Вчені визначили біохімічний механізм, який робить яскраве синє світло небезпечним для клітин сітківки. Виявилося, що опромінення синім світлом призводить до активації світлочутливих молекул ретиналю, що змінює стан фосфоліпідів, які беруть участь у клітинних сигнальних шляхах. Через це в цитоплазмі різко зростає концентрація кальцію, що може призвести до загибелі клітин. Цей механізм може працювати не тільки у фоторецепторах, а й в інших типах клітин, пишуть вчені в.
Відомо, що світло певних довжин хвиль становить для зору більшу небезпеку, ніж інша частина спектру. За даними медичних досліджень, у цьому відношенні виділяється зелене і, особливо, синє світло. У 2016 році Американська медична асоціація випустила доповідь, в якій попереджала про негативний вплив вуличного світлодіодного освітлення на здоров'я людей. На думку вчених, занадто яскраве синє світло від освітлювальних ламп, екранів моніторів і портативних пристроїв, може призвести до порушень зору, зокрема пошкоджень жовтої плями - ділянки сітківки з найбільшою чутливістю. Проте, чому саме синє світло більш небезпечне, ніж інші частини спектру, до кінця зрозуміло не було.
Група американських вчених з Толедського університету під керівництвом Ажита Карунаратне (Ajith Karunarathne) вперше докладно вивчила біохімічні механізми, через які опромінення яскравим синім світлом може бути небезпечно для клітин сітківки. Поглинання оком світла відбувається в рецепторних клітинах, в яких є світлочутливі білки - опсини. У результаті поглинання світла хромофор 11--ретіналь, з яким білок пов'язаний ковалентним зв'язком, переходить у транс-форму і передає таким чином сигнал нервовим клітинам. Після цього завдяки роботі ферменту ретинальдегід-дегідрогенази і декількох молекул-переносників хромофор повертається назад в -форму і готовий знову поглинати фотони.
Якщо хімічна система, яка повинна повертати хромофор в початковий стан, з якихось причин перестає працювати, в сітківці накопичується надлишок ретиналю в -конформації, який має цитотоксичний ефект і призводить до часткової загибелі клітин сітківки. Біохімікам вдалося встановити, чому накопичення ретиналю в транс-формі процес посилюється при поглинанні саме синього світла.
Виявилося, що одночасно з активацією фоторецепторного комплексу при опроміненні світлом з ретиналем відбувається ще один хімічний процес. Він протікає за участю фосфатідилінозитал-біфосфату - фосфоліпідної молекули, яка бере участь у сигнальних системах всередині клітин, що відповідають за ендоцитоз, перебудову цитоскелета і рух клітин. Щоб перевірити, як на ці сигнальні системи впливає поглинання ретиналем синього світла, вчені досліджували не світлочутливі клітини сітківки, а ракові клітини лінії HeLa, в яких цей процес за участю ретиналю виявляється єдиним.
В результаті вчені з'ясували, що при поглинанні синього світла (з довжиною хвилі 380 нанометрів) ретиналь призводить до переміщення сенсора молекули фосфатідилінозитал-біфосфату в цитоплазму. Це в свою чергу призводить до збільшення концентрації кальцію всередині цитоплазми, що потім стає причиною помітної зміни форми клітини і в результаті веде до її загибелі.
За словами вчених, тільки присутність ретиналю або тільки опромінення клітини синім світлом не призводить до подібного ефекту, тому його однозначно можна пов'язати саме з фотовізнаванням молекули. Крім того, подібний ефект не спостерігається при опроміненні клітин зеленим, червоним або жовтим світлом.
Вчені зазначають, що описаний процес може проходити як у фоторецепторних клітинах сітківки, так і в інших клітинах. При цьому автори роботи розраховують, що виявлений ними механізм допоможе розробити більш ефективні засоби для захисту зору від синього світла.
Особлива чутливість до синього світла характерна не тільки для людини, а й, наприклад, для комах. Так, нещодавно американські біологи виявили, що при виборі квітки для досвіду дикі бджоли користуються в першу чергу тими фоторецепторами, які чутливі до синього кольору, тому сині квітки їх приваблюють більше інших. Особливо сильно цей ефект проявляється, якщо квітка не тільки синя, але ще й флуоресціює в тій же області спектру.