Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Pręciki w naszych oczach, oprócz umożliwiania nam widzenia w półmroku, pełnią jeszcze jedną, zaskakującą funkcję. Okazuje się, że ich osobnym zadaniem jest udział w odżywianiu drugiego typu komórek światłoczułych, czyli czopków.

Odkrycia dokonano dzięki badaniom nad retinitis pigmentosa - nieuleczalną, przekazywaną dziedzicznie chorobą siatkówki oka prowadzącą do całkowitej ślepoty. Na jej rozwój może wpłynąć ponad czterdzieści różnych genów, lecz jej przebieg jest zwykle bardzo przewidywalny. We wczesnym dzieciństwie dochodzi do utraty widzenia w półmroku spowodowanej obumieraniem pręcików. Bardziej zagadkowy jest jednak kolejny etap choroby, w którym obumierają także czopki. Jest to zaskakujące, gdyż białka odpowiedzialne za retinitis pigmentosa w tych ostatnich nie wystepują.

Zagadkę rozwiązało dwoje badaczy z Uniwersytetu Harvarda: Constance Cepko oraz Claudio Punzo. Naukowcy wykazali, że podczas rozwoju choroby we wnętrzu czopków dochodzi do niemal równoczesnej aktywacji ponad dwustu genów, spośród których liczne związane są z metabolizmem komórkowym. Najważniejszym z nich była sekwencja kodująca białko mTOR, odpowiedzialne za spowolnienie metabolizmu komórki, a nawet uruchomienie procesu trawienia wytworzonych przez siebie struktur w celu uzyskania z nich energii.

To była nasza pierwsza wskazówka, że komórki mogą nie otrzymywać dostatecznej ilości odżywczych, wspomina Cepko. Jak się okazało, czopki rzeczywiście zaczynały stopniowo spalać zawarte we własnym wnętrzu substancje. Gdy zaczynało ich brakować, obumierały. 

Aby potwierdzić swoje przypuszczenia na żywym organizmie, badacze wykorzystali myszy z genetyczną predyspozycją do rozwoju retinitis pigmentosa, którym wstrzykiwano regularnie insulinę. Pod wpływem hormonu komórki pochłaniały do swojego wnętrza znacznie większą ilość glukozy. Co prawda pomimo stosowania zabiegu czopki obumierały, lecz utrzymywały się przy życiu znacznie dłużej. Potwierdza to dodatkowo, że przyczyną ich obumierania jest niedostateczny napływ substancji odżywczych.

Niestety, zdobyta wiedza nieprędko zostanie wykorzystana w leczeniu. Okazuje się bowiem, że śmierci pręcików nie można zapobiec dzięki insulinie, gdyż proces ten nie jest zależny od poziomu glukozy. Ich obumieranie niszczy jednak delikatną strukturę siatkówki, przez co czopki prędzej czy później także czeka przykry los. Niewątpliwie odkrycie będzie miało jednak istotne znaczenie dla badaczy, którzy mogą teraz skupić się bezpośrednio na przyczynie upośledzenia widzenia w przebiegu retinitis pigmentosa.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Niezwykle ostry wzrok i olbrzymia prędkość przetwarzania informacji wizualnych – to klucze do sukcesu sokoła wędrownego. Ten najszybszy z ptaków opada na ofiarę z prędkością przekraczającą 350 km/h. By ją złapać potrzebuje wyjątkowego zmysłu wzroku, który nie zawiedzie go przy tak olbrzymiej prędkości.
      Z wielu badań wiemy, że wzrok niektórych dużych ptaków drapieżnych jest dwukrotnie bardziej ostry niż wzrok człowieka. Jednak dotychczas nigdy nie badano, jak szybko działają oczy tych ptaków. Progową częstotliwość postrzegania migotania postanowili zbadać naukowcy z Lund.
      To pierwsze tego typu badania. Mój kolega Simon Potier i ja zbadaliśmy sokoła wędrownego, raroga zwyczajnego i myszołowca towarzyskiego. Mierzyliśmy, jak szybkie błyski światła są przez nie wciąż rejestrowane jako osobne błyśnięcia, mówi profesor Almut Kelber z Lund University.
      Okazało się, że najszybciej, bo z prędkością 129 Hz, działają oczy sokoła wędrownego. Oznacza to, że sokół jest w stanie odróżnić od siebie nawet 129 intensywnych błyśnięć światła w ciągu sekundy. W przypadku raroga zwyczajnego wartość ta wynosiła 102 Hz, a dla myszołowca było to 77 Hz. Dla porównania maksimum w przypadku człowieka wynosi 50–60 Hz, jednak już przy prędkości 25 klatek na sekundę (Hz) postrzegamy pojedyncze zdjęcia jako film, a nie serię nieruchomych obrazów.
      Progowa częstotliwość postrzegania migotania oddaje sposób, w jaki polują wymienione gatunki. Sokół wędrowny łowi szybko latające ptaki, a łupem myszłowca towarzystkiego padają znacznie wolniejsze ssaki na ziemi.
      Uczeni sądzą, że ptaki drapieżne polujące na inne ptaki muszą mieć najszybciej działający zmysł wzroku. Ich ofiary polują bowiem często na owady, więc same muszą mieć szybko działający wzrok, by móc szybko reagować na to, co dzieje się w powietrzu. Drapieżnik, by złapać takiego ptaka, musi zatem być jeszcze szybszy, a jego wzrok musi działać tak szybko, by miał czas na reakcję.
      Uczeni mają też nadzieję, że ich badania poprawią warunki życia ptaków hodowlanych. Osoby, które trzymają ptaki w klatkach, muszą zadbać o odpowiednie oświetlenie. Takie, które nie mruga, nie zmienia intensywności, inaczej ptaki nie będą czuły się dobrze, dodaje profesor Kelber.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Wykorzystując komórki macierzyste pobrane w pobliżu warstwy granicznej wewnętrznej ludzkiej siatkówki, naukowcy z Uniwersyteckiego College'u Londyńskiego i Moorfields Eye Hospital przywrócili wzrok szczurom. Mają nadzieję, że zabieg uda się także w przypadku naszego gatunku, co pozwoliłoby na leczenie chorych np. z jaskrą.
      Brytyjczycy sądzą, że udało im się odtworzyć "zasoby" komórek zwojowych siatkówki, których aksony tworzą pasmo wzrokowe (rozciąga się ono od skrzyżowania wzrokowego do podkorowego ośrodka wzrokowego - ciała kolankowatego bocznego).
      Za zgodą rodzin akademicy pobrali z oczu przeznaczonych do przeszczepu rogówki próbki komórek macierzystych współistniejącego z neuronami i wspomagającego ich funkcje gleju Müllera. Trafiły one do hodowli laboratoryjnych i przekształciły się w komórki zwojowe siatkówki. Następnie wszczepiono je do oczu gryzoni.
      Ponieważ szczury nie miały wcześniej komórek zwojowych siatkówki, były ślepe. Po przeszczepie elektrody mocowane do łba ujawniły, że mózg reaguje na światło o niewielkim natężeniu.
      Dr Astrid Limb podkreśla, że choć jeszcze daleko do operacji w klinikach okulistycznych, poczyniono ważny krok naprzód w kierunku leczenia jaskry i chorób pokrewnych. W przebiegu jaskry podwyższone ciśnienie w gałce ocznej prowadzi do nieodwracalnego uszkodzenia nerwu wzrokowego oraz właśnie komórek zwojowych siatkówki.
      Przypomnijmy, że badania zespołu dr. Toma Reha z Uniwersytetu Waszyngtońskiego z 2008 r. wykazały, że nie tylko glej Müllera młodych ssaków jest zdolny do podziałów, w wyniku których powstają komórki progenitorowe, zdolne do rozwijania w nowe neurony. Dorosły glej także może zostać ponownie zastymulowany do podziałów.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Wykorzystując przezczaszkową stymulację magnetyczną (ang. transcranial magnetic stimulation, TMS), która indukuje przepływ prądu w wybranym obszarze, kanadyjsko-amerykańskiego zespół wykazał, że lekka stymulacja elektryczna kory wzrokowej wyostrza węch.
      Dr Christopher Pack z Montreal Neurological Institute and Hospital - The Neuro wyjaśnia, że naukowcy chcieli sprawdzić, w jaki sposób dane z obszarów dedykowanych poszczególnym zmysłom łączą się, tworząc spójny obraz świata. Szczególnie zależało nam na tym, by przetestować hipotezę, że jeden zmysł może wpływać na przetwarzanie dotyczące innego zmysłu. Podczas eksperymentów najpierw stymulowano elektrycznie korę wzrokową. Okazało się, że wspomaga to rozpoznawanie wybranego zapachu w 3-elementowym zbiorze. W takim razie wszyscy jesteśmy w jakimś stopniu synestetykami.
      Uczestnicy studium zajmowali się zapachami przed i po przezczaszkowej stymulacji magnetycznej. TMS stosowano zgodnie z protokołem, który wcześniej okazał się skuteczny w zakresie poprawy percepcji wzrokowej.
      Bazując na uzyskanych wynikach, akademicy dywagują, że wzrok może spełniać nadrzędną rolę w łączeniu danych z poszczególnych zmysłów. Hipoteza ta jest właśnie badana.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Jak wygląda rafa koralowa widziana oczyma ośmiornicy, krewetki i innych jej mieszkańców? Dotąd można było tylko próbować to sobie wyobrazić, ale dzięki specjalnej kamerze zbudowanej przez biologów z Uniwersytetu w Bristolu zadanie stanie się o wiele łatwiejsze.
      Zespół wybiera się w tym roku na Jaszczurzą Wyspę u wybrzeży Queensland, by zrobić serię zdjęć Wielkiej Rafy Koralowej. Liderem projektu jest dr Shelby Temple. Niektóre zwierzęta, np. ośmiornice, kraby, krewetki, a może i ryby, dostrzegają polaryzację światła. Dysponując kamerą, naukowcy będą mogli doświadczać podwodnego świata jak one.
      Kamera pozwala zmierzyć polaryzację światła. Później jest przedstawiana za pomocą zdjęć, gdzie różnym poziomom polaryzacji przypisano jakąś barwę. To trochę jak korzystanie z kamery na podczerwień, która przekształca niewidzialną dla nas podczerwień w dostrzegane przez oko kolory.
      Wstępne wyniki badań Temple'a pokazują, że polaryzacyjny wymiar podwodnego świata jest o wiele bardziej złożony, niż się dotąd wydawało. Odkryto różne sposoby komunikowania i kamuflażu, na które wcześniej byliśmy ślepi (i to dosłownie). By zrozumieć, o czym mowa, wyobraźmy sobie, jak postrzegalibyśmy rafy koralowe, gdybyśmy widzieli na czarno-biało.
      Temple podkreśla, że Park Narodowy Lizard Island to idealne miejsce do prowadzenia badań, bo można zmierzyć sygnały polaryzacyjne w każdym miejscu i środowisku, gdzie naukowcom uda się znaleźć dany gatunek zwierzęcia.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Skakuny nie tkają sieci, tylko jak wskazuje ich nazwa, skaczą na swoje ofiary. Są tak sprawne, że potrafią jednym susem pokonać odległość kilkakrotnie przewyższającą długość ich ciała. Jak jednak oceniają, ile centymetrów dzieli je od smacznego kąska? Wykorzystują do tego zielone światło (Science).
      Biolodzy z Osaka City University badali występujące na terenie uniwersytetu skakuny Hasarius adansoni. Mają one 4 pary oczu, a najważniejsze wydają się te ze środka. Prof. Akihisa Terakita oraz doktorzy Mitsumasa Koyanagi i Takashi Nagata wiedzieli, że oceniając odległość, pająki nie wykorzystują widzenia dwuocznego, akomodacji (ich soczewka jest umieszczona w sztywnej pochewce, nie może się więc wyginać i zmieniać grubości) ani paralaksy (niezgodności różnych obrazów jednego obiektu obserwowanych z różnych kierunków). Gatunki bazujące na paralaksie, np. modliszki, wychylają się raz w przód, raz w tył, uzyskując w ten sposób 2 różne obrazy obiektu. Nasz skakun tak się jednak nie zachowuje. Co zatem robi?
      Japończycy zajęli się mechanizmem zwanym głębią z rozogniskowania. W tym przypadku głębia, czyli odległość obiektu, jest określana na postawie pomiaru rozmycia obrazu. Naukowcy z Osaki odwołali się do tego, że w siatkówce skakunów fotoreceptory są ułożone w 4 warstwach, na których dzięki soczewkom o znacznej aberracji chromatycznej skupiane jest światło o różnej długości fali (różnych barwach). W czasie badań okazało się, że mimo iż zielone światło jest skupiane wyłącznie na najniższej warstwie, barwnik wrażliwy na zieleń występuje w fotoreceptorach z najgłębszej i przedostatniej warstwy. Przedostatnia warstwa zawsze otrzymuje zdeogniskowany obraz. Oceniając stopień rozmazania obrazu, skakuny określają odległość.
      Naukowcy z Kraju Kwitnącej Wiśni przeprowadzili eksperyment, w ramach którego testowali zdolność skoczenia na muchę przy zielonym i czerwonym oświetleniu. Przy zielonym pająki idealnie trafiały w cel. Przy czerwonym systematycznie skracały skok, pokonując ok. 90% odległości od muchy. Można to było przewidzieć na podstawie wyliczeń dotyczących stopnia zdeogniskowania wskutek aberracji chromatycznej soczewek. Terakita uważa, że inne skakuny wykorzystują taki sam mechanizm oceny głębi. Siatkówkę badano u ok. 10 gatunków skakunów [...] i u wszystkich występowały 4 warstwy fotoreceptorów.
×
×
  • Create New...