Otkriven do sada nepoznati tip ćelija u oku Biologija

 

Naša tijela se prilagođavaju ciklusu dana i noći zahvaljujući specijalizovanim neuronima u našim očima. Istraživanja koja se sprovode na ovim ćelijama mogu da dovedu do novih tretmana zimske depresije i drugih stanja.

Dvadesetih godina prošlog vijeka, student Harvard Univerziteta, Klajd E. Keler primijetio je dvije iznanađujuće činjenice o miševima koje je uzgajao u svojoj iznajmljenoj sobi na tavanu. Prvo, njihovo kompletno potomstvo je bilo slijepo. Drugo, uprkos sljepilu kod ovih životinja, njihove zjenice su se sužavale kao odgovor na osvjetljenje u ambijentu koji su nastanjivale, iako po nešto nižoj stopi u odnosu na životinje sa normalnim vidom.

Mnogo godina kasnije istraživači su proširili Kelerova zapažanja, eksperimentima izvedenim na miševima koji su genetički modifikovani tako da nemaju čepiće i štapiće (fotosenzitivne ćelije u mrežnjači oka koje omogućavaju vid). Primijećeno je da uprkos tome oni reaguju na promjene intenziteta svjetlosti u okruženju,  prilagođavanjem svog cirkadijalnog ritma – unutrašnjeg tajmera koji sinhronizuje hormonalnu aktivnost, tjelesnu temperaturu i san. Životinje su izvodile odgovarajuće rutinske dnevne aktivnosti tokom obdanice odnosno noći. Bile su u mogućnosti da to rade iako su njihovim mrežnjačama nedostajale fotoreceptorne ćelije koje su kod očiju vertebrata zadužene za formiranje slika. Međutim, nakon hirurškog uklanjanja očiju, gubile su ovu sposobnost. Ovaj fenomen bi mogao biti zajednički za mnoge sisare, uključujući ljude: eksperimenti su pokazali da pojedini slijepi ljudi takođe mogu da prilagođavaju svoje cirkadijalne časovnike i sužavaju zjenice kao odgovor na svjetlost.

Jedno od objašnjenja za očigledni paradoks je da fotoreceptori u oku koji su neophodni za vid nisu odgovorni za regulisanje tempiranja dnevnih aktivnosti – drugi receptori su zaduženi za to. Ali, do nedavno, pomisao da oko može da sadrži druge fotoreceptore osim čepića i štapića djelovala je apsurdno. Mrežnjača je jedno od najtemeljnije proučenih tkiva u tijelu, i jedini fotoreceptori za čije se postojanje znalo je poznati duo – čepići i štapići.

Dokazi su, međutim, sada veoma ubjedljivi da oči sisara, uključujući i čovjeka, imaju specijalizovane fotoreceptore koji nisu uključeni u obrazovanje slike. Molekuli koji detektuju svjetlost u ovim ćelijama su drugačiji u odnosu na one koji se nalaze u čepićima i štapićima. Takođe, ove ćelije su povezane sa različitim dijelovima mozga u odnosu na čepiće i štapiće. Tako, isto kao što nam naše uši omogućavaju osjećaj ravnoteže i percepciju zvuka, i naše oči u suštini predstavljaju dva organa u jednom.

Postojanje fotoreceptornih ćelija koje detektuju svjetlost a nemaju ulogu u formiranju slike – nevizuelnih receptora utvrđeno je i kod drugih životinjskih grupa osim sisara. Biolozi već dugo znaju za postojanje organizama koji posjeduju organe koji služe za detekciju svjetlosti a nisu u funkciji formiranja slike tj. percepcije okruženja. Promjene u intenzitetu osvjetljenja mogu biti signal za životinje da su izložene prijetnji od predatora ili od ultraviolentnog zračenja. U vezi sa tim, mnoge životinjske vrste su razvile različite mehanizme adaptacije kao što je aktivna kamuflaža ili izbjegavanje svjetlosti da bi smanjile rizik od izloženosti prijetnji. Austrijski zoolog i dobitnik Nobelove nagrade Karl von Frih je tako još 1911. godine pokazao da kod riblje vrste Phoxinus phoxinus slijepe jedinke takođe mijenjaju boju tijela kada su izložene svjetlosti. S druge strane, ukoliko je oštećena baza mozga odgovor na promjenu intenziteta svjetlosti u vidu promjene boje tijela izostaje. Ovo otkriće ga je navelo da pretpostavi postojanje nevizuelnih fotoreceptora. Međutim, tek je nedavno utvrđeno da je to poseban tip fotoreceptornih ćelija koji je zadržao svoju ulogu kroz evoluciju i našao svoje mjesto i u organima čula vida najkompleksnijih organizama kao što je oko čovjeka.

Otkriven do sada nepoznati tip ćelija u oku Biologija

 

Većina organizama podešava svoj bioritam detekcijom dnevnog svjetla i noći. Neke životinje u tu svrhu koriste posebne, nevizuelne organe osjetljive na svjetlost. Dok se kod ljudi i drugih sisara nevizuelni receptori nalaze u očima, kod nekih životinja oni se nalaze u drugim dijelovima tijela. Takav je slučaj npr. kod punoglavca i drugih vodozemaca koji svjetlost detektuju ćelijama na koži koje sadrže pigmente, što im omogućava da prilagode svoju kamuflažu različitim okruženjima.

 

Otkriven do sada nepoznati tip ćelija u oku Biologija

Vrapci takođe imaju posebno organizovane nevizuelne receptore. Tako, oni mogu da podešavaju svoj cirkadijalni ritam i kada su lišeni očiju jer specijalizovane ćelije u mozgu mogu da opažaju svjetlost kroz perje, kožu i kost.

Ovo otkriće može pomoći ljudima koji imaju probleme sa prilagođavanjem svojih bioloških satova tj. kod kojih je došlo do gubitka sinhronizacije između ciklusa dana i noći i unutrašnjeg časovnika. Takav je slučaj npr. sa ljudima koji rade u noćnim smjenama. Naime, poznato je da je kod ovih ljudi povećan rizik od kardiovaskularnih bolesti, poremećaja u gastrointestinalnom traktu, raka i metaboličkog sindroma – stanja koje u krajnjem dovodi do dijabetesa tipa 2 i infarkta. Rješavanje ovog problema dodatno dobija na značaju ako se zna da su se mnoge industrijske nesreće u istoriji dogodile za vrijeme noćne smjene kada je pažnja radnika bila kompromitovana. Takođe, mnogi ljudi koji žive na ekstremnom sjeveru sjeverne hemisfere pate od depresije usljed nedostatka svjetlosti tokom kratkih zimskih dana. Bolje razumijevanje načina na koji treći tip fotoreceptora kontroliše cirkadijalni ritam i emocije već sugeriše načine na koje se mogu minimizovati negativni efekti rada u noćnoj smjeni i dugih zimskih noći.

Izvor: Scientific American

Priredio: Jovan Vukić

http://naucnenovosti.me/wp-content/uploads/2014/01/31.jpghttp://naucnenovosti.me/wp-content/uploads/2014/01/31-150x150.jpgadminBiologijatip ćelija u oku  Naša tijela se prilagođavaju ciklusu dana i noći zahvaljujući specijalizovanim neuronima u našim očima. Istraživanja koja se sprovode na ovim ćelijama mogu da dovedu do novih tretmana zimske depresije i drugih stanja. Dvadesetih godina prošlog vijeka, student Harvard Univerziteta, Klajd E. Keler primijetio je dvije iznanađujuće činjenice o miševima koje...Otkriven do sada nepoznati tip ćelija u oku Biologija
Digital Dab Advertising Agency