Amerikai kutatók új felfedezése szerint már a látás kialakulása előtt is találhatók fényérzékeny sejtek a szem ideghártyájában. Ezek a sejtek elősegítik a látásért felelős idegsejtek kifejlődését, továbbá hozzájárulnak a szervezet belső biológiai órájának működéséhez.
Ajánló
A kutatócsoportnak egerek szemében sikerült kimutatni egy olyan speciális sejttípust, amely már a születéskor jelen van az egerek ideghártyájában, és képes reagálni a fényre. Ez azért meglepő felfedezés, mert az egerek nagyon fejletlenül jönnek a világra, látásuk csak a születés után három héttel fejlődik ki teljesen. Eddig még senkinek sem sikerült tíz napos kor előtt fényre reagáló sejteket kimutatni egereknél.
A munkacsoport az elmúlt években azt kutatta, hogy vak állatok és emberek miként képesek érzékelni a fényt, és ezáltal működtetni belső biológiai órájukat. Már 2002-ben felfedeztek egy sejttípust, amely vakok szemében is reagál a fényre, azonban egészen mostanáig nagyon körülményes és időigényes lett volna ezeknek a sejteknek az elkülönítése és vizsgálata.
A kutatók egy olyan módszert fejlesztettek ki, amelynek segítségével a korábbinál jóval gyorsabban és nagyobb számban lehet vizsgálni az ideghártya sejtjeit. Létrehoztak egy vizsgálólapot, amelyen 60 darab, egyenként 30 mikron átmérőjű elektród található egymástól 200 mikron távolságra (1 mikron a milliméter ezredrésze). Ez az elrendezés éppen megfelelőnek bizonyult az ideghártya vizsgálatához. A módszer lényege, hogy az eltávolított ideghártyát ráfektetik a vizsgálólapra, fénnyel ingerlik, majd az elektródák érzékelik az idegsejtek fényre adott válaszreakcióját. Ezzel a módszerrel sikerült bebizonyítani egy fényre gyorsan és konzekvensen reagáló sejtcsoport létezését.
A kísérletek során a következőket tapasztalták: az újonnan felfedezett, ún. intrinsic fényérzékeny retinális ganglion (ipRGC) sejtek egyforma fényimpulzusok sorozatára minden alkalommal azonos idő elteltével reagálnak. Érzékelik a fényerősség mértékét is, mégpedig nagyon pontosan (ez a tulajdonságuk nagyban különbözik a csapok és pálcikák működésétől). Leírták, hogy a sejteknek egy melanopszin nevű fehérjére van szükségük ahhoz, hogy érzékeljék a fényt és reagálni tudjanak rá. Azoknak az egereknek az ideghártyája, amelyekből genetikailag hiányzott a melanopszin, képtelen voltak a fény érzékelésére. A fényérzékeny sejtek a fényingerre, illetve annak megszűnésére csoportokban, egymástól eltérő sebességgel reagálnak, amiből az következik, hogy egymással összeköttetésben működnek.
Russell N. Van Gelder szemész professzor, a kutatás vezetője elmondta, hogy a speciális retinális ganglion sejtek érzékelik ugyan a fényt, de nem kapcsolódnak az agykéreg látásért felelős területéhez, így nem vesznek részt a látásban sem. Két másik úton reagálnak a fényre. Egyrészt üzenetet küldenek az agy mélyebben fekvő, ősibb területei (pl. a hipotalamusz) felé, ezáltal információt nyújtanak a szervezet napi ritmusának kialakításához és a pupilla válaszreakcióinak szabályozásához. Másrészt elindítanak egy működéshullámot, amely az egész ideghártya területén szétterjedve a későbbiekben feltehetőleg hozzájárul a látásért felelős sejtek kifejlődéséhez.
Van Gelder szerint az általuk leírt sejtek korai, egymással összehangolt működése növeli a túlélés esélyét azáltal, hogy már a látás kialakulása előtt segíti az állatokat a fény érzékelésében és biológiai órájuk napi ritmusának kialakításában. Mivel a különböző emlősök ideghártyája egymáshoz nagyon hasonló, ezért a szemész professzor szerint feltételezhető, hogy az emberben is működnek ilyen fényérzékeny sejtek.
Az újonnan kifejlesztett sokelektródás módszer segítségével a jövőben lehetőség nyílik az ipRGC sejtek nem vizuális típusú működésekben betöltött szerepének pontosabb feltérképezésére. Ezáltal megerősítést nyerhet az a feltételezés, hogy a szem nem kizárólag a látásért felelős szerv.
A kutatók a Neuron c. folyóirat decemberi számában tették közzé eredményeiket.
Dr. Heksch Katalin
