يؤدي التعرض لضوء LED الأبيض إلى تثبيط نمو وتصبغ الزانثوفور في جنين سمكة الزيبرا

إن الإيقاع اليومي لجميع الكائنات الحية يتعرض للاضطراب باستمرار بسبب مصادر الضوء الاصطناعية، وقد أصبح الإضاءة الاصطناعية خطراً خفياً كبيراً على الصحة العامة.
يحافظ الإيقاع اليومي لهرمون الميلاتونين على مستوى عالٍ من الميلاتونين ليلاً ومستوى منخفض نهاراً.
إنزيم النقل (
أمين ن-
إنزيم (AANAT)
يُعدّ أحد الإنزيمات الأربعة اللازمة لتخليق الميلاتونين، وmtnr1ba هو مستقبل الميلاتونين.
ترميز الحمض النووي الريبوزي الرسول (mRNA) الذي يتم التعبير عنه على نطاق واسع في دماغ الجنين.
يلعب Pax7 دورًا مهمًا في تطور العمليات العصبية، وخاصة في عملية التصبغ الأصفر في منطقة توان.
نظراً لطبيعتها اليومية، توفر سمكة الزيبرا فرصة خاصة لدراسة الإيقاع اليومي لتنظيم الميلاتونين.
في هذه الدراسة، وجدنا أن التعرض لضوء LED الأبيض أدى إلى انخفاض في التصبغ الأصفر، وانخفاض في طول الجسم ونشاط التمارين الرياضية، والأكسدة.
انخفض اختلال التوازن المضاد للأكسدة والتعبير عن جينات Zebrafish 2 و mtnr1ba و pax7 في أجنة أسماك الزيبرا.
بالمقارنة مع المجموعة الضابطة، أظهر التحليل النسيجي للمجموعة ارتباكًا مكانيًا في الأنسجة بين الخلايا الحساسة للضوء وانخفاضًا في سمك الشبكية الكلي وسمك طبقة الخلايا الحساسة للضوء.
قد يصبح التلوث الناتج عن الإضاءة الاصطناعية عامل خطر مهم للعديد من الأمراض، بما في ذلك السرطان، لذلك ينبغي إجراء المزيد من البحوث واتخاذ التدابير اللازمة بشأن عامل الخطر هذا.
يُعد ضوء الشمس عاملاً رئيسياً في الحفاظ على الساعة البيولوجية وتنظيم الإيقاع اليومي لجميع الكائنات الحية.
من جهة أخرى، تتداخل مصادر الإضاءة الاصطناعية باستمرار مع هذه العملية الطبيعية. وتشمل مصادر الإضاءة الاصطناعية مجموعة متنوعة من الأطياف الكهربائية والأدوات التقنية.
أصبحت الإضاءة الاصطناعية جزءًا مهمًا من الحياة الحضرية.
من ناحية أخرى، يؤدي الضوء الاصطناعي إلى تعقيد إدارة العمليات الأيضية البيولوجية في الوقت نفسه.
دورة الضوء هي الإشارة الرئيسية لتنظيم الإيقاع الداخلي.
فيديو عبر النواة (SCN)
يُعد التنشيط فعالاً في النشاط الحركي، وتناول الماء والمغذيات، والسلوك الجنسي، ودرجة حرارة الجسم، وإفراز هرمون الغدة الدرقية، وإفراز البرولاكتين والميلاتونين.
يُعد الإيقاع اليومي لدورة الميلاتونين سمة مهمة في فسيولوجيا العمود الفقري، حيث يحافظ على مستوى عالٍ من الميلاتونين في الليل ومستوى منخفض خلال النهار.
في الليل، يتم إنتاج الميلاتونين بواسطة الغدد الصنوبرية والخلايا الحساسة للضوء في الشبكية.
في الغدة الصنوبرية، يلعب الميلاتونين المنتشر في الدم دورًا هرمونيًا في علم وظائف الأعضاء الموسمية واليومية، ويوصى باستخدام الميلاتونين الذي تنتجه الخلايا الحساسة للضوء في الشبكية لتنظيم التكيف مع الضوء والظلام.
يُعد التربتوفان سلفًا للميلاتونين و5-أمين N.
إنزيم النقل (
أمين ن-
إنزيم (AANAT)
وهو أحد الإنزيمات الأربعة اللازمة لتخليق الميلاتونين من الأحماض الأمينية.
يتم التحكم في محتوى الميلاتونين في الدم بشكل رئيسي عن طريق نشاط AANAT.
من ناحية أخرى، ورد أن إشارة الضوء الخارجية تتحكم في الإيقاع اليومي لنشاط AANAT.
يتم إنتاج الميلاتونين في الغدة الصنوبرية لأسماك الزيبرا البالغة، والتي يتم تنظيمها بواسطة الساعة البيولوجية للغدة الصنوبرية، وبواسطة تأثير الضوء على مستشعر الضوء في الغدة الصنوبرية.
يوجد مستقبل الميلاتونين MT1 لدى الثدييات في الدماغ، بينما يوجد MT2، وهو نفس مصدر سمكة الزيبرا، في شبكية العين.
في سمكة الزيبرا، تتوزع مستقبلات الميلاتونين في الدماغ الجنيني، والتي يتم التعبير عنها على نطاق واسع في الدماغ الجنيني.
ومع ذلك، في أسماك الزيبرا البالغة، يتم التعبير عنها بشكل رئيسي في المنطقة الرمادية المحيطة بالقرص البصري، وكذلك في التلال والجزء السفلي من حجرة الأسبوع.
تشكل الأصباغ الثلاثة المكونة من الميلانين الأسود والصبغة الصفراء ومجموعة ألوان قوس قزح المتلألئة الخطوط الأفقية الذهبية والزرقاء الفريدة لأسماك الزيبرا.
تُشتق هذه الخلايا الصبغية من الخلايا العصبية للأجنة/اليرقات المبكرة.
في الأسماك والزواحف، يختلف دور الميلاتونين تبعاً للنوع والمرحلة التطورية وموقع الخلايا الصبغية.
يلعب عامل النسخ Pax7 ذو المجال المتجانس المزدوج دورًا مهمًا في تطور العمليات العصبية، وخاصة في عملية التصبغ الأصفر لسمك التوان.
مصابيح LED
تُستخدم هذه المواد كمصادر إضاءة بديلة وفعالة ذات فعالية عالية من حيث التكلفة وعرض شعاع واسع.
بهدف توفير الطاقة، فرضت بعض الدول استخدام المصابيح الفلورية أو مصابيح LED بدلاً من المصابيح المتوهجة.
من ناحية أخرى، يرتبط طول موجة الضوء المنبعث من مصابيح LED بالآثار الضارة على صحة الإنسان.
لذلك، تم الاعتراف بتأثير الإضاءة الاصطناعية على الصحة في السنوات الأخيرة.
يرتبط الضوء الاصطناعي بمرض السكري، وأنواع مختلفة من السرطان، والاكتئاب.
أظهرت الدراسات الحديثة أن الضوء الاصطناعي يؤثر على انقسام الخلايا ونموها وتطورها، ويسبب أمراض القلب والأوعية الدموية، والسكري، والسمنة، وأمراض الجهاز العصبي الناتجة عن تغيرات في نظام الغدد الصماء، وأنواع مختلفة من السرطان.
بفضل التلقيح الخارجي، وصغر الحجم، والقدرة العالية على التكاثر، والتطور السريع، والشفافية، وقاعدة البيانات العلمية المناسبة للفحص والنمو السريع، أصبحت أسماك الزيبرا كائنًا نموذجيًا شائعًا.
على عكس القوارض الليلية، غالباً ما يُنظر إلى سمكة الزيبرا على أنها كائنات ليلية ونهارية نشطة خلال النهار، وتكون نشطة في كل من مراحل البلوغ والصغر.
إن الخصائص اليومية لسمكة الزيبرا تجعلها كائناً مميزاً لدراسة تنظيم الميلاتونين للإيقاع اليومي.
ومع ذلك، لم تتم دراسة دور الطيف في أسماك الزيبرا على نطاق واسع حتى الآن.
على الرغم من تعرض الناس، وخاصة الأطفال، لأضواء LED خلال النهار بسبب الأجهزة الإلكترونية، إلا أنه على حد علمنا، لا توجد معلومات حول تأثيرات أضواء LED المختلفة على الميلاتونين خلال النهار
جين التعبير (2)
الأنشطة الرياضية، الأكسدة-
حالة مضادات الأكسدة في أجنة أسماك الزيبرا.
بالإضافة إلى ذلك، نفترض أن التعرض لضوء LED قد يؤثر على مستقبلات الميلاتونين
لذلك، قمنا بقياس التعبير الجيني وفحصنا شبكية العين على أساس نسيجي.
في تجربتنا لاحظنا أن التعرض لضوء LED الأبيض يقلل من البقع اللونية.
من أجل التحقق من الآلية الكامنة وراء ذلك، قمنا أيضًا بدراسة التعبير عن الجينات المسؤولة عن التصبغ الأصفر.