Lichtgevoelige cellen in netvlies beïnvloeden biologische klok

Bioritme Cellen in het netvlies van mensen reageren op iets blauwer licht dan die van andere zoogdieren. Dat lost een belangrijk vraagstuk op.

Beeld OPHfoto

In het menselijke oog zitten drie verschillende soorten cellen die licht detecteren en de interne biologische klok in de hersenen dagelijks gelijkzetten met het omgevingslicht. Ze zijn vooral gevoelig voor blauw licht. Dat blijkt uit onderzoek aan netvliezen van overleden mensen. Elk celtype heeft zijn eigen gevoeligheid voor licht.

Het is voor het eerst dat de functies van deze zogeheten intrinsieke fotogevoelige ganglioncellen zijn gemeten in het menselijk netvlies. De Franse bioloog Ludovic Mure en zijn collega's van het Amerikaanse Salk Instituut in La Jolla beschrijven hun bevinding deze vrijdag in het wetenschappelijke tijdschrift Science.

Deze lichtgevoelige cellen waren al bekend uit proefdieronderzoek. Ze bevatten het lichtgevoelige eiwit melanopsine, en spelen niet alleen een rol bij de biologische klok. Ze zijn ook betrokken bij de pupilreflex, het reguleren van slaperigheid en de stemming, en ook bij het zien. Ze werken samen met de gespecialiseerde cellen in het netvlies waarmee we licht en kleuren zien, de staafjes en de kegeltjes.

Lees ook: Ons immuunsysteem heeft een eigen biologische klok

Mure gebruikte netvliezen van net overleden donoren van de oogbank in San Diego. Die wist hij in leven te houden en in het laboratorium op een chip met kleine elektroden te draperen, zodat hij metingen kon doen aan de elektrische eigenschappen van de zenuwcellen.

Huzarenstukje

Om alleen die melanopsinecellen te kunnen bestuderen, blokkeerde hij met chemicaliën de activiteit van de staafjes en kegeltjes. Daarna stelde hij de netvliezen bloot aan verschillende kleuren zichtbaar licht, met golflengtes tussen 400 en 600 nanometer. Hij zag dat de cellen vooral actief waren bij licht met een golflengte van 470 nanometer: blauw licht.

„Een huzarenstukje!” zegt de Groningse chronobioloog Roelof Hut, die Mure kent maar niet betrokken is bij de studie. „Dit onderzoek lost een fundamenteel probleem op. Melanopsinecellen van muizen en andere zoogdieren pieken allemaal bij 480 nanometer: turquoise licht. Bij die golflengte is de onderdrukking van de productie van melatonine het grootst.” Het hormoon melatonine wordt tegen de avond aangemaakt door de pijnappelklier in de hersenen en is betrokken bij slaap.

Lees ook: Waarom pubers wakker liggen door hun smartphone

„Maar bij mensen is die melatoninesupressie juist bij licht van 470 nanometer. We wisten niet of dat bijvoorbeeld kwam door de invloed van de kegeltjes die op violetblauw licht van 420 nanometer reageren. Uit dit onderzoek blijkt dat menselijke melanopsinecellen echt anders reageren dan die van andere zoogdieren.”

De piek van het blauwe licht uit de beeldschermen van smartphones en tablets, waarvan het idee bestaat dat dat mensen wakker kan houden, ligt vlakbij, rond 450 nanometer, schrijft het RIVM in een recent rapport.

„Je kunt nog niet concluderen dat dit een effect heeft op de biologische klok”, zegt Hut. „De kegeltjes gaan die activatie misschien wel tegen. Maar onderzoek zoals dit kan helpen om slimmere lampen en schermen te ontwikkelen die ons alert houden maar niet de biologische klok verschuiven.”