Нью-йоркские офтальмологи выяснили, каким образом глаза человека поддерживают на должном уровне активность самого многочисленного семейства своих светочувствительных клеток.
Зрение невозможно без фоторецепторов. Так называются специализированные клетки, которые улавливают свет и трансформируют его в электрические импульсы. Все они содержат особые пигменты, молекулы которых меняют форму при поглощении световых квантов. Такие превращения запускают сложные биохимические процессы, которые заканчиваются генерацией электрических импульсов. Эти импульсы обрабатываются другими клетками, а потом по нервным волокнам передаются в мозг.
Сетчатка глаза человека и многих животных покрыта фоторецепторами двух типов – палочками и колбочками. Сто двадцать миллионов палочек в основном разбросаны на ее периферии, а шесть-семь миллионов колбочек сосредоточены в центральной зоне. Палочки реагируют на тусклый цвет, однако формируют лишь черно-белые изображения. Колбочки, которые включаются при более ярком освещении, обеспечивают цветное зрение. У животных, которые ведут дневной образ жизни, глазная сетчатка содержит только колбочки, а у сугубо ночных существ – одни палочки. Многие заболевания глаз сопровождаются поражением этих клеток, что приводит к прогрессирующей потере зрения.
Палочки получили свое название из-за того, что содержат вытянутые наружные сегменты цилиндрической формы, которые улавливают свет. Каждый сегмент состоит примерно из тысячи дисков, которые содержат светочувствительный пигмент родопсин. Эти диски быстро снашиваются – в среднем по сотне в день. Чтобы клетка продолжала работать, верхний дисковый слой, в котором и происходит износ, должен постоянно обновляться.
Как это происходит, в общих чертах известно давно. Палочка продуцирует незрелые диски, которые поступают к основанию наружного сегмента, а затем сливаются с ним. По мере вызревания диск увеличивается в размерах и присоединяется к стопке работающих дисков. Износившиеся диски отшелушиваются с внешнего конца наружного сегмента и пожираются клетками-мусорщиками, а их сменяют свежие диски. Так что наружный сегмент снашивается сверху, но подпитываются снизу. За нормальной работой этого механизма должны следить какие-то молекулярные контролеры, но о них было мало что известно.
Возможно, что теперь ответ найден. Профессор нью-йоркского медицинского колледжа Корнельского университета Чин-Хуа Сун и ее коллеги выяснили, что обновлением фоторецепторных дисков управляет белок с женским именем SARA, открытый 9 лет назад канадскими учеными.
Эти результаты могут принести немалую пользу практической офтальмологии. Сейчас известно около ста заболеваний сетчатки, многие из которых связаны с нарушениями процесса регенерации фоторецепторов. Не исключено, что открытие группы процессора Сун облегчит устранение таких повреждений.
