Bugün öğrendim ki: İnsanların karanlıkta parlamasının nedeni, vücutlarımızın çok az miktarda görünür ışık yayması, ancak bu ışığın insan gözünün görebileceği kadar güçlü olmamasıdır.
Bulgular ve Tartışma
Özel olarak tasarlanmış yüksek verimli bir lens sistemi ile birlikte, yavaş tarama modunda okuma yapan ve −120°C’de çalıştırılan soğutmalı bir CCD kamera kullanıldı. Kamera, tamamen karanlık, ışık sızdırmaz bir odaya yerleştirildi (deneysel düzeneğin şematik gösterimi Şekil 1A’da verilmiştir). Yirmili yaşlardaki beş sağlıklı erkek gönüllü, normal ışık-karanlık koşullarına tabi tutuldu ve 0:00–7:00 saatleri arasında uyumalarına izin verildi. Foton görüntüleme günlerinde, gönüllüler karanlık odanın bitişiğindeki bir odada (400 lüks) tutuldu. Görüntüleme amacıyla vücut yüzeyi silindi ve denek karanlık adaptasyonu için 15 dakika karanlık odada bırakıldı; ardından çıplak durumdaki denek oturur pozisyonda 20 dakika boyunca CCD kameraya maruz bırakıldı. Ölçümler 10:00 ile 22:00 saatleri arasında her 3 saatte bir gerçekleştirildi ve 3 gün boyunca devam ettirildi. Ölçümlerden hemen önce ve sonra, yüzey vücut ısısı (termografi) ve ağız içi sıcaklık ölçümleri alındı. Ayrıca, endojen sirkadiyen ritimlerin bir biyobelirteci olarak kortizol seviyesinin analizi için foton ölçümlerinden sonra tükürük örnekleri toplandı. Foton emisyon şiddetinin zamansal değişimi, yüz ve vücut şiddeti çıkarılarak görüntü verilerinden hesaplandı.
Foton emisyonunun günlük değişimi Şekil 1B–G’de gösterilmiştir. Tüm görüntülerde, yüzden yayılan foton emisyon şiddeti vücuttan yayılandan daha yüksekti. Ayrıca, yüzden yayılan foton emisyon şiddeti homojen değildi: ağız ve yanaklar etrafındaki merkezi bölge, lateral bölge ve göz çukurlarından daha yüksekti. Dahası, yüz ve üst vücuttaki foton emisyon şiddeti zamana bağlı değişimler gösteriyor gibi görünmekteydi. 5 gönüllüden elde edilen verilerin ortalaması alınarak, vücut ve yüz üzerindeki toplam foton emisyon şiddeti zamana karşı grafiğe döküldü (Şekil 1H). Foton emisyonu sabah saatlerinde düşük, öğleden sonra artış gösteren ve öğleden sonra geç saatlerde (yaklaşık 16:00) zirve yapan bir seyir izledi (tek yönlü ANOVA, F4,74 = 4.10, P<0.005). Bu veriler, insan vücudundan yayılan foton emisyonunun günlük bir ritmi olduğunu kuvvetle önermektedir. Bu sonucu daha da desteklemek için, önceki deneyin bitiminden hemen sonra üç gönüllü aydınlık (400 lüks) bir ortamda uyanık tutuldu ve foton emisyonu 01:00, 04:00 ve 07:00’de ölçüldü (Ek Şekil S1). Foton emisyonu öğleden sonra geç saatlerde bir zirve oluşturdu, ardından kademeli olarak azaldı ve sürekli aydınlık (400 lüks) koşullarında 01:00–07:00 saatleri arasında düşük kaldı; bu durum fotonun günlük ritminin endojen sirkadiyen mekanizmadan kaynaklanabileceğini göstermektedir.
Ultra zayıf biofoton emisyonu, yüzey sıcaklığını gösteren termografik görüntülerden tamamen farklıydı (Şekil 1I). Yüksek foton emisyonu yanaklarda, ardından üst boyun ve alın bölgesinde tespit edilirken, yüksek sıcaklık foton emisyonunun düşük olduğu supraklaviküler lateral boyun bölgesinde tespit edildi. Yanaklarda, emisyonun en yüksek seviyesi 16:00’da 3000 foton/s·cm²’ye ulaşmaktadır ki bu değer 10:00’daki değerin yaklaşık iki katıdır.
Daha sonra, foton emisyonunun sirkadiyen değişimler gösterdiği bilinen diğer fizyolojik parametrelerle korelasyonunu inceledik. Şekil 1B–G’deki denekte, foton emisyonundaki artışın aksine, sabah saatlerinden akşam saatlerine doğru kortizolde zamansal bir düşüş bulduk (Şekil 2A). Kortizol konsantrasyonu, sabah saatlerinde zirve yapan ve foton emisyon şiddeti ile negatif korelasyon gösteren net bir günlük ritim sergilemektedir (p<0.002; 5 gönüllüden; Şekil 2B). Gece zirve yapan günlük ritimler gösteren diğer bir parametre olan vücut sıcaklığı ise foton emisyonu ile anlamlı bir korelasyon göstermemektedir (Ek Şekil S2).
Foton emisyon mekanizmasının, enerji metabolizması süreçlerinde serbest radikallerin oluşumundan kaynaklandığı düşünülmektedir. Avuç içi cildinden tespit edilen foton emisyon spektrumları 500 ila 700 nm arasında değişmekte olup, birincil ve ikincil emisyon zirveleri sırasıyla 630–670 nm ve 520–580 nm’dedir [7]. Serbest radikaller daha sonra lipit veya proteinlerle reaksiyona girerek yan ürün olarak elektronik olarak uyarılmış türler oluştururlar [1]. Lipit peroksidasyonundan kaynaklanan uyarılmış triplet halindeki karbonil grubu veya uyarılmış tirozin veya triptofan içeren proteinler gibi bu uyarılmış moleküller, enerji transferi yoluyla floroforlarla daha fazla reaksiyona girerek foton emisyonuna yol açabilir [8], [9]. Yüz cildindeki daha yüksek seviyeli foton emisyonu, yüz ve göğüs cildi arasındaki melanin floroforlarının içeriğindeki farklılıklardan kaynaklanıyor olabilir [10].