Światło słoneczne jest niezbędne do istnienia życia na Ziemi. Odgrywa także istotną rolę w funkcjonowaniu zwierząt, regulujące dobowy cykl snu i czuwania, a także roczny cykl płciowy. Badania naukowców z Chin dowiodły, że może ono być niezwykle istotnym czynnikiem wpływającym także na zdolności poznawcze.
Badacze zaobserwowali, że w ośrodkowym układzie nerwowym myszy wystawionych na działanie promieniowania ultrafioletowego z zakresu B wzrosło stężenie kwasu urokainowego (UCA). Związek ten wytwarzany jest w tych warunkach także w komórkach skóry, prawdopodobnie więc stanowi element mechanizmu ochrony przed szkodliwymi skutkami nadmiernej ekspozycji na ten rodzaj światła. Wiadomo również, że na drodze przemian metabolicznych, zachodzących np. w wątrobie, może być przekształcany w kwas glutaminowy. Ten zaś jest głównym neuroprzekaźnikiem pobudzającym, którego właściwa aktywność jest niezbędna do prawidłowego przebiegu procesu długotrwałego wzmocnienia synaptycznego (LTP). Jest więc niezwykle istotny dla neuroplastyczności i zdolności do uczenia się.
Naukowcy wysunęli hipotezę, iż kwas urokainowy może przekraczać barierę krew-mózg i przedostawać się do ośrodkowego układu nerwowego. Jeśli neurony są zdolne do wytwarzania enzymów przekształcających go do glutaminianu, UCA może stanowić prekursor do syntezy tego neuroprzekaźnika.
W celu sprawdzenia prawdziwości tej hipotezy, myszy poddano ekspozycji na promieniowanie UVB odpowiadające trzydziestominutowemu wystawieniu na światło słoneczne. Pomiar stężenia kwasu urokainowego wykazał znaczący wzrost stężenia tego związku w płynie mózgowo-rdzeniowym, jak również w pojedynczych neuronach w obrębie różnych struktur mózgowych, w tym w jądrach podstawy, korze ruchowej, ciele migdałowatym i korze przedczołowej. Ponowna analiza przeprowadzona po upływie 24 godzin wykazała, iż poziom UCA w mózgu spadł niemal do zera.
Dalsze badania pozwoliły odkryć, iż w neuronach ośrodkowego układu nerwowego znajdują się enzymy biorące udział w wytwarzaniu kwasu urokainowego z aminokwasu histydyny. Należą do nich histydaza, urokanaza i imidazolonopropionaza. Sugeruje to, iż UCA, a tym samym także glutaminian, może być w nich wytwarzany na drodze przemian metabolicznych histydyny. Wykazano, że wcześniejsza ekspozycja na promieniowanie UVB wpływa na znaczne podwyższenie efektywności tego procesu. Odbywa się to także u zwierząt, które wskutek modyfikacji genetycznej nie wytwarzają funkcjonalnych fotoreceptorów, co świadczy o tym, że proces ten jest niezależny od bodźców wzrokowych.
Aby stwierdzić, czy wzrost poziomu glutaminianu w strukturach ośrodkowego układu nerwowego wskutek ekspozycji na promieniowanie UVB wiąże się z poprawą zdolności poznawczych, grupę myszy poddano naświetlaniu, a następnie specjalnemu treningowi. Zaobserwowano, że zwierzęta istotnie efektywniej uczyły się wykonywania zadań motorycznych niż należące do grupy kontrolnej, a także niż te, którym przed wystawieniem na promieniowanie UVB podano substancje hamujące aktywność urokanazy. Uzyskiwały też lepsze wyniki w testach pamięciowych.
Choć obecnie brakuje dowodów na występowanie podobnego efektu u ludzi, wyniki uzyskane przez naukowców z Chin są bardzo interesujące. Wiadomo, iż umiarkowana ekspozycja na promieniowanie UV wpływa na wielopoziomową poprawę zdrowia fizycznego i psychicznego, także w obszarach świadczących o udziale ośrodkowego układu nerwowego. Neurotransmisja glutaminergiczna jest również związana z rozwojem mózgu, kontrolą nastroju oraz mechanizmami uzależnień, pamięci i uczenia się. Dlatego też niezbędne są dalsze badania, które potwierdzą lub wykluczą wpływ promieniowania UVB na poziom tego neuroprzekaźnika u ludzi.
