“Nowe spojrzenie na rolę pręcików w procesie widzenia.”
Oko ma zdolność odbierania bodźców świetlnych w różnych warunkach oświetlenia ze względu na odmienną budowę i funkcje komórek światłoczułych. W siatkówce występują dwa rodzaje fotoreceptorów: czopki zlokalizowane głównie w centrum plamki i pręciki, których gęstość największa jest w obszarze okołodołkowym.
Dotychczas uważano, że jedynie czopki, odpowiedzialne za postrzeganie kolorów, mają rolę w powstawaniu wrażeń wzrokowych w warunkach silnego oświetlenia (fotopowych). Pręciki natomiast są użyteczne jedynie przy słabym świetle (warunki skotopowe), ponieważ przy mocnym następuje ich wysycenie i zablokowanie aktywności. Najnowsza praca opublikowana w Nature Communications podważa tą hipotezę pokazując, że aktywność pręcików zwiększa się w warunkach jasnego oświetlenia.
W eksperymencie użyto myszy transgenicznych pozbawionych funkcjonujących czopków oraz zdrowych osobników. Obserwowano za pomocą badania elektrofizjologicznego reakcje pręcików na bodźce świetlne o różnym natężeniu i sygnały powstające wskutek ich aktywności zarówno w siatkówce jak w mózgu zwierząt.
Najpierw ustalono wzór odpowiedzi pręcików w różnych warunkach oświetlenia u myszy transgenicznych, co pozwoliło na wyizolowanie sygnału pobudzenia pręcików w elektroretinogramach zwierząt zdrowych, z w pełni funkcjonalnymi czopkami. Zauważono, że siła odpowiedzi pręcików rośnie wraz z jasnością światła, na które wystawione były zwierzęta.
Naukowcy zauważyli, że w warunkach fotopowych początkowo następuje chwilowy spadek wrażliwości pręcików, z czasem jednak w wyniku adaptacji następuje powrót funkcji tych fotoreceptorów. Czas adaptacji jest tym krótszy im silniejszy jest bodziec świetlny.
Co ciekawe, całe badanie w początkowych założeniach miało za cel opisanie fenomenu saturacji pręcików i ustalenie natężenia światła potrzebnego do zablokowania ich aktywności. Tymczasem, pojawiły się zaskakujące wyniki negujące istnienie progu intensywności oświetlenia dla całkowitego wysycenia tych receptorów.
Wnioski z badania pokazują, że aktywność pręcików może wspomagać czopki w procesie widzenia także w warunkach silnego oświetlenia. Odkrycie to może pomóc w opracowaniu nowych terapii dla osób z upośledzeniem funkcji fotoreceptorów.
Na podstawie: Alexandra Tikidji-Hamburyan et al. Rods progressively escape saturation to drive visual responses in daylight conditions, Nature Communications (2017). DOI: 10.1038/s41467-017-01816-6
