적응(눈)

Adaptation (eye)

시각 생리학에서 적응은 눈의 망막이 다양한 수준의 빛에 적응하는 능력이다.자연 야간 시력 또는 육안 시력은 조도가 낮은 조건에서 볼 수 있는 능력이다.인간의 경우, 막대 세포는 야간 시력만을 담당하는데, 이는 원추 세포가 더 높은 [1]조도에서만 작동할 수 있기 때문이다.야간 시력은 해상도가 제한되고 색을 구별할 수 없기 때문에 주간 시력보다 품질이 낮습니다. 회색 그림자만 보입니다.[1]인간이 주간에서 야간 시력으로 전환하기 위해서는 최대[2] 2시간의 어두운 적응 기간을 거쳐야 하며, 각 눈은 높은 발광에서 낮은 발광 "설정"으로 조정되어 [1]감도를 엄청나게 증가시킨다.이 적응 기간은 막대 세포와 원추 세포 사이에 다르며 망막 [1]민감도를 높이기 위한 광섬유 재생으로 인해 발생합니다.반면에 빛 적응은 매우 빠르게, 몇 초 안에 작동합니다.

효율성.

인간의 눈은 매우 어두운 빛에서 매우 밝은 빛까지 기능을 할 수 있습니다; 그것의 감지 능력은 9개의 등급에 달합니다.이것은 눈이 감지할 수 있는 가장 밝은 빛 신호와 가장 어두운 빛 신호가 대략 백만 개의 차이라는 것을 의미합니다.하지만, 어느 순간이든, 눈은 단지 1,000의 대비비만을 감지할 수 있다.더 넓은 영역을 가능하게 하는 것은 눈이 무엇이 검은지에 대한 정의를 적응시키기 때문이다.

눈은 밝은 햇빛에서 완전한 어둠에 완전히 적응하는 데 약 20~30분이 걸리고 보름 동안보다 10,000배에서 1,000,000배 더 민감해진다.이 과정에서, 색깔에 대한 눈의 지각도 변한다.하지만 눈이 어둠에서 밝은 햇빛으로 적응하는 데는 약 5분이 걸린다.이는 처음 5분 동안은 어둠에 들어갔을 때 원뿔이 더 민감해졌지만 5분 [3]이상 지나면 막대가 이어지기 때문입니다.원추 세포는 9-10분 어둠 속에서 최대의 망막 민감도를 회복할 수 있는 반면,[4] 막대는 30-45분이 필요하다.

암적응은 [5]노인들보다 젊은 층에서 훨씬 빠르고 깊다.

원뿔 대 로드

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3개의 인간 포토옵신 및 인간 로돕신(대시)의 정규화 흡수 스펙트럼.

인간의 눈은 세 가지 종류의 광수용체, 막대, 원추체, 그리고 선천적으로 감광성 망막 신경절 세포를 포함합니다.로드와 원뿔은 시력을 담당하고 시각 피질에 연결됩니다.IPRGC는 시각피질이 아닌 신체시계 기능 및 뇌의 다른 부분과 더 연결되어 있다.로드와 원뿔은 구조상 쉽게 구분할 수 있습니다.원추형 감광체는 원추형이며 시각 색소로서 원추형 옵신을 포함한다.원뿔형 광수용체에는 세 가지 유형이 있으며, 각각은 옵신 [6]광수용체의 구조에 따라 특정 파장의 빛에 가장 민감합니다.다양한 원추 세포는 짧은 파장, 중간 파장, 또는 긴 파장 중 하나에 가장 민감합니다.로드 감광체에는 청록색 [6]빛에 해당하는 약 530나노미터의 파장에서 피크 감도를 갖는 로돕신이라는 한 가지 유형의 광색소만 포함되어 있습니다. 

망막의 표면에 걸친 광수용체 세포의 분포는 [7]시력에 중요한 영향을 미친다.원추형 광수용체는 망막 중앙의 움푹 패인 곳에 집중되어 있으며 [7]망막 주변으로 갈수록 수가 감소한다.반대로 막대형 광수용체는 망막의 대부분에 걸쳐 고밀도로 존재하며, 망막의 급격한 감소와 함께 존재한다.고발광 환경에서의 지각은 막대(약 450만~9100만 [7]개)에 비해 훨씬 수적으로 열세임에도 불구하고 원뿔이 주도한다.

주변 조도 응답

어둠에 대한 시각적 반응.원뿔은 조도가 높은 수준(낮에는 물론 야간에도 헤드램프 스포트라이트를 받으며 주행 중)에서 작동합니다. 황혼과 야간에는 로드가 대신합니다.Y축에는 로그 스케일링이 있습니다.

적응의 작은 메커니즘은 동공 빛 반사이며, 망막에 도달하는 빛의 양을 약 10배 빠르게 조절합니다.빛에 대한 전반적인 적응의 극히 일부만 기여하기 때문에 여기서는 더 이상 고려하지 않는다.

다양한 주변 조도 수준에 반응하여 로드와 원추형 눈은 분리 및 연동하여 시각 시스템을 조절합니다.눈의 막대 및 원추의 민감도 변화는 어두운 적응의 주요 요인이다.

특정 휘도 수준(약 0.03cd/m2) 이상에서는 원추형 메커니즘이 시력을 매개하는 데 관여한다.이 수준 이하에서는 로드 메커니즘이 작동하여 시야가 좁아집니다.두 메커니즘이 함께 작동하는 범위를 메소픽 범위라고 합니다. 두 메커니즘 간에 갑작스러운 변화가 없기 때문입니다.이 적응은 이중성 [8]이론의 기초를 형성한다.

야간 시력의 장점

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Tapetum lucidum의 카메라 플래시 반사

고양이와 같은 많은 동물들은 고해상도 야간 시력을 가지고 있기 때문에 낮은 조명 환경에서 높은 주파수의 물체를 구별할 수 있다.Tapetum lucidum은 광수용체 세포를 더 많은 양의 빛에 [9]노출시키는 망막을 통해 빛을 반사하기 때문에 이러한 우수한 야간 시력에 책임이 있는 반사 구조입니다.태피텀 루시덤을 가진 대부분의 동물들은 빛이 망막을 통해 반사될 때 초기 이미지가 [9]흐려지기 때문에 야행성일 가능성이 높다.인간은 영장류 친척들과 마찬가지로 태피텀 루시덤을 가지고 있지 않기 때문에 주행성 [10]종으로 분류되는 경향이 있다.

인간의 주간 시력은 야간 시력보다 해상도가 훨씬 뛰어나지만, 인간의 야간 시력은 많은 이점을 제공한다.많은 포식 동물들처럼 인간은 그들의 야시를 이용하여 다른 동물들을 의식하지 않고 잡아먹고 매복할 수 있다.게다가, 밤에 긴급 상황이 발생했을 때, 인간이 주변을 인지하고 안전할 수 있다면 생존 가능성을 높일 수 있다.이 두 가지 이점 모두 인간이 야행성 [11]조상들로부터 어둠 속에서 보는 능력을 완전히 잃지 않은 이유를 설명하기 위해 사용될 수 있다.

암적응

선원의 눈의 어두운 적응을 돕기 위해 야간 함교에서 사용되는 극적색 빛
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망막의 광수용체에 있는 생물학적 색소인 로돕신은 [12]빛에 반응하여 즉시 광탈색을 일으킨다.시각적 광전송은 색소 색단이 11-cis에서 전-트랜스 [13]망막으로 이성화되면서 시작된다.그리고 이 색소는 유리 옵신과 전이 망막으로 분해된다.막대기와 원추체의 어두운 적응은 옵신과 11-cis [13]망막에서 시각 색소의 재생을 필요로 한다.따라서 암적응 및 색소재생에 필요한 시간은 주로 11-cis 망막의 국소농도와 표백봉의 [14]옵신에 전달되는 속도에 의해 결정된다.채널 폐쇄 후 칼슘 이온 유입의 감소는 메타호돕신 II의 인산화를 유발하고 시스-망막에서 경망막 [13]불활성화를 가속화한다.활성 로돕신의 인산화 작용은 리커버린에 [13]의해 매개된다.광피그먼트의 재생은 암적응 중에 발생하지만 속도는 [15]현저하게 다릅니다.막대는 빛에 더 민감하기 때문에 빛의 변화에 완전히 적응하는 데 더 오랜 시간이 걸립니다.광섬유가 더 느리게 재생되는 막대는 약 2시간 [3][16]동안 최대 감도에 도달하지 못한다.원뿔은 [3]어둠에 적응하는 데 약 9-10분이 걸린다.빛에 대한 민감도는 세포 내 칼슘 이온과 고리형 [17]구아노신 일인산염의 변화에 의해 조절된다.

로드 경로의 민감도는 어둠 속에서 5~10분 이내에 상당히 개선됩니다.색상 테스트는 로드 메커니즘이 차지하는 시간을 결정하기 위해 사용되었습니다. 로드 메커니즘이 컬러를 인계받으면 원뿔 경로만 [18]컬러를 인코딩하기 때문에 컬러 스팟이 무채색으로 나타납니다.

로드 메커니즘이 얼마나 빨리 우세해지는지에 영향을 미치는 세 가지 요인은 다음과 같습니다.

  • 프리어댑팅 빛의 강도 및 지속 시간: 프리어댑팅 조도 레벨을 높임으로써 콘 메커니즘의 우위 지속 시간이 연장되고 로드 메커니즘의 전환이 더 지연됩니다.또한 절대 임계값에 도달하는 데 더 오랜 시간이 걸립니다.사전 적응 조도 [19]수준을 감소시키는 경우에는 그 반대입니다.
  • 망막의 크기와 위치:테스트 [20]스팟의 위치는 망막의 막대 및 원추체 분포로 인해 어두운 적응 곡선에 영향을 미칩니다.
  • 임계값 조명의 파장:자극의 파장을 변화시키는 것 또한 어두운 적응 곡선에 영향을 미친다.장파장(예: 극적색)은 장파장의 빛과 유사한 감도를 가지기 때문에 뚜렷한 막대/콘 파손이 발생하지 않습니다.반대로 짧은 파장에서는 로드/콘 파손이 두드러집니다.로드 셀이 어두운 색에 [21]적응하면 로드 셀이 원뿔보다 훨씬 민감하기 때문입니다.

세포내 신호 전달

스코스코프 조건 하에서 cGMP의 광수용체 내 농도는 높으며, cGMP는 cGMP 게이트+ Na 채널에 결합 및 개방되어 나트륨 및 칼슘 [22]유입이 허용된다.나트륨 유입은 탈분극에 기여하는 반면 칼슘 유입은 수용체 근처의 국소 칼슘 농도를 증가시킨다.칼슘은 GUCA1B로 [23]제안된 조절 단백질에 결합하여 구아닐 사이클라아제에 [22]대한 이 단백질의 자극 효과를 제거합니다.이를 통해 구아닐 사이클라아제에 의해 cGMP 생성을 감소시켜 장기간 어두운 동안 cGMP 농도를 낮춥니다.칼슘 농도가 높아지면 cGMP가 가수분해되어 농도가 더욱 낮아지는 포스포디에스테라아제[22] 활성도 증가한다.이것에 의해, cGMP+ 게이트 Na 채널의 개방을 줄여 셀을 과분극시켜, 작은 밝기 증가에 재차 민감하게 됩니다.어두운 적응이 없다면, 광수용체는 스코스코프 조건 하에서 탈분극 상태를 유지하고, 따라서 작은 밝기 변화에도 반응하지 않을 것이다.

억제

뉴런에 의한 억제 또한 시냅스의 활성화에 영향을 미친다.로드 또는 콘 안료의 표백과 함께 신경절 세포상의 신호의 합류를 억제하여 수렴을 저감한다.

알파 적응, 즉 빠른 민감도 변동은 신경 제어에 의해 구동된다.수평 및 아마크린 세포뿐만 아니라 확산 신경절 세포에 의한 신호 병합은 누적 효과를 가능하게 한다.따라서 이 자극 영역은 빛의 강도에 반비례하며, 100개의 강한 자극은 1,000개의 약한 자극에 해당합니다.

충분히 밝은 빛에서는 수렴이 낮지만 어두운 적응 중에는 로드 신호의 수렴이 증가합니다.이는 구조적 변화가 아니라 밝은 빛으로 메시지 수렴을 중단하는 억제 기능이 차단될 수 있기 때문입니다.한쪽 눈만 열려 있는 경우 다시 열 때 이미 적응된 [3]눈과 일치하도록 감은 눈을 개별적으로 적응해야 합니다.

다크 적응 측정

안과 의사들은 때때로 어두운 적응계로 알려진 기구를 사용하여 환자의 어두운 적응을 측정한다.현재, AdaptDx라고 불리는 시판되는 어두운 적응계가 있다.환자의 로드 인터셉트(RI) 시간을 측정하여 작동합니다.RI는 눈이 밝은 빛에서 어두운 빛으로 적응하는 데 걸리는 시간(분)입니다.이 RI 수치는 90%의 감도와 [24]특이성으로 망막 기능을 명확하고 객관적으로 측정합니다.RI가 6.5분 미만일 경우 암적응 기능이 정상임을 나타냅니다.그러나 RI가 6.5보다 크면 어두운 적응이 손상된 것입니다.

다크 적응 측정을 사용하여 질병 진단

많은 임상 연구들은 암적응 기능이 노화 관련 황반변성(AMD), 망막 색소성 망막염(RP) 및 기타 망막 질환의 초기 단계부터 극적으로 손상되며 질병이 [25][26]진행될수록 손상도 증가한다는 것을 보여 왔다.AMD는 황반이라 불리는 망막의 일부가 시간이 지남에 따라 서서히 악화되는 만성적인 진행성 질환이다.그것은 50세 [27]이상의 사람들 사이에서 시력 감퇴의 주요 원인이다.이는 망막 내 RPE/Bruch 막 복합체가 파괴되어 황반 내 콜레스테롤 퇴적물이 축적되는 것을 특징으로 한다.결국 이러한 퇴적물은 광수용체 건강에 영향을 미치는 임상적으로 가시적인 드루젠이 되어 염증을 일으키고 맥락막 신생혈관화(CNV) 성향을 일으킨다.AMD 질병 과정 동안 RPE/Bruch의 기능은 계속 악화되어 로드와 콘 광수용체로의 영양소와 산소 수송에 방해가 됩니다.이 과정의 부작용으로 광수용체는 광피그먼트의 보충과 광노출 후 스코스코픽 감수성을 회복하기 위한 옵신의 클리어런스에 이러한 영양소가 필요하기 때문에 어두운 적응에 장애를 보인다.

환자의 암적응 기능 측정은 본질적으로 브루흐 막의 건강 상태에 대한 생체 측정이다.이와 같이, 연구는 암적응을 측정함으로써, 의사들이 [28]임상적으로 분명한 것보다 적어도 3년 일찍 잠재의식적인 AMD를 발견할 수 있다는 것을 보여주었다.

다크 어댑테이션 가속화

어둠 속에서 시력이 적응할 수 있는 속도를 증가시킨다고 알려져 있거나 증명된 다양한 수준의 증거와 함께 다양한 방법이 있습니다.

적색 신호 및 렌즈

530나노미터의 파장에서 피크 감도를 가진 막대 셀의 결과로, 그들은 시각 스펙트럼의 모든 색상을 인식할 수 없다.막대 세포는 긴 파장에 둔감하기 때문에, 적색 신호와 적색 렌즈 안경을 사용하는 것은 [29]어두운 적응을 가속화하는 일반적인 방법이 되었다.암적응이 현저하게 가속화되기 위해서는 개인이 [30]저발광 설정으로 들어가기 30분 전에 이상적으로 이 연습을 시작해야 한다.이러한 관행을 통해 개인이 투시력을 준비하는 동안 사진(낮) 시력을 유지할 수 있습니다.붉은 빛에 대한 둔감성으로 인해 로드 셀이 더 이상 표백되지 않고 로돕신 포토피그먼트가 활성 구성으로 [29]다시 충전됩니다.일단 개인이 어두운 환경에 들어가면, 대부분의 막대 세포는 이미 어둠에 적응하고 조절 [30]기간 없이 뇌에 시각 신호를 전달할 수 있을 것이다.

어두운 적응을 위한 빨간색 렌즈의 개념은 앙투안 베클레르의 실험과 그의 초기 방사선 연구에 기초하고 있다.1916년, 과학자 빌헬름 트렌델렌버그는 방사선학자들이 형광 투시술 중 화면을 보는 데 눈을 적응시킬 수 있는 최초의 빨간색 적응 고글을 발명했다.

진화적 맥락

비록 인간 시각계의 많은 측면들이 불확실하게 남아있지만, 막대기와 원뿔형 광물질의 진화 이론은 대부분의 과학자들에 의해 동의된다.최초의 시각 색소는 콘 광수용체의 색소이며,[31] 로드 옵신 단백질은 나중에 진화했다고 여겨진다.약 2억7천5백만 년 전 파충류 조상으로부터 포유류가 진화한 후 야간에 복잡한 색각을 [31]잃었습니다.이러한 친유행성이 야행성이기 때문에 그들은 낮은 발광 환경에서 민감도를 증가시켰고 4색계에서 [31]2색계로 사진 시스템을 감소시켰다.야행성 생활방식으로의 전환은 밤에 [32]달이 방출하는 푸른 빛을 흡수하기 위해 더 많은 막대 광수용체가 필요할 것이다.현대인의 눈에 존재하는 막대 대 원추체의 높은 비율은 야간에서 주간으로 전환된 후에도 유지되었다고 추정할 수 있다. 

영장류에서 삼색성의 출현은 행성의 표면 온도가 [31]올라가기 시작한 약 5천 5백만 년 전에 일어난 것으로 여겨진다.영장류는 본질적으로 야행성이기 보다는 주행성이었고, 따라서 보다 정확한 사진 시각 시스템이 필요했다.영장류가 과일을 더 잘 구별하고 영양가가 [31]가장 높은 과일을 검출할 수 있도록 전체 시각적 스펙트럼을 커버하기 위해 세 번째 원추형 포토피그먼트가 필요했다.

적용들

  • 비행사들은 일반적으로 어두운 곳에서 이륙하기 전에 붉은 렌즈 안경이나 고글을 착용하여 항공기 밖을 볼 수 있도록 한다.게다가 비행 내내 조종석이 희미한 빨간색 신호등으로 켜집니다.이 조명은 조종사가 밖을 [33]볼 수 있는 시야를 유지하면서 계측기와 지도를 읽을 수 있도록 하기 위한 것입니다.
  • 잠수함: 종종 잠수함은 "빨간색"으로 고정되는데, 이는 배가 밤에 수면 위로 떠오르거나 잠망경 깊이로 다가온다는 것을 의미합니다.이러한 시간 동안 특정 컴파트먼트 내 조명이 빨간색 신호로 전환되어 망루와 임원의 눈이 보트 밖을 보기 전에 어둠에 적응할 수 있습니다.또한 [34]승무원의 야간 상황을 시뮬레이션하기 위해 잠수함의 컴파트먼트를 빨간색 불빛으로 켤 수 있다.

비타민 A

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11-cis-Retinal2

비타민 A는 인간의 눈의 적절한 기능을 위해 필요하다.인간의 막대 세포에서 발견되는 광색소 로돕신은 비타민 A의 한 형태인 레티날로 구성되어 있으며 옵신 [35]단백질에 결합되어 있다.광선 로돕신이 흡수되면 [35]표백을 통해 망막과 옵신으로 분해된다.레티날은 두 가지 운명 중 하나를 가질 수 있다: 레티날은 옵신과 재결합하여 로돕신을 재형성하거나 자유 [35]레티놀로 전환될 수 있다.미국의 과학자 조지 월드는 시각 시스템이 비타민 A를 소비하고 그 [35]대체를 위해 식단에 의존한다는 것을 처음으로 알아냈다.

비타민 A는 건강한 시력 이외에도 인체에서 많은 기능을 합니다.그것은 정상적인 성장과 [36]발달을 촉진할 뿐만 아니라 건강한 면역체계를 유지하는 데 필수적이다.평균 성인 남성과 여성은 각각 [36]하루에 900마이크로그램과 700마이크로그램의 비타민 A를 섭취해야 한다.하루 3000마이크로그램 이상의 섭취는 급성 또는 만성 비타민 [37]A를 유발할 수 있다.

비타민 A의 공급원

비타민 A는 레티노이드와 카로티노이드로 동물과 식물원에 각각 [36]존재한다.레티노이드는 심혈관계로 흡수되는 즉시 신체에 의해 사용될 수 있지만, 식물 기반 카로티노이드는 [36]신체에 의해 이용되기 전에 레티놀로 전환되어야 한다.동물성 비타민 A의 가장 높은 공급원은 간, 유제품, 그리고 [36]생선입니다.카로티노이드가 다량 함유된 과일과 채소는 짙은 녹색, 노란색, 주황색,[36] 그리고 빨간색입니다.

진화적 맥락

비타민 A 기반의 옵신 단백질은 약 30억 [38]년 전에 시작된 대부분의 진화 역사에서 유기체의 빛을 감지하는 데 사용되어 왔다.이 특징은 단세포 생물에서 호모 [38]사피엔스를 포함한 다세포 생물로 전해져 왔다.이 비타민은 진화에 의해 빛을 감지하기 위해 선택되었을 가능성이 가장 큽니다. 왜냐하면 망막은 광수용체 흡광도를 가시광선 범위로 [38]이동시키기 때문입니다.이러한 흡광도 변화는 지구 표면에 [38]있는 햇빛의 최고 방사 강도와 일치하기 때문에 지구 생명체에게 특히 중요하다.망막이 인간의 시력에 필수적인 것으로 진화한 두 번째 이유는 [38]빛에 노출되었을 때 큰 구조 변화를 겪기 때문이다.이러한 구조 변화는 광수용체 단백질이 무음 상태와 활성 상태를 더 쉽게 구별할 수 있도록 하여 시각적 광전달을 [38]더 잘 제어할 수 있도록 하는 것으로 믿어진다.

실험 증거

비타민 A 보충제가 암적응에 미치는 효과를 테스트하는 다양한 연구가 수행되었습니다.Cideciyan 등의 연구에서 비타민 A 보충 [39]전후에 전신 비타민 A 결핍증(VAD)이 있는 환자에게서 다크 적응의 길이를 측정했다.다크 적응 기능은 보충 전, 시술 후 1일, 시술 후 75일 후에 측정되었습니다.비타민 A 보충제를 단 하루 섭취한 후 광수용체 [39]표백 후 암적응 회복 동력이 유의미하게 빨라지는 것이 관찰되었다.암적응은 75일간의 [39]치료 후에 더욱 가속화되었다. 

켐프 등의 후속 연구는 비타민 A 결핍을 [40]가진 원발성 담도 간경화와 크론병을 가진 피험자의 암적응을 연구했다.비타민 A를 경구 보충한 지 8일 만에 두 환자 모두 시력을 [40]정상으로 회복했다.또한,[40] 적응 역학은 보완에 따라 두 주제 모두에서 유의하게 개선되었다.

안토시아닌류

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안토시아닌은 4000개의 알려진 플라보노이드 [41]피토케미칼의 대부분을 차지한다.약 600개의 생물 활성 항산화 물질로 구성된 이 그룹은 어떤 식물 [42]화합물보다 가장 강한 생리학적 효과를 가지고 있습니다.이 화학물질들은 또한 많은 식물 [42]종들에게 밝은 파란색, 빨간색 또는 보라색 색소를 제공하기 때문에 플라보노이드 피토케미칼 중 가장 눈에 띈다.안토시아닌은 또한 태양의 [43]직사광선으로부터 광합성 조직을 보호하는 역할을 한다.또한 안토시아닌의 항산화, 항염증 및 혈관 보호 특성은 안토시아닌이 다양한 건강 [42]효과를 나타낼 수 있습니다.사람에게 안토시아닌은 시각 장애뿐만 아니라 신경 손상, 아테롬성 동맥경화증,[43] 당뇨병을 포함한 다양한 건강 상태에 효과적입니다.안토시아닌은 생물학적 효과를 강화하기 위해 다른 식물 화학 물질과 자주 상호작용한다. 따라서 개별 생체 분자의 기여는 [41]해독하기 어렵다.안토시아닌이 꽃에 밝은 색을 제공하는 결과, 이러한 식물 화학 물질을 포함한 식물은 자연히 조류나 [43]벌 등의 꽃가루 매개자를 끌어들이는 데 성공한다.이러한 식물에서 생산되는 과일과 야채는 또한 밝은 색소로 동물들이 그것들을 먹고 [43]씨앗을 흩어지게 유혹한다.이러한 자연적인 메커니즘으로 인해 안토시아닌이 함유된 식물들은 세계 대부분의 지역에 널리 존재한다.안토시아닌을 함유한 식물의 풍부함과 분포는 많은 동물들에게 자연적인 식량원이 됩니다.화석 증거를 통해 이 화합물들이 원시 인류에 [42]의해 다량 섭취된 것으로 알려져 있다.

제1차 세계 대전과 제2차 세계 대전 동안 영국 공군 비행사들은 빌베리 잼을 대량으로 소비하는 것으로 알려져 있었다.비행사들은 많은 시각적 이점 때문에 이 안토시아닌이 풍부한 음식을 소비했는데, 여기에는 야간 폭격 [44]임무에 유용하게 쓰일 수 있는 빠른 어둠 적응이 포함됩니다.

식품원

블랙베리 과일

밝은 색상의 과일과 야채에는 안토시아닌이 풍부합니다.안토시아닌이 식물에 색소 침착을 제공하기 때문에 이것은 직관적으로 말이 된다.블랙베리는 100그램 [43]당 89-211밀리그램의 안토시아닌이 가장 풍부한 식품이다.이 식물 화학 물질이 풍부한 다른 음식으로는 붉은 양파, 블루베리, 빌베리, 붉은 양배추,[43] 가지 등이 있습니다.이들 식품원 중 하나를 섭취하면 안토시아닌 외에 다양한 피토케미칼이 생성된다. 왜냐하면 그것들은 자연적으로 [41]함께 존재하기 때문이다.안토시아닌의 하루 섭취량은 평균 성인의 약 200 밀리그램으로 추정되지만, 개인이 플라보노이드 [41]보충제를 섭취하고 있다면 이 값은 하루에 수 그램에 이를 수 있습니다.

다크 어댑테이션에 미치는 영향

안토시아닌은 로돕신(Rhodopsin)[45]의 재생을 촉진함으로써 인간의 암적응을 촉진한다.안토시아닌은 [45]빛에 의해 로돕신이 분해될 때 옵신에 직접 결합함으로써 이를 달성한다.옵신에 결합하면 안토시아닌은 구조를 변화시켜 망막 결합 포켓에 대한 접근을 가속화한다.안토시아닌이 풍부한 식사를 함으로써 옵신의 [45]레티날 친화력이 높아지기 때문에 단기간에 로돕신을 발생시킬 수 있다.이 메커니즘을 통해 개인은 어두운 적응을 가속화하고 더 짧은 시간 안에 야간 시력을 달성할 수 있다.

뒷받침하는 증거

Nakaishi 등이 실시한 이중맹검, 위약 대조 연구에서 흑색 응고제에서 유래한 분말 안토시아닌 농축물이 다수의 [46][unreliable medical source?]참가자에게 제공되었다.참가자들은 결과가 용량 의존적인 방식으로 발생했는지 측정하기 위해 세 가지 용량 중 하나를 안토시아닌을 받았다.암적응 기간은 모든 참가자에서 보충 전과 2시간 후에 측정되었다.이 실험의 결과는 안토시아닌이 [46][unreliable medical source?]위약에 비해 단 한 선량 수준에서 암적응을 유의하게 가속화했음을 보여준다.데이터를 전체적으로 관찰한 결과 안토시아닌이 용량 의존적인 방식으로 [46][unreliable medical source?]암적응 기간을 효과적으로 줄였다는 결론을 내렸다.

모순된 증거

많은 과학자들이 안토시아닌이 인간의 암적응을 가속화하는데 이롭다고 믿고 있음에도 불구하고, 2014년 칼트 외 연구진이 실시한 연구는 블루베리 안토시아닌이 아무런 효과가 없다는 것을 보여주었다.이 연구에서는 블루베리 [47]제품 섭취에 따른 암적응을 조사하기 위해 두 개의 이중맹검, 위약 대조군 연구가 수행되었다.어느 연구에서도 블루베리 안토시아닌 섭취는 암적응의 [47]길이에 영향을 주지 않았다.이러한 결과로부터 칼트 외 연구진은 블루베리 안토시아닌이 인간 [47]시력의 어두운 적응 성분에 유의미한 차이를 제공하지 않는다고 결론지었다.

광선적응

빛 적응을 통해 눈은 배경 조명에 빠르게 적응해야 이 배경의 물체를 구별할 수 있다.빛 적응 과정은 5분 동안 진행됩니다.

광화학 반응은 다음과 같습니다.

로돕신γ망막+옵신

증가 임계값

로드 시스템의 증가 역치 곡선 도식

증분 임계값 실험을 사용하여 빛 적응을 [48]임상적으로 측정할 수 있습니다.증분 역치 실험에서 테스트 자극은 특정 휘도의 배경에 제시되며, 그 자극은 배경에 대해 검출 역치에 도달할 때까지 증가한다.이 방법을 통해 원추체 및 로드 양쪽에 대해 단상 또는 2상 역치 대 강도 TVI 곡선을 구한다.

단일 시스템에 대한 임계값 곡선(즉, 원뿔형 또는 로드형)을 분리하여 취하면 다음과 같은 4개의 [49]섹션이 있는 것으로 볼 수 있다.

1. 어두운 빛
TVI 곡선의 이 부분의 임계값은 어두운 수준과 밝은 수준에 따라 결정됩니다.민감도는 신경 잡음에 의해 제한됩니다.백그라운드필드는 비교적 낮으며 임계값에 큰 영향을 주지 않습니다.
2. 제곱근의 법칙
곡선의 이 부분은 배경의 양적 변동에 의해 제한됩니다.시각 시스템은 보통 이상적인 광검출기라고 불리는 이론적인 구조와 비교된다.자극을 감지하려면 자극이 배경(소음)의 변동을 충분히 초과해야 한다.
3. 베버의 법칙
임계값은 [50]배경의 제곱근에 비례하는 배경 휘도에 따라 증가합니다.
4. 포화상태
포화 상태에서는 로드 시스템이 자극을 검출할 수 없게 됩니다.원곡선의 이 섹션은 높은 백그라운드 [51]레벨에서 원뿔 메커니즘에 대해 발생합니다.

불충분

주요 기사:익탈로피아
야맹증의 영향.왼쪽: 좋은 야간 시야.맞아, 야맹증.

적응의 부족은 야맹증 또는 [35]색탈로피라고 불리는 어두운 환경에 대한 불충분한 적응으로 가장 흔하게 나타난다.혈메랄로시로 알려진 반대되는 문제, 즉 밝은 빛으로 선명하게 볼 수 없는 문제는 훨씬 더 드물다.

오목부는 어두운 빛에 눈이 멀고(원추형 배열 때문에) 막대기는 더 민감하기 때문에 달이 없는 밤에 어두운 별을 측면에서 봐야 하므로 막대기를 자극합니다.이것은 인공적인 고정 폭의 동공의 결과가 [3]같기 때문에 동공 폭 때문이 아니다.

야맹증은 비타민 A 결핍인 많은 요인들에 의해 야기될 수 있다.만약 충분히 일찍 발견된다면, 시력은 회복될 수 있고 시각 기능을 회복할 수 있다. 그러나,[52] 장기간 비타민 A 결핍을 치료하지 않고 방치한다면 영구적인 시력 손실을 초래할 수 있다.

야맹증은 영양실조와 [52]식단의 비타민 A 부족으로 인해 개발도상국에서 특히 두드러진다.선진국에서 야맹증은 충분한 음식을 구할 수 있기 때문에 역사적으로 드문 일이었지만, 비만이 더 흔해짐에 따라 발병률이 증가할 것으로 예상된다.비만율 증가는 비만 수술의 증가와 일치하며,[52] 인체에서 비타민 A의 흡수 불량을 일으킨다.

「 」를 참조해 주세요.

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외부 링크