Еffect of light spectrum on elastic-mechanical properties of sclera and myopia development

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The paper presents the results of a study of spectrum-induced myopia using a model of quail maturation. Using acoustic microscopy methods in the native state, the geometric dimensions of the structural elements of the eye involved in focusing the optical system were determined, and the patterns of their changes as the body grew and during emmetropization were identified. Particular emphasis was placed on the composition, structure and mechanical properties of the sclera, as the main supporting tissue of the eye, responsible for its shape and size.

Full Text

Restricted Access

About the authors

N. N. Trofimova

Emanuel Institute of Biochemical Physics, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: ntrofimova@mail.ru
Russian Federation, Moscow

E. A. Khramtsova

Emanuel Institute of Biochemical Physics, Russian Academy of Sciences

Email: ntrofimova@mail.ru
Russian Federation, Moscow

Yu. S. Petronyuk

Emanuel Institute of Biochemical Physics, Russian Academy of Sciences

Email: ntrofimova@mail.ru
Russian Federation, Moscow

K. G. Antipova

Emanuel Institute of Biochemical Physics, Russian Academy of Sciences

Email: ntrofimova@mail.ru
Russian Federation, Moscow

A. E. Krupnin

NRC “Kurchatov Institute”

Email: ntrofimova@mail.ru
Russian Federation, Moscow

A. V. Ratnovskaya

Emanuel Institute of Biochemical Physics, Russian Academy of Sciences

Email: ntrofimova@mail.ru
Russian Federation, Moscow

V. V. Sokolova

Emanuel Institute of Biochemical Physics, Russian Academy of Sciences

Email: ntrofimova@mail.ru
Russian Federation, Moscow

E. I. Mednikova

Institute of Biomedical Problems, Russian Academy of Sciences

Email: ntrofimova@mail.ru
Russian Federation, Moscow

T. S. Guryeva

Institute of Biomedical Problems, Russian Academy of Sciences

Email: ntrofimova@mail.ru
Russian Federation, Moscow

References

  1. D. Troilo E. L, Smith 3rd, D. L. Nickla et al., Invest. ophthalmol.vis.sci., 60, M31–M88 (2019). https://doi.org/10.1167/iovs.18-25967
  2. J. Wallman & J. Winawer, Neuron, 43, 447–468 (2004).
  3. T. Kusakari, T. Sato, T.Tokoro, Exp Eye Res.. 73, З533-46 (2001). https://doi.org/10.1006/exer.2001.1064
  4. C.E. Wisely, J.A. Sayed, H. Tamez, Prog. Retin. Eye Res. 61, 72–97 (2017). https://doi.org/10.1016/j.preteyeres.2017.06.004
  5. P.P. Zak, A.V. Zykova, N.N.Trofimova and A.E.Abu Khamidakh, Dok. Biol. Sci. 10, 2010297-9 (2010). https://doi.org/10.1134/S0012496610050017
  6. T. Tokoro, Nippon Ganka Gakkai Zasshi. 98, 1213-37 (1994)
  7. T. Kusakari, T. Sato & T. Tokoro, Exp. eye res., 64(3), 465–476 (1997). https://doi.org/10.1006/exer.1996.0242
  8. J.R. Phillips, M. Khalaj & N.A. McBrien, Invest. Ophthalmol. & vis. Sci. 41, 2028–2034 (2000). https://doi.org/10.1016/j.neuron.2004.08.008
  9. R.P. Najjar, J.M. Chao De La Barca, V.A. Barathi et al., Sci Rep . 7, 7586 (2021). https://doi.org/10.1038/s41598-021-87201-2
  10. F.J. Rucker, J. Wallman, J. of vision. 12, 23 (2012). https://doi.org/10.1167/12.6.23
  11. M. Pigireva, G. Afanasiev, Quail farming. (М. 1989) (in Russian).
  12. N.N. Trofimova, Yu.S. Petronyuk, T.S. Guryeva, et al., Neurosc.&Behavioral Physiol. 53, 148–153, (2023). https://doi.org/10.1007/s11055-023-01399-4
  13. Yu.S. Petronyuk, N.N. Trofimova, P.P. Zak et al., Russian Journal of Phys. Chem. B. 16(1), 97-102 (2022). https://doi.org/10.1134/S1990793122010249
  14. E. Khramtsova, S. Krasheninnikov, Yu. Petronyuk et al., Current issues in biological physics and chemistry, 5, 2, 331-334 (2020). ISSN 2499-9962.
  15. Yu. Petronyuk, E. Khramtsova, V. Levin et al., News of the RAS. Physical series. 84, 799-802 (2020).
  16. C. Passmann and H. Ermert, Proceedings of IEEE Ultrasonics Symposium, Cannes, France, 1994. V. 3. P. 1661–1664. https://doi.org/10.1109/ULTSYM.1994.401909
  17. K. Hill, G. Ter Haar, J. Bember, Ultrasound in medicine. Ed. O. Sapojnikov (M.: Physmatlit, 2008) (in Russian).
  18. G. Roskin, L. Levinson, Microscopic technique, 3-ed. (M: Sovetskaya nauka, 1957) (in Russian).
  19. F. Schaeffel, M. Bartmann, G. Hagel, E. Zrenner, Vis. Res. 35, 1247-64 (1995)
  20. V. Anisimov, Advances in Physiological Sciences. 39, 40-65 (2008) (in Russian).
  21. I. K. Larin, Russian Journal of Physical Chemistry B. 17, 244–250 (2023). https://doi.org/10.1134/s1990793123010074
  22. C. Boote, I.A. Sigal, R. Grytz et al., Prog.in ret.&eye res. 74, 100773 (2020). https://doi.org/10.1016/j.preteyeres.2019.100773
  23. C. Wildsoet, J.Wallman, et al., Vis. Res. 35, 1175-94 (1995). https://doi.org/10.1016/0042-6989(94)00233-c. PMID: 7610579
  24. O.A. Bogoslovskaya, I.P. Olkhovskaya, G.S Nechitailo., N.N Glushchenko, Russian Journal of Physical Chemistry B. 16(6), 1141–1146 (2022). https://doi.org/10.1134/S199079312206015X
  25. M.A. Yakovlevaa A.Sh. Radchenko, A.A. Kostyukov et al., Russian Journal of Physical Chemistry B. 16(1), 90-96 (2022). https://doi.org/10.1134/S199079312201033X

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Spectra of the used lamps: yellow (1) and blue (2) with maxima at λmax = 560 and blue – λmax = 450 nm, respectively.

Download (26KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Acoustic images of the quail eye obtained by ultrasound microscopy: 1 – anteroposterior axis, 2 – cornea, 3 – anterior chamber, 4 – lens, 5 – chorioretinal layer, 6 – sclera. Scale bar – 1 mm.

Download (424KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Structural changes in the quail eye, obtained by ultrasound microscopy in the period of 10–45 days of development. White columns correspond to the group of physiological yellow illumination, gray ones – blue.

Download (165KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Deformation curves of the quail sclera on the 10th (1), 25th (2) and 45th day (3) of development under blue (a) and yellow (b) illumination.

Download (65KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Optical images of the sclera of a quail on the 45th day of development under blue (a) and yellow (b) illumination.

Download (197KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».