Ook de vetcellen diep onder je huid kunnen licht bespeuren. Wanneer ze niet genoeg worden blootgesteld aan de juiste soorten licht, gedragen de vetcellen zich anders.
De relatie tussen licht en vetcellen
De ontdekking werd in kaart gebracht door wetenschappers van Cincinnati Children’s[1] die bestudeerden hoe muizen hun lichaamstemperatuur regelen. Daarbij vonden ze implicaties die veel verder gaan dan louter warmte geven.
Deze nieuwe studie[2] toont aan dat de blootstelling aan licht reguleert hoe twee soorten vetcellen samenwerken om de grondstoffen te produceren die alle andere cellen gebruiken voor energie.
De auteurs van de studie stellen verder dat verstoringen van dit fundamentele stofwisselingsproces een ongezond aspect van het moderne leven weerspiegelen. We hebben het hier natuurlijk over te veel tijd binnenshuis doorbrengen.
De belangrijke rol van licht
Veel mensen begrijpen dat bepaalde golflengten van licht schadelijk kunnen zijn – denk maar aan gammastraling en UV-straling – maar deze studie toont aan dat licht ook positieve effecten voor je lijf kan hebben.
Ook al worden lichtstralen geblokkeerd door een vacht of door kledij, toch raakt licht ons lichaam binnen. Fotonen, de fundamentele lichtdeeltjes, kunnen vertragen en zich verspreiden zodra ze de buitenste lagen van de huid passeren. Wanneer ze binnenkomen, hebben ze invloed op het gedrag van de cellen.
Hoofdauteur Lang’s werk in deze richting gaat terug tot 2013, toen hij een studie leidde die aantoonde hoe de blootstelling aan licht de ontwikkeling van de ogen van foetale muizen beïnvloedde.[3]
Meer recentelijk, in 2019, publiceerde Lang nog twee studies. De eerste meldde de mogelijke voordelen van lichttherapie voor de ontwikkeling van het oog bij premature baby’s meldde. De tweede studie gaf aan hoe lichtreceptoren in de huid muizen helpen hun interne klok te reguleren.[4]
“Het idee van lichte penetratie in diep weefsel is heel nieuw, zelfs voor veel van mijn wetenschappelijke collega’s,” zegt Lang. “Wij en anderen hebben opsines gevonden die zich in verschillende soorten weefsels bevinden. Dit is nog maar het begin van dit werk.” Opsines zijn lichtgevoelige eiwitten die zich bevinden in het netvlies van ons oog.[5]
Hoe licht het lichaam opwarmt
In de laatste bevindingen bestudeerde het onderzoeksteam hoe muizen reageren bij blootstelling aan kille temperaturen – ongeveer 4 °C. Ze wisten al dat muizen, net als mensen, zowel een bibberende reactie als een interne vetverbrandingsreactie gebruiken om zich te verwarmen.
Een diepere analyse toonde aan dat het interne verwarmingsproces in het gedrang komt door de afwezigheid van het gen OPN3 en de specifieke blootstelling aan een 480-nanometer-golflengte van blauw licht. Deze golflengte is een natuurlijk onderdeel van het zonlicht, maar komt slechts in lage mate voor bij de meeste kunstlichtbronnen.
Wanneer de blootstelling aan licht plaatsvindt, zet OPN3 de witte vetcellen aan tot het vrijgeven van vetzuren in de bloedsomloop. Verschillende soorten cellen kunnen deze vetzuren gebruiken als energie voor hun activiteiten. Bruin vet echter verbrandt letterlijk deze vetzuren – in een proces dat oxidatie wordt genoemd – om warmte te genereren die de kille muizen opwarmt.
Muizen die zo werden gefokt om het OPN3-gen te missen, slaagden er niet in om zich evenveel op te warmen als andere muizen wanneer ze in een kille omgeving werden geplaatst. Het is echter verrassend dat zelfs muizen die het juiste gen bezaten, er niet in slaagden zich op te warmen wanneer ze werden blootgesteld werden aan licht zonder de blauwe golflengte.
Deze gegevens hebben het team doen besluiten dat zonlicht nodig is voor een normaal energiemetabolisme.
Dit althans bij muizen. Terwijl de wetenschappers sterk vermoeden dat er bij de mens een vergelijkbare lichtafhankelijke metabole weg bestaat, moeten ze een andere reeks experimenten uitvoeren om het te bewijzen.
“Als de licht-OPN3 adipocytenroute bij mensen bestaat, zijn er potentieel brede implicaties voor de menselijke gezondheid,” stelt de studie. “Onze moderne levensstijl onderwerpt ons aan onnatuurlijke lichtspectra, blootstelling aan licht ’s nachts, ploegenarbeid en jetlag, die allemaal resulteren in een metabole verstoring.
Op basis van de huidige bevindingen is het mogelijk dat onvoldoende stimulatie van de licht-OPN3 adipocytenroute deel uitmaakt van een verklaring voor de prevalentie van metabole deregulering in geïndustrialiseerde landen waar onnatuurlijke verlichting de norm is geworden”.
Toekomstig onderzoek
Het zal waarschijnlijk een aantal jaren van studie vergen om deze ontdekking te concretiseren.
Op een dag zou lichttherapie een methode kunnen worden om te voorkomen dat het metabool syndroom zich ontwikkelt tot diabetes. Het vervangen van binnenverlichting door betere verlichtingssystemen met een volledig spectrum zou zelfs de volksgezondheid kunnen verbeteren.
Er is echter meer onderzoek nodig om de potentiële therapeutische waarde van lichttherapie vast te stellen. De vragen die moeten worden beantwoord zijn onder meer het bepalen van de hoeveelheid zonlicht die nodig is om een gezonde stofwisseling te ondersteunen en of mensen die vechten tegen obesitas een functioneel OPN3-gen in hun vetcellen zouden kunnen missen.
Ook onbekend: wanneer zou lichttherapie het meest van belang zijn: voor zwangere moeders? Voor baby’s en kinderen? Of voor volledig ontwikkelde volwassenen?[6]
Bronnen
| 1. | ↑ | 2020, Cincinnati Children’s Hospital Medical Center |
| 2. | ↑ | 21 januari 2020, Adaptive Thermogenesis in Mice Is Enhanced by Opsin 3-Dependent Adipocyte Light Sensing |
| 3. | ↑ | 16 januari 2013, A direct and melanopsin-dependent fetal light response regulates mouse eye development |
| 4. | ↑ | 21 oktober 2019, Neuropsin (OPN5) Mediates Local Light-Dependent Induction of Circadian Clock Genes and Circadian Photoentrainment in Exposed Murine Skin |
| 5. | ↑ | 2018, Hoe werkt het oog? |
| 6. | ↑ | 21 januari 2020, Lack of exposure to sunlight may increase metabolic syndrome risk |