مع وجود العديد من أنواع الضوء، لماذا تُعتبر الضوء الأزرق دائمًا غير صحي؟

المصدر: "العلوم العالمية" (المعرف: huanqiukexue)

المؤلف: Global Science

بقلم لي شييوان

تم التدقيق | clefable

مصدر الصورة: Kristopherk/Pixabay

في السنوات الأخيرة، ظهرت "حجب الضوء الأزرق" بشكل متزايد في مجال رؤيتنا. هذا "القلق من الضوء الأزرق" له ما يبرره إلى حد ما، لكن لا ينبغي أن نركز فقط على الضوء الأزرق.

日出而作，日落而息，这些我们的祖先积累下来的生活经验，已经自然地融入了我们的身体中。和许多生物一样，我们的体内演化出了一套和昼夜交替相吻合的昼夜节律，或者简单来说，我们叫它生物钟。

غالبًا ما نعتقد أن الإيقاع اليومي يعني مجرد النوم في الوقت المحدد، لكن في الواقع بالإضافة إلى النوم، فإن درجة حرارة الجسم والوظائف الإدراكية والجهاز العصبي الصماوي لدى الإنسان كلها تتمتع بإيقاعات . مواءمة الأنشطة الفسيولوجية الداخلية والإيقاعات السلوكية مع التغيرات الدورية في البيئة الخارجية تُعرف أيضًا باسم المزامنة (entrainment). آليات تنظيم الإيقاعات اليومية البشرية معقدة للغاية، وكل ذلك يبدأ بـ الضوء، وهو عامل التغيير الدوري الذي ندركه في بيئتنا.

مصدر الصورة: mohamed_hassan/Pixabay

في العصور القديمة، وحتى وقت قريب، عندما يحل الليل، كان عالم الإنسان مظلمًا في الغالب (أو على الأقل خافتًا). في السنوات الأخيرة، مع تزايد شعبية مصادر الضوء الاصطناعي، وخاصة المنتجات الإلكترونية، حظي تأثير الإضاءة على الإيقاعات اليومية للإنسان باهتمام متزايد، حيث يُذكر الضوء الأزرق في كثير من الأحيان. نطاق الأطوال الموجية للضوء المرئي للبشر يتراوح تقريبًا بين 400 و760 نانومتر، ومن بينها الضوء الأزرق ذو الأطوال الموجية الأقصر (تقريبًا 450–485 نانومتر) الذي يُعتبر غالبًا ذا تأثير سلبي على إيقاعات النوم البشرية.

ومع ذلك، كيف تنظم هذه الموجات الكهرومغناطيسية التي تجلب لنا الضوء إيقاعات أجسامنا، وكيف تؤثر بشكل كبير على إيقاعاتنا اليومية؟

متحكم إيقاعي

قد تقول إن الضوء يُدرك بشكل طبيعي بالعينين. هذه الإجابة صحيحة جزئيًا – فهي تتضمن العينين بالفعل، لكن ليس "رؤية" بالمعنى التقليدي.

تعتمد المهمة الحاسمة لاستشعار الضوء بشكل طبيعي على أهم أعضائنا، وهي العينان، ولا سيما الشبكية في مؤخرة مقلة العين. الخلايا المخروطية والخلايا العصوية هي الخلايا المستقبلة للضوء المعروفة؛ حيث تكتشف الأولى الألوان والضوء الساطع، بينما تعمل الثانية في البيئات الخافتة. بالإضافة إلى ذلك، تحتوي الشبكية على نوع ثالث من الخلايا المستقبلة للضوء - خلايا العقدة الشبكية الحساسة للضوء ذاتياً (ipRGCs).

مخطط تخطيطي يوضح الترابط بين خلايا ipRGCs داخل الشبكية، والخلايا المخروطية، والخلايا العصوية (انظر أدناه). تشير R إلى الخلايا العصوية، وتشير C إلى الخلايا المخروطية. (مصدر الصورة: Weng et al., 2013. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0066480)

على عكس النوعين الأولين من الخلايا، فإن خلايا ipRGCs هي خلايا غير مُشكِّلة للصور. فهي لا تُمكّننا من "رؤية" العالم الملون، بل تدرك فقط شدة الإضاءة. تنقل خلايا ipRGCs الإشارات عبر السبيل الشبكي الوطائي (RHT) إلى النواة فوق التصالبة داخل الوطاء.

تقع النواة فوق التصالبة البصرية فوق التصالبة البصرية (البنية على شكل X المتكونة من تقاطع الأعصاب البصرية من كلتا العينين) وعلى جانبي البطين الثالث، وتحتوي على حوالي 10,000 خلية عصبية في كل جانب. وعلى الرغم من أن هذه البنية الصغيرة تبدو غير مهمة مقارنة بـ 14 مليار خلية عصبية في الدماغ بأكمله، إلا أنها مركز القيادة لإيقاعاتنا اليومية.

موقع النواة فوق التصالبة في الدماغ. (مصدر الصورة: Huang Yusan/Wikimedia Commons، الترخيص: CC-SA-3.0)

داخل النواة فوق التصالبة، توجد آلية جزيئية ذات حلقة تغذية راجعة يمكنها أن تقوم بنشاط إيقاعي تلقائي ومستمر، لتعمل كـ "ساعة" طبيعية . علاوة على ذلك، تنسق النواة فوق التصالبة الإيقاعات في المناطق التي تتحكم في اليقظة، والنوم، والوظائف العصبية الصماوية، والجهاز العصبي اللاإرادي، من خلال إسقاط إشارات عصبية إلى هذه المناطق عبر المسارات العصبية ، مما يؤدي إلى مزامنة الساعات البيولوجية في الجسم. وبالتالي، فهي تعمل مثل منظم ضربات الإيقاعات الجسدية البشرية ، مما يساعد أجسامنا على الحصول على إيقاع مدته 24 ساعة من شروق الشمس وغروبها (مع اختلافات طفيفة في الدورات الإيقاعية بين الأفراد المختلفين).

الضوء الأزرق يصبح الجاني الرئيسي

عند مناقشة مخاطر الضوء الأزرق، لا بد من تقديم نجم آخر كبير يظهر غالبًا جنبًا إلى جنب مع مشاكل النوم: الميلاتونين (melatonin). الميلاتونين هو هرمون تفرزه الغدة الصنوبرية في الدماغ، ويمكنه تنظيم الإيقاع اليومي (الساعة البيولوجية). يعرض التعرض للضوء إفراز الميلاتونين، وهي عملية تنظمها النواة فوق التصالبة. في الظروف الطبيعية، يبدأ إفراز الميلاتونين في أجسامنا في الزيادة بعد غروب الشمس بوقت قصير، ويصل إلى ذروته بين الساعة 2 و4 صباحًا، ثم ينخفض تدريجيًا، مما يظهر هذه التغيرات الدورية كل يوم. غالبًا ما يُستخدم التغير الدوري في مستويات الميلاتونين في الجسم كمؤشر يعكس الإيقاع اليومي (الساعة البيولوجية).

تغيرات مستويات الميلاتونين في الجسم على مدار اليوم. (مصدر الصورة: Wahl et al., 2019. https://doi.org/10.1002/jbio.201900102)

منذ أكثر من 20 عاماً، وجدت العديد من الدراسات أن الضوء الأزرق يمكنه كبح إفراز الميلاتونين وتغيير إيقاعه اليومي بشكل أكثر فعالية مقارنة بالضوء ذي الطول الموجي الأطول والضوء الأبيض المختلط. ونتيجة لذلك، وُجِّهت الانتقادات نحو الضوء الأزرق.

من الجدير بالذكر أن العلماء في ذلك الوقت كانوا يعتقدون أن الخلايا المخروطية والخلايا العصوية في جسم الإنسان فقط هي التي تمتلك وظائف استشعار الضوء. ومع ذلك، وجدوا شكوكًا من الدراسات المتعلقة بالميلاتونين. الخلايا العصوية أكثر حساسية للضوء بطول موجي يبلغ حوالي 500 نانومتر، بينما هناك ثلاثة أنواع من الخلايا المخروطية، وهي أكثر حساسية للضوء بأطوال موجية تبلغ حوالي 430 نانومتر و530 نانومتر و560 نانومتر على التوالي. على الرغم من أن نتائج هذه الدراسات اختلفت قليلاً، إلا أنهم اكتشفوا بشكل عام أن الضوء الأزرق بطول موجي يتراوح بين 440 و480 نانومتر كان له التأثير الأكثر وضوحًا على الإيقاعات اليومية . مثل طيف العمل هذا (المنحنى الذي يوضح كيف تتغير كفاءة التفاعلات الفسيولوجية أو الكيميائية المستحثة بالضوء مع تغير طول موجة الضوء) لا يتوافق مع خصائص نوعي الخلايا المستشعرة للضوء الكلاسيكيين.

وبالتالي، افترض العلماء وجود خلايا أو بروتينات مستشعرة للضوء أخرى في جسم الإنسان، وهو ما أكدته الاكتشافات اللاحقة. اتضح أن خلايا ipRGCs تحتوي على ميلانوبسين فريد، وهو الأكثر حساسية للضوء الأزرق ذي طول موجي يبلغ حوالي 480nm (تشير بعض الدراسات إلى 460nm). وهذا يفسر كل شيء، مما يجعل الضوء الأزرق الجاني الرئيسي في تعطيل ساعتنا البيولوجية.

منحنيات الحساسية للعديد من الأصباغ الضوئية للضوء بأطوال موجية مختلفة. (مصدر الصورة: Conus et al., 2020. https://doi.org/10.3390/photonics7040121)

ليس فقط الضوء الأزرق

ومع ذلك، فإن جسم الإنسان نظام معقد ودقيق للغاية، وآليات تنظيم الإيقاع ليست استثناءً. وجدت بعض الدراسات أن الضوء الأخضر والأحمر ذو الأطوال الموجية الأطول يمكن أن يؤثر أيضًا على الإيقاع اليومي (الساعة البيولوجية) البشري؛ بينما وجدت دراسات أخرى أن الضوء الأزرق ليس هو الأقوى في تثبيط إفراز الميلاتونين، بل الضوء البنفسجي ذو الأطوال الموجية الأقصر. علاوة على ذلك، فإن دقة العديد من الدراسات ليست عالية بما يكفي لتأكيد أن الميلانوبسين يؤثر على الإيقاعات البشرية من خلال استشعار الضوء الأزرق. لذلك، لا يزال هناك جدل مستمر في الأوساط العلمية حول إلقاء اللوم على الضوء الأزرق.

يعتقد العلماء أنه، بالإضافة إلى الميلانوبسين، قد تشارك مكونات أخرى في النظام الحساس للضوء أيضًا في تنظيم الإيقاع اليومي (الساعة البيولوجية). على سبيل المثال، تشير أدلة البحث إلى وجود اتصال بين الخلايا العصوية والخلايا المخروطية وخلايا ipRGCs؛ وقد تتلقى خلايا ipRGCs أيضًا إشارات من هذين النوعين من الخلايا وتدمج إشارات ضوئية متعددة، مما يمكنها من الاستجابة للضوء المرئي بأطوال موجية مختلفة.

تدعم دراسة حديثة هذا الرأي. عرّض الباحثون عيون المشاركين لنبضات ضوئية بنفسجية (405 نانومتر)، وزرقاء (470 نانومتر)، وخضراء (515 نانومتر)، وبرتقالية (590 نانومتر)، ووجدوا أن باستثناء الضوء البنفسجي الذي لم يكن له تأثير، فإن الأنواع الثلاثة الأخرى من الضوء كبتت بشكل كبير النشاط العصبي في النواة فوق التصالبة، دون وجود فروق ذات دلالة إحصائية بين آثارها .

بالإضافة إلى الخصائص الطيفية، تؤثر شدة الإضاءة ومدة التعرض أيضًا على تأثير الإضاءة . يؤثران على الإيقاع اليومي (الساعة البيولوجية) بتأثير يعتمد على الجرعة، لذا لا ينبغي أن نركز فقط على ضوء لون معين. وجدت دراسة أجريت عام 2015 أنه مقارنةً بقراءة الكتب الورقية التقليدية، فإن الأشخاص الذين يقرأون على جهاز iPad يستغرقون وقتًا أطول للنوم، ويقل إفراز الميلاتونين لديهم، ويتأخر إيقاعهم اليومي (الساعة البيولوجية). ويعزو مؤلفو الدراسة ذلك إلى أن الضوء المنبعث من شاشة iPad يغلب عليه الضوء ذو الطول الموجي القصير (ذروة طيفية عند 452 نانومتر في المنطقة الزرقاء)، بينما الضوء المحيط عند قراءة الكتب الورقية هو ضوء أبيض (ذروة طيفية عند 612 نانومتر في المنطقة البرتقالية).

مصدر الصورة: stevepb/Pixabay

ومع ذلك، في هذه الدراسة الشائعة على نطاق واسع، لم يكن لون الضوء هو المتغير الوحيد. في الواقع، كانت البيئة التي قرأ فيها المشاركون الكتب المطبوعة خافتة، حيث كانت شدة الإضاءة أقل بأكثر من مرتبة مقدار مقارنة بجهاز iPad. علاوة على ذلك، لم تكن نسبة الضوء الأصفر والأخضر في الضوء المنبعث من جهاز iPad منخفضة أيضًا.

لذلك، على الرغم من أن العديد من الدراسات تدعم أن الضوء الأزرق يعطل الإيقاعات اليومية البشرية، فإن هذا لا يعني أن الضوء الأزرق فقط له مثل هذا التأثير، ولا يعني أن إزالة الضوء الأزرق ستحمينا من أضرار مصادر الضوء الاصطناعي.

تقليل القلق من الضوء الأزرق

نظرًا لأن أدلة البحث المتعلقة بـ لا تزال غير واضحة ، فإن المجتمع العلمي يتخذ موقفًا محافظًا نسبيًا. تشير المبادئ التوجيهية للممارسة السريرية الصادرة عن الأكاديمية الأمريكية لطب النوم إلى أنه بالنسبة للأشخاص الذين يعانون من اضطرابات النوم والاستيقاظ للإيقاع اليومي (الساعة البيولوجية) (CRSWD)، لا يُنصح باعتماد ممارسات مستهدفة لتجنب التعرض لأنواع معينة من الضوء كعلاج، بما في ذلك إجراءات حجب الضوء الزرقاء الشائعة حاليًا، نظرًا لعدم وجود أدلة كافية تدعم هذه الطرق في الوقت الراهن.

في المبادئ التوجيهية للممارسة السريرية الصادرة عن الأكاديمية الأمريكية لطب النوم، لا يُوصى باعتماد تجنب مستهدف لبعض التعرضات الضوئية لعلاج اضطرابات الإيقاع اليومي (مُظلل في المربع الأحمر). (مصدر الصورة الأصلية: Auger et al., 2015. https://doi.org/10.5664/jcsm.5100)

من الناحية العملية، وبسبب أسباب متنوعة مثل الترويج من قبل التجار وزيادة الوعي الصحي، تم المبالغة إلى حد ما في التأثيرات الصحية للضوء الأزرق. على سبيل المثال، فيما يتعلق بالنظارات الشائعة المضادة للضوء الأزرق في السنوات الأخيرة، تشير الدراسات إلى أنه لا توجد حاليًا أدلة بحثية عالية الجودة تدعم الادعاء بأن استخدام النظارات المضادة للضوء الأزرق يمكن أن يحسن جودة النوم لعامة السكان.

مقارنة بـ'قلق الضوء الأزرق' المفرط، يعتقد العلماء أن نهجًا أكثر عملية وموثوقية لتنظيم ساعتنا البيولوجية هو تقليل التعرض للبيئات الساطعة قبل النوم، مثل تقليل استخدام الأجهزة الإلكترونية وخفض نصوع الشاشة بشكل مناسب.

رابط مرجعي:

https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2118803119

https://doi.org/10.1038/s41583-018-0026-z

https://doi.org/10.1080/07420528.2018.1527773

https://doi.org/10.1111/opo.12406

https://doi.org/10.1016/j.neuron.2019.07.016

https://www.jneurosci.org/content/21/16/6405

https://time.com/5752454/blue-light-sleep/

https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.1418490112

http://dx.doi.org/10.3390/biology9070180

https://dx.doi.org/10.2174%2F1570159X14666161228122115

https://doi.org/10.5664/jcsm.5100

https://theconversation.com/blue-light-isnt-the-main-source-of-eye-fatigue-and-sleep-loss-its-your-computer-124235

هذا المقال مأخوذ من الحساب الرسمي على وي تشات "Global Science" (المعرف: huanqiukexue). للحصول على إذن إعادة النشر، يرجى الاتصال بـ newmedia@huanqiukexue.com.