Rotes Licht bringt ältere Mitochondrien in Fahrt

Ab einem Alter von ungefähr 40 Jahren verlieren Retinazellen kontinuierlich an Vitalität. In einer immer älter werdenden Gesellschaft befinden sich gerontologische Patienten im Zentrum der Augenheilkunde des 21. Jahrhunderts. Unser wissenschaftlicher Fokus liegt auch heute wieder auf innovativen ophthalmologischen Therapiekonzepten. Mit dem heutigen Beitrag beleuchten wir das Thema "Älterwerden" mit einer Wellenlänge von 670 nm.

Ab einem Alter von ungefähr 40 Jahren verlieren Retinazellen kontinuierlich an Vitalität. In einer immer älter werdenden Gesellschaft befinden sich gerontologische Patienten im Zentrum der Augenheilkunde des 21. Jahrhunderts. Unser wissenschaftlicher Fokus liegt auch heute wieder auf innovativen ophthalmologischen Therapiekonzepten. Mit dem heutigen Beitrag beleuchten wir das Thema "Älterwerden" mit einer Wellenlänge von 670 nm. 

Die höchste Dichte an zellulären Kraftwerken besitzt die Retina

Mitochondrien sind als Energielieferanten essentiell für den Zellmetabolismus. Diese Zellorganellen sind auch als Kraftwerke der Zelle bekannt. Der Großteil der Organe im menschlichen Körper besitzt eine zelluläre Mitochondriendichte von 800-2.000 Mitochondrien. Die größte Mitochondriendichte besitzen Photorezeptoren. Ganz an der Spitze befinden sich hierbei die Zapfen. Dies zeigt, wie wichtig der Evolution die Farbwahrnehmung ist. Die Mitochondrien geben das Tempo des Alterungsprozesses vor. Mit zunehmendem Alter wird die Energiemenge, die Mitochondrien der Zelle in Form von Adenosintriphosphat (ATP) liefern können, geringer. Die Retina besitzt die größte Mitochondriendichte und altert schneller als andere Organe des menschlichen Körpers.1 Im älter werdenden Organismus kommt es vermehrt zu Verlusten von DNA-Abschnitten innerhalb der Mitochondrien der Photorezeptoren. In der alternenden Retina akkumulieren Cytochrom C Oxidase defiziente Zapfen. Dieses Enzym ist ein wesentlicher Bestandteil der mitochondrialen Atmungskette. Betreffen diese altersbedingten Veränderungen die Makula, so kann das mit einer Minderung der Sehfähigkeit einhergehen.2 Im Laufe des Lebens nimmt die ATP-Produktion innerhalb der Mitochondrien der Photorezeptoren um bis zu 70% ab.1 Eine Forschungsgruppe aus London versucht diesem Alterungsprozess und Vitalitätsverlust der Mitochondrien mit einem kleinen technischen Gerät entgegenzuwirken.

Die Lichtabsorptionsvorlieben von Mitochondrien beeinflussen ihre Aktivität

Langwelliges (rotes) Licht beeinflusst das Membranpotential, die ATP-Produktion, sowie weitere komplexe Funktionen der Mitochondrien positiv. Eine Forschungsgruppe aus London hat den Einfluss von Licht mit einer Wellenlänge von 670 nm auf die Funktion von Photorezeptoren bei 28-72-jährigen Studienteilnehmern psychophysiologisch gemessen. Die Studienteilnehmer sollten 2 Wochen lang morgens für 3 Minuten ihr dominantes Auge mit einer speziellen LED-Lampe beleuchten. Die 10 LED-Leuchten in dieser speziellen Taschenlampe befinden sich hinter einem Lichtdiffusor in einer Röhre (Durchmesser 4cm) und senden Licht mit der Wellenlänge von 670 nm aus. Durch dieses Licht soll die mitochondriale Leistungsfähigkeit verbessert werden.1

Die Generationen 40plus profitieren von der Bestrahlung mit rotem Licht

Diejenigen Studienteilnehmer, die jünger als 38 Jahre alt waren, bemerkten nach der Bestrahlung mit dem roten Licht keinen Unterschied in der Kontrast- und Farbwahrnehmung. Anders sah es bei den über 38-Jährigen aus. Hier berichteten die Studienteilnehmer vor allem von einer signifikanten Verbesserung der Farbkontrastempfindlichkeit auf der Tritanachse. Anhand dieser lässt sich die Vulnerabilität der Mitochondrien nachvollziehen. Für die Altersgruppe 28-68 Jahre zeigte sich eine Verbesserung der Farbkontrastwahrnehmung auf der Tritanachse um 14%. Für die über 38-jährigen Studienteilnehmer betrug dieser Wert 22%.1

Nächstes Mal erfahren wir, welchen Einfluss unsere Ernährungsgewohnheiten auf die Entwicklung bzw. Prävention eines Glaukoms haben können.

Referenzen:
1. Shinhmar H. et al. (2020). Optically improved mitochondrial function redeems aged human visual decline. J Gerontol A Biol Sci Med Sci. 2020 Jun 29.  
2. Barron M. J. et al. (2001). Mitochondrial Abnormalities in Ageing Macular Photoreceptors. Investigative Ophthalmology & Visual Science November 2001, Vol.42, 3016-3022.

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