Пигмент прямого действия что это: Красители прямого действия | Профессиональная косметика для волос CONCEPT ESSEM SIMPLE

Содержание

Красители прямого действия | Профессиональная косметика для волос CONCEPT ESSEM SIMPLE

Красители прямого действия  – это средства, которые содержат прямые пигменты, уже готовы к окрашиванию волос без участия химических реакций окисления, то есть не смешиваются с оксидантами. Как правило, прямые красители производят на основе бальзамов, масок и даже оттеночных шампуней для волос. Эти средства не содержат аммиак, не осветляют волосы, а только придают им оттенок, а воздействие на волосы самое мягкое и безопасное.  Но нужно учитывать, что пигменты прямых красителей работают только на поверхности волоса и от этого зависит как долго вы будете носить цвет. В отличие от перманентных и полуперманентных красителей, прямые красители не проникают в самую структуру волоса и не закрашивают седину, но способны матировать ее до 50%. 

Часто прямые красители используют для:

  • Поддержания яркости цвета между окрашиваниями волос в салоне.
  • Создания ярких акцентов на ранее осветленных волосах.
  • Пастельного тонирования блондов (небольшое количество прямого красителя в смеси с белым бальзамом).

Прямые красители можно смешивать между собой для получения желаемых оттенков (смешивание производят перед нанесением на волосы). 

Красители прямого действия (прямые пигменты) CONCEPT 

Оттеночные бальзамы для волос Fresh Up 


Оттеночный бальзам Fresh Up придает волосам интенсивный оттенок, мягкость и блеск.

Оживляет естественный цвет волос, обновляет косметический цвет, делая его более ярким и насыщенным. Работает без добавления окислителей, аммиака и подщелачивающих веществ.   

В гамму прямых красителей Fresh Up входит 5 самых популярных оттенков:

  • Медный
  • Русый
  • Красный
  • Коричневый
  • Черный

Бальзамы можно смешивать между собой для получения новых оттенков. 

Способ применения бальзама

Fresh Up:

Бальзам Fresh Up достаточно легок в применении. Нанесите бальзам на предварительно вымытые шампунем чистые, влажные волосы. Рекомендуем использовать перчатки.

Выдержите на волосах 5-15 минут, затем тщательно смойте бальзам тёплой водой. При желании время можно увеличить (чем больше время воздействия, тем интенсивнее и плотнее оттенок). 

Для снижения яркости и интенсивности цвета (например, при пастельном тонировании) бальзамы можно разбавлять бесцветными бальзамами Live Hair перед нанесением на волосы. Для создания ярких акцентов, бальзам можно наносить на сухие осветленные пряди. Бальзамом Fresh Up можно притонировать седину до 50%. 

«Цветное лассирование» COLOR LACER 

Процедура «Цветное Лассирование» COLORLACERсоздана специально для молодых, энергичных и ярких особ,  стремящихся выразить свой характер блестящим и насыщенным цветом, сохранив при этом здоровый и привлекательный вид волос. 

Уникальность «Цветного лассирования» в том, что эта процедура состоит из двух этапов: нанесение цвета на волосы по технологии создания цветного «корсета» и фиксация цвета при помощи создания на мембранной «дышащей» пленки, которая позволяет волосам не только сохранять цвет дольше, но и придает просто ошеломительный блеск. 


В гамму «Цветного лассирования» входят такие цвета как:

  • Фиолетовый
  • Синий
  • Медный
  • Красный
  • Коричневый

Все оттенки «Цветного лассирования» можно смешивать между собой. 

В состав процедуры входят:

Первая фаза: Цветная фаза Color Lacer -  содержит прямой пигмент. Зашнуровывает поверхность каждого волоса в цветной «дышащий» корсет из высококачественных прямых пигментов и смеси неорганических эластомеров, выстроенных в цепочки с перекрестными связями.

Вторая фаза: Корсет Corset

Создает  вокруг  волоса «дышащую» пленку, которая отталкивает вредные молекулы, защищает волосы от неблагоприятного воздействия окружающей среды, и дольше сохраняет насыщенность цвета волос. Волос утолщается, сохраняет форму и эластичность. 

Способ применения:

Первая фаза: Нанесите первую фазу попрядно на чистые сухие волосы, избегая прикорневой зоны. Выдержите 20 минут. По истечении времени тщательно промойте водой.

Вторая фаза: Нанесите вторую фазу на влажные волосы, сразу после смыва первой фазы. Распределите по всей длине. Оставьте на 3-5 минут. Тщательно промойте водой.

Какие прямые пигменты для волос я попробовала. 50 оттенков красного и фуксии. Будет ярко!

Всем привет) С тех пор, как я окунула свою буйную голову в обесцвечивающую пудру, я задавалась вопросами:
  • А как добиться моего любимого красно-малинового цвета?
  • А как долго он будет держаться?
  • И как сделать окрашивание своих пережженных обезвоженных волос более бережным?

Сначала я хотела краситься перманентными красителями, но т.к выбранный красный цвет очень быстро теряет свою яркость и насыщенность, то я вынуждена буду его регулярно обновлять по длине. Во время своего преображения мне стало предельно ясно, что таким образом я просто добью свои трижды обесцвеченные волосы. Поэтому свой взгляд я стала направлять в сторону красителей прямого действия, а так же — разных тонирущих масок, которые не только наполняют волосы пигментом, но и оказывают ухаживающее воздействие на волосы.

*Краситель прямого действия — это готовый краситель, который не нуждается в активации. Т.е его можно использовать сразу, открыв баночку. Работает, преимущественно, на кутикулярном слое, имеет свойство застревать в волосах, т.е после обесцвечивания волос, окрашенных таким красителем, вы можете неожиданно получить бирюзовые или персиковые волосы. В подавляющем большинстве такие красители нестойкие, однако, кого это волнует, если приспичило быть ярким?))

В общем, поехали!

Краситель прямого действия Nexxt Professional в оттенках «красный» и «фуксия»

Производство: Германия
Объем: 150мл
Цена: 100р-150р
Палитра, на мой взгляд, стандартная: 10 оттенков, из них 7 цветов радуги, розовый(фуксия) и два нейтрализатора нежелательных оттенков для блонда (против желтизны и меди
(больше для меди, я бы сказала)
и зелени)

Т.к я люблю красно-малиновые оттенки, то в моем персональном арсенале только розовый и красный цвета. Консистенция у красителя любого оттенка кремовая, плотная, заметен легкий перламутровый эффект текстуры. Пахнет розами. Этакая терпкая, крепкая, садовая роза по утру.

Красный краситель для меня идеальный из пока что опробованного: он не уклоняется ни в оранжевый, ни в розовый, а остается красивым нейтральным красным. На листе бумаги проявляется легкий холодок, а на волосах может отдавать едва заметным теплом оттенка.

Нанесение легкое за счет кремовой и нетекучей текстуры, за счет чего краситель в состоянии прокрасить не самую тонкую прядь, однако злоупотреблять этим не стоит во избежание непрокрасов.
Время выдержки 30минут, после смывания я люблю «запечатывать» результат кислым кондиционером, кстати, заметила, что после него вода течет более прозрачная.

К сожалению, я не могу сказать, за какое время смываетя краситель до базы, с застреванием или без, обесцвечивается ли полностью… Но интенсивность цвета хорошо прослеживается с течением времени.

Цвет ярок в моем случае после 1 и 2 мытья, а после третьего начинает бледнеть. Возможно, рыже-красная подложка делает цвет читерски стойким конкретно этого красителя, но до самой подложки цвет доходит за 7-8 помывок, т.е где-то 2 недели плюс минус день.
На корнях до нанесения красного была фуксия, которая не смылась… горячий блонд вбирает в себя все… отросшие корни портят всю картину

Что до розового\фуксии, то тут похожая картина. Яркий, чистый, холодный розовый при тонком слое или смывании и наслоении. На мою непонятно-рыже-красноватую базу ложится моим любимым красно-малиновым, на обесцвеченное-красивым ярким розовым, на темно-зеленые басменные концы ложится густо-фиолетовым. Любила, люблю и буду любить. Однако, красный мне подходит больше, чем фуксия...(

Смывается так же, за пару недель. Должна заметить: краситель на сухих волосах не отпечатывается на коже, теле, одежде, но в мокром виде будьте готовы вытираться ненужным полотенцем, следы оставляет заметные и неустранимые. Я кучу полотенец так перепачкала.

Краситель хорош тем, что его можно смешивать с бальзамом для получения пастельных оттенков. Но про стойкость такого самозамеса, к сожалению, ничего сказать не могу. Сейчас одной баночки хватает на 1,5 применения, в дальнейшем хочу попробовать подмешивать бальзам, но так, чтобы сохранилась яркость и интенсивность оттенка.

Немного прописных истин:

  • шампунь для окрашенных волос способствует сохранности цвета, достигнутым таким краителем, однако, будем реалистами. Стойкость 2 недели — вполне нормальная, на мой взгляд. Да, пока я юзаю доступные и не слишком стойкие средства.

  • горячий блонд, т.е только что обесцвеченные волосы, охотнее вбирают в себя краситель, и неохотнее отдают. Но! краситель раскрывает себя в полной мере только на обесцвеченных и окрашенных волосах, на натуральных ему «не за что зацепиться».
  • работать надо в перчатках, как с чистым красителем, так и со смесью красителя и кондиционера\маски.


Я не была бы hairmaniac'ом, если бы не коснулась уходовых свойств этого красителя. Мне он нравится тем, какими волосы становятся после него. Мягкие, плотные и не пересушенные даже без использования кондиционера, в дальнейшем волосы не становятся суше, однако это уже может быть заслуга ухода. На сегодняшний день это мой любимый краситель, к которому я возвращаюсь после опробованных новинок, которые удовлетворили мое любопытство.

Хочется отметить, что у прямого пигмента Nexxt есть более бюджетный аналог фирмы Galacticos (85р за баночку). Я купила себе свои оттенки на пробу. Пока могу лишь сказать, что консистенция и свотчи идентичны


Краситель прямого действия Kapous Professional Rainbow в красном оттенке

Производство: Испания
Объем: 200мл
Цена: 300-480р
Палитра состоит из 8 оттенков: цвета радуги, где вместо голубого фуксия, и бесцветный\белый краситель, который нужен для смешивания с основными цветами.

Консистенция скорее, гелевая, чем кремовая, но непрозрачная, средство более жидкое, более текучее, чем Nexxt. Аромат нежный, цветочно-пудровый, я даже залипла

Несмотря на то, что краситель красного цвета, в растушевке угадывается розовый. До фуксии Nexxt'а ему не хватает какой-то доли отсутствия красного пигмента.
Нанесение легкое и скользящее… Я эту фразу буду повторять из отзыва в отзыв в данном посте, поскольку я не уловила нюансов нанесения того или иного продукта.

Результат получился ярко-красным, чуть свелее и ярче, чем после окрашивания Nexxt'ом, однако… я продолжаю ненавидеть бренд Kapous Professional и его продукцию за то, что они вытворяют с моими волосами. Я не использовала кондицонер после смывания красителя, хотя, думаю, это не спасло бы ситуацию. Краска сильно иссушила волосы. Они были похожи на скрипучий сухой веник, к тому же, еще и путающийся… Трогала волосы, и у меня было ощущение, что я осветляюсь блондораном за 50р и мою это дело хозяйственным мылом… Не скажешь, что у меня на полках жемчужины уходовых коллекций… Нанесение несмываемых средств не спасло ситуацию. В общем, я больше не куплю этот краситель ни себе, ни своим клиентам, каким бы шикарным ни был цвет и стойкость… Кстати, она стандартная и смывалась почти так же, как и Nexxt.

Обещания самые радужные, как и состав:

тут тебе и фруктовые кислоты, и пропиленгликоль, и куча силиконов для выглаживания...


Тонирующий бальзам Kapous Professional Life Color, оттенок «гранат»

Производство:
Испания
Объем: 200мл
Цена:280р
Палитра включается себя 6 оттенков: пара для блонда, пара натуральных(коричневый и рыжий), фиолетовый и гранат\красный.

Консистенция гелевая, не прозрачная, чуть более жидкая, чем у предыдущего собрата, но оттенок не красный, а именно вишнево-гранатовый. Аромат уже не вспомню, но вроде какой-то посредственный, не такой, как у прямого пигмента того же бренда.

Нанесение и смывание такое же легкое, стойкость та же, но вот только волосы сушит почти так же сильно, как и предыдущий экземпляр.
Итог получился тоже неплохим, нечто усредненное между красным и красно-малиновым. Однако стойкость немного ниже, чем у другого детища Kapous, где-то 10 дней.


Тонирующая маска Tefia Aqua Beauty, оттенок красный

Производство: Италия
Объем: 250мл
Цена: 550р
Палитра до недавнего времени была небольшой: пара оттенков для блонда, два креативных и два натуральных, последние 4 из них высокопигментированные. Недавно компания решила расширить палитру для блонда, и теперь мы можем располагать 5ю оттенками для светлых волос и 4мя для ярких решений, которых, кстати, не возбраняется использовать и как нейтрализаторы нежелательных оттенков. На фото ниже я не вижу фиолетовой маски, хотя помню, что она есть.

Консистенция маски очень густая, это уже не легкий крем, как тот же Kapous или Nexxt, это больше похоже на сливочное масло или плавленный сыр. При выдавливании из тюбика маска долго не растекается. Оттенок схож с красным Nexxt'ом, только в маске розвинки чуть больше. Аромат косметичесий, но не впечатляющий.

Несмотря на консистенцию, наносится маска легко. Единственный нюанс — т.к это маска, то наносить ее на прикорневую зону не стоит. Хорошо перекрывает рыжее непотребство моей базы в красивый красный с розовинкой, однако очень нестойкий — всего три сеанса мытья, и я снова облезло-рыжая. но за счет густой консистенции могут остаться непрокрашенными менее доступные участки волос. Волосы следов на одежде в сухом виде не оставляют, при смывании течет розовенькая водичка.

Маска содержит жирные спирты, масла моной, арганы и макадамии, что оказывает неплохой ухаживающий эффект, однако на фоне моего текущего ухода средство как маска несколько посредственна. Если я когда-нибудь и куплю, то только оттенки для блонда, побаловать своих клиентов, а возможно, и себя, если стану зефирной блондиночкой.


Пигмент прямого действия Ollin Matisse Color


Производство: Россия
Объем: 100мл
Цена: 280р
Палитра включает в себя 10 оттенков: 7 цветов радуги, фуксия, коричневый и серый. В моем распоряжении был красный оттенок, новогодний подарок от Xandra .

Cама я долго не решалась купить его, поскольку отзывы смущали, но судя по моим запросам из разряда: «главное — не стойкость, главное — уход», опасалась я зря.
Консистенция у красителя гелевая, к сожалению, я не смогла сделать стандартный свотч на белом листе, однако успела полюбоваться самой краской при помешивании кисточкой. На первый взгляд текстура краски схожа с маской Tefia, но на самом деле маска гуще, это ощущается во время нанесения. Пахнет краситель просто умопомрачительно — клубничными леденцами

Нанесение легкое, смывание тоже. На выходе получаем очень ухоженные, ни намека на сухость, волосы приятно красного цвета. Цвет ложится более прозрачно, чем предыдущие рассмотренные мной красители. Интенивность оттенка начинает падать после первого мытья, но не резко, а постепенно, что позволяет красочке проявлять на моих волосах почти такую же стойкость: в чуть меньше, чем 2 недели.

На этим фото видно, что краска не до конца смылась(прошло 9 дней со дня окрашивания Matisse color'ом, однако за день до этого я увидела незнакомый для меня продукт бренда Nirvel Professional, поэтому не выдержала и опробовала на себе новинку, но о ней чуть позже.

Ollin не вызвал никаких отрицательных впечатлений, разве что своеобразное смывание, так что покупку, возможно, повторю. Не могу я забыть тот божественный аромат)


Оттеночная маска Nirvel Nutre Color в оттенке «фуксия»

Производство: Испания
Объем: 200мл
Цена: 699р
Палитра очень богатая: 27 самых разных оттенков, от яркого до нежного пастельного, от натурального ряда и носибельных красно\рыже\желтых до неперевариваемых старшим поколением зелено\сине\фиолетовых, причем каждого цвета в нескольких вариациях. Консультант рассказала, что для блондов просто шикарные решения в лице этих пигментирующих масок.

Консистенция гелевая, не сильно густая, но тягучая. Пахнет оттеночный гель… тоникой
Т.к в наличии не было красного, я взяла «фуксию». На первый взгляд цвет стандартный, а краситель средней плотности.

Нанесение легкое и скользящее… При подобной консистенции оно не может быть иным. Кисточки и мисочки купила набором на AliExpress

О боги, как я ошибалась… на счет насыщенности и глубины цвета… К сожалению, фотоаппарат не уловил разницы, зато я уловила в зеркале более темный и глубокий потенциал фуксии. Такое ощущение, будто я в свой любимый Nexxt(фуксия) добавила треть от общего объема фиолетового красителя.

Новинкой я окрашивала только корни(5см), т.к боялась за состояние длины, поскольку Nirvel Professional, можно сказать, дочерняя компания мною ненавистного Kapous Professional, однако, и тут пронесло). Сухости и спутанности волос нет. Что до цвета, то темнота\глубина оттенка стала спадать после 2 мытья головы, уступая место менее насыщенному, но более светлому розовому. Кожа головы, кстати, в отличие от опробованных мною красителей, очень долго не отмывается…

О стойкости в моем понимании от окрашивания к окрашиванию, т.к я стараюсь не ходить с «пустыми волосами» пока рано говорить, потому что прошла всего неделя, а цвет пока на месте, хоть и поблекший.
В дальнейшем я хочу разбавлять этот краситель либо бальзамом и красить кончики, либо разориться на бесцветную основу, что врядли… Но приобретать тоже не хочу из-за ценника, потому что Nexxt меня пока устраивает.

Да, пигменты прямого действия не стойкие, зато они расширяют границы фантазии. С ними можно получать мыслимые и немыслимые образы, позволяя себе часто меняться, однако все надо делать с умом и без фанатизма. Так же можно нейтрализовать нежелательные нюансы цвета, а так же придавать шикарные переливы блонду… Достаточно просто добавить капельку вот этих волшебных зелий в любимый бальзам или маску. Осторожно! Ввиду особенностей гелевой консистенции некоторых красителей такой финт ушами может не пройти, поэтому у большинства из них существуют бесцветные основы.
С вами была Дарья, до новых постов)

Что это за краска для волос такая."ПИГМЕНТ ПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯ" | Наталья Кононова

Фото из личного архива

Фото из личного архива

Всем здравствуйте, меня зовут Наталья и моя профессия- парикмахер.

Фото из личного архива

Фото из личного архива

В этой статье я поведу речь о таком красителе для волос, как пигмент прямого действия.

Практически, во всех современных, профессиональных брендах, которые производят косметику для волос, существует такая линейка красителей, как пигмент прямого действия.

Что это означает?  Для каких волос его можно ли использовать?

Данный вид красителя не содержит аммиак и его производные. В его составе, концентрат пигмента в чистом виде, который уже готов к работе.

Фиолетовый

Фиолетовый

 Если обычные краски для волос требуется смешивать с оксидом, в определенных пропорциях, для того чтобы запустить реакцию, то пигмент прямого действия работает напрямую в волосе. 

Но есть одно большое НО!

Пигменты прямого действия не имеют вторичных цветовых нюансов, то есть они имеют лишь один основной тон: например, синий, красный, жёлтый, зелёный, коричневый, фиолетовый, фуксия, аквамарин и так далее, то есть в одном тюбике, содержится яркий, креативный цвет.

Синий

Синий

Его нельзя использовать как обычную краску для волос. Он для этого не предназначен.

Пигмент прямого действия удобно использовать не только в салонах красоты, но и в домашних условиях, особенно блондинкам.

В салонах его используют для:  

- окрашивания обесцвеченных волос, яркими, креативными цветами.

- его добавляют в обычную краску, для нейтрализации не желаемого оттенка, либо для усиления вторичного тона в красителе или при создании индивидуального оттенка.

-  для максимально бережного тонирования обесцвеченных или осветленных волос. 

Фуксия

Фуксия

Именно последний пункт, я рекомендую блондинкам взять на заметку, для того чтобы самостоятельно тонировать волосы в домашних условиях.

Хочу рассказать о нём поподробнее.

Для того, чтобы придать оттенок обесцвеченным волосам, то есть затонировать их, вам понадобится любая питательная маска для волос, и сам пигмент необходимого вам цвета.

Можно сделать неповторимый и индивидуальный цветовой микс из различных пигментов.

Во многих линейках появился серый тон пигмента, для любительниц холодного, пепельного оттенка.

В небольшое количество маски добавить немного пигмента.

 Маски должно быть столько, чтобы хватило на всё полотно волос, не экономя. 

Коричневый

Коричневый

А вот сколько добавлять пигмента вам придется определять самостоятельно. 

Чем светлее и поврежденее волос, тем менее насыщенным должен быть изготовляемый цвет для тонирования.

Если нанести маску на влажные волосы, тонирование получится более мягким. На сухих волосах, цветовой результат будет более насыщенным.

После того, как вы изготовили тонирующую маску, но сомневаетесь в цвете, рекомендую протестировать цвет на прядке.

Наверное, вы видели в салонах красоты фиолетовый шампунь для нейтрализации желтизны.

 Такой шампунь вы сможете изготовить дома самостоятельно.

 Достаточно добавить в прозрачный шампунь фиолетовый пигмент, а если волосы имеют выраженный желтый оттенок с оранжевым подтоном, можно добавить ещё и капельку синего.

Срок годности такого шампуня и маски также 12 месяцев со дня открытия упаковки.

Всем спасибо, понравилась статья, ставьте пальчик вверх)

Как смыть прямой пигмент с волос

К списку статей

Хотите поэкспериментировать с цветом волос, но боитесь испортить волосы? Можно ненадолго кардинально изменить образ яркими красками и сохранить при этом здоровье своих волос. Специально для этих целей были созданы красители с прямыми пигментами.

Что это, как их использовать и смывать, вредны ли они? На эти вопросы найдем ответ в данной статье.

Что такое пигмент для волос прямого действия?

Для начала мы объясним, как действует «обычная» краска. При стандартном окрашивании волос пигмент в его структуре сперва уничтожается (как правило, реакцией окисления), а его место занимают молекулы красителя. Он проникает глубоко в стержень волосков, но постепенно вымывается. Структура волос портится, поэтому после окрашивания они требуют особого ухода.

Прямые пигменты – это средства, в составе которых есть красящие молекулы, «приклеивающиеся» к поверхности волоса. То есть для их воздействия не нужно уничтожать натуральный пигмент аммиаком или перекисью водорода.

Такие средства работают на поверхности волоса, не затрагивая его стержень.  Поэтому и окрашивание получается мягким и деликатным. Они не содержат агрессивные вещества и не осветляют волосы, а лишь изменяют их оттенок. Чаще всего это яркие экстремальные цвета (красный, розовый, синий), но есть и палитра натуральных тонов. Оттенки можно смешивать, чтоб получить новый цвет.

Для каких целей используют средства с пигментами прямого действия:

  • Создать яркий образ для конкретного торжества или фотосессии.

  • Слегка изменить оттенок. Между окрашиваниями волос обычной краской можно поддерживать цвет прямыми пигментами.

  • Тонирование блонда. Блондинкам для более холодного тона достаточно каплю с синего или фиолетового пигмента в ухаживающее средство.

  • Помощь при выборе стиля. Перед окрашиванием в яркие экстремальные цвета следует примерить парик или сделать окрашивание прямым пигментом. Это поможет определиться: подойдет ли выбранный цвет или нет. Таким образом можно «примерить» несколько цветов, сохранив при этом волосы здоровыми.

  • Дополнение переливов к натуральному цвету волос. С помощью таких средств можно интересно обыграть мелирование или омбре.

  • Кроме того, прямыми пигментам и очень удобно закрашивать седину у корней. Особенно, если её немного.

Важный момент! Использование красок прямого окрашивания на темных волосах не даст никакого результата, на темно-русых будет заметен легкий эффект цветного тонирования. Поэтому если вы хотите получить насыщенный оттенок, потребуется их осветлять. Чем более обесцвечен будет волос, тем ярче и ближе к цвету в палитре получится результат.

Не забывайте, что цветные пигменты окрашивают не только волосы, но и кожу, а значит, перед окрашиванием нужно будет защитить не только руки, но и кожу на лице и шеи вдоль линии роста волос.

Вредят ли прямые пигменты?

Такие средства безопасны и безвредны. По уровню Ph это слабокислый продукт, то есть не повреждающий кожу головы и волосы.  Средства с пигментами прямого действия работают лишь на поверхности волоса, не повреждая его структуру.

Прямой пигмент не вредит волосам, а специальные маски с пигментами питают локоны, делают их более эластичными и упругими за счет входящих в состав ухаживающих компонентов.

Соответственно, использовать такой краситель можно даже на истонченных и ослабленных волосах, которые часто поддаются химическому и температурному воздействию. Вы можете менять оттенки на обесцвеченных прядях и волосах с химической завивкой.

Как смыть прямой пигмент

Стойкость пигмента напрямую зависит от состояния волос - чем более пористая структура, тем глубже проникнет искусственный пигмент, и тем дольше он будет вымываться с волос.

Особых манипуляций для того, чтобы смыть пигмент прямого действия, не требуется. Достаточно просто регулярно мыть голову шампунем, красящие молекулы сами смоются со временем.

Для ускорения этого процесса можно использовать масляные маски, а также шампунь глубокой очистки, но не чаще 1-2 раз в неделю.

Подводим итог

Ваши волосы устали от краски, но вы не хотите отставать от моды? Можно смело экспериментировать без вреда для локонов, выбирая прямой пигмент для волос в нашем интернет-магазине. У нас вы найдете различные оттенки пигментов от таких известных производителей, как Constant Delight, Estel Professional, Ollin.

Также обратите внимание на тонирующие маски Nutri Color Creme от Revlon, New Tone от Estel, Toneplex от Лонда, Matisse Color от Ollin, которые не только обеспечат стойкое равномерное окрашивание, но и значительно улучшат исходное состояние локонов. Всего за 3 минуты ваши волосы станут более послушными и блестящими,  их цвет – ярким и насыщенным.

Выбирайте пигмент прямого действия от любимой марки, подбирайте свой цвет, и ваши волосы будут выглядеть всегда здоровыми и яркими.

Красители прямого действия, особенности и различия

Нужно быстро и безопасно сменить цвет волос? Тогда вам помогут красители прямого действия!


Легкие и быстрые в применении они содержат прямые пигменты, а это значит, что вам не понадобится смешивать их с оксидантами, использовать дополнительные знания и инструменты. Такие средства не содержат в составе аммиак, но при этом придают довольно стойкий цвет волосам.

Вы наверняка знаете, что такие пигменты не проникают вглубь волоса, а находятся на поверхности, поэтому краска держится на волосах меньше, чем при окрашивании стойкими аммиачными красителями и закрасить седину они не могут, а только матируют ее.

Прямые красители выпускаются в разных формах:

  • Шампунь, например, Краска для волос Matrix SoColor Cult Direct. Это одна из любимых красок у колористов. В палитре одиннадцать смешанных и один чистый оттенков для разбавления тона. При окрашивании получаются насыщенные оттенки. Преимущества: легкое нанесение; концентрация кондиционеров в краске улучшают волосы, делая их более гладкими и послушными; очень стойкий оттенок; не содержит аммиак.
  • Маска, например, Маска Color Extend Blondage с ультрафиолетовым пигментом и тройным комплексом кислот и протеинов одновременно тонирует, укрепляет и усиливает блеск волос светлых оттенков. Ультрафиолетовый пигмент убирает желтизну и подчеркивает холодный тон оттенка.
  • Крема, например, Крем-краска для волос Revlon Professional Nutri Color Crème. Удобная форма, быстрый результат. Формула без аммиака, без перекиси с использованием фруктовых альфа-гидроксикислот – гарантия сохранения целостности структуры волос, при этом оживит, усилит, подчеркнет, скорректирует и обеспечит равномерный цвет окрашенных волос.
  • Кондиционера, например, Кондиционер Redken Color Extend Blondage. Тонирует, нейтрализует нежелательную желтизну на натуральных и осветленных волосах. Укрепляет, оставляя волосы мягкими, блестящими и здоровыми.
  • Бальзама
  • Паста
  • Хна
  • Басма
  • Мелки
  • Гель
  • Тушь

Отличие красителей прямого действия

  • время действия. За счет разного состава у разных красителей разная устойчивость к количеству мытья головы. В инструкции к красителям часто пишут «цвет держится до 20 раз мытья головы». Стойкость зависит от типа пигмента. Например, у мелков это 1 день, а у оттеночных шампуней темных оттенков 30 дней.
  • действие на разные оттенки волос. Многие красители прямого действия не способны затонировать темные волосы, однако мелки смогут прокрасить и темный волос. Это также зависит от типа пигмента.
  • «происхождение». Синтетическое или природное. Басма и хна являются природными красителями прямого действия. Несмотря на это, их стойкость высокая, они помогают оздоровить волосы. При этом результат окрашивания может быть непредсказуем – рекомендуем делать пробу на пряди волос перед применением на все волосы.
  • назначение. Красители прямого действия можно использовать для создания временного нового образа для мероприятия или на период отпуска, например. А можно использовать для поддержания цвета между салонными окрашиваниями.
  • способ использования. Во время душа или мытья головы – оттеночные шампуни. После мытья головы – маски, бальзамы, гели и другие пигменты.

Плюсы использования красителей прямого действия

  • безопасен. Отсутствие аммиака и перекиси водорода не вредит структуре волос.
  • питает, укрепляет волосы. Если использовать такие красители регулярно, то волосы становятся более плотными, блестящими, хорошо расчесываются. В оттеночные средства, помимо безопасных пигментов, часто добавляют различные вещества с полезными свойствами — витамины, керамиды и микроэлементы.
  • устраняет желтизну после окрашивания в блонд, поддерживает холодный оттенок. Более темные оттенки делает насыщеннее, глубже.
  • имеют накопительный эффект. Если использовать оттеночный краситель регулярно, то цвет с каждым разом будет получаться все более ярким и глубоким.
  • ламинирующий эффект. Есть тонирующие средства с уходовыми компонентами, придающими гладкость и укрепляющими кутикулу волос.

Минусы использования красителей прямого действия

  • сравнительно быстро смывается.
  • непредсказуемый результат.

Резюмируя, можно сказать, что красители прямого действия имеют множество плюсов использования, а минусом является только то, что тонирование нужно чаще повторять, чем аммиачное окрашивание. Непредсказуемость результата легко избежать, если сделать пробное окрашивание одной пряди волос, обычно это нижняя прядь волос у основания шеи.

Ваши клиенты любят частые смены образов и не хотят портить волосы частым окрашиванием волос, тогда оттеночные средства – это то, что вам нужно!

25 вопросов колористам, которые вы хотели задать

Можно ли краситься во время беременности, вредны ли на самом деле аммиачные красители и как поддерживать идеальный блонд? BeautyHack попросил пятерых специалистов ответить на самые частые вопросы об окрашивании волос.

Таня Шарк
Владелица студии Color Studio LONDON и создательница youtube-канала «Секреты колориста»

Почему во время окрашивания чешется голова?

Есть несколько причин. Первая – краска плохо смешана с окислителем (мастер должен смешивать их не меньше 40 секунд). Это химические компоненты, поэтому каждый из них может раздражать кожу головы. Еще одна причина – это использование мастером красителя, который не предназначен для контакта с кожей головы (такие применяются, например, для цветного мелирования).  

Зуд также может проявляться на слишком чистой коже головы. Она не защищена липидной пленкой, которая вырабатывается сальными и потовыми железами.

Если же мастер использует правильный краситель и наносит его не на чистую кожу головы, а пощипывание все равно есть, значит у вас чувствительная кожа. Ее нужно готовить к окрашиванию. За одну-две недели до посещения колориста начните использовать шампунь для чувствительной кожи головы и применяйте его еще неделю после окрашивания. Если у вас склонность к аллергии, за три дня до, в день окрашивания и пару дней после пейте антигистаминные препараты.

У мастеров также есть специальные средства для защиты кожи головы от химического воздействия или излишнего проникновения пигментов.

Можно ли красить ослабленные волосы?

Если волосы в плохом и очень плохом состоянии, до окрашивания сделайте хотя бы две восстанавливающие процедуры, чтобы укрепить их. После этого можно красить корни, но с тонированием длины нужно быть очень аккуратными. Скорее всего, девушки с ослабленными волосами могут позволить себе только тонирование муссом Igora Expert Mousse от Schwarzkopf. 

Есть такое мнение, что тонировать волосы нужно, не делая маску, не разглаживая их структуру, но это не так. Волос должен быть готов к тонированию, чтобы пигменты легли ровно. Только так можно получить максимально красивый и дорогой цвет.

Как сохранить холодный оттенок после окрашивания?

Уходовыми средствами, которые восстановят холодные пигменты. Например, вы можете использовать фиолетовый шампунь Blond Me от Schwarzkopf. Он идеален для светлых холодных оттенков. Если этого средства вам недостаточно, используйте шампунь Bonacure Color Freeze. У этого средства очень насыщенный фиолетовый цвет, и подходит он блондинкам и брюнеткам. Если выдержать его на волосах 5-10 минут, то можно получить эффект тонировки. Но учитывайте, что это поверхностная тонировка, поэтому после каждого мытья другим шампунем она будет смываться. Дополнительно можно использовать кондиционер-спрей из серии Blond Me. При каждом нанесении он восстанавливает вымываемые пигменты. Один-два раза в неделю делайте маску для холодных оттенков (также есть в серии Blond Me). Она имеет светлый фиолетовый оттенок.

Менее стойкие в этой категории средств – шампуни, потому что они выдерживаются на волосах минимальное количество времени и быстрее смываются. Кондиционеры и маски дают усадку пигмента в кутикулярном слое. Муссы – самые глубокопроникающие средства, насыщенные пигментом. Они оказывают прямое действие.

Но главный совет: чтобы волосы были блестящими, регулярно ходите в салон красоты. Только профессионал добьется идеального и дорогого оттенка!

Не стоит быть самому себе парикмахером.

Какие красители являются самыми стойкими?

Самые стойкие – перманентные красители. Они содержат неокисленные очень мелкие пигменты, уже на волосах соединяющиеся в общую «цветную» молекулу, которая в 300 раз больше начальной частицы. После такого окрашивания цвет будет вымываться только с поверхности, где расположена кутикула. Внутри же оттенок остается.

Вредны ли аммиачные красители?

Аммиачные красители и заменители аммиака в перманентных красителях работают практически одинаково: их задача – разрыхлить волос, чтобы туда могли проникнуть пигменты. С моей точки зрения, аммиачный краситель даже более безопасен. Аммиак сильно пахнет, но этот запах и защищает нас от вдыхания его паров. В безаммичных красках мы не чувствуем неприятного запаха и свободно дышим, поэтому легко и незаметно вдыхаем химические компоненты. Но если говорить о создаваемых сейчас заменителях аммиака, то большая их часть безвредна и безопасна.

Работают ли натуральные красители вроде хны и басмы?

Они часто используются в быту и предназначены для создания рыжих, медных, коньячных оттенков. Если хну добавить в басму, то получится натуральный холодный темный цвет. Басма в чистом виде дает зеленый оттенок, поэтому ее отдельно никогда не используют. Есть также химическая осветляющая хна, но ей пользоваться не стоит. Это жуткая химия, а не натуральный краситель!

Хна содержит дубильные вещества, которые заполняют все пустоты в структуре волоса и со временем он становится более хрупким, сухим.

Вы можете иногда использовать такой способ окрашивания, чтобы добавить волосам блеска, но злоупотреблять хной не стоит.

Можно ли перекраситься из брюнетки в блондинку за один день, не испортив волосы?

Можно. Мастера сейчас используют очень хорошие порошки, которые позволяют осветлить волос до 9 уровней. Вам могут сделать несколько обесцвечиваний за один раз. Плюс, специалисты используют всевозможные плексы, чтобы укрепить волосы.

Единственное ограничение: если пряди много раз окрашивали в темные оттенки по длине (особенно дешевыми красителями, которые содержат оксиды тяжелых металлов), то пигменты могут забить структуру так, что ее не осветлит даже порошок, под его воздействием волос начинает практически плавиться. В таких случаях пряди не спасти.

Я советую хорошо подумать, прежде чем кардинально менять цвет волос.

Часто девушки уже через несколько месяцев хотят вернуться к своему оттенку, но такие быстрые перемены не пойдут на пользу волосам. Своим клиентам я советую оставаться в новом цвете хотя бы два года.

Обязательно делайте осветление у профессионалов, которые показывают предыдущие результаты своих работ.

Безопасно ли окрашивание для беременных?

Да, это суеверие, что окрашивание может навредить беременной девушке. Выбирайте безаммиачные красители, окрашивание на фольгу или прядями и мягкое тонирование.

Как часто нужно обновлять окрашивание шатуш?

Шатуш, омбре, сомбре, балаяж – это все растяжка от темных корней к более светлым концам. Обновляйте их тогда, когда видите, что темного становится слишком много и прическа приобретает «грязноватый» вид. Тогда светлые пряди продлеваются вверх и переход снова плавный и красивый. Чем темнее у вас глаза, тем больше темных корней можно себе позволить.

Как сохранить свежесть цвета?

Первые две недели лучше использовать серию ухода для окрашенных волос, далее можно переходить на масляные, увлажняющие, омолаживающие с коэнзимом Q10 средства. Шампуни глубокой очистки используйте за неделю до окрашивания, чтобы почистить кожу, убрать остатки стайлинговых средств, подготовить волосы.

Можно ли использовать шампуни против перхоти после окрашивания?

Это шампуни глубокой очистки, поэтому они вымывают цвет. 

В чем разница между тонированием и окрашиванием?

При тонировании пигменты накладываются на поверхность волос. Оно может быть сделано полуперманентным красителем, который проникает в верхние слои кутикулы, или пигментами прямого действия. Обычно это цветные пенки, гели, шампуни.

Для чего в средствах для окрашивания используются окислители? Может ли их заменить безаммиачное масло?

Окислитель (оксидант или девелопер) активирует пигменты и раскрывает кутикулярный слой, чтобы краситель проник в волос. Безаммиачное масло может работать как осветляющий продукт, а не как активатор красителя.

Чем отличаются масс-маркет красители от люксовых средств?

С профессиональными красителями должен работать профессионал, который знает все о структуре волоса, понимает, как работают красители, и разбирается, какие пигменты в них содержатся. Он может индивидуально рассчитать рецепт для отдельного участка волос каждого клиента.

То, что продается в обычном магазине, дает разный результат на разных волосах. Обычно на таких красителях указывается, какой оттенок у вас приблизительно должен получиться. Но это очень усредненный результат, при котором не учитывается цвет базы, пористость, наличие седины, плотность волос.

Зачем колористы затемняют корни блондинкам?

Это наиболее универсальный вариант блонда. Если вы не решаетесь на белоснежный блонд, который можно получить только, используя осветляющий порошок и очень прозрачную тонировку, затемнять цвет у корня нужно обязательно. Иначе окрашивание будет выглядеть несовременно. Это касается как очень светлого блонда, так и более темного. Растяжка в обоих случаях обязательна. У корней может быть естественный оттенок или искусственный цвет, имитирующий натуральный (но не шоколадный).

Как подобрать оттенок пепельного блонда?

Мало кто может позволить себе классический серый, который большинству людей кажется седым. Мое мнение: если девушка молода, такой серо-седой выглядит очень круто! Сейчас много оттенков пепельного блонда: серо-синий, сиреневый, розовый. Это такие утрированные цвета, которые уходят от седины.

После окрашивания в пепельный блонд цвет лица должен быть нежным с розовым или персиковым румянцем. Окрашивание не получилось, если после вы видите в зеркале бледную кожу и синие мешки под глазами. Это никому не идет. Бывает у девушки золотистая кожа, но есть синяки – после окрашивания в пепельный блонд они будут заметнее.

Полина Денисова
Топ-стилист сети парикмахерских «Рябчик»

Как правильно красить волосы, если у вас есть седина?

Хороший колорист поможет вам ее закрасить или подчеркнуть, учитывая индивидуальные особенности внешности и структуры волос. Отталкиваясь от того, как седина располагается, мастер подберет технику окрашивания.

Седина может быть очаговой, когда она сконцентрирована в одном месте, или рассыпчатой, в виде отдельных прядей. Ее можно закрасить плотно или затонировать, создав легкий «камуфляж». Если седина рассыпчатая, тонирование будет выглядеть более натурально и даже придаст волосам визуальный объем. Еще один плюс – в отличие от окрашивания, тонирование позволит реже подкрашивать корни.

Когда окрашивание плотное, оно не только дает эффект парика, но еще и отросшие корни с ним будут заметны уже через 2-3 недели. Чем больше процент седины – тем светлее выбирайте цвет волос, он должен быть приближен к платиновому, чтобы не было большого контраста с корнями.

Как ухаживать за седыми окрашенными волосами?

Седые волосы обычно сухие, пористые и «пустые» – им нужно глубокое питание. Обязательно пользуйтесь увлажняющими бальзамами, 2-3 раза в неделю наносите маску, ходите на профессиональные салонные уходы для волос, пейте мультивитамины.

Избавиться от желтизны помогут специальные шампуни для седых или светлых волос.

За счет фиолетовых пигментов они нейтрализуют теплый тон, цвет волос становится более чистым, прозрачным и сияющими.

Алекс Контье
Владелец сети французских салонов красоты Kontier Paris Coiffure в Москве

Как подобрать оттенок блонд?

Оттенок блонда подбирается по типу внешности. Учитываются оттенок кожи, цвет глаз и натуральный цвет волос. Например, зимнему типу внешности подходит холодный блонд, осеннему – теплый.

Считаю, что любой девушке могут подойти светлые волосы. Главное, грамотно выбрать оттенок и способ окрашивания.

Как ухаживать за светлыми волосами?

Блондинкам рекомендую шампуни без сульфатов – они не сушат кожу головы и волосы (цвет не будет тускнеть). Несколько раз в неделю можно мыть голову шампунем, поддерживающим оттенок, – такие бывают отдельно для холодного или теплого блонда.

В паре с шампунем используйте маски и уходовые спреи для поддержания цвета. Они тоже есть в коллекции средств Blond Me от Schwarzkopf Professional. Бондинг-система, интегрированная в их состав, восстанавливает разрушенные внутренние связи, которые волосы теряют во время окрашивания, сушки феном и укладки горячими инструментами.

Расчесывать светлые волосы рекомендую щетками из натуральной щетины. Одни из лучших для блондинок – щетки Balmain для нарощенных волос. У их щетинок двойная длина, и они очень мягкие.

Вячеслав Гордеев
Топ-стилист салона «Никольская Клуб»

Как использовать уходовые средства после окрашивания?

Использовать питательные средства сразу после окрашивания – грубая ошибка. Так вы мешаете пигменту закрепиться на волосах и сокращаете «срок годности» цвета. 2-3 мытья после окрашивания пользуйтесь только шампунем и ухаживающим кондиционером. Маски на время отложите в сторону: их компоненты «раскрывают» кутикулу волос, проникают внутрь и вымывают пигмент.

Первая ошибка российских девушек в уходе за окрашенными волосами – неправильное использование кондиционера.

Если вы думаете, что окрашенные пряди нужно увлажнять и питать от самых корней, – вы заблуждаетесь. Когда вы наносите кондиционер на кожу головы, ее жировой баланс повышается, а волосы начинают быстро пачкаться.

Запомните: кондиционеры и маски созданы для длины волос! В работе я наношу увлажняющие средства, подставив руку к голове клиентки, – чтобы кондиционер точно не соприкасался с кожей. 

Ольга Горшунова
Тренер Paul Mitchell

Можно ли с помощью окрашивания сделать волосы визуально гуще?

Рекомендую сочетать 1-2 близких цвета – окрашивание получится сложным, искрящимся. Такой прием придаст дополнительный объем тонким волосам. Общая тенденция – блонд становится теплее и ярче. Самые популярные оттенки: пшеничные, золотистые, «блоранж» (оранжевый блонд).

Популярны натуральные тона – от русого до коричневого.

Если не хотите менять естественный оттенок, выбирайте прозрачные безаммиачные красители. Они придадут натуральным волосам интенсивный блеск, а заодно защитят от внешних воздействий, главным образом, от ультрафиолета.

Как брюнетке перекраситься в яркие оттенки?

Конечно, проще всего покрасить в клубничный блонд, например, блондинку. Если у девушки темный оттенок волос, нужно учитывать несколько факторов. Первый: натуральный это цвет или волосы окрашенные? Если второй вариант, то я всегда спрашиваю, какой краситель использовался и сколько раз красили. Бывает, волосы начинают осветлять, и становится понятно, что нужного уровня нам не добиться. В этом случае рекомендую сделать тест-прядь, чтобы понять, можем ли мы сделать красивый чистый клубничный блонд – идеальные розовые волосы. Но в любом случае учитывайте, что такое окрашивание займет не один час.

Какие красители используются для окрашивания в яркие цвета?

С красителями прямого действия проще работать из-за на 100% предсказуемого результата: цвет, который мастер видит в емкости с краской, не изменится на волосах. Но такой краситель работает только на уровне кутикулы. Если она повреждена, цвет смывается быстрее. Перманентные и полуперманентные красители требуют от мастера большего опыта и знаний, чтобы получить задуманный результат.

Сколько держатся пастельные оттенки на волосах?

Например, клубничный блонд держится до 4 недель. На стойкость влияет качество и вид красителя: прямого действия смываются быстрее, перманентные – дольше. Чем насыщеннее оттенок, тем дольше сохраняется розовый цвет волос. Используйте бессульфатные шампуни – они продлевают жизнь цвету. Еще хороши спреи с кондиционирующим эффектом. Например, Color Protect Locking Spray от Paul Mitchell блокирует вымывание пигмента и за счет UV-фильтров защищает от выгорания.

Сохранить цвет помогут стайлинги, которые закрывают кутикулярный слой. Например, сыворотка Super Skinny Serum – бестселлер Paul Mitchell, масло Styling Treatment Oil. А еще всегда работают праймеры: MirrorSmooth High Gloss Primer из серии Awapuhi Wild Ginger Smooth и Rare Oil Extended Primer.

Окрашивание искусственными пигментами

Окрашивание искусственными пигментами


Для налача надо понимать следующие вещи:
Что такое pH?
Какие типы пигментов используются в красителях для волос?
Какова химия процесса окрашивания?

Оксидативные пигменты и пигменты прямого действия.

Шкала уровня pH отображает степень кислотности или щелочности любого водного раствора
Чистая, совершенно без примесей вода имеет нейтральный уровень рН (7.0)
Здоровые волосы имеют уровень рН около 4.5-5.5 
Специализированные продукты ухода имеют уровень рН между 3.5 и 5.5, что благотворно воздействует на волосы
Уровень рН красителей варьируются от 7.5 до 9.8
Уровень рН обесцвечивающих смесей доходит до 11.2

Прежде чем переходить к описанию красителей, нужно разобрать понятие «уровень рН» и выяснить его влияние на процесс окрашивания и итоговый результат.
Обозначение «pH» происходит от словосочетания “potential hydrogenii” («сила водорода», лат.). Уровень рН описывает активность (концентрацию) ионов водорода в водном растворе.

Чем выше концентрация ионов водорода в водном растворе, тем ниже будет показатель уровня рН (кислая среда). Чем ниже концентрация ионов водорода в водном растворе, тем выше будет показатель уровня рН (щелочная среда). Все водные растворы имеют уровень рН, который определяется наличием и концентрациями примесей в воде. 
Когда уровень рН падает ниже 6.0, кутикулярный слой сжимается и уплотняется. Слабокислый кондиционер усиливает блеск волос за счет сжатия кутикулярного слоя; более гладкая поверхность лучше отражает свет. Не рекомендуется использовать кислые кондиционеры на волосах, окрашенных в медно-красную гамму; используйте для этого специализированные продукты. 
Когда уровень рН становится более щелочным (выше 7.0), кутикулярный слой размягчается, разбухает и раскрывается, как сосновая шишка. Это необходимый этап окрашивания волос, поскольку только раскрытый кутикулярный слой позволит искусственным пигментам проникнуть в кортекс. Крайние степени кислотности и щелочности одинаково губительны для волос. 

Пигменты прямого действия

Эти пигменты размещаются в кутикулярном слое и лишь частично могут проникнуть в кортекс. 

Некоторые пигменты способны проникнуть под кутикулярный слой в кортекс.
Примечание: Если полотно волос очень сухое и/или очень пористое, красители на основе пигментов прямого действия могут оказаться весьма удобным инструментом и для создания цвета и для улучшения состояния волос.

Эти пигменты размещаются в кутикулярном слое и лишь частично могут проникнуть в кортекс. 
Красители, использующие только пигменты прямого действия, не имеют осветляющей способности, но обладают хорошими кондиционирующими и ухаживающими свойствами. Пигменты прямого действия постепенно полностью вымываются из волос. 

Оксидативные пигменты 

Оксидативные, не проявленные пигменты проникают в кортекс волоса, где под воздействием химической реакции они формируют крупные пигменты цвета.

Оксидативные пигменты проникают в кортекс волоса, где под воздействием химической реакции они формируют крупные пигменты цвета.

Процесс полимеризации (проявления пигмента путем соединения паракрасителей в крупную молекулу метакрасителя) происходит за счет содержащейся в окислителе перекиси водорода; помимо этого, перекись водорода воздействует на натуральный пигмент волос, осветляя его.
Сформированные крупные пигменты не могут проникнуть сквозь кутикулу волоса обратно. Таким способом создается перманентное (стойкое) окрашивание.

Этап 1: Пара-толуилендиамин, не активированный паракраситель, представляет собой бежевые кристаллы соли, растворенные в базовом креме. Щелочная среда красящей смеси открывает кутикулярный слой, размягчая волос, что позволяет паракрасителям проникнуть в волос по принципу диффузии (процесс взаимного проникновения молекул одного вещества между молекулами другого, приводящий к самопроизвольному выравниванию их концентраций по всему занимаемому объёму, при этом распределение молекул происходит из области с высокой концентрации в область с низкой концентрацией), с поверхности волоса – в кортекс. 

Этап 2: Паракраситель окисляется под воздействием перекиси водорода и вступает в реакцию с другими, очень похожими на него молекулами (модификаторами / бустерами), содержащимися в базовом креме, в результате чего формируются разные цветовые молекулы. Эта реакция повторяется много раз, соединяя молекулы между собой. В результате формируются большие цветовые молекулы, состоящие из повторяющихся звеньев, (полимеры). Эти полимеризированные молекулы и создают цвет. Итоговый цветовой результат зависит от типа, комбинации и концентрации использованных паракрасителей и модификаторов.  

Щелочные компоненты


Аммиак
Аммиак – это органический щелочной агент, часто применяемый в перманентных красителях. В красителе он создает щелочную среду, под воздействием которой осуществляется разбухание волоса и открытие кутикулярного слоя, необходимое для проникновения активной фазы внутрь волоса. Одной из главных характерных особенностей аммиака является его летучесть; до 70 % аммиака испаряется в первые 15 минут реакции, оставляя при этом характерный резкий запах. 
Несмотря на это, на сегодняшний день аммиак остается самым эффективным и безопасным щелочным компонентом в перманентных красителях.

Моноэтаноламин
Моноэтаноламин (MEA) – это органический щелочной агент, применяемый как в демиперманентных, так и в перманентных красителях. Благодаря его слабой щелочной реакции обеспечивается открытие кутикулярного слоя, необходимое для проникновения активной фазы красителя внутрь волоса.  
Хотя Моноэтаноламин и его аналоги не дают такой эффективности и скорости раскрытия кутикулярного слоя волоса, как аммиак, тем не менее их применяют в красителях для обеспечения большего комфорта в процессе окрашивания, ввиду отсутствия резких запахов. 

Перекись водорода.

Задачи Окислителя:
 - Окисление натурального пигмента (осветление)
 - Окисление полуфабрикатов цвета (полимеризация)

Базовый состав Окислителя:
 - Перекись водорода
 - Ухаживающие компоненты
 - Вода

Перекись водорода обладает окисляющими свойствами, необходимыми для формирования цвета в волосах.

Перекись водорода (h3O2) состоит из двух атомов водорода и двух атомов кислорода. 
При окислении другой молекулы превращается в воду (h3O). 
Процесс окисления происходит за счет отделения атома кислорода от перекиси водорода и взаимодействия его с другой молекулой. Из оставшихся атомов перекиси водорода образуется стабильная молекула воды.

Функции перекиси водорода в перманентных красителях: 
 - Проявление искусственного пигмента из тюбика 
 - Осветление натурального пигмента

Щелочная среда крема активирует выделение кислорода из перекиси водорода.

Примечание: При использовании даже 3% окислителя можно наблюдать осветление натурального цвета волос.

H202 и обесцвечивающий порошок 
Если смешать перекись водорода с сильной щелочью или с еще более сильными окисляющими агентами (например, персульфатами), то полученная смесь будет способна осветлять как натуральный, так и искусственный пигмент, и даст максимальную осветляющую способность. 
Активность H202
Сила перекиси водорода определяется ее влиянием на осветляющую способность красящей смеси. Эта сила выражается либо в проценте перекиси водорода в составе Окислителя (3, 6, 9 и 12% - самый распространенный вариант), либо в объеме (Vol. - Volume).  

Выражение силы в процентах Выражение силы в объеме
 Указывает количество грамм перекиси водорода на 100 грамм раствора. Например, в 100 граммах 6% Окислителя  содержится 6 грамм перекиси водорода и 94 грамма воды и других компонентов Объем указывает на максимальное количество газа (в литрах), которое теоретически может быть выделено перекисью водорода, содержащейся в данном Окислителе.
     3% 10 Vol.  
     6% 20 Vol.
     9% 30 Vol.
     12% 40 Vol.   

Action Spectrum - обзор

C Spectroscopic Properties

Спектры действия для создания электрического потенциала и разницы pH в везикулах клеточной оболочки идентифицируют пигмент, ответственный за поглощение на длине волны 580–585 нм (Greene and Lanyi, 1979; Greene et al. al ., 1980), несколько сдвинутый в красный цвет от максимума поглощения бактериородопсина. Подобное красное смещение наблюдалось ранее для фотофосфорилирования в штамме галобактерий с дефицитом бактериородопсина (Matsuno-Yagi and Mukohata, 1977).Пигмент можно продемонстрировать в везикулах оболочки, приготовленных из такого штамма с дефицитом бактериородопсина, в котором также отсутствуют каротиноидные пигменты. Процедура заключается в отбеливании мембран при интенсивном освещении в присутствии NH 2 OH и отслеживании изменений абсорбции при восстановлении с добавлением сетчатки. Полученные таким образом разностные спектры показывают максимум поглощения около 585 нм (Lanyi and Weber, 1980), а величина этой полосы поглощения хорошо коррелирует с восстановлением транспортной активности (Lanyi and Weber, 1980; Weber and Bogomolni, 1981). .Коэффициент экстинкции пигмента оценивается примерно в 50 м M –1 см –1 (Lanyi, Weber, 1980; Lanyi, 1982; Steiner et al. ., 1984), что несколько ниже этого значения. бактериородопсина. Впоследствии было показано (Spudich, Bogomolni, 1983; Tsuda et al. ., 1982; Hazemoto et al. ., 1983), что мембраны галобактерий содержат дополнительный белок сетчатки, сенсорный родопсин, который также восстанавливается в этих условиях.Таким образом, пигмент, обнаруженный в этих исследованиях, вероятно, представляет собой смесь галородопсина и третьего белка сетчатки. Мембраны, содержащие в основном галородопсин, можно получить за счет более коротких периодов освещения с NH 2 OH, потому что этот пигмент более устойчив к обесцвечиванию, чем медленно меняющийся родопсин (Lanyi and Schobert, 1983).

В очищенных препаратах легко определяется спектр поглощения галлородопсина. Однако присутствие моющих средств (Steiner et al ., 1984) или липидов (Богомольни и др. ., 1984) в препаратах смещает максимум поглощения в синий цвет на 10–20 нм, что частично можно исправить путем удаления детергентов. Этот факт привел к разным сообщениям о максимуме абсорбции галлородопсина. Наиболее надежная оценка истинного максимума поглощения пигмента составляет 578 нм как в пузырьках клеточной оболочки (Spudich, Bogomolni, 1983), так и в диализованном очищенном галлородопсине (Steiner et al ., 1984). В отсутствие хлорида, но при высокой ионной силе в присутствии нитрата максимум поглощения синего цвета сдвигается примерно до 565 нм (Ogurusu et al ., 1981, 1983, 1984; Steiner и др. ., 1984). Добавление хлорида к препаратам восстанавливает смещенную в красную область полосу поглощения. В случае нитрата, например, это дает характерный разностный спектр, возникающий из-за различных максимумов и форм полос с хлоридом и без него (Ogurusu et al ., 1984). Таким образом, кажется, что галородопсин может связывать хлорид в темноте, и это связывание приводит к относительно небольшому, но отчетливому изменению абсорбционных свойств.

Вспышка освещения мембран, содержащих галородопсин, и очищенного галородопсина показывает, что при высоком содержании [NaCl] наиболее распространенный фотопродукт поглощает около 500 нм (Weber and Bogomolni, 1981; Schobert et al ., 1983), а его максимум поглощения, вероятно, находится при 520 нм (Schobert et al ., 1983). HR 520 образуется очень быстро, но распадается с периодом полураспада от 10 до 15 мсек (Weber and Bogomolni, 1981; Schobert et al. ., 1983; Hegemann, 1984). В отсутствие хлорида, но при высокой ионной силе, обеспечиваемой сульфатными или другими негалогенидными анионами, образуется другой фотопродукт, который поглощает около 660 нм (Schobert и др. ., 1983) или 640 нм (P. Hegemann and D. Oesterhelt, личное сообщение) и распадается во временном масштабе от 1 до 2 мсек.Этот вид со смещением в красную область соответствует промежуточному продукту с длиной волны 630-640 нм, полученному при полном отсутствии добавленной соли (Weber and Bogomolni, 1981; Bogomolni and Weber, 1982), условию, которое приводит к быстрой денатурации очищенного галородопсина и отбеливание. При промежуточных концентрациях хлорида обнаруживаются как HR 520 , так и HR 640 , но время распада становится все медленнее и медленнее с увеличением концентрации хлоридов, что позволяет предположить, что фото промежуточные соединения также находятся в хлорид-зависимом равновесии (Schobert et al ., 1983). Кажущаяся константа сродства к хлориду в этом явлении составляет около 40 m M в везикулах (Schobert et al ., 1983), но около 10 m M с очищенным галородопсином (Steiner et al ., 1984). . Схема фотоцикла, которая включает все возможные фотореактивные и тепловые пути, была предложена для галородопсина (Oesterhelt et al . 1986; Lanyi and Vodyanoy, 1986).

Разностный спектр, вызванный вспышкой, в присутствии хлорида имеет замечательное сходство с разностным спектром, полученным в темноте после добавления хлорида к галородопсину, как описано выше.Поэтому привлекательная идея, что свет вызывает потерю хлорида из галородопсина с последующим его восстановлением, и этот процесс вызывает наблюдаемые изменения в абсорбции (Ogurusu et al. ., 1983, 1984). Однако эта гипотеза предсказывает, что изменения поглощения, вызванные вспышкой, происходят из-за относительно небольших изменений поглощения, и, таким образом, данное изменение поглощения соответствует гораздо большей степени фотопревращения, чем если бы изменения поглощения были вызваны образованием нового вида, HR 520 .Это предсказание приводит к нереалистично высоким квантовым выходам фотореакции галородопсина по сравнению с таковым для бактериородопсина (Lanyi, 1984a) и, вероятно, несостоятельно.

Образование первичного фотопродукта можно наблюдать с помощью пикосекундной спектроскопии, и его распад в микросекундной шкале времени соответствует времени нарастания HR 520 (Polland и др. ., 1984).

Изменения поглощения, вызванные вспышкой, в ближней УФ-области выявили транс- в 13-цис-изомеризацию сетчатки (Kuschmitz and Hess, 1982) и депротонирование тирозина в бактериородопсине (Bogomolni et al ., 1978; Гесс и Кушмитц, 1979; Кушмитц и Гесс, 1982). Первый имеет место в субмикросекундной шкале времени, совпадающей с первичным фотопродуктом K 610 , и приводит к разностному спектру, очень похожему на то, что возникает во время адаптации пигмента к темноте. Последнее происходит в масштабе времени, аналогичном росту и распаду фотоинтерфейса M 412 , и напоминает разностные спектры тирозина при нейтральном и щелочном pH. Изменения поглощения галлородопсина в УФ-диапазоне, вызванные вспышкой, показывают (Lanyi, 1984b) изменения поглощения, связанные с изомеризацией сетчатки, но не те, которые возникают в результате депротонирования тирозина.Хотя их рост не разрешен, затухание этих изменений поглощения совпадает с затуханием HR 520 . Таким образом, может показаться, что этот фото промежуточный продукт представляет собой пигмент, содержащий 13- цис- -ретиналь.

Хотя ранее это не наблюдалось (Lanyi and Weber, 1980), теперь выясняется, что при длительной инкубации в темноте образуется адаптированный к темноте из галлородопсина, который демонстрирует полосу поглощения со смещением в синий цвет относительно адаптированного к свету галлородопсина (Hazemoto и др. ., 1984а). Постулируемая адаптированная к темноте форма продуцирует примерно половину количества HR 520 и демонстрирует примерно половину транспортной активности, как ожидалось, если бы эта форма пигмента содержала 50% 13- цис- -ретинального изомера, как в случае бактериородопсин. Прямая демонстрация этого была недавно достигнута (Lanyi, 1986).

4: Отпечатки пальцев от прямого нанесения красного пигмента на Honda Ridge, ...

Контекст 1

... само приложение. На фундаментальном уровне нанесение пигмента на камень включает в себя движения тела и взаимодействие с поверхностью камня.Говоря с точки зрения коренных американцев, философ Хайуотер считает движение тела «самым фундаментальным и выразительным актом человечества» (1981: 137). Обсуждая танец и представление коренных американцев, он утверждает, что они представляют собой «прямое, невербальное, необоснованное утверждение идей и чувств, выраженных в формах движения» (там же). Во многих аспектах практики коренных американцев важна физическая сила действия. Существенным аспектом местного исполнения является не сосредоточение на сознании исполнителя, а раскрытие смысла внутри и через действия воплощенного разумного «я».Чувственность также важна в том смысле, что как термин, охватывающий все аспекты бытия, она ставит на первый план людей (и другие существа) как агентов, внешне активных в мире субстанции. Деятельность существа сводит познание и действие к мгновенному выражению. Чувство и его выражение являются ключом к обходу модернистской ловушки дуальности разума и тела, и эта концепция пронизывает множество аспектов местной практики. Хайуотер придерживается аналогичных взглядов по отношению к современной местной литературе: «Драматические персонажи племенной литературы по сути своей внешне.Читатель склонен узнавать персонажей по их действиям, а не по излиянию чувств и различных состояний ума »(там же: 117). Мифолог Карл Крёбер (не уроженец) разделяет это мнение, рассматривая устную мифологию. Он называет мифические рассказы «разыгрыванием» или повествованием о «действии-поведении» (1998: 90). Характер и мотивация раскрываются через действия. Более того, рассказывание мифа - это социальное событие, которое слышит и видит группа: «... разыгрывание, следовательно, определяется активным участием его аудитории» совместно с рассказчиком »(там же: 126).Таким образом, основной постулат, выраженный здесь, заключается в том, что действие в реальном мире как раскрывает, так и имеет приоритет над внутренними диалогами. Снова возвращаясь к аморфным пигментным пятнам в ульях улей и гремучих змей, мы начинаем в свете предшествующего обсуждения философии и мифов коренных американцев, чтобы увидеть основу для некоторого возможного понимания загадочных знаков. С точки зрения концепции коренных американцев, описанной выше, пятна пигмента выступают как возможное свидетельство экспрессивных действий, происходящих на месте, включая активное взаимодействие между средами пигмента и поверхностью камня.Можно предположить, что эти акты приложения были частью набора «действий-поведения», а картина - просто оставшееся археологическое свидетельство. Важно отметить, что пигмент на камне будет постоянным напоминанием, увековечивая память об индивидуальном действии и культурных процессах, стоящих за его созданием. Если это событие было публичным, то из этого следует, что телесные движения, приводящие к созданию мазков наскального искусства, включали визуальную коммуникацию между художником и наблюдателями; если бы акт был частным, личная важность этого наскального искусства чувствовалась бы в тактильном взаимодействии между кожным органом и поверхностью камня с помощью пигмента и связующего вещества.Об этом тактильном аспекте можно судить по другому недавно обнаруженному наскальному рисунку Ванденберга (CA-SBA-612). Внутри убежища пигмент был нанесен на окаменелую раковину, находящуюся внутри каменной стены. Этот пигмент, по-видимому, был нанесен пальцем, и возможно, что мазок был нанесен на раковину во время эпизода раскрашивания тела (Дэн Ривз, личная переписка). В самом деле, вполне вероятно, что бодиарт сопровождал создание наскального искусства по крайней мере в некоторых случаях, поскольку этнографические записи в подавляющем большинстве случаев предполагают, что наиболее распространенное использование минеральных пигментов было на теле во время публичных представлений, таких как танцы или другие церемонии (см. экземпляр Gayton 1948a, 1948b; Gifford 1955; Librado 1977).Как будет обсуждаться в оставшейся части этой главы, материальность пигмента открывала множество возможностей для выражения и взаимосвязи различных видов чувствительности; на самом личном уровне, однако, его тактильные качества давали людям невербальную, непосредственную среду выражения. Таким образом, пигмент был связан с широкой традицией телесных движений, совместных действий и разворачивающихся разыгрываний, с наскальным искусством как одним из аспектов этого непрерывного выражения чувств. Этнографические записи могут еще больше пролить свет на взаимодействие между пигментом, телом и властью у чумашей.Еще один объект наскального искусства Ванденберга, в котором широко используется красный минеральный пигмент, - это Хонда Ридж, где наскальное искусство характеризуется многочисленными красными линейными мазками и несколькими возможными изобразительными и / или геометрическими формами. Хайдер классифицировал Honda как сайт инициации полового созревания на основании сравнения с сайтами из других регионов (см. Hyder et al 1996). В компании Honda отпечатки пальцев все еще можно увидеть на некоторых мазках (рисунок 5.4, цветной раздел), что еще раз подтверждает, что кожный орган использовался для создания по крайней мере части наскального искусства.Если, как указывалось выше, первостепенное значение имело само нанесение, места полового созревания можно рассматривать как места, где молодые люди договаривались о переходе к взрослой жизни, отчасти путем введения в культурно важную практику нанесения пигмента на камень. Это установило личные тактильные отношения с пигментами на первом этапе взросления. Эта охра использовалась на коже в некоторых обрядах полового созревания в Калифорнии, несомненно: женщина из Китанемук рассказывала, что ее мать `` натирала всю красную охру '' после первой менструации - пигмент оставался в течение четырех месяцев, поскольку ей было запрещено купаться, поскольку часть обряда (Hudson and Blackburn 1986: 45–46).Свидетельства охры, размазанной по телу в захоронениях Чумаша (см., Например, King 1982), представляют собой еще один пример того, как важные переходные моменты в жизненном цикле взрослого человека характеризовались взаимодействием между телом и материальностью пигментов. Хотя этнографы редко спрашивали о значении раскраски для тела, кроме изучения значения узоров, в этнографической литературе есть некоторые предположения, что определенные минералы, как полагают, обладают особыми свойствами, которые имеют значение для их использования в раскраске тела.Интересно, что эти свойства, по-видимому, были больше, чем просто символические в западном смысле этого слова (например, Kroeber 1907; Mayfield 1993: 83), и были тесно связаны с местными концепциями власти и ее действия. Например, Боб Батиста, известный врач из южных йокутов, «объединил сожженные семена Джимсона с небольшим количеством аджапа [белого минерального вещества], смешанного с водой, чтобы раскрасить свое тело для танцев» (Gordon 1996: 45). Считалось, что «Аджап» обладает сверхъестественной силой, в то время как трава джимсон - галлюциногенное растение (олицетворяется чумашами как могущественная бабушка).Трава Джимсона была проглоченной провидческой субстанцией, которая, как считалось, была наполнена «атисвином». «Атисвин - сложная концепция, не имеющая аналогов в английском языке: кажется, что она обозначает как сверхъестественные существа, так и качество силы, которую они воплощают. Он также обозначает могущественные вещества, предметы или талисманы, содержащие силы, и подразумевает способность человека использовать эти силы (см. Applegate 1978 и Blackburn 1975). Человек, имеющий доступ к многочисленным талисманам или способный использовать сверхъестественную силу, считался «очень« атисвиничным ».Таким образом, мы можем видеть, что в некоторых случаях сам пигмент был бы пропитан «атисвином» и что его использование потребовало бы раскрытия его силы. Для чумашей многие вещи потенциально могут содержать ‘atiswin, включая места. Экологические или геологические атрибуты, характерные для местности, придают ей уникальное качество или силу. Однако каждое место также имело свою историю использования, когда люди взаимодействовали и воспринимали это по-разному. Как предполагает Вайн Делориа, в этом смысле сила, испытываемая в каком-либо месте, была глубоко вовлечена в культурное отношение к окружающей среде и геологии.Проведенные мероприятия привлекли людей и подтвердили наличие «атисвина», присущего данной местности. Что важно для обсуждения здесь, удаленные вещества могут также сохранить этот «недостаток». В более широком контексте Калифорнии многие различные типы карьеров и содержащиеся в них полезные ископаемые иногда считались местами, содержащими ‘atiswin. Этнографические данные о добыче обсидиана, например, указывают на то, что поход Винту к источнику обсидиана был «полурелигиозным поиском», влекущим за собой пост.Для многих групп обсидиан сам по себе имел токсичные качества (см. Heizer and Treganza 1944: 303, 305; Mayfield 1993: 82–83), и действительно, для взаимодействия с силой, присутствующей в местах добычи обсидиана, или использовал. Для Майду ненадлежащее поведение привело бы к неудачам в рубке кремня или охоте на добычу (Heizer and Treganza 1944: 331). На территории Чумаша при раскопках в карьере микролезвий был обнаружен тайник с раковинами морского ушка и верхний клюв ворона, и было отмечено, что «эти необычные предметы в этом отдаленном месте карьера предполагают возможность ритуального поведения» (Arnold 1987: 140).Ближе к Ванденбергу устная история свидетельствует о том, что во время периода миссии процесс добычи полезных ископаемых включал предписанное поведение с негативными последствиями для нарушителей: использование минералов создавало взаимосвязи между местом добычи, местом использования и социальной средой использования. Гиффорд записал, что в танце акантото в центральном мивоке танцор «растирал себя напудренными человеческими ногами, чтобы защитить себя от жары в верхней части церемониального дома, где он в основном выступает.Измельченные в порошок кости получают из ямы ... где, как говорят, у каменного гиганта Яяли ...

Спектр фототоксического действия на пигментном эпителии сетчатки Модель возрастной дегенерации желтого пятна под воздействием солнечного света Нормализованные условия

Abstract

Известно, что среди выявленных факторов риска возрастной дегенерации желтого пятна солнечный свет вызывает кумулятивное повреждение сетчатки. Фоточувствительное производное зрительного пигмента, N -ретинилиден- N -ретинилэтаноламин (A2E), может быть вовлечено в эту фототоксичность.Инкриминируется высокоэнергетический видимый свет от 380 до 500 нм (синий свет). Наша цель состояла в том, чтобы определить наиболее токсичные длины волн в сине-зеленом диапазоне на модели in vitro болезни. Первичные культуры клеток пигментного эпителия сетчатки свиньи инкубировали в течение 6 часов с различными концентрациями A2E и экспонировали в течение 18 часов при освещении полосами 10 нм с центром от 380 до 520 нм с шагом 10 нм. Освещенность была нормализована по отношению к естественному солнечному свету, достигающему сетчатки.Через шесть часов после воздействия света жизнеспособность клеток, некроз и апоптоз оценивали с помощью анализа Apotox-Glo Triplex ™. Клетки пигментного эпителия сетчатки, инкубированные с A2E, отображали флуоресцентные тельца в цитоплазме. Их спектры поглощения и излучения были аналогичны спектрам А2Е. Воздействие полосами освещения 10 нм вызывало потерю жизнеспособности клеток с дозовой зависимостью от концентраций А2Е. Независимо от концентрации A2E потеря жизнеспособности клеток была максимальной для длин волн от 415 до 455 нм.Снижение жизнеспособности клеток коррелировало с увеличением апоптоза клеток, на что указывает активность каспазы-3/7 в том же спектральном диапазоне. Некроза, вызванного светом, не измеряли по сравнению с контрольными клетками, находящимися в темноте. Наши результаты определили точный спектр световой токсичности сетчатки в условиях физиологического облучения на модели in vitro возрастной дегенерации желтого пятна. Удивительно, но узкая полоса пропускания синего света создает наибольший фототоксический риск для клеток пигментного эпителия сетчатки.Этот фототоксичный спектр может быть выгодно оценен при разработке селективных светозащитных офтальмологических фильтров без нарушения основных зрительных и невизуальных функций глаза.

Образец цитирования: Arnault E, Barrau C, Nanteau C, Gondouin P, Bigot K, Viénot F, et al. (2013) Спектр фототоксического действия на модели пигментного эпителия сетчатки возрастной дегенерации желтого пятна в условиях нормализованного солнечного света. PLoS ONE 8 (8): e71398. https: // doi.org / 10.1371 / journal.pone.0071398

Редактор: Альфред Левин, Университет Флориды, Соединенные Штаты Америки

Поступила: 4 марта 2013 г .; Одобрена: 28 июня 2013 г .; Опубликовано: 23 августа 2013 г.

Авторские права: © 2013 Arnault et al. Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания автора и источника.

Финансирование: Эта исследовательская программа получила французские государственные субсидии от OSEO (проект DESCARTES), а также была поддержана INSERM, Université Pierre et Marie Curie (Париж VI), CNRS, Ophtalmologique Fondation A. de Rothschild (Париж), Fédération des Aveugles de France, город Париж, Региональный совет Иль-де-Франс и ESSILOR International. Эта работа, выполненная в рамках LABEX LIFESENSES [ссылка ANR-10-LABX-65], также была поддержана французскими государственными фондами, управляемыми ANR в рамках программы Investissements d'Avenir под номером ANR-11-IDEX-0004-02.Финансирующие организации не играли никакой роли в дизайне исследования, сборе и анализе данных, принятии решения о публикации или подготовке рукописи.

Конкурирующие интересы: Авторы имеют следующие интересы: 3 поданных патента («Оптическое устройство», PCT / IB2012 / 057013, PCT / IB2012 / 057014 и PCT / IB2012 / 057015). CB, TV и DCT используются Essilor International (Шарантон-ле-Пон, Франция), одним из спонсоров этого исследования. Нет никаких других патентов, продуктов в разработке или продаваемых продуктов, которые можно было бы декларировать.Это не влияет на соблюдение авторами всех политик PLOS ONE в отношении обмена данными и материалами, как подробно описано в руководстве для авторов.

Введение

Возрастная дегенерация желтого пятна (ARMD) является одной из основных причин слепоты в промышленно развитых странах и, по оценкам, является причиной 22,9% случаев слепоты и 54,4% нарушений зрения среди белого населения Америки [ 1]. В настоящее время 9,1 миллиона американцев старше 50 лет с большой вероятностью страдают от раннего ВМЗ [2].Ожидается, что к 2050 году это число удвоится и достигнет 17,8 миллионов [3]. Тяжелая потеря зрения из-за ARMD затрагивает не менее 12% населения США и Европы старше 80 лет [2], [4], [5].

Возраст, курение, цвет кожи, генетические факторы и дефицит пищевых антиоксидантов были определены как факторы риска при ВМД [6]. Хотя значение света остается спорным, несколько исследований указывают на то, что воздействие света является фактором патогенеза ВМД [7], [8], [9], [10], [11], [12], [13].Например, исследование EUREYE обнаружило значительную связь между воздействием синего света и неоваскулярным ARMD у лиц с самым низким уровнем антиоксидантов [11]. Другое исследование, проведенное на 838 водниках из Чесапикского залива, показало, что пациенты с поздней стадией ВМД значительно чаще подвергались воздействию синего или видимого света за предыдущие 20 лет [8]. Наконец, недавний анализ эпидемиологической литературы, касающийся связи между ARMD и воздействием солнечного света, показал, что люди, подвергающиеся большему воздействию солнечного света, подвергаются значительно повышенному риску ARMD [14].

Ранние стадии ARMD обычно связаны с образованием характерных отложений под пигментным эпителием сетчатки (RPE) и мембраной Бруха, называемых друзами [15], и с накоплением липофусцина в клетках RPE. Липофусцин накапливается с возрастом в лизозомах как побочный продукт зрительного цикла и неполной деградации фагоцитированных окисленных внешних сегментов фоторецепторов [16], [17], [18]. Основным хромофором липофусцина является A2E ( N -ретинилиден- N -ретинилэтаноламин), фотосенсибилизатор, вызывающий фотодинамические повреждения [19], [20].Считается, что специфическая токсичность коротких волн для сетчатки связана с присутствием этой внутриклеточной молекулы [21].

Исследования, проведенные на животных и клеточных моделях, смогли продемонстрировать токсичность света и, в частности, синего спектрального диапазона на РПЭ и фоторецепторных клетках. Например, экспериментов in vivo показали, что фотохимические повреждения демонстрируют более низкие пороги дозы в УФ и синем диапазоне, чем для зеленого или красного света на сетчатке [22] обезьяны [23], [24], крысы [25]. , [26], [27] и кролик [28], [29], [30], [31], [32].Затем эти световые повреждения моделировали на первичных или иммортализованных клетках РПЭ, нагруженных либо окисленными внешними сегментами фоторецепторов [33], очищенным липофусцином [34], либо синтезированным A2E [35], [36], [37], [38], [39]. ]. Более высокая токсичность синего света была подтверждена путем воздействия на клетки РПЭ человека, нагруженные липофусцином, в течение 48 часов сине-зеленым светом (390–550 нм, 2,8 мВт / см 2 ) по сравнению с желто-красным светом (550–800 нм, 2,8 мВт / см 2 ) [34]. Точно так же воздействие синего света (480 ± 20 нм, 75 мВт / мм 2 ) вызывало большую гибель клеток на иммортализованных клетках РПЭ, нагруженных A2E (линия клеток ARPE-19), чем на зеленом свете (545 ± 15 нм, 200 мВт / мм). мм 2 ) [36].Гибель клеток, вызванная синим светом, опосредована апоптотическими процессами, включающими активацию каспазы-3 и p-53 [40], [41]. Однако в этих исследованиях освещенность не была приведена к физиологическим условиям, что означает (i) отсутствие калибровки по спектру солнечного света и (ii) отсутствие учета фильтрации среды глаза. Кроме того, не было проведено ни одного теста для точного определения наиболее токсичных длин волн во всем синем диапазоне.

В настоящем исследовании нашей целью было, во-первых, рассчитать солнечное излучение, достигающее сетчатки, а во-вторых, оценить световую токсичность на клетках РПЭ, нагруженных A2E, световой токсичности полос освещения 10 нм при освещенности, нормированной на рассчитанную солнечную освещенность сетчатки.Таким образом, мы определили наиболее токсичные длины волн в синем диапазоне, которые можно было бы точно удалить, чтобы наилучшим образом сохранить цветовое зрение и невизуальные функции.

Результаты

Освещенность

Для моделирования воздействия солнечного света на сетчатку, освещенность для каждого источника света 10 нм была откалибрована в соответствии с нормализованным спектром, полученным путем применения естественных окулярных фильтров (рис. 1A и 1B) к стандартному солнечному спектру (ASTM G173-03) (см. Материалы и методы, рис. 1С).Радиометрические расчеты основывались на двух основных параметрах: (i) энергетической яркости источника света и (ii) коэффициенте пропускания окулярной среды, адаптированном из [42] и в соответствии с недавними эталонными данными о пропускании из CIE 203: 2012. Измеренные значения освещенности на уровне пластины показаны на рис. 1D.

Рис. 1. Солнечное излучение, достигающее сетчатки.

A. Модель глаза / источника света адаптирована из [61]. Источник света описывается его энергетической яркостью L e, λ, источник (λ) (Вт / ср / м 2 ), измеренной в направлении зрачка и его излучающей поверхности S источник 2 ).Предполагается, что источник мал по сравнению с расстоянием u (м) между источником и роговицей. Предполагается, что плоскость роговицы, плоскость зрачка и узловые плоскости накладываются друг на друга. Поверхность сетчатки S сетчатки , освещенная источником света, пропорциональна поверхности источника S источника . B. Коэффициент пропускания сетчатки в процентах, рассчитанный по [61]. C. ASTM G173-03 спектральная освещенность солнечного света (черная кривая, левая ось) и солнечного излучения, достигающего сетчатки (серая кривая, правая ось).Энергетическое излучение, достигающее сетчатки, было рассчитано путем применения фильтрации окулярной среды к указанному солнечному спектру. D. Облучение на уровне планшета. Условия светового воздействия были получены путем применения коэффициента умножения к рассчитанной освещенности сетчатки. Значения выражены в виде среднего ± s.e.m (n = от 4 до 6).

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0071398.g001

Светодиодное волокнистое осветительное устройство с компьютерным мониторингом было специально разработано для применения нормализованных условий освещения (рис.2А и Б). Генератор света состоял из 14 узких полос освещения, равномерно распределенных в сине-зеленом диапазоне с шагом 10 нм, при этом первая полоса была сосредоточена на 390 нм и доходила до 520 нм. Дополнительная полоса была установлена ​​на 630 нм.

Рисунок 2. Светоизлучающее устройство.

A. Светодиодное волокнистое осветительное устройство состоит из двух оптических блоков и программного управления. Блок 1 генерирует пятнадцать каналов освещения шириной 10 нм. Четырнадцать полос равномерно распределены в сине-зеленом диапазоне с шагом 10 нм, при этом первая полоса центрируется на 390 нм и достигает 520 нм.Дополнительная полоса установлена ​​на 630 нм в красном спектральном диапазоне. Энергетическая освещенность, доставляемая каждым каналом освещения, контролируется компьютером. Блок 2 расположен в инкубаторе клеток и обеспечивает равномерное освещение клеток. Два оптических блока связаны пятью независимыми системами пучков волокон, обеспечивающими свет для пяти 16-луночных подразделений 96-луночного планшета. B. Типичное освещение 96-луночного планшета. Пять 16-луночных подразделений одновременно освещаются различными световыми полосами, в то время как 16-луночные подразделения сохраняются в темноте.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0071398.g002

Характеристика клеток РПЭ, нагруженных A2E

Чтобы выяснить, могут ли свиные клетки RPE использоваться в качестве клеточной модели старения RPE, мы сначала исследуем их способность накапливать A2E во время инкубации A2E. Проглатывание A2E клетками RPE предполагалось появлением многочисленных флуоресцентных точек, видимых при микроскопическом наблюдении в цитоплазме (рис. 3A). Увеличение количества флуоресцентных везикул внутри клеток RPE, по-видимому, зависит от дозы от внеклеточных концентраций A2E (рис.3Б). Чтобы исследовать, выявляют ли эти аутофлуоресцентные тельца присутствие внутриклеточного A2E, был проведен спектр поглощения инкубированных A2E клеток RPE. Инкубация A2E при 40 мкМ генерировала пик поглощения при 440 нм (фиг. 4A), который отсутствовал в необработанных клетках RPE. Вычитание спектров клеток, нагруженных А2Е, и необработанных клеток дало два пика поглощения при 335 и 440 нм, как наблюдалось со свободным А2Е, растворенным в модифицированной DMEM или в чистом этаноле (фиг. 4B). Эти наблюдения согласуются с ранее опубликованными спектрами поглощения свободного A2E [37].После возбуждения светом при 440 нм нагруженные A2E клетки проявляли спектр излучения с максимумом при 620 нм (фиг. 4C), близким к максимуму эмиссии A2E при 640 нм (фиг. 4D) в DMEM или в чистом этаноле. Для дальнейшего подтверждения интернализации A2E клетками RPE, A2E очищали из культивируемых клеток RPE и количественно определяли с помощью UPLC, что позволило выявить A2E до 10 пг (фиг. 4E). В наших условиях концентрация A2E в клетках RPE показывала линейную корреляцию с концентрациями A2E, добавленными в культуральную среду (r 2 = 0.9955, n = 4). Необработанные клетки RPE показали очень низкое эндогенное содержание A2E (0,032 ± 0,006 нг / 10 5 клеток). Это наблюдение подтвердило интернализацию A2E в течение 6-часового инкубационного периода, как было опубликовано ранее [37].

Рисунок 3. Накопление и токсичность A2E в клетках RPE.

А . Конфокальная визуализация накопления A2E в клетках RPE при различных концентрациях A2E в культуральной среде. Отдельные клетки можно обнаружить по их клеточным ядрам (синее окрашивание DAPI), в то время как инкубация A2E связана с появлением аутофлуоресцентных точек (зеленые) в клетках RPE.Обратите внимание на постепенное увеличение аутофлуоресценции A2E в клетках RPE с увеличением концентрации A2E, применяемой в инкубационной среде в течение 6 часов. В . Кривая доза-ответ токсичности А2Е для клеток РПЭ. Выживаемость клеток определяли количественно с помощью анализа CellTiter-Glo® через 24 часа после 6-часовой инкубации A2E. Потеря выживаемости клеток была обнаружена при концентрациях A2E более 45 мкМ с IC50 при 67,5 мкМ. (n = 3, r 2 = 0,9727). Масштабная шкала соответствует 20 мкм.

https: // doi.org / 10.1371 / journal.pone.0071398.g003

Рис. 4. Характеристика аутофлуоресценции в клетках RPE, нагруженных A2E.

A. Поглощение клеток RPE, обработанных 40 мкМ A2E (A2E + RPE (a), сплошная линия) или необработанных A2E (RPE (b), пунктирная линия). Кривая ((a) - (b), пунктирная линия), представляющая разницу спектров поглощения между клетками RPE, нагруженными A2E (a) и необработанными A2E клетками RPE (b), показывает пики поглощения при 335 и 440 нм. B. Спектры поглощения свободного A2E в чистом этаноле (сплошная линия) или в модифицированной DMEM (пунктирная линия).Спектры одинаковы в обеих средах, и A2E показывает максимумы поглощения при 335 нм и 440 нм. C. Спектры излучения клеток RPE, обработанных 40 мкМ A2E (A2E + RPE (а), сплошная линия) или необработанных (RPE (b), пунктирная линия) при возбуждении 440 нм. Кривая ((a) - (b), пунктирная линия), представляющая разницу между спектрами излучения в клетках RPE, нагруженных A2E (a) и необработанных A2E клетках RPE (b), показывает пик при 620 нм. D. Спектры излучения свободного A2E в чистом этаноле (сплошная линия) или в модифицированной DMEM (пунктирная линия) при возбуждении 440 нм.Спектры одинаковы в обеих средах, а A2E показывает максимум излучения при 640 нм. E. Содержание A2E, определенное с помощью UPLC в клетках RPE после 6 часов инкубации при различных концентрациях A2E (0, 5, 15, 20, 30 и 40 мкМ) в культуральной среде. Содержание A2E в клетках RPE увеличивается линейно в соответствии с инкубированной концентрацией A2E. (n = 4, r 2 = 0,9955). (RFU: относительная единица флуоресценции).

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0071398.g004

В наших руках высокие концентрации A2E (т.е.е. 100 мкМ) оказался токсичным для клеток РПЭ даже в темноте. Действительно, плотность клеток казалась уменьшенной в конце инкубации A2E (рис. 3A). Для точного определения токсичных концентраций A2E в темноте жизнеспособность клеток определяли количественно с помощью анализа жизнеспособности CellTiter-Glo® на клетках RPE, инкубированных с концентрациями A2E в диапазоне от 0 до 100 мкМ. Сигнал жизнеспособных клеток RPE снижался при концентрациях A2E более 45 мкМ. Кривая доза-ответ имела сигмоидальную форму с IC50 при 67,5 мкМ (фиг. 3B).Чтобы избежать этой прямой токсичности A2E, определение спектра фототоксического действия было впоследствии определено с клетками RPE, инкубированными с A2E при 12,5, 20 или 40 мкМ.

Спектр фототоксического действия на клетки РПЭ, нагруженные А2Е

Чтобы определить точный спектр действия световой токсичности на клетки RPE в сине-зеленом диапазоне, мы подвергали нагруженные A2E клетки четырнадцати полосам освещения 10 нм с центром от 390 нм до 520 нм с шагом 10 нм с нормализованным солнечным светом.Клетки РПЭ, нагруженные А2Е, подвергали воздействию света в течение 18 часов и исследовали после 6-часового отдыха в темноте. На рис. 5 показано, что на морфологию клеток РПЭ, нагруженных А2Е, влияло воздействие света с определенными полосами освещения. Даже при инкубации A2E клетки, подвергшиеся воздействию полосы освещения с центром при 480 нм, выглядели здоровыми (рис. 5I – L), чем клетки, находящиеся в темноте (рис. 5A – D). Морфологические изменения были очевидны после воздействия света 440 нм (рис. 5E – H). Эти морфологические изменения усиливались на клетках РПЭ, инкубированных либо с 20 мкМ (рис.5G) или 40 мкМ (фиг. 5H) A2E. Клетки имели тенденцию округляться, терять слияние, и их плотность, казалось, уменьшалась.

Рис. 5. Индуцированные светом морфологические изменения в клетках РПЭ, нагруженных А2Е.

Изображения клеток РПЭ были получены через 6 часов после 18-часового воздействия света с полосой освещения 10 нм с центром при 440 нм ( E – H ), при 480 нм ( I – L ) или в темноте ( A –D ). Клетки RPE инкубировали с A2E в концентрации 0 мкМ ( A, E, I ), 12.5 мкМ ( B, F, J ), 20 мкМ ( C, G, K ) или 40 мкМ ( D, H, L ). Обратите внимание на желтый оттенок клеток РПЭ, нагруженных A2E, находящихся в темноте ( B – D ). Клетки RPE, обработанные A2E в концентрации 20 мкМ ( G ) или 40 мкМ (H), становились круглыми и теряли слияние после воздействия полосы 10 нм с центром при 440 нм. Напротив, клетки RPE, нагруженные A2E, выглядели здоровыми после воздействия полосы 10 нм с центром 480 нм ( J – L ), аналогично клеткам, находящимся в темноте ( B – D ) или необработанным A2E ( A, I ).Масштабная линейка в A представляет 20 мкм.

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0071398.g005

Для количественной оценки жизнеспособности соответствующих клеток и характеристики возможных дегенеративных событий, вызванных условиями освещения, мы использовали анализ Apotox-Glo ™ (Promega) на клетках RPE. Для каждой отдельной лунки мы измерили 1) жизнеспособность клеток, 2) апоптоз клеток и 3) некроз клеток. Для каждой концентрации A2E и каждого условия освещения измерения усредняли по 4 лункам и нормализовали по отношению к темному контролю (%).Измерения для каждого отдельного условия освещения воспроизводились как минимум в 4-6 независимых экспериментах. Все данные были нормализованы к контрольным условиям без A2E в среде и сохранены в темноте. Эта нормализация была необходима для придания эквивалентного веса всем экспериментам, потому что плотность клеток незначительно варьировалась между экспериментами, и только 5 различных условий освещения одновременно проверялись в одном эксперименте. Количественная оценка жизнеспособности клеток РПЭ подтвердила фототоксичность полос освещения 440 и 480 нм (рис.6A) Измерения как при 20 мкМ, так и при 40 мкМ A2E показали статистически значимые различия с таковыми для клеток, подвергшихся воздействию света, но в отсутствие обработки A2E. Точно так же различия, наблюдаемые между жизнеспособностью клеток при 40 мкМ A2E и жизнеспособностью клеток при 12,5 или 20 мкМ A2E, также были статистически значимыми. Эти результаты по потере жизнеспособности клеток соответствовали увеличению апоптоза клеток для обоих диапазонов освещения (фиг. 6B). Опять же, различия были статистически значимыми между измерениями при 20 мкМ или 40 мкМ A2E и измерениями в отсутствие A2E, а также между измерениями при 40 мкМ A2E и измерениями при любом 12.5 мкМ или 20 мкМ A2E. Эти результаты свидетельствуют о дозозависимом снижении жизнеспособности клеток РПЭ А2Е и дозозависимом увеличении апоптоза клеток при воздействии света как при 440 нм, так и при 480 нм.

Фигура 6. Кривые зависимости реакции от дозы A2E фототоксичности, вызванной A2E, на клетки RPE.

Жизнеспособность клеток ( A ) и апоптоз клеток ( B ) были определены количественно с помощью анализа ApoTox-Glo ™ в соответствии с концентрациями A2E (0, 12,5, 20 и 40 мкМ) для клеток RPE, подвергнутых освещению 10 нм. полосы с центром 440 или 480 нм.Жизнеспособность клеток и апоптоз были нормализованы с экспериментальным значением, полученным для клеток RPE, поддерживаемых в темноте без обработки A2E. Значение P было рассчитано с использованием t-критерия. Для двух полос освещения статистически значимые различия указаны в отношении условий освещения, но в отсутствие A2E ( # p <0,05, ## p <0,01, ### p <0,001) и когда с учетом двух концентраций A2E (* p <0,05, ** p <0,01, *** p <0.001).

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0071398.g006

Когда экспозиции проводились во всех диапазонах освещения 10 нм в отсутствие обработки A2E, снижение жизнеспособности клеток уже было обнаружено на 420, 430, 440 нм по сравнению с клетками, находящимися в темноте (фиг. 7A). При обработке A2E снижение жизнеспособности клеток распространялось на длины волн от 400 до 470 нм (рис. 7B – D). Некоторые потери жизнеспособности наблюдались также между 480 и 520 нм и даже при 630 нм (рис.7B – D). При 12,5 мкМ самые высокие статистически значимые различия наблюдались для 4 полос освещения с центрами 420, 430, 440 и 450 нм. Наложение уровней освещенности клеток, используемых для каждого условия освещения (красная кривая на фиг. 7D), ясно продемонстрировало, что нет прямой корреляции между уровнем освещенности и потерей жизнеспособности клеток.

Рис. 7. Спектр фототоксического действия на клетки РПЭ, нагруженные А2Е.

( A – D ) Гистограммы жизнеспособности клеток в соответствии с полосами освещения 10 нм с центром от 390 до 520 нм и при 630 нм для необработанных A2E клеток RPE (0 мкМ, A ) или загруженных A2E RPE клетки (концентрации A2E: 12.5 мкМ, B ; 20 мкМ, C ; или 40 мкМ, D ). Уровни жизнеспособности были нормализованы по отношению к флуоресцентному сигналу, измеренному в необработанных A2E клетках в темноте (левая вертикальная ось). ( E – H ) Гистограммы апоптоза клеток в соответствии с полосами освещения 10 нм с центром от 390 до 520 нм и при 630 нм для необработанных A2E клеток RPE (0 мкМ, E ) и клеток RPE, нагруженных A2E ( Концентрации A2E: 12,5 мкМ, F ; 20 мкМ, G ; или 40 мкМ, H ).Апоптоз выражается как отношение люминесцентного сигнала активности каспазы-3/7 к флуоресцентному сигналу жизнеспособности клеток. ( I – L ) Гистограммы некроза клеток в соответствии с полосами освещения 10 нм с центром от 390 до 520 нм и при 630 нм для необработанных A2E клеток RPE (0 мкМ, I ) или клеток RPE, нагруженных A2E ( Концентрации A2E: 12,5 мкМ, J ; 20 мкМ, K ; или 40 мкМ, L ). Уровни некроза нормализованы по флуоресцентному сигналу, измеренному в необработанных А2Е клетках RPE в темноте.Каждая полоса освещения 10 нм обозначена на графиках своей центральной длиной волны. Красные кривые в D, H и L представляют среднюю световую освещенность (правая вертикальная ось) для каждой полосы освещения 10 нм. Статистически значимые различия по сравнению с A2E-необработанными клетками, находящимися в темноте (* p <0,05; ** p <0,01; *** p <0,001).

https://doi.org/10.1371/journal.pone.0071398.g0067

Исследование клеточного апоптоза путем измерения активности каспазы-3/7 в живых клетках показало усиление сигнала с увеличением концентрации A2E.Даже если индукция апоптоза не была обнаружена в отсутствие инкубации A2E (фиг. 7E), увеличение активности каспазы-3/7 уже было статистически значимым для полосы освещения 440 нм при обработке A2E 12,5 мкМ (фиг. 7F). . Повышая концентрацию A2E до 20 или 40 мкМ, апоптоз клеток был обнаружен в 4 узких полосах освещения с центрами 420, 430, 440 и 450 нм (рис. 7G – H). Этот узкий спектральный диапазон, вызывающий запрограммированную гибель клеток, соответствовал спектральным полосам, показывающим большую потерю жизнеспособности клеток (рис.7A – D). Хотя 2-кратное увеличение некроза клеток было обнаружено при увеличении концентрации A2E до 40 мкМ, различия не были статистически значимыми ни при одном из условий освещения по сравнению с клетками, находящимися в темноте (рис. 7I – L). Следовательно, некроз клеток, по-видимому, не способствует потере жизнеспособности клеток, определенной с помощью точной световой специфичности. Эти результаты показывают, что A2E способствует фотоповреждению клеток РПЭ, что приводит к апоптозу клеток с большей чувствительностью в спектральном диапазоне 415–455 нм.

Обсуждение

Свет часто рассматривается как потенциальный фактор риска дисфункции РПЭ и, следовательно, развития ВМЗ [11] - [17], [41]. Чтобы исследовать спектр фототоксического действия в стареющих клетках РПЭ, заболевание было смоделировано путем загрузки культивируемых клеток РПЭ с A2E [35], [36], [37], [38], [39], фотосенсибилизатором, который накапливается в этих клетках. клетки в процессе старения, как у пациентов с ВМД [38] - [42]. Предыдущие исследования на эту тему использовали либо иммортализованную линию клеток RPE человека, ARPE-19 [37], либо клетки RPE человека [38].Эти различные культивируемые клетки RPE могут накапливать A2E после простой инкубации [37]. На накопление A2E в клетках указывает появление флуоресцентных субклеточных структур, колокализованных с лизозомальным компартментом как в клетках ARPE-19, так и в клетках RPE человека [37], [38]. Включение A2E в культивируемые клетки RPE было дополнительно продемонстрировано количественной оценкой клеток, показывающей дозозависимое увеличение с инкубационными концентрациями A2E. В настоящем исследовании мы воспользовались легким доступом к глазам свиньи для создания первичных культур клеток РПЭ свиней.Загружая клетки с A2E, мы аналогичным образом наблюдали внутриклеточные флуоресцентные точки с увеличивающейся плотностью в соответствии с концентрациями A2E. После возбуждения светом при 440 нм максимум эмиссии A2E был сдвинут с 640 на 620 нм между свободной формой A2E в модифицированной DMEM и внутриклеточной формой A2E. Подобный сдвиг излучения ранее наблюдался с 610 до 565 нм после возбуждения светом на длине волны 380 нм [37]. Однако мы не исследовали судьбу A2E и его превращение в различные производные на свету, как сообщалось ранее [43].Внутриклеточная количественная оценка A2E подтвердила его включение в клетки RPE свиней дозозависимым образом, как ранее сообщалось в клетках RPE человека [37]. Полученное содержание A2E в наших свиных клетках RPE было в тех же диапазонах, что и в культивируемых A2E-нагруженных клетках ARPE-19. Более того, наши клетки, обработанные 12,5 мкМ A2E, демонстрировали внутриклеточное содержимое, аналогичное ранее описанным глазам донора пожилого человека [37]. Эти наблюдения показывают, что наши нагруженные A2E свиные RPE-клетки ведут себя как ранее описанные модели, обеспечивая тем самым адекватную модель in vitro ARMD.

Было обнаружено, что

A2E является фотосенсибилизатором, запускающим гибель клеток РПЭ человека [38]. Потеря жизнеспособности клеток после воздействия света была ранее показана с помощью колориметрического анализа МТТ, измеряющего метаболическую активность [38]. В клетках ARPE-19, нагруженных A2E, индуцированная светом дегенерация была продемонстрирована путем тестирования проницаемости клеточной мембраны для флуоресцентных красителей [36]. Индукция апоптоза клеток была дополнительно проиллюстрирована фрагментацией ДНК, выявленной с помощью окрашивания TUNEL [36], и активацией каспазы-3 [40].В нашей модели мы также подтвердили проницаемость клеточной мембраны и активацию каспазы-3/7 с помощью анализа ApoTox-Glo Triplex ™. Кроме того, мы показали отсутствие непосредственной цитотоксичности и, следовательно, некроза, измеренного по высвобождению протеазы, за исключением неспецифической токсичности A2E выше 45 мкМ (фиг. 3B). В клетках ARPE-19 апоптоз требовал инкубации A2E при 100 мкМ с последующей световой стимуляцией, в то время как потеря жизнеспособности в клетках RPE человека достигалась последовательными инкубациями с комплексами A2E-LDL [38]. В нашем исследовании инкубация A2E при концентрациях выше 45 мкМ была токсичной для свиных клеток RPE с IC50 67 мкМ даже в темноте.Более того, свет сдвигал дозозависимую индукцию апоптоза клеток А2Е в сторону более низких концентраций А2Е.

Сообщалось об индуцированной светом дегенерации клеток РПЭ человека, нагруженных A2E, при широкополосном освещении от 390 до 550 нм с освещенностью 2,8 мВт / см. 2 [38]. В этом случае значительная световая токсичность была получена после как минимум 72-часового воздействия света. Подобное широкополосное освещение от 390 до 750 нм, но с более высокой интенсивностью на 2 логарифма (246 мВт / см 2 ) также было токсичным для нагруженных A2E клеток ARPE-19, но в течение всего лишь 20-минутного воздействия света [35].Более того, ограниченное 15–60-секундное воздействие синим светом при 480 нм ± 20 нм на клетки ARPE-19 оказалось значительно более токсичным, чем воздействие зеленым светом при 545 ± 15 нм, даже несмотря на то, что клетки подвергались значительно более сильному облучению зеленым светом. (210 мВт / мм 2 ), чем с синим светом (75 мВт / мм 2 ) [36]. Как следствие, вызванная светом потеря клеток была значительно снижена (от 78 до 82%) за счет ослабления синего света с помощью интраокулярной линзы, которая полностью блокирует свет ниже 400 нм, линейно увеличивая его пропускание до 450 нм и затем отображая более неглубокое увеличение пропускания на более высоких длинах волн до 800 нм [35].Совсем недавно защита клеток была продемонстрирована путем фильтрации спектрального диапазона от 390 до 460 нм [39]. Хотя все эти исследования ясно свидетельствовали о большей токсичности синего света, они не позволили исследователям определить наиболее опасные длины волн, достигающих сетчатки при усредненном дневном свете. Чтобы ответить на этот конкретный вопрос, мы сначала рассчитали среднюю освещенность солнечным светом, достигающего сетчатки, с учетом пропускания среды глаза. Во-вторых, мы нормализовали уровни освещенности для облучения клеток относительно освещенности сетчатки солнечным светом.Практически клетки экспонировали в течение 18 часов с полосами освещения 10 нм (14 полос, равномерно распределенных в сине-зеленом диапазоне с шагом 10 нм, с первой полосой с центром на 390 нм и доходящей до 520 нм). Таким образом, мы продемонстрировали потерю жизнеспособности клеток на всех протестированных длинах волн, но с более значительными и статистически значимыми различиями в четырех полосах освещения 10 нм с центрами 420, 430, 440 и 450 нм. Апоптоз клеток также значительно увеличивался при тех же четырех полосах освещения при двух самых высоких концентрациях A2E (20 мкМ и 40 мкМ).Эти результаты предполагают, что спектральный диапазон 415–455 нм может быть наиболее опасным светом для пациентов с риском ARMD. Эти результаты показывают, что ни энергия длины волны, ни интенсивность света не являются преобладающими факторами фотоповреждения клеток РПЭ. Вместо этого обнаружено, что фототоксичность, зависящая от длины волны, перекрывается с максимумом видимого поглощения клеток RPE, нагруженных A2E. Следовательно, токсичность синего света для клеток RPE, вероятно, представляет собой сложную интеграцию между интенсивностью света, длиной волны и спектром поглощения A2E.

Световые повреждения были исследованы другими исследовательскими группами не только in vitro , как обсуждалось выше, но также in vivo на различных моделях животных. Например, их исследовали при очень интенсивном освещении в течение короткого периода времени, например, 3000 люкс в течение до 2 часов у крыс-альбиносов. Дегенерация фоторецепторов произошла менее чем за 90 минут, тогда как апоптоз клеток РПЭ задерживался на несколько часов [44]. Использование двух разных животных моделей мышей с дефицитом родопсина и RPE65 показало, что активация родопсина необходима для запуска этой дегенерации фоторецепторов [45].При тестировании различных полос освещения синий свет (403 ± 10 нм) приводил к серьезным повреждениям сетчатки, тогда как зеленый свет (550 ± 10 нм) не оказывал токсического действия [25]. Этот токсический эффект синего света был приписан фотообращению обесцвечивания родопсина, которое может происходить при синем, но не зеленом свете, увеличивая, таким образом, способность сетчатки улавливать фотоны [25]. Это повреждение фоторецептора синим светом может поэтому отличаться от повреждения синим светом клеток RPE. Этот вывод был дополнительно подтвержден наблюдением за гибелью клеток РПЭ у мышей, подвергшихся воздействию синего света, без родопсина [25].Однако это повреждение in vivo синим светом клеток RPE может также отличаться от вызванных A2E повреждений клеток RPE, потому что сетчатка мыши с нокаутом родопсина вряд ли будет генерировать образование A2E после блокады RPE65 [46]. Это повреждение in vivo синим светом клеток RPE могло быть более актуальным для повреждения RPE, наблюдаемого в наших руках в отсутствие A2E. Однако вызванное A2E световое повреждение клеток RPE может иметь отношение к ранней дистрофии RPE / фоторецепторов, связанной с индуцированной светом дегенерацией фоторецепторов, недавно описанной на моделях мышей с аномальным накоплением A2E [47], [48].Фактически, эти мыши даже считались животными моделями ARMD, поскольку они демонстрируют несколько основных характеристик ARMD, таких как накопление липофусцина, друзы, гибель клеток RPE, активация комплемента и даже хориоидальная неоваскуляризация [49]. Поэтому в будущих исследованиях следует выяснить, является ли спектр фототоксического действия, определенный в нашем исследовании in vitro на клетках RPE, нагруженных A2E, аналогичным образом более токсичным во время индуцированной светом дегенерации в этих моделях ARMD на животных, и может ли фильтрация соответствующих длин волн эффективно предотвратить дегенерация РПЭ / фоторецепторов и даже подавление других осложнений.

Участие света в развитии ARMD было подтверждено эпидемиологическими исследованиями и благотворным влиянием макулярных пигментов, а также других антиоксидантов. Макулярные пигменты представляют собой естественные защитные фильтры, ослабляющие синий свет в диапазоне от 400 до 500 нм с пиками при 452 и 463 нм для лютеина и зеаксантина соответственно. Их абсорбция и, следовательно, их концентрация в сетчатке, как известно, уменьшается с возрастом [50], [51], [52]. Таким образом, их пищевые добавки с высоким содержанием могут снизить риск позднего ARMD [53] и даже улучшить зрительные функции у пациентов с тяжелым ARMD [54].Все эти выводы согласуются с механизмом световой токсичности в диапазоне синего света. Фактически, эта естественная защита использовалась для создания широких фильтров, блокирующих синий цвет, и интраокулярных линз [55], [56], [57], [58]. Однако, если физиопатология ARMD основана на фотосенсибилизации A2E, наш результат предполагает, что фильтрация света в более узкой полосе от 415 до 455 нм может быть достаточной для предотвращения или ограничения развития или прогрессирования заболевания. Этот более точный и более узкий спектр фототоксического действия может быть выгодно оценен в селективных фотозащитных офтальмологических фильтрах, которые ограничивают нарушение цветового зрения и невизуальных функций, в отличие от современных интраокулярных линз с синей фильтрацией [59].Действительно, фильтры в нашей узкой полосе пропускания не будут перекрывать свет в диапазоне 460–500 нм, который важен не только для цветового зрения, но также для сужения зрачка и регуляции циркадного ритма, которые опосредуются чувствительными к меланопсину ганглиозными клетками сетчатки. Поэтому в будущих исследованиях необходимо будет оценить, могут ли новые селективные офтальмологические фильтры в определенной здесь полосе пропускания от 415 до 455 нм обеспечить защиту желтого пятна у пациентов с риском ARMD.

Материалы и методы

Расчет светового режима

Чтобы имитировать физиологические условия освещения на сетчатке, клетки РПЭ подвергали воздействию нормализованного светового спектра, полученного путем применения фильтрации с помощью окулярной среды в эталонном солнечном спектре.Использовался наземный стандартный эталонный солнечный спектр ASTM G173-03 (международный стандарт ISO 9845–1, 1992), включая прямой луч от Солнца плюс околосолнечную составляющую в диске 2,5 ° вокруг Солнца. Спектр отклоняется от простой модели переноса солнечного света в атмосфере (SMARTS) версии 2.9.2. Уровни освещенности сетчатки E e , retina (Вт / м 2 ), создаваемые воздействием солнца, были определены с использованием упрощенной модели глаза / источника света, адаптированной из [42] (Рис.1А). Источник света описывается его энергетической яркостью L e, λ, источник (λ) (Вт / ср / м 2 ), измеренной в направлении зрачка и его излучающей поверхности S источник 2 ). Предполагается, что источник мал по сравнению с расстоянием u (м) между источником и роговицей. Предполагается, что плоскость роговицы, плоскость зрачка и узловые плоскости накладываются друг на друга. Поверхность сетчатки S сетчатка , освещенная источником света, пропорциональна поверхности источника S источника , согласно формуле:

где u '- длина глаза (м).

Во-первых, для каждой длины волны энергетическая освещенность роговицы E e, роговица (Вт / м 2 ), создаваемая излучающей поверхностью S источник энергетического излучения L e, λ, источник рассчитано по формуле:

Затем для каждой длины волны мощность излучения, попадающего в зрачок, была рассчитана по формуле:

, где A зрачок - это поверхность зрачка (m 2 ) и рассчитано для размера зрачка 5 мм.

Прежде чем достичь сетчатки, мощность излучения ослабляется коэффициентом пропускания τ (λ) окулярных сред: роговицы, водянистой влаги, хрусталика и стекловидного тела (рис. 1B). Таким образом, для каждой длины волны уровень освещенности сетчатки E e , retina (λ) был выведен из мощности излучения, входящего в зрачок Φ e , зрачок (λ) с применением естественной фильтрации. тканей глаза ребенка [42], [60] (Рис. 1B – C):

с размером зрачка 5 мм и длиной глаза 17 мм:

Чтобы ускорить световое повреждение в нашей модели in vitro , клетки РПЭ в течение 18 часов подвергались облучению, нормализованному по расчетной освещенности, достигающей сетчатки E e , сетчатки , но умноженной на коэффициент f, равный 66 ( Инжир.1D).

Светоизлучающий прибор

Специальное волоконное осветительное устройство на основе светодиодов было специально разработано для освещения ячеек РПЭ (рис. 2А). Первый оптический блок (блок 1, рис. 2А) генерировал свет под управлением компьютера для обеспечения уровней градиентной освещенности от 0 мВт / см 2 до 10 мВт / см 2 . Было использовано пятнадцать световых каналов, каждый из которых состоит из светодиодов, отфильтрованных интерференционными полосовыми фильтрами с полосой пропускания 10 нм. Четырнадцать полос были равномерно распределены с шагом 10 нм в сине-зеленом диапазоне, при этом первая полоса была сосредоточена при 390 нм и доходила до 520 нм.Дополнительную полосу устанавливали на 630 нм в качестве контроля.

Генератор света находился вне инкубатора, чтобы предотвратить нарушение роста клеток РПЭ из-за выделения тепла или вибрации. Пять различных полос освещения генерировались и передавались одновременно пучками оптических волокон, поступающих в инкубатор на дно пяти частей 96-луночного планшета для культивирования (блок 2, рис. 2A и B). Для обеспечения равномерного освещения на каждом участке, состоящем из 16 скважин, использовались конические гомогенизирующие стержни для световых труб (рис.2Б). Для каждого канала освещения программное обеспечение, контролирующее уровни освещенности, было откалибровано по расчетным значениям освещенности, достигающим ячеек, как описано выше. Для каждого планшета с 16 лунками постоянно поддерживали в темноте.

Измерения уровня освещенности и однородности были последовательно оценены с использованием (i) откалиброванного спектрорадиометра JAZ (Ocean Optics®, Данидин, Флорида, США) с косинусоидальным корректором и калиброванного по абсолютной освещенности и (ii) измерителя оптической мощности (Coherent Inc. ®, Санта-Клара, США), с фотодиодом с общей активной площадью 0 мкм.4 см 2 . Контроль квадратичной производной включал (i) точность спектрорадиометра, (ii) положение лунки на участке и (iii) исследование повторяемости. Измеренная освещенность клеток соответствовала заданной. Спектральные диапазоны ширины полосы 10 нм оценивались с помощью спектрорадиометра JAZ (Ocean Optics®) от 4 до 6 раз. Полная освещенность оценивалась до и после каждого эксперимента с использованием спектрорадиометра JAZ (Ocean Optics®).

Синтез A2E

A2E был синтезирован Orga-link (Magny-Les-Hameaux, Франция) по модифицированной методике, основанной на ранее описанном методе [20].Вкратце, полностью транс-ретиналь (880 мкМ – 1 экв.), Этаноламин (387 мкМ – 0,44 экв.) И уксусная кислота (387 мкМ – 0,44 экв.) Смешивали в абсолютном этаноле (8 мл) в темноте. Темно-оранжевый раствор перемешивали при комнатной температуре в течение 7 дней. Растворитель выпаривали и неочищенный продукт (250 мг) очищали препаративной ВЭЖХ в темноте, чтобы выделить А2Е (25,3 мкМ – 5,8%) с чистотой 98% ВЭЖХ. A2E хранили при -80 ° C в темных флаконах после разведения в ДМСО до конечной концентрации 50 мМ.

Световое облучение клеток РПЭ, нагруженных A2E

Свиные глаза были куплены на местной бойне (Ги Харанг, Удан, Франция) по согласованию с местным регуляторным управлением и ветеринарами бойни.Эта процедура соответствует европейской инициативе по ограничению экспериментов на животных, потому что ни одно животное не было убито во время наших экспериментов. Глаза были взяты у животных, которых ежедневно приносили в жертву для употребления в пищу человеком. Глаза очищали от мышц и инкубировали в течение 4 минут в Pursept-AXpress (Merz Hygiene GmbH, Франкфурт, Германия) для дезинфекции. Переднюю часть разрезали вдоль лимба для удаления роговицы, хрусталика и сетчатки. Раствор, содержащий 0,25% трипсин-ЭДТА (Life Technologies, Карлсбад, Калифорния, США), вводили на 1 час при 37 ° C в наглазник.Затем клетки RPE осторожно отделяли от мембраны Бруха и ресуспендировали в среде Игла, модифицированной Дульбекко (DMEM, Life Technologies), с добавлением 20% фетальной бычьей сыворотки (FBS, Life Technologies) и 10 мкг / мл гентамицина (Life Technologies). Очищенные клетки от 6 до 8 глаз объединяли и помещали в чашки Петри диаметром 60 мм, равные количеству подготовленных глаз. Клеткам позволяли расти в инкубаторе с контролируемой атмосферой при 5% CO2 и 37 ° C. Питательную среду обновляли через 24 часа после первого посева.Когда клетки достигли слияния (около 3 дней), их отделяли от чашки Петри 5-минутной обработкой 0,05% трипсином-ЭДТА при 37 ° C. Затем их ресуспендировали в DMEM с добавлением 20% FBS и 10 мкг / мл гентамицина и высевали в черный 96-луночный планшет с прозрачным дном по 75000 клеток на лунку.

A2E добавляли в культуральную среду через 72 часа после посева в 96-луночный планшет, когда клетки RPE становились конфлюэнтными. Среду DMEM-20% SVF удаляли и заменяли на DMEM без сыворотки, но содержащую A2E от 0 до 100 мкМ.Во всех условиях конечную концентрацию ДМСО доводили до 0,1%. Через шесть часов клетки дважды промывали в модифицированной среде DMEM без какого-либо фотосенсибилизатора, такого как феноловый красный, рибофлавин, фолиевая кислота и ароматические аминокислоты.

Кривая доза-ответ токсичности A2E оценивалась с помощью люминесцентного анализа жизнеспособности клеток CellTiter-Glo® (Promega, Fitchburg, WI, USA) в соответствии с протоколом производителя. Впоследствии жизнеспособность клеток была определена количественно с помощью анализа ApoTox-Glo ™ (Promega), который также предоставляет информацию об апоптозе и некрозе.Для экспериментов со спектром фототоксического действия клетки подвергали воздействию света в течение 18 часов, а затем выдерживали в темноте в течение 6 часов перед анализом ApoTox-Glo ™ (Promega). Все измерения были усреднены по 4 лункам для каждой полосы освещения и каждой концентрации A2E. Затем значения были нормализованы до контрольного значения в темноте. Измерения, выполненные на микропланшетном ридере Infinite® M1000 (TECAN, Männedorf, Швейцария), были повторены для каждой полосы освещения в 4-6 независимых экспериментах.

Количественное определение A2E в клетках RPE

Клетки инкубировали в течение 6 часов в 5, 15, 20, 30 или 40 мкМ A2E.Затем их промывали 3 раза модифицированной DMEM для удаления оставшегося внеклеточного A2E. Затем клетки извлекали с помощью 7-минутной обработки 0,05% трипсином-ЭДТА и ресуспендировали в фосфатно-солевом растворе (PBS, Life Technologies). Клетки дважды смешивали с Polytron PT MR2100 (Kinematica AG, Люцерн, Швейцария) в течение 45 секунд и хранили при -80 ° C в темных флаконах. Все эти действия проводились в темноте при красном свете.

Незамороженные экстракты клеток РПЭ гомогенизировали раствором хлороформ-метанол (2: 1 мл).A2E экстрагировали трижды одним и тем же органическим раствором. После удаления всего растворителя в вакууме каждый образец растворяли в метаноле (200 мкл) и фильтровали (0,2 мкм) перед анализом UPLC. Для анализа UPLC стандарты и образцы вводили в колонку с обращенной фазой (C18) (HSS C18, Waters, 2,1 × 50 мм – 1,7 мкм) и элюировали градиентом метанола в воде (80–92% метанола + 0,1% HCOOH, 0,6 мл / мин, система Waters UPLC Acquity). Детектор масс-спектроскопии с тройным квадруполем (Waters) в режиме SIR (регистрация одиночных ионов - m / z = 592.45– M +) использовали для количественного определения A2E. Концентрацию A2E в клетках RPE определяли по интегрированным площадям пиков и выражали в нанограммах на 10 5 клеток. Внутриклеточное количественное определение А2Е повторяли в 4 независимых экспериментах.

Автофлуоресцентная визуализация клеток РПЭ

Получение аутофлуоресцентных изображений

A2E проводили на фиксированных клетках после инкубации A2E при различных концентрациях от 0 до 100 мкМ на 8-камерных предметных стеклах Lab-Tek (Thermo Fisher Scientific, Waltham, MA, USA).Клетки фиксировали 15 минут при 4 ° C с 4% (вес / объем) параформальдегидом в PBS (0,01 M, pH 7,4). Ядра клеток выявляли при инкубации клеток с 10 мкг / мл 4 ', 6-диамидино-2-фенилиндола (DAPI, Sigma-Aldrich, Saint-Louis, Mo, USA) в течение 1 часа при комнатной температуре. Затем клетки промывали и устанавливали реагентом Permafluor® (Microm, Francheville, France). Изображения получали с помощью вертикального конфокального микроскопа Olympus FV1000 с идентичными настройками для каждой концентрации A2E и 40-кратным объективом с фильтрами возбуждения / излучения 488/520 нм.Изображения ядер, окрашенных DAPI, получали с использованием фильтров возбуждения / испускания 405/461 нм.

Спектры поглощения A2E

Спектры поглощения A2E измеряли с помощью микропланшетного ридера TECAN infinite M1000 либо на свободном растворенном A2E, либо на клетках RPE. Свободный A2E растворяли в этаноле или в модифицированной среде DMEM. Спектр поглощения измеряли на живых клетках RPE, инкубированных в течение 6 часов в модифицированной среде DMEM, содержащей 40 мкМ A2E, а затем промывали 3 раза.

Статистический анализ

Статистический анализ влияния света на жизнеспособность клеток РПЭ, активность каспазы-3/7 и некроз проводили с использованием программного обеспечения Graph Pad Prism 6.После уточнения статистический анализ проводился с использованием t-критерия. В противном случае использовали односторонний дисперсионный анализ для сравнения дисперсий между группами при каждой концентрации A2E. В случае значительных различий средние значения для каждой длины волны сравнивали с темной контрольной группой с помощью теста множественного сравнения Даннета. Различия считались достоверными при * p <0,05, ** p <0,01 и *** p <0,001.

Вклад авторов

Задумал и спроектировал эксперименты: EA FV EG TV DCT JAS SP.Проведены эксперименты: EA CB CN PG KB. Проанализированы данные: EA CB. Предоставленные реактивы / материалы / инструменты анализа: CB FV VF TV. Написал статью: EA CB KB SP TV.

Список литературы

  1. 1. Конгдон Н., О'Колмейн Б., Клавер С.К., Кляйн Р., Муньос Б. и др. (2004) Причины и распространенность нарушений зрения среди взрослых в США. Arch Ophthalmol 122: 477–485.
  2. 2. Фридман Д.С., О'Колмейн Б.Дж., Муньос Б., Томани С.К., Маккарти С. и др. (2004) Распространенность возрастной дегенерации желтого пятна в США.Arch Ophthalmol 122: 564–572.
  3. 3. Rein DB, Wittenborn JS, Zhang X, Honeycutt AA, Lesesne SB, et al. (2009) Прогнозирование возрастной дегенерации желтого пятна до 2050 года: потенциальное влияние новых методов лечения. Arch Ophthalmol 127: 533–540.
  4. 4. Смит В., Ассинк Дж., Кляйн Р., Митчелл П., Клэйвер С.С. и др. (2001) Факторы риска возрастной дегенерации желтого пятна: объединенные данные с трех континентов. Офтальмология 108: 697–704.
  5. 5. Augood CA, Vingerling JR, de Jong PT, Chakravarthy U, Seland J, et al.(2006) Распространенность возрастной макулопатии у пожилых европейцев: Европейское исследование глаз (EUREYE). Arch Ophthalmol 124: 529–535.
  6. 6. Seddon JM, Reynolds R, Yu Y, Daly MJ, Rosner B (2012) Модели риска прогрессирования до поздней возрастной дегенерации желтого пятна с использованием демографических, экологических, генетических и глазных факторов. Офтальмология 118: 2203–2211.
  7. 7. Cruickshanks KJ, Klein R, Klein BE, Nondahl DM (2001) Солнечный свет и 5-летняя заболеваемость ранней возрастной макулопатией: исследование глаза бобровой плотины.Arch Ophthalmol 119: 246–250.
  8. 8. Тейлор Х.Р., Вест С., Муньос Б., Розенталь Ф.С., Бресслер С.Б. и др. (1992) Долгосрочное воздействие видимого света на глаза. Arch Ophthalmol 110: 99–104.
  9. 9. Young RW (1992) Солнечный свет и возрастные заболевания глаз. J Natl Med Assoc 84: 353–358.
  10. 10. Mitchell P, Smith W, Wang JJ (1998) Цвет радужки, чувствительность кожи к солнцу и возрастная макулопатия. Исследование глаз Голубых гор. Офтальмология 105: 1359–1363.
  11. 11. Флетчер А.Е., Бентам Г.К., Агнью М., Янг И.С., Аугуд С. и др. (2008) Воздействие солнечного света, антиоксиданты и возрастная дегенерация желтого пятна. Arch Ophthalmol 126: 1396–1403.
  12. 12. Батт А.Л., Ли Э.Т., Кляйн Р., Рассел Д., Огола Г. и др. (2011) Факторы распространенности и риска возрастной дегенерации желтого пятна у индейцев Оклахомы: исследование Vision Keepers. Офтальмология 118: 1380–1385.
  13. 13. Войникович Б., Синек С., Микович В., Телезар М., Линсак З. (2010) Эпидемиологическое исследование воздействия солнца и повреждения поля зрения у детей в Приморско-Горанском уезде - факторы риска более раннего развития дегенерации желтого пятна.Coll Antropol 34 Suppl 257–59.
  14. 14. Суй Джи, Лю Дж., Лю Джи, Гао Й., Дэн Й и др. (2013) Является ли воздействие солнечного света фактором риска возрастной дегенерации желтого пятна? Систематический обзор и метаанализ. Br J Ophthalmol. 97: 389–394.
  15. 15. Klein R, Cruickshanks KJ, Nash SD, Krantz EM, Javier Nieto F, et al. (2010) Распространенность возрастной дегенерации желтого пятна и связанных факторов риска. Arch Ophthalmol 128: 750–758.
  16. 16. Базан Х. Э., Базан Н. Г., Фини-Бернс Л., Берман Э. Р. (1990) Липиды в обогащенных липофусцином субклеточных фракциях человека двух возрастных популяций.Сравнение с стержневыми наружными сегментами и нервной сетчаткой. Инвестируйте в офтальмол Vis Sci 31: 1433–1443.
  17. 17. Ng KP, Gugiu B, Renganathan K, Davies MW, Gu X и ​​др. (2008) Протеомика липофусцина пигментного эпителия сетчатки. Протеомика клеток Mol 7: 1397–1405.
  18. 18. Sparrow JR, Wu Y, Kim CY, Zhou J (2010) Фосфолипид встречает полностью трансретинальный: создание бисретиноидов RPE. J. Lipid Res. 51: 247–261.
  19. 19. Бен-Шабат С., Итагаки Ю., Джокуш С., Воробей-младший, Турро Нью-Джерси и др.(2002) Образование нонаоксирана из A2E, липофусцинового флуорофора, связанного с дегенерацией желтого пятна, и свидетельства участия синглетного кислорода. Angew Chem Int Ed Engl 41: 814–817.
  20. 20. Parish CA, Hashimoto M, Nakanishi K, Dillon J, Sparrow J (1998) Выделение и одноэтапное приготовление A2E и iso-A2E, флуорофоров из пигментного эпителия сетчатки человека. Proc Natl Acad Sci U S A 95: 14609–14613.
  21. 21. Хантер Дж. Дж., Морган Дж. И., Мериган У. С., Слини Д.Х., Воробей-младший и др.(2012) Восприимчивость сетчатки к фотохимическим повреждениям от видимого света. Prog Retin Eye Res 31: 28–42.
  22. 22. Ван Норрен Д., Горгельс Т.Г. (2011) Спектр действия фотохимического повреждения сетчатки: обзор данных монохроматического порога. Photochem Photobiol 87: 747–753.
  23. 23. Lawwill T (1982) Три основных патологических процесса, вызываемых светом в сетчатке приматов: поиск механизмов. Trans Am Ophthalmol Soc 80: 517–579.
  24. 24.Lund DJ, Stuck BE, Edsall P (2006) Пороги повреждения сетчатки для лазеров с синей длиной волны. Физика здоровья 90: 477–484.
  25. 25. Гримм С., Венцель А., Уильямс Т., Рол П., Хафези Ф. и др. (2001) Опосредованное родопсином повреждение сетчатки крысы синим светом: эффект фотообращения обесцвечивания. Инвестируйте в офтальмол Vis Sci 42: 497–505.
  26. 26. Ван Норрен Д., Шеллекенс П. (1990) Опасность синего света у крысы. Видение Res 30: 1517–1520.
  27. 27. Горгельс Т.Г., ван Норрен Д. (1995) Ультрафиолет и зеленый свет вызывают различные типы повреждений сетчатки глаза крысы.Инвестируйте в офтальмол Vis Sci 36: 851–863.
  28. 28. Putting BJ, Van Best JA, Vrensen GF, Oosterhuis JA (1994) Вызванная синим светом дисфункция гемато-ретинального барьера пигментного эпителия у кроликов-альбиносов по сравнению с пигментированными кроликами. Exp Eye Res 58: 31–40.
  29. 29. Putting BJ, van Best JA, Zweypfenning RC, Vrensen GF, Oosterhuis JA (1993) Спектральная чувствительность гемато-ретинального барьера пигментного эпителия к синему свету в диапазоне 400–500 нм. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol 231: 600–606.
  30. 30. Putting BJ, Zweypfenning RC, Vrensen GF, Oosterhuis JA, van Best JA (1992) Дисфункция гемато-ретинального барьера в пигментном эпителии, индуцированная синим светом. Инвестируйте в офтальмол Vis Sci 33: 3385–3393.
  31. 31. Putting BJ, Zweypfenning RC, Vrensen GF, Oosterhuis JA, van Best JA (1992) Дисфункция и восстановление гемато-сетчатого барьера после воздействия белого света: флуорофотометрическое и гистологическое исследование. Exp Eye Res 54: 133–141.
  32. 32.Van Best JA, Putting BJ, Oosterhuis JA, Zweypfenning RC, Vrensen GF (1997) Функция и морфология пигментного эпителия сетчатки после повреждения, вызванного светом. Microsc Res Tech 36: 77–88.
  33. 33. Wihlmark U, Wrigstad A, Roberg K, Nilsson SE, Brunk UT (1997) Накопление липофусцина в культивируемых пигментных эпителиальных клетках сетчатки вызывает повышенную чувствительность к облучению синим светом. Free Radic Biol Med 22: 1229–1234.
  34. 34. Дэвис С., Эллиотт М.Х., Флор Е, Траскотт Т.Г., Зареба М. и др.(2001) Фотоцитотоксичность липофусцина в клетках пигментного эпителия сетчатки человека. Free Radic Biol Med 31: 256–265.
  35. 35. Sparrow JR, Miller AS, Zhou J (2004) Поглощающая синий свет интраокулярная линза и защита пигментного эпителия сетчатки in vitro. J Cataract Refract Surg 30: 873–878.
  36. 36. Sparrow JR, Nakanishi K, Parish CA (2000) Флуорофор А2Е липофусцина опосредует индуцированное синим светом повреждение пигментированных эпителиальных клеток сетчатки. Инвестируйте офтальмол Vis Sci 41: 1981–1989.
  37. 37. Sparrow JR, Parish CA, Hashimoto M, Nakanishi K (1999) A2E, липофусциновый флуорофор в пигментированных эпителиальных клетках сетчатки человека в культуре. Инвестируйте офтальмол Vis Sci 40: 2988–2995.
  38. 38. Schutt F, Davies S, Kopitz J, Holz FG, Boulton ME (2000) Фотоповреждение человеческих клеток RPE с помощью A2-E, ретиноидного компонента липофусцина. Инвестируйте офтальмол Vis Sci 41: 2303–2308.
  39. 39. Чжоу Дж., Воробей Дж. Р. (2011) Фильтрация света в модели культуры пигментных эпителиальных клеток сетчатки.Optom Vis Sci 88: 759–765.
  40. 40. Sparrow JR, Cai B (2001) Индуцированный синим светом апоптоз А2Е-содержащего РПЭ: участие каспазы-3 и защита Bcl-2. Инвестируйте офтальмол Vis Sci 42: 1356–1362.
  41. 41. Westlund BS, Cai B, Zhou J, Sparrow JR (2009) Участие c-Abl, p53 и MAP-киназы JNK в программе гибели клеток, инициированной в A2E-нагруженных клетках ARPE-19 под воздействием синего света. Апоптоз 14: 31–41.
  42. 42. Boettner EA, Wolter JR (1962) Передача глазных сред.Следственная офтальмология 1 (6).
  43. 43. Sparrow JR, Zhou J, Ben-Shabat S, Vollmer H, Itagaki Y и др. (2002) Участие окислительных механизмов в индуцированном синим светом повреждении А2Е-нагруженного РПЭ. Инвестируйте в офтальмол Vis Sci 43: 1222–1227.
  44. 44. Hafezi F, Marti A, Munz K, Reme CE (1997) Светоиндуцированный апоптоз: разное время в сетчатке и пигментном эпителии. Exp Eye Res 64: 963–970.
  45. 45. Гримм С., Венцель А., Хафези Ф., Ю. С., Редмонд TM и др.(2000) Защита мышей с дефицитом Rpe65 идентифицирует родопсин как медиатор индуцированной светом дегенерации сетчатки. Нат Генет 25: 63–66.
  46. 46. Маити П., Конг Дж., Ким С.Р., Воробей Дж. Р., Алликметс Р. и др. (2006) Маломолекулярные антагонисты RPE65 ограничивают зрительный цикл и предотвращают образование липофусцина. Биохимия 45: 852–860.
  47. 47. Maeda A, Golczak M, Maeda T, Palczewski K (2009) Ограниченные роли Rdh8, Rdh22 и Abca4 в очищении сетчатки от всех транс-ретиналов в сетчатке мышей.Инвестируйте офтальмол Vis Sci 50: 5435–5443.
  48. 48. Maeda A, Maeda T, Golczak M, Palczewski K (2008) Ретинопатия у мышей, вызванная нарушением клиренса всех трансретиналов. J Biol Chem 283: 26684–26693.
  49. 49. Маэда Т., Маеда А., Матоски М., Окано К., Роос С. и др. (2009) Оценка потенциальных методов лечения на мышиной модели возрастной дегенерации желтого пятна у человека, вызванной задержкой полностью трансретинального клиренса. Инвестируйте в офтальмол Vis Sci 50: 4917–4925.
  50. 50.Kaya S, Weigert G, Pemp B, Sacu S, Werkmeister RM и др. (2012) Сравнение пигмента желтого пятна у пациентов с возрастной дегенерацией желтого пятна и здоровых контрольных субъектов - исследование с использованием спектральной отражательной способности глазного дна. Acta Ophthalmol 90: e399–403.
  51. 51. Раман Р., Раджан Р., Бисвас С., Вайтхесваран К., Шарма Т. (2011) Оптическая плотность макулярного пигмента у населения Южной Индии. Инвестируйте в офтальмол Vis Sci 52: 7910–7916.
  52. 52. Геллерманн В., Ермаков И.В., Ермакова М.Р., Макклейн Р.В., Чжао Д.Ю. и др.(2002) In vivo резонансное рамановское измерение макулярных каротиноидных пигментов в сетчатке молодого и стареющего человека. J Opt Soc Am A Opt Image Sci Vis 19: 1172–1186.
  53. 53. Sabour-Pickett S, Nolan JM, Loughman J, Beatty S (2012) Обзор доказательств, относящихся к предполагаемой защитной роли каротиноидов желтого пятна для возрастной дегенерации желтого пятна. Mol Nutr Food Res 56: 270–286.
  54. 54. Вейгерт Г., Кая С., Пемп Б., Саку С., Ласта М. и др. (2011) Влияние добавок лютеина на оптическую плотность макулярного пигмента и остроту зрения у пациентов с возрастной дегенерацией желтого пятна.Инвестируйте в офтальмол Vis Sci 52: 8174–8178.
  55. 55. Rezai KA, Gasyna E, Seagle BL, Norris JR Jr, Rezaei KA (2008) Фильтр AcrySof Natural снижает индуцированный синим светом апоптоз в пигментном эпителии сетчатки человека. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol 246: 671–676.
  56. 56. Санчес-Рамос С., Вега Дж. А., дель Валле М. Е., Фернандес-Бальбуэна А., Боннин-Ариас С. и др. (2010) Роль металлопротеаз в дегенерации сетчатки, вызванной фиолетовым и синим светом. Adv Exp Med Biol 664: 159–164.
  57. 57. Tanito M, Kaidzu S, Anderson RE (2006) Защитные эффекты мягкого акрилового желтого фильтра против повреждения сетчатки у крыс, вызванного синим светом. Exp Eye Res 83: 1493–1504.
  58. 58. Уэда Т., Наканиси-Уэда Т., Ясухара Х., Коиде Р., Доусон В.В. (2009) Контроль над повреждением глаз за счет уменьшения синего освещения. Exp Eye Res 89: 863–868.
  59. 59. Mainster MA, Turner PL (2010) ИОЛ, блокирующие синий цвет, уменьшают фоторецепцию, не обеспечивая значительной фотозащиты.Surv Ophthalmol 55: 272–289.
  60. 60. Беттнер Э.А. (1967) Спектральная передача глаза. Анн-Арбор: Мичиганский университет. 46 с.
  61. 61. Le Grand Y (1972) Optique Physiologique, Vol 2, Lumière et Couleurs: Masson & CIE. 490 с.

Смачивающие и диспергирующие вещества для покрытий


Процесс диспергирования имеет решающее значение. Действительно, это повлияет на многие параметры, такие как:

Что такое диспергатор? - Диспергатор или диспергирующий агент определяется как поверхностно-активное химическое вещество, которое оказывает сольватирующее действие на материал, подлежащий диспергированию, и, таким образом, способствует образованию дисперсии путем его диспергирования или суспендирования.Диспергаторы помогают поддерживать состояние дисперсии, предотвращая осаждение или агрегацию.

в жидкую фазу. На этом этапе воздух и влага, захваченные на поверхности пигмента, перемещаются в жидкую фазу мелющей среды. Границы раздела пигмент / воздух становятся границей раздела пигмент / жидкость. Чтобы продолжить, жидкость должна смочить поверхность пигмента.

влияют на эту стадию, изменяя поверхностное натяжение на границе раздела, они могут помочь и ускорить смачивание пигмента.

ДИСПЕРСИРОВАНИЕ: Помольное оборудование (диссольверы, помольные мельницы, песчаные мельницы…) вводят в систему механическую энергию. Эта энергия сдвига разрушает и разделяет агломераты пигмента на более мелкие частицы. Эта вновь созданная поверхность смачивается жидкостью шлифовальной среды.

Энергия диспергирования (связанная со временем диспергирования) является чрезвычайно важным параметром для достижения оптимального разделения всех агломератов пигмента на идеальные первичные частицы пигмента.

Смачивающие и диспергирующие агенты снижают силы между частицами пигмента и помогают измельчать агломераты на более мелкие частицы

СТАБИЛИЗАЦИЯ: Естественно, недавно полученные мелкие частицы имеют тенденцию к повторной агломерации. Это « флокуляция ». Неконтролируемые агрегаты и флокуляты плохо влияют на качество краски и могут снизить стабильность краски, уменьшить силу цвета и блеск или изменить реологию краски.

Смачивающие и диспергирующие вещества предотвращают этот нежелательный эффект и обеспечивают долгосрочную стабилизацию .

Очевидно, что процесс диспергирования пигмента включает три важных этапа :
Смачивание, диспергирование, стабилизация

Правильный смачивающий и диспергирующий агент должен удовлетворять требованиям для всех этих трех стадий.

Продолжайте читать, чтобы узнать больше:

Различные типы диспергирующих и смачивающих агентов пигментов

В дополнение к характеристикам 3 ступеней, мы должны учитывать влияние жидкой среды измельчения:

  • В системах на основе растворителя смачивающий и диспергирующий агент должен быть растворим в жидкой шлифовальной среде.Растворимость и полярность растворителя - важные параметры, которые необходимо проверить.
  • В системах на водной основе жидкая фаза довольно полярна (из-за воды), и вместе с растворимостью pH также является важным параметром, который необходимо проверить.

На рынке покрытий существует множество производителей смачивающих веществ, тем не менее, мы можем классифицировать их следующим образом:

Обычные смачивающие и диспергирующие агенты

В основном низкомолекулярные, они основаны на сложных полиэфирах, полиамидах, полигликолях и химическом составе жирных кислот (FAME).Таких общих характеристик имеют:

  • Эффект поверхностно-активного вещества, снижение поверхностного натяжения на границе раздела твердое тело / жидкость
  • Анкерные группы, адсорбированные на поверхности пигмента
  • Хорошая совместимость с носителями
  • МВт = 500 ~ 2000 г / моль

К другим ключевым характеристикам диспергентов этого типа относятся:

  • Отличная смачивающая способность
  • Сокращение времени измельчения / диспергирования
  • Анти-седиментация
  • Эффективен против затопления и плавучести
  • Режим действия: в основном электростатический, с небольшими стерическими препятствиями
  • Рекомендуется для неорганических материалов и систем на водной основе, подходящих для органических пигментов

Модифицированная жирная кислота типа - Действуя как эмульгатор, они дают отличные результаты для универсальных концентратов пигментов.

Сложный эфир фосфорной кислоты - Структура полиэфира и полиэфира, отлично подходит для диспергирования неорганических материалов.

Полимерные диспергаторы и смачивающие вещества

Классификация полимерных типов смачивающих и диспергирующих агентов основана на их:

  • Анкерный механизм
  • Химическая структура (полиакрил, полиуретан, сополимер…) и
  • Молекулярный вес

На этот тип также влияет конструкция полимера (линейная, разветвленная, звездообразная) и процесс полимеризации (типы процессов контролируемой полимеризации обеспечивают продукты с высокими характеристиками, но также являются более дорогими).К их ключевым характеристикам относятся:

  • Тип полимера: много анкерных групп
  • Большой выбор химии
  • Большой выбор полимеров по дизайну и молекулярной массе
  • Mw = 5,000 ~ 50,000 г / моль

Кроме того, полимерный смачивающий и диспергирующий агент может иметь несколько преимуществ, таких как:

  • Отличная смачивающая способность
  • Сокращение времени измельчения / диспергирования
  • Очень эффективен для долговременной стабилизации
  • Режим действия: стерическое препятствие
  • Поливалентное семейство (на водной основе, на основе растворителей, органическое или неорганическое вещество)

На основе полиакриловой кислоты - Обычно более низкая молекулярная масса (а также стоимость) по сравнению с другими структурами, они особенно рекомендуются в покрытиях на водной основе для увеличения пигментной нагрузки неорганического материала.Очень красивый рентабельный продукт. Аммиачная и натриевая соль - типичные продукты для латексных красок.

Полиуретаны - Отлично подходят для снижения вязкости мельницы. Как следствие, увеличивается пигментная нагрузка и сокращается время диспергирования. Гибкость этой структуры (основная цепь, разветвленные цепи, анкерные группы) позволяет создавать различные структуры для многих систем на основе растворителей и без растворителей.

Полиакрилаты - По своим свойствам они аналогичны полиуретановым.Более высокие молекулярные массы могут обеспечить лучшую совместимость там, где полиуретановая структура не подходит. Подходящая структура для систем на водной основе и на основе растворителей.

CPT: Технология контролируемой полимеризации / рост живой цепи - Этот процесс полимеризации позволяет производителю очень точно регулировать полимерную цепь, чего нельзя сказать о классическом процессе ступенчатого роста (конденсационная полимеризация является случайным процессом).

Смачивающий и диспергирующий агент, полимеризованные с помощью этого процесса, очень похожи от партии к партии, что не относится к классической конденсации, где молекулярная масса может значительно варьироваться от одной партии к другой.Очень эффективные, но более дорогие продукты.



Выберите подходящий смачивающий и диспергирующий агент

Выбор лучшего смачивающего и диспергирующего агента для системы может сначала показаться сложным, но многие подсказки могут сориентировать наш выбор. Затем с помощью серии простых лабораторных тестов можно будет выбрать лучший.

Выбранный смачивающий и диспергирующий агент должен быть эффективным на 3 этапах процесса диспергирования или, по крайней мере, не иметь каких-либо нежелательных негативных эффектов.

Общее сравнение между обычным и полимерным типами

На рынке покрытий имеется множество смачивающих и диспергирующих агентов, тем не менее, мы можем классифицировать их как: Обычные и полимерные смачивающие и диспергирующие вещества . В таблице ниже сравниваются свойства обычных и полимерных смачивающих / диспергирующих агентов

.
Имущество

Обычный

Полимерный

Система

На водной основе

На основе растворителей

Пигмент

Органическое

Минеральное

Электростатическая стабилизация

Высокая

Низкий

Стабилизация стерических препятствий

Низкий

Высокая

Пигментная нагрузка

Низкое - Среднее

Высокая

Качество финальной пигментной пасты

Низкое - Среднее

Высокая - Очень высокая

Универсальность

Средний

Высокая

Цена

Низкое - Среднее

Высокая - Очень высокая


Смачивание и диспергирование

Обычно органические пигменты имеют более высокую абсорбцию масла, чем неорганические пигменты.Это окажет прямое влияние на потребность в добавках и, конечно же, на стоимость рецептуры.

Чтобы выбрать лучшую дозировку, следует провести тест с использованием рекомендованной дозировки, затем ¼ больше и меньше и сравнить результаты.


Ориентировочная дозировка,% твердого смачивающего и диспергирующего агента на твердом пигменте

Диоксид титана

1,5 - 3.0%

Оксид железа

2,5 - 4,0%

Фталоцианин

15–25%

Органический красный

15–30%

Органический фиолетовый

15 - 35%

Черный карбон, обычный

15-20%

Черный карбон, высокий канал

15–50%


Добавка в соответствии с вашим конечным применением

Таким образом, можно сделать вывод, что: Выбор правильного смачивающего и диспергирующего агента зависит от многих параметров.

  • Во-первых, сама система (на водной основе или на основе растворителя)
  • Затем пигмент (органический, минеральный, тонкий, грубый, прозрачный…)
  • И, наконец, приложение для конечного использования

В некоторых рецептурах замена смачивающего и диспергирующего агента - действительно положительный выбор, улучшающий качество краски. Продукты от CPT предлагают отличные результаты, но разумна ли стоимость в рассматриваемой рецептуре? Правильный выбор, конечно же, будет основан на результатах этих испытаний, но также и на технических характеристиках, которые необходимо достичь не только с точки зрения качества краски, но и с точки зрения экономии.



Испытание смачивающего и диспергирующего агента

Смачивающий и диспергирующий агент оказывает значительное влияние на свойства краски. Он оказывает прямое влияние на размер частиц, а затем его эффективность можно оценить, проверив правильные параметры.

Для завершения валидации смачивающий и диспергирующий агент должен пройти серию лабораторных испытаний:

Совместимость с Системой

Смешайте смачиватель и диспергирующий агент с системой без пигментов.Он должен быть полностью совместим с другим компонентом рецептуры. Если нет, попробуйте отрегулировать pH или полярность.


Пигментный шок

После диспергирования сделайте простое разбавление небольшого количества краски (10-20% в растворителе или воде). Пигментный шок - результат плохой стабилизации пигмента.


Опустить

Сделайте простой рисунок и проверьте качество нанесения: интенсивность цвета, прозрачность, блеск, общий вид.Несовместимый смачиватель и диспергирующий агент может привести ко многим дефектам, таким как засев.


Растирание (для цветовой смеси или пигментных концентратов в базовой краске) ​​

Чтобы проверить затопление, можно провести простой тест на стирание. После непродолжительного высыхания, когда пленка почти высохнет, протрите пальцем часть поверхности краски. Цвет должен быть таким же, как и необработанная часть.


Стабильность при хранении

Образцы краски хранятся при низкой температуре (от -5 ° C до 5 ° C) и высокой температуре (от 40 ° C до 60 ° C) в течение одной или двух недель, после чего проводятся предыдущие испытания, затем результаты сравниваются с исходными. единицы и образец остались на полках.

Идеальный продукт не должен иметь значительных отклонений от условий хранения.


Коммерчески доступные диспергирующие агенты для пигментов


Разъясняющий камуфляж каракатицы

Каракатица обыкновенная (Sepia officinalis). Предоставлено: MPI для исследования мозга / Стефан Юнек.

Уникальная способность каракатиц, кальмаров и осьминогов прятаться, имитируя цвета и текстуру окружающей их среды, очаровывала ученых-естествоиспытателей со времен Аристотеля.Эти моллюски, уникальные среди всех животных, контролируют свой внешний вид путем прямого воздействия нейронов на расширяемые пиксели, исчисляемые миллионами, расположенные в их коже. Ученые из Института исследований мозга Макса Планка и Франкфуртского института перспективных исследований / Университета Гете использовали это нейронно-пиксельное соответствие, чтобы заглянуть в мозг каракатицы, сделав вывод о предполагаемой структуре управляющих сетей посредством анализа динамики рисунка кожи.

Каракатицы, кальмары и осьминоги - это группа морских моллюсков, называемых колеидными головоногими моллюсками, в состав которых когда-то входили аммониты, ныне известные только как спиральные окаменелости мелового периода.Современные жесткокрылые головоногие моллюски утратили свои внешние панцири около 150 миллионов лет назад и стали вести все более активный хищный образ жизни. Это развитие сопровождалось значительным увеличением размера их мозга: современные каракатицы и осьминоги имеют самый большой мозг (относительно размера тела) среди беспозвоночных, сравнимый по размеру с размерами рептилий и некоторых млекопитающих. Они используют этот большой мозг для выполнения ряда разумных действий, включая уникальную способность изменять рисунок своей кожи, чтобы маскироваться или прятаться в своем окружении.

Головоногие моллюски контролируют маскировку путем прямого воздействия своего мозга на специализированные клетки кожи, называемые хроматофорами, которые действуют как биологические цветные «пиксели» на дисплее мягкой кожи. Каракатицы обладают миллионами хроматофоров, каждый из которых может расширяться и сжиматься, что приводит к локальным изменениям контрастности кожи. Контролируя эти хроматофоры, каракатицы могут изменять свой внешний вид за доли секунды. Они используют камуфляж для охоты, чтобы избежать хищников, а также для общения.

Чтобы замаскировать, каракатицы не соответствуют пикселям своего локального окружения. Вместо этого они, кажется, извлекают через зрение статистическую аппроксимацию своего окружения и используют эту эвристику для выбора адаптивного камуфляжа из предполагаемого большого, но конечного репертуара вероятных паттернов, отобранных эволюцией. Биологические решения этой проблемы статистического сопоставления неизвестны. Но поскольку каракатицы могут решить эту проблему, как только вылупятся из яйца, их решения, вероятно, являются врожденными, встроены в мозг каракатицы и относительно просты.Группа ученых из Института исследований мозга Макса Планка и Франкфуртского института перспективных исследований (FIAS) / Университета Гете во главе с директором MPI Жилем Лораном разработала методы, которые начинают обнаруживать эти решения.

Новый метод позволяет исследователям изучать внутреннюю работу мозга каракатиц, отслеживая изменяющие цвет клетки в их коже. Эти клетки напрямую контролируются нейронами, отходящими от мозга.Наблюдая за клетками с помощью камер с высоким разрешением, исследователи могут впервые отслеживать активность десятков тысяч нейронов одновременно. Предоставлено: Общество Макса Планка.

Хроматофоры каракатицы - это специализированные клетки, содержащие эластичный мешок из цветных пигментных гранул. Каждый хроматофор прикреплен к мельчайшим радиальным мышцам, которые сами контролируются небольшим количеством мотонейронов в головном мозге. Когда эти двигательные нейроны активируются, они заставляют мышцы сокращаться, расширяя хроматофор и отображая пигмент.Когда нервная активность прекращается, мышцы расслабляются, эластичный пигментный мешок сжимается и обнажается отражающая нижележащая кожа. Поскольку отдельные хроматофоры получают входные данные от небольшого количества мотонейронов, состояние экспансии хроматофора может обеспечивать косвенное измерение активности моторных нейронов.

«Мы решили просто и косвенно измерить производительность мозга, визуализируя пиксели на коже животного», - говорит Лоран.Действительно, мониторинг поведения каракатиц с разрешением хроматофора предоставил уникальную возможность косвенно «визуализировать» очень большие популяции нейронов у свободно ведущих животных. Постдок Сэм Рейтер из лаборатории Лорана, первый автор этого исследования, и его соавторы сделали вывод об активности двигательных нейронов, анализируя детали совместных флуктуаций хроматофора. В свою очередь, анализируя совместные вариации этих предполагаемых двигательных нейронов, они могли предсказать структуру еще более высоких уровней контроля, «визуализируя» все более и более глубоко в мозге каракатицы посредством подробного статистического анализа его хроматофорной продукции.

Чтобы добраться туда, потребовались годы упорной работы, несколько хороших идей и несколько удачных перерывов. Ключевым требованием для успеха было умение отслеживать десятки тысяч отдельных хроматофоров параллельно со скоростью 60 изображений с высоким разрешением в секунду и отслеживать каждый хроматофор от одного изображения к другому, от одного образца к другому, от одной недели до следующей. затем, когда животное дышало, двигалось, меняло внешний вид и росло, постоянно вставляя новые хроматофоры. Одним из ключевых открытий было «понимание того, что физическое расположение хроматофоров на коже достаточно нерегулярно, что является локально уникальным, что дает локальные отпечатки пальцев для сшивания изображений», - говорит Маттиас Кашубе из FIAS / GU.Путем итеративного и кусочного сравнения изображений стало возможным искажать изображения таким образом, чтобы все хроматофоры были правильно выровнены и отслеживались, даже если их индивидуальные размеры различались - как это происходит при изменении рисунка кожи - и даже при появлении новых хроматофоров - как это происходит из одного день к следующему по мере роста животного.

Благодаря таким идеям, как этот, и при помощи нескольких суперкомпьютеров, команде Лорана удалось достичь своей цели и, таким образом, начать изучать мозг животного и его систему контроля маскировки.Попутно они также сделали неожиданные наблюдения. Например, когда животное меняет внешний вид, оно меняется очень специфическим образом через последовательность точно определенных промежуточных паттернов. Это наблюдение важно, потому что оно предполагает внутренние ограничения на генерацию паттернов, тем самым выявляя скрытые аспекты нейронных цепей управления. Они также обнаружили, что хроматофоры систематически меняют цвет с течением времени, и что время, необходимое для этого изменения, согласовано со скоростью производства новых хроматофоров по мере роста животного, так что относительная доля каждого цвета остается постоянной.Наконец, наблюдая за этим развитием, они вывели минимальные правила, которые могут объяснить морфогенез кожи у этого и, возможно, у всех других видов жестковообразных головоногих моллюсков.

«Это исследование открывает широкий спектр новых вопросов и возможностей», - говорит Лоран. «Некоторые из них касаются восприятия текстуры и имеют отношение к растущей области когнитивной вычислительной нейробиологии; другие помогают определить точную связь между активностью мозга и поведением, область, называемую нейроэтологией; другие, тем не менее, помогают определить клеточные правила развития, участвующие в морфогенезе ткани.Наконец, эта работа открывает окно в мозг животных, чья родословная отделилась от нашей более 540 миллионов лет назад. Мозг головоногих моллюсков дает уникальную возможность изучить эволюцию другой формы интеллекта, основываясь на истории, полностью независимой от происхождения позвоночных на протяжении более полумиллиарда лет ".


Исследование показывает, что кожа осьминога обладает тем же клеточным механизмом для обнаружения света, что и его глаза.
Дополнительная информация: Сэм Рейтер и др.Выяснение контроля и развития кожного рисунка у каракатиц, Nature (2018). DOI: 10.1038 / s41586-018-0591-3 Предоставлено Общество Макса Планка

Ссылка : Выясняющий камуфляж каракатиц (18 октября 2018 г.) получено 22 июля 2021 г. с https: // физ.org / news / 2018-10-elucidating-cuttlefish-camouflage.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, никакие часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

Гормон, стимулирующий меланоциты | Вы и ваши гормоны от Общества эндокринологов

Альтернативные названия меланоцит-стимулирующего гормона

MSH; α-меланоцит-стимулирующий гормон; альфа-МСГ; α-МСГ; альфа-меланотропин; альфа-меланокортин; альфа-интермедин; меланофор-стимулирующий гормон

Что такое меланоцитстимулирующий гормон?

Меланоцитостимулирующий гормон - это собирательное название группы пептидных гормонов, вырабатываемых кожей, гипофизом и гипоталамусом.В ответ на ультрафиолетовое (УФ) излучение его продукция кожей и гипофизом усиливается, и это играет ключевую роль в образовании цветной пигментации, обнаруживаемой на коже, волосах и глазах. Он делает это, побуждая специализированные клетки кожи, называемые меланоцитами, производить пигмент, называемый меланином; меланин защищает клетки от повреждений ДНК 'data-content =' 1519 '> DNA- (1)'> ДНК, которые могут привести к раку кожи (меланоме).

Гормон, стимулирующий меланоциты, вырабатывается из той же молекулы-предшественника, что и адренокортикотропный гормон, называемый проопиомеланокортин (ПОМК).

Гормон, стимулирующий меланоциты, вырабатываемый в гипоталамусе, назван так из-за его стимулирующего действия на пигментные клетки, но также может подавлять аппетит, воздействуя на рецепторы в гипоталамусе головного мозга. Этот эффект усиливается лептином, гормоном, выделяемым жировыми клетками.
Гормон, стимулирующий меланоциты, также влияет на ряд других процессов в организме; он обладает противовоспалительным действием, может влиять на высвобождение гормона альдостерона, который контролирует солевой и водный баланс в организме, а также влияет на сексуальное поведение.

Как контролируется гормон, стимулирующий меланоциты?

Секреция меланоцит-стимулирующего гормона гипофизом увеличивается под воздействием УФ-излучения. В отличие от большинства гормонов, высвобождение меланоцит-стимулирующего гормона не считается контролируемым механизмом прямой обратной связи.

Что произойдет, если у меня будет слишком много гормона, стимулирующего меланоциты?

Прямым следствием высокого уровня меланоцит-стимулирующего гормона является повышенная выработка меланина. Это может произойти в результате длительного пребывания на солнце или загара кожи.Однако люди с высоким уровнем меланоцит-стимулирующего гормона в крови не обязательно хорошо загорают или имеют даже пигментацию кожи. Люди со светлой кожей, как правило, производят меньше меланина из-за различий в рецепторах меланоцит-стимулирующего гормона, что означает, что они не реагируют на уровни меланоцит-стимулирующего гормона в крови.

Гиперпигментация или аномальное потемнение кожи обнаруживается у пациентов с первичной надпочечниковой недостаточностью (болезнь Аддисона). При болезни Аддисона надпочечники не вырабатывают достаточного количества гормонов (в том числе кортизола).Как следствие, гипоталамус стимулирует гипофиз к выработке большего количества адренокортикотропного гормона, чтобы попытаться стимулировать надпочечники производить больше кортизола. Адренокортикотропный гормон может расщепляться с образованием меланоцит-стимулирующего гормона, что приводит к гиперпигментации кожи.

Уровень меланоцит-стимулирующего гормона также повышается во время беременности и у женщин, принимающих противозачаточные таблетки, что может вызвать гиперпигментацию кожи. Синдром Кушинга из-за избыточной выработки адренокортикотропного гормона также может привести к гиперпигментации.

Что произойдет, если у меня слишком мало гормона, стимулирующего меланоциты?

Дефицит меланоцит-стимулирующего гормона приводит к отсутствию пигментации кожи и последующей потере естественной защиты от УФ-лучей солнца. При вторичной недостаточности надпочечников повреждение гипофиза препятствует высвобождению адренокортикотропного гормона и гормона, стимулирующего меланоциты, и снижает пигментацию кожи. Дефицит меланоцит-стимулирующего гормона может вызвать усиление воспаления, боли и проблем со сном, а также снижение уровня антидиуретического гормона, вызывающего жажду и частое мочеиспускание.Дефицит меланоцит-стимулирующего гормона также может привести к увеличению потребления пищи и ожирению.


Последняя проверка: май 2021 г.


Я слышал несколько разных ответов на этот, казалось бы, простой вопрос: что заставляет листья на деревьях менять цвет осенью?

Алан Дикман - директор учебной программы факультета биологии Орегонского университета в Юджине. Он дает следующие пояснения к этому часто задаваемому вопросу:

Листья всех деревьев содержат хлорофилл, зеленый пигмент, который обладает необычной способностью улавливать световую энергию и (с помощью других компонентов листа) преобразовывать эту энергию в химическую форму, такую ​​как сахар.Многие листья также содержат другие пигменты, и хотя эти пигменты не могут фотосинтезироваться, как хлорофилл, некоторые из них способны передавать хлорофиллу захваченную ими световую энергию. Некоторые из этих «дополнительных» пигментов желтого, оранжевого или красного цвета и называются каротиноидами, потому что они принадлежат к той же группе соединений, что и бета-каротин, пигмент, придающий моркови оранжевый цвет (а маргарин - желтый).

Осенью, когда листопадные листья начинают стареть, лист способен расщеплять некоторые из производимых им дорогостоящих пигментов (например, хлорофилл) и поглощать их части обратно в стебли для других целей.Когда зеленый цвет хлорофилла исчезает, другие цвета не маскируются.

Вы можете увидеть эти цвета, когда листья еще зеленые, если отделить пигменты с помощью процесса, называемого хроматографией. Если вы когда-нибудь наблюдали, как водорастворимые чернила размазываются по бумаге, когда она намокнет, вы видели хроматографию в действии. Отделить пигменты от листьев немного сложнее, потому что они часто заключены в мембраны внутри клеток листа. Но если у вас есть фильтровальная бумага (попробуйте использовать фильтр для белого кофе), вы можете попытаться нанести на нее часть пигментов, поместив лист на фильтр, а затем прокатав четверть листа по листу несколько раз, чтобы нарисовать линию пигментов на нем. бумага.Затем окуните один конец бумаги в медицинский спирт, и вы сможете увидеть некоторые другие цвета на листе отдельно от зеленого хлорофилла.

Некоторые пигменты листьев - например, красновато-пурпурный у ревеня или краснокочанной капусты - вообще не участвуют в фотосинтезе. Возможно, они помогают защитить растение от слишком большого количества солнечного света? Эти соединения содержатся в других местах в клетках листа, и многие из них водорастворимы, поэтому, если вы приготовите лист или измельчите его в блендере, этот красноватый пигмент попадет в воду.

Патриция Хауслейн - член факультета биологических наук Государственного университета Сент-Клауд в Сент-Клауде, штат Миннесота. Она предлагает этот учебник для начинающих:

«Не верю! Вот только третья неделя августа, а дерево на 9-й улице уже меняется». Я слышал много подобных комментариев на прошлой неделе. Каждый год, когда мы видим, как деревья здесь, в Центральной Миннесоте, начинают менять цвет, мы начинаем верить, что нас ждет ранняя зима.Однако я думаю, что если бы мы обратили внимание, мы бы увидели, что одно и то же дерево начинает менять цвет примерно в одно и то же время каждый год.

Так что же заставляет листья приобретать осенний цвет? Что изменилось за последние несколько недель? Здесь было прохладнее и влажнее, чем обычно, но в прошлом году в это время было жарко и сухо, и то же самое дерево все еще меняло цвет. Кажется, что каждый год в одно и то же время происходит сокращение дня (или, точнее, количество света, на которое световой день уменьшается по мере убывания лета).Фактически, именно продолжительность дня, называемая фотопериодом, запускает механизм на дереве, который запускает процесс опадания листьев перед зимой. Этот процесс опадания листьев необходим для дерева, но он дает нам дополнительную пользу в виде всплеска цвета, которым мы можем наслаждаться в течение нескольких коротких недель осенью.

Чтобы полностью ответить на вопрос «Почему листья меняют цвет и почему эти цвета?», Лучше всего разбить его на пару других вопросов.Мы уже знаем , когда листьев меняют цвет: осенью, чтобы подготовить дерево к зиме. Тогда мы можем спросить, что листья делают для дерева летом, чего не нужно делать зимой? Листья - растение-производитель дерева. Они улавливают солнечную световую энергию и используют ее для преобразования углекислого газа из воздуха и дождевой воды в сахар. Эти сахара поддерживают дерево; любое дополнительное, что сделано, позволяет дереву вырасти больше. Этот процесс, называемый фотосинтезом (что означает «соединение света»), также подтягивает воду вверх по дереву, где она испаряется с поверхности листьев.Если бы листья оставались на всю зиму, дерево продолжало бы терять воду без особого шанса пополнить ее запасы после того, как земля замерзнет. Поэтому листья опадают, чтобы сберечь воду.

Теперь мы можем задать следующий вопрос. «Почему листья меняют цвет до того, как опадают?» Помните, что дерево способно производить сахар, улавливая энергию солнечного света. В листьях есть пигменты, которые поглощают эту солнечную энергию и отправляют ее на производство сахара. Самый распространенный пигмент - хлорофилл, который мы видим как зеленый цвет летних листьев.Но солнечный свет - это в основном то, что называется белым светом. Это означает, что солнечный свет на самом деле представляет собой комбинацию всех цветов. (Помните ROY G BIV, цвета радуги: красный, оранжевый, желтый, зеленый, синий, индиго и фиолетовый.) Эта комбинация всех цветов поражает листья, но только определенные цвета действительно поглощаются листьями; остальные отражаются. Мы видим отраженный свет как цвет объекта. Итак, мы знаем, что зеленый свет отражается от листьев. Это означает, что листья используют другие цвета, кроме зеленого, для производства сахара.Фактически, хлорофилл поглощает в основном синий и немного оранжевого света.

Одна вещь, которую мы узнали о природе, - это то, что она ничего не тратит зря. Хотя хлорофилл поглощает только синий и оранжевый свет, другие пигменты листьев поглощают другие цвета. Некоторые из этих других пигментов называются каротиноидами. Они поглощают зеленый свет и отражают оранжевый. В моркови много каротиноидов. Летом в листьях так много хлорофилла, что мы просто не видим другие пигменты.Но по мере того, как световой день сокращается, дерево вырабатывает меньше хлорофилла. По мере того, как хлорофилл начинает исчезать, мы можем видеть другие цвета (пигменты) листа, в основном желтые.

Я живу ярко-желтыми осинами и тополями. Красный и апельсин чаще всего встречаются в сахарных кленах. Клены становятся красными, потому что, когда на этих деревьях начинается процесс опадания листьев, часть сахара, образованного листьями, остается в листьях. В этом случае в цвете преобладает третий тип светопоглощающего пигмента, который вступает в реакцию с сахарами и придает красный и оранжевый цвет, который мы видим.Чем ярче осенние дни, тем больше сахара попадает в листья и тем ярче цвета сахарных кленов.

Возможно, вы захотите поэкспериментировать. Закройте зеленый лист, все еще лежащий на дереве, черной бумагой.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *