Naujas receptorius puikiai mato ir be šviesos (3)
Žinduolių akies retinoje yra dviejų tipų šviesą fiksuojantys detektoriai, kurie yra būtini vaizdui sudaryti: lazdelės ir kolbelės. Neseniai Salko biologinių tyrimų instituto mokslininkai parodė, kad egzistuoja dar vienas detektorius – ląstelės, gaminančios fotopigmentą melanopsiną, matuojantį patenkančios šviesos intensyvumą ir reguliuojantį biologinio laikrodžio darbą, nekenkiant regėjimui.
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
„Visiškai įmanoma, kad pagyvenę žmonės netenka šio sensoriaus, kuris nesusijęs su regėjimo praradimu, tačiau sujaukia jų miegojimo įpročius,“ - pasakojo mokslų daktaras Satchidananda Panda, vadovavęs tyrimams. Išsiaiškinę melanopsino funkcijas mokslininkai kada nors galės reguliuoti biologinį laikrodį ir viena tablete palengvinti laiko juostų sindromo, pamaininių darbuotojų kenčiamus, sezoninius, dienos ilgumo kaitos ir nemigos bei depresijos simptomus.
Atradimas aprašomas birželio mėnesio PLoS ONE žurnale. Vaizdas pradedamas fiksuoti, kai šviesos fotonai tinklainėje sužadina vieną iš 125 milijonų šviesai jautrių nervų ląstelių. Kolbelėse esantis rodopsinas yra jautrus šviesai, o lazdelės fiksuoja spalvas. Ši informacija paverčiama elektros signalais ir siunčiama kitam ląstelių sluoksniui, o po to - optiniam nervui.
Melanopsinas skiriasi nuo lazdelių ir kolbelių. „Jis veikia kaip fotoaparato šviesos matavimo prietaisas, ir valdo ne vien mūsų biologinį laikrodį. Jis įvertina šviesos intensyvumą, nurodo vyzdžiui susitraukti ar išsiplėsti, reguliuoja melatonino sintezę ir fizinį aktyvumą,“ - aiškino S.Panda. Melanopsino ląstelių yra žymiai mažiau, apie 2000, moksliškai jos vadinamos mRGC (melanopsiną sintetinančios, tinklainės ganglijos ląstelės). Generuojamus signalus jos perduoda tiesiai biologinio laikrodžio centrui, mažam ląstelių gumulėliui, glūdinčiam virš optinių nervų sankryžos. Pagal gaunamus signalus žmogaus biologinis laikrodis derina kūno ritmus su saulės judėjimu, nurodo, kada keltis, gultis ir valgyti. Žinoma, kad aklos pelės, neturinčios kolbelių ir lazdelių, gali reguliuoti vyzdžio judesius ir biologinį laikrodį mRGC ląstelių pagalba.
Genetiškai modifikavusi peles mokslų daktarė Megumi Hatori pastebėjo, kad pelės, neturinčios melanopsino sintetinančių ląstelių, nesugeba suderinti kūno ritmų su dienos ritmu, tačiau vaizdus suvokia puikiai. Žinduolių laiko jutimą lemia melanopsino ląstelių siunčiami signalai ir iš dalies sklandus lazdelių ir kolbelių veikimas. Šis tyrimas parodė, kad būtent melanopsino ląstelės yra ta vieta, kurioje apdorojama šviesos intensyvumo informacija, kuri perduodama biologiniam laikrožiui.
„Kadangi visi informacija keliauja per šias ląsteles, jos yra puikus taikinys biologinio laikrodžio sutrikimams gydyti,“ mano S.Panda, kuris jau pradėjo bandymus su mažomis molekulėmis, skatinčiomis arba slopinančiomis mRGC ląstelių veiklą.
Nuotraukoje: Kai šviesa aktyvuoja receptorių - melanopsiną (nudažytas raudona spalva), esantį kai kuriose tinklainės ląstelėse, jos ima siųsti signalus tam tikroms smegenų dalims. Dėl to mūsų kūnas skiria dieną nuo nakties ir prisitaiko.
Nuotrauka: Dr. Megumi Hatori, Salko biologinių tyrimų institutas.
Šaltinis: Salk Institute