„Żaluzje molekularne” w siatkówce ludzkiego oka. Niezwykłe odkrycie lubelskich naukowców

Oko to skomplikowany narząd wzroku, który poza możliwością rozróżniania milionów kolorów, potrafi również funkcjonować w zmieniającym się przedziale intensywności światła. Wszystko to za sprawą niezwykłej czułości fotoreceptorów i fotostabilności, które z kolei są możliwe dzięki aktywnym działaniom mechanizmów regulacyjnych. Należą do nich m.in. zwężanie i rozszerzanie źrenicy pod wpływem światła, przypominające działanie przysłony fotograficznej. Ale to nie wszystko. Międzynarodowy zespół badaczy pod kierunkiem prof. Wiesława Gruszeckiego z Uniwersytetu Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie odkrył inny, nieznany dotychczas mechanizm regulujący, przypominający działanie okularów fotochromowych.

- Mechanizm ten dynamicznie osłabia intensywność światła docierającego do fotoreceptorów przy wysokich natężeniach, działając w przeciwnym kierunku przy niskim poziomie oświetlenia – podaje Aneta Adamska, rzeczniczka UMCS.

Na poziomie molekularnym do jego sprawnego działania potrzebne są barwniki ksantofilowe, występujące w siatkówce ludzkiego oka, szczególnie w plamce żółtej, takie jak luteina i zeaksantyna. Jak podają badacze, w odpowiedzi na zmiany intensywności światła, zmienia się położenie tych barwników w błonach lipidowych. Z kolei zmiana położenia w stosunku do płaszczyzny siatkówki oraz kierunku padających promieni powoduje widoczne zmiany pochłaniania światła przez te barwniki. Ten mechanizm działa zdecydowanie szybciej niż zwężanie i rozszerzanie źrenicy, funkcjonuje na zasadzie filtru, tzw. „wewnętrznych okularów słonecznych”. Dynamicznie reguluje natężenie światła i tym samym chroni oko przed uszkodzeniami, ułatwiając precyzyjne, barwne widzenie.

Jak podkreślają badacze niezwykle ważny jest bardzo krótki czas aktywacji mechanizmu „żaluzji molekularnych” w stosunku do typowych reakcji źrenicy, co pokazuje, że ta ochrona fotoreceptorów włącza się automatycznie. Jest to możliwe dzięki aktywnym działaniom cząsteczek luteiny oraz zeaksantyny, które nie są jednak syntetyzowane w organizmie człowieka. Niedobór tych barwników naraża nasze oko na postępującą wraz z wiekiem degenerację siatkówki, w szczególności plamki żółtej. Dlatego tak ważna jest zbilansowana dieta, bogata w luteinę i zeaksantynę.

- Na szczęście w zadaniu komponowania diety oraz doboru właściwych produktów żywnościowych pomaga nam zmysł wzroku, na co wskazuje fakt, iż luteina i zeaksantyna, jako barwniki ksantofilowe, charakteryzują się ciepłą, żółtopomarańczową barwą – mówi prof. Gruszecki, lider projektu. Naturalnym źródłem tych barwników są rośliny, m.in. warzywa takie jak jarmuż, szpinak, brokuły, kukurydza czy czerwona paparyka, a także owoce oraz warzywa żółte i pomarańczowe.

W międzynarodowym zespole badawczym pod dowództwem prof. Wiesława Gruszeckiego z UMCS, znaleźli się również m.in. prof. Robert Rejdak z Uniwersytetu Medycznego w Lublinie i prof. Jacek Czub z Politechniki Gdańskiej. Zespół utworzono w ramach realizacji projektu badawczego TEAM Fundacji na rzecz Nauki Polskiej, współfinansowanej w ramach Programu Operacyjnego Inteligentny Rozwój Unii Europejskiej.

Praca naukowa przedstawiająca to ważne odkrycie została opublikowana w prestiżowym czasopiśmie „The Journal of Physical Chemistry”. Można przeczytać ją tutaj.