечивания) с опсином).

 

Рис. 2. Измеренный спектр поглощения пигмента S-колбочки (чувствительной к синему свету) с максимумом на длине волны 445 нм. Кривые демонстрируют снижение поглощения по мере выцветания пигмента под действием просвечивающего света

Рис. 2. Измеренный спектр поглощения пигмента S-колбочки (чувствительной к синему свету) с максимумом на длине волны 445 нм. Кривые демонстрируют снижение поглощения по мере выцветания пигмента под действием просвечивающего света

 

Рис. 3. Относительный спектр действия для подавления секреции мелатонина

Рис. 3. Относительный спектр действия для подавления секреции мелатонина

 
Лукас и Фостер не обнаружили светоиндуцированных фазовых сдвигов циркадных ритмов у мышей с отсутствовавшими зрительными пигментами. Исследованиями на совершенно слепых испытуемых подавление секреции мелатонина ещё обнаруживалось. Однако эта слепота могла быть вызвана дисфункцией нервной системы, а не отсутствием зрительных пигментов.
Итак, нет серьезных оснований полагать, что для управления подавлением секреции мелатонина необходим какой-то ранее не известный фотопигмент. Эту функцию выполняют, по-видимому, S-колбочки с их пигментом. И это делает лишней гипотезу о «новом рецепторе», регулирующем секрецию мелатонина.

 

Таблица.
Показатель действия а для разных источников света

Показатель действия а для разных источников света

 
Для выражения эффекта подавления секреции мелатонина Галл и Биске предложили использовать величину a, названную показателем действия:


где c(λ) – спектр действия для подавления секреции мелатонина;
I – спектральная плотность силы излучения источника света;
V(λ) – относительная спектральная световая эффективность для дневного зрения (и адаптированного к свету глаза).
Отклонения экспериментальных точек на рис. 3, соответствующих измеренным значениям, от сплошной кривой в диапазоне длин волн короче 430 нм, вызваны поглощением в глазных средах. Это не связано с данными по мелатонину или результатами измерений поглощающей способности пигмента S-колбочек.

 

Рис. 4. Показатель действия а в функции коррелированной цветовой температуры

Рис. 4. Показатель действия а в функции коррелированной цветовой температуры

 
Оказалось, что показатель a сильно зависит от коррелированной цветовой температуры света (Тц). Рис. 4 показывает эту зависимость, а в таблице приведены значения а для некоторых источников света, используемых на практике.
Рис. 4 демонстрирует эффект подавления мелатонина под воздействием света и, похоже, показывает, что для выражения эффективности такого воздействия ничего кроме освещённости не требуется.

 

Рис. 5. Номограмма Крюитхофа

Рис. 5. Номограмма Крюитхофа

 
Наряду с прочим, это возвращает нас к номограмме Крюитхофа (рис. 5), известной с 40-х годов, которая выражает связь между субъективно предпочитаемыми уровнями освещенности и Тц. При низких освещенностях предпочтительнее Тц порядка 2500-3000 К, а при дневном естественном освещении – 8000-15000 К. Поскольку дорожные покрытия (асфальт, бетон) обладают большей отражательной способностью в длинноволновой части спектра и с возрастом хрусталик всё больше желтеет, для уличного освещения больше подходят лампы, дающие свет с пониженной Тц.

Рейтинг: 0 Голосов: 0 3025 просмотров
Комментарии (0)