La luz brillante en la noche interrumpe los ciclos normales de día y noche del cuerpo, llamados ritmos circadianos, y puede desencadenar insomnio. De hecho, los ritmos circadianos juegan un papel importante en la salud. Los ciclos alterados de día y noche incluso se han relacionado con una mayor incidencia de enfermedadescomo el cáncer, las enfermedades cardíacas, la obesidad, los trastornos depresivos y la diabetes tipo 2 en las personas que trabajan en turnos de noche. Por lo tanto, comprender cómo los ojos humanos perciben la luz podría generar luces "inteligentes" que pueden prevenir la depresión, fomentar el sueño por la noche y mantener un ritmo circadiano saludableritmos.
en a ciencia estudio publicado el 5 de diciembre de 2019, los investigadores del Instituto Salk informan del descubrimiento de tres tipos de células en el ojo que detectan la luz y alinean el ritmo circadiano del cerebro con nuestra luz ambiental. El estudio marca la primera evaluación directa en humanos de las respuestas a la luzde estas células, llamadas células ganglionares de la retina intrínsecamente fotosensibles ipRGC, y las implicaciones para la salud son sustanciales.
"Nos hemos convertido principalmente en una especie de interior, y nos alejamos del ciclo natural de la luz del día durante el día y de la oscuridad casi completa durante la noche", dice el profesor de Salk Satchidananda Panda, autor principal del artículo. "Comprender cómo responden los ipRGCa la calidad, cantidad, duración y secuencia de la luz nos ayudará a diseñar una mejor iluminación para las UCI neonatales, UCI, guarderías, escuelas, fábricas, oficinas, hospitales, residencias de ancianos e incluso la estación espacial ".
Esta nueva comprensión de las ipRGC también puede impulsar la investigación futura sobre el desarrollo de iluminación terapéutica que pueda tratar la depresión, el insomnio, el trastorno por déficit de atención e hiperactividad TDAH, el dolor de la migraña e incluso los problemas del sueño entre los pacientes con enfermedad de Alzheimer.
"También va a abrir una serie de vías para probar nuevos medicamentos o trabajar en enfermedades particulares que son específicas de los humanos", dice Ludovic Mure, investigador postdoctoral en el laboratorio Panda y primer autor del nuevo estudio.
Si bien las ipRGC se habían identificado antes en las retinas de ratón, estas células nunca se habían informado en humanos. Para el nuevo estudio, el equipo de Salk utilizó un nuevo método desarrollado por los coautores del estudio Anne Hanneken del Scripps Research Institute y Frans Vinberg de JohnA. Moran Eye Center de la Universidad de Utah para mantener las muestras de retina saludables y funcionales después de la muerte de los donantes. Luego, los investigadores colocaron estas muestras en una rejilla de electrodos para estudiar cómo reaccionaban a la luz.
Descubrieron que un pequeño grupo de células comenzó a disparar después de solo un pulso de luz de 30 segundos. Después de que se apagó la luz, algunas de estas células tardaron varios segundos en dejar de disparar. Los investigadores probaron varios colores de luz y encontraronque estas células "intrínsecamente fotosensibles" eran más sensibles a la luz azul, del tipo que se usa en las populares luces LED de color blanco frío y en muchos de nuestros dispositivos, como teléfonos inteligentes y computadoras portátiles.
Los experimentos de seguimiento revelaron tres tipos distintos de ipRGC. El tipo 1 respondió a la luz con relativa rapidez, pero tardó mucho en apagarse. El tipo 2 tardó más en encenderse y también mucho en apagarse. El tipo 3 respondió solo cuando unla luz era muy brillante, pero se encendían más rápido y luego se apagaban tan pronto como se apagaba. Comprender cómo funciona cada tipo de ipRGC puede permitir a los investigadores diseñar mejor la iluminación o incluso terapias que pueden activar o desactivar la actividad celular.
El nuevo estudio en realidad ayuda a explicar un fenómeno reportado en estudios anteriores de algunas personas ciegas. Estas personas, a pesar de no poder ver, aún pueden alinear su ciclo de sueño-vigilia y ritmos circadianos a un ciclo de día-noche., deben estar sintiendo la luz de alguna manera.
Ahora parece que las ipRGC son las células responsables de enviar esa señal de luz al cerebro, incluso en personas que carecen de las células de los bastones y los conos necesarios para transmitir una imagen al cerebro.
También parece que, en personas con conos y bastones funcionales, los ipRGC en realidad trabajan en estrecha colaboración con estas otras células visuales. El nuevo estudio sugiere que los ipRGC pueden combinar su propia luz de forma sensible con la luz detectada por los bastones y conos para agregar brillo y contrasteinformación a lo que vemos.
"Esto agrega otra dimensión al diseño de mejores televisores, monitores de computadora y pantallas de teléfonos inteligentes en los que cambiar la proporción de luz azul puede engañar al cerebro para que vea una imagen brillante o tenue", dice Panda.
Panda dice que el siguiente paso en esta investigación será estudiar la producción neta de estas células bajo diferentes colores de luz, intensidad y duración, por ejemplo, comparando cómo reaccionan a pulsos cortos de luz con una duración más larga de unos pocos minutosEl equipo también está interesado en cómo reaccionan las células a las secuencias de luz, como una luz azul que se vuelve naranja o viceversa, que imitaría parte de la variedad de luz que encontramos en la naturaleza al amanecer y al atardecer.
"Repetir estos experimentos en preparaciones de retina de donantes de distintas edades también nos ayudará a comprender si, o en qué medida, los individuos jóvenes y mayores difieren en su función ipRGC, lo que puede ayudar a diseñar la luz interior para una mejor sincronización día-noche en general y tal vez inclusoaplicaciones como la mejora del estado de ánimo entre las personas mayores y los pacientes con demencia ", dice Panda.
Otros autores incluyeron a Frans Vinberg del John A. Moran Eye Center de la Universidad de Utah y Anne Hanneken de Scripps Research.
El trabajo fue financiado por los Institutos Nacionales de Salud subvenciones EY 016807 y EY026651, subvenciones de fundaciones filantrópicas y becas de la Fondation Fyssen y la Fundación Catharina.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto Salk . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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