The Exposure to Light During Pregnancy Is the Key for the Normal Development of the Fetus’ Eyes

A new study published in the journal Nature concluded that the eyes need natural light to develop normally during pregnancy.

According to the University of California, San Francisco (UCSF), the researchers reported that this unexpected finding provides a new fundamental understanding of how the eye develops in embryos, as well as of the various eye diseases caused by vascular disorders, especially retinopathy of prematurity. The research was conducted by scientists from UCSF and the Cincinnati Children’s Hospital Medical Center.

These fundamental changes alter the way we understand how the retina develops. We have discovered a light-responsive mechanism that regulates retinal neurons. This results in the formation of blood vessels in the eyes, and it is very important because many eye diseases are vascular diseases.

These studies were carried out on mice and revealed many unexpected results.

Many stages of eye development in mice occur after birth. Based on that, it had always been assumed that if light played any role in eye development, this would happen only after birth.

However, the researchers in this specific study found that the activation of this newly described light-responsive pathway must occur during pregnancy, and it triggers the specific program that produces a healthy eye.

In particular, the investigators stated that it is very important for a significant number of photons to enter the mother’s body at the end of pregnancy.

The researchers also observed that photons activate the protein melanopsin directly in the fetus – and not in the mother – and help initiate the normal development of blood vessels and retinal neurons inside the eye.

One function of the light-responsive pathway is to suppress the number of blood vessels formed within the retina. These vessels are extremely important for retinal neurons, which require large amounts of oxygen in order to form and function.

When retinopathy of prematurity occurs in newborns, the retinal vessels grow without control. This ongoing expansion of these vessels places significant pressure on the developing eye and, in extreme cases, causes severe ocular damage that can lead to blindness.

Rao S, Chun C, Fan J, et al. A direct and melanopsin-dependent fetal light response regulates mouse eye development [published online ahead of print January 16, 2013]. Nature. doi: 10.1038/nature11823.

Νέα έρευνα έχει δημοσιευθεί στο περιοδικό Nature κατέληξε στο ότι τα μάτια χρειάζονται φυσικό φως για να αναπτυχθούν φυσιολογικά κατά την εγκυμοσύνη.

Σύμφωνα με το πανεπιστήμιο της California, San Francisco (UCSF), οι ερευνητές ανέφεραν ότι το μη-αναμενόμενο αποτέλεσμα δίνει μια νέα βασική γνώση του τρόπου ανάπτυξης του οφθαλμού στα έμβρυα, και τις διάφορες οφθαλμικές παθήσεις που προκαλούνται από αγγειακά νοσήματα ειδικά την αμφιβληστροειδοπάθεια της προωρότητας. Η έρευνα πραγματοποιήθηκε από ερευνητές του UCSF και το Cincinnati Children's Hospital Medical Center.

Αυτές οι θεμελιώδεις αλλαγές αλλάζουν τον τρόπο με τον οποίο καταλαβαίνουμε το πως αναπτύσσεται ο αμφιβληστροειδής. Έχουμε ανακαλύψει ένα μηχανισμό που ανταποκρίνεται στο φως, ο οποίος ελέγχει τους νευρώνες του αμφιβληστροειδούς. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα την δημιουργία αγγείων στα μάτια, και είναι πολύ σημαντικό γιατί πολλές παθήσεις των ματιών είναι αγγειακές παθήσεις.

Οι διάφορες αυτές μελέτες έγιναν σε ποντίκια, και έδειξαν πολλά μη αναμενόμενα αποτελέσματα.

Πολλά στάδια της ανάπτυξης των ματιών στα ποντίκια γίνονται μετά τη γέννηση. Οπότε βάσει αυτού πάντα είχαμε θεωρήσει ότι αν το φως έπαιζε κάποιο ρόλο στην ανάπτυξη των ματιών, αυτό θα γίνονταν μόνο μετά τη γέννηση.

Ωστόσο οι ερευνητές στην συγκεκριμένη μελέτη βρήκαν ότι η ενεργοποίηση αυτής της νέας οδού που πρόσφατα έχει περιγραφεί και ενεργοποιείται από το φως, πρέπει να συμβαίνει κατά την εγκυμοσύνη και ενεργοποιεί το ειδικό πρόγραμμα που παράγει το υγιές μάτι.

Ειδικά αυτοί οι μελετητές είπαν ότι είναι πολύ σημαντικό ένας σημαντικός αριθμός φωτονίων να μπουν στο σώμα της μητέρας στο τέλος της εγκυμοσύνης.

Οι ερευνητές επίσης παρατήρησαν ότι φωτόνια ενεργοποιούν την πρωτεΐνη μελανοψίνη απευθείας στο έμβρυο – και όχι η μητέρα- και βοηθούν στην έναρξη την φυσιολογικής ανάπτυξης αιμοφόρων αγγείων και νευρώνων αμφιβληστροειδούς μέσα στο μάτι.

Μια λειτουργία της οδού που ανταποκρίνεται στο φως είναι να καταστέλλει τον αριθμό των αιμοφόρων αγγείων που σχηματίζονται μέσα στον αμφιβληστροειδή. Αυτά τα αγγεία είναι πολύ σημαντικά για τους νευρώνες του αμφιβληστροειδούς, νευρώνες που έχουν ανάγκη από μεγάλες ποσότητες οξυγόνου για να σχηματιστούν αλλά και να λειτουργήσουν.

Όταν η αμφιβληστροειδοπάθεια προωρότητας εμφανίζεται στα νεογνά, τα αγγεία του αμφιβληστροειδούς αναπτύσσονται χωρίς να ελεγχθούν. Αυτή η συνεχιζόμενη επέκταση- ανάπτυξη των αγγείων αυτών, ασκεί μεγάλη πίεση στο αναπτυσσόμενο μάτι, και σε ακραίες περιπτώσεις προκαλεί σοβαρές βλάβες στα μάτια και μπορεί να οδηγήσει σε τύφλωση.

Rao S, Chun C, Fan J, et al. A direct and melanopsin-dependent fetal light response regulates mouse eye development [published online ahead of print January 16, 2013]. Nature. doi: 10.1038/nature11823.