Melanopsyna została odkryta stosunkowo niedawno, na przełomie XX i XXI wieku przez amerykańskiego badacza Ignacio Provencio. Jest chronobiologicznym receptorem światła, barwnikiem wzrokowym z rodziny opsyn, charakterystycznym dla komórek zwojowych ipRGCs bezpośrednio wrażliwych na światło.
W oku kręgowców działają dwa różne szlaki odbioru światła. Pierwszy służący do detekcji obrazów oparty jest na fotodetekcji pręcików i czopków oraz drugi, w którym fotony światła wychwytywane są przez melanopsynę. Układ ten rejestruje zmiany w intensywności promieniowania zachodzące w określonym czasie oraz uczestniczy w tzw. niewzrokowych odpowiedziach na światło, między innymi w odruchu zwężania źrenicy, regulacji rytmów biologicznych czy wydzielaniu hormonów.
W siatkówce oka ssaków przeważająca część komórek zwojowych zawierających melanopsynę wykazuje koekspresję PACAP, polipeptydu aktywującego przysadkową cyklazę adenylanową, który jest uważany za neurochemiczny marker szlaku siatkówkowo-podwzgórzowego.
U ssaków komórki zwojowe zawierające melanopsynę wysyłają swoje aksony do:
- jąder nadskrzyżowaniowych przedniej części podwzgórza – głównego zegara biologicznego ssaków,
- kompleksu ciała kolankowatego bocznego – głównie do listka ciała kolankowatego bocznego, który uczestniczy w modulacji rytmów okołodobowych,
- przedpokrywowego jądra oliwki – odpowiedzialnego za odruch zwężania źrenicy pod wpływem światła,
- brzusznobocznego jądra przedwzrokowego – struktury zaangażowanej w kontrolę rytmu sen-czuwanie,
- brzusznej części obszaru okołokomorowego – rejonu mózgu uczestniczącego w kompleksowej regulacji rytmów okołodobowych.
Bezpośrednio wrażliwe na światło komórki zwojowe zawierające melanopsynę odgrywają ważną rolę w procesie starzenia się organizmu.
Komórki zwojowe zawierające melanopsynę pojawiają się bardzo wcześnie w rozwoju embrionalnym i w dniu narodzin są one funkcjonalnie dojrzałe w przeciwieństwie do znacznie później rozwijających się pręcików i czopków oraz nerwów wzrokowych. Fakt ten świadczy o bardzo dużym znaczeniu jaki odgrywa u ssaków synchronizacja rytmów okołodobowych z warunkami oświetlenia środowiska. System „widzenia chronobiologicznego” pozwala na sprawne przestawienie się kompleksu zegara biologicznego płodu przez odbieranie informacji o porze dnia zakodowanych w sygnałach wytwarzanych przez organizm matki.
Badania sugerują, że elektrofizjologiczna aktywność komórek zwojowych zawierających melanopsynę w późnym okresie embrionalnym oraz wczesnym okresie postnatalnym, iż mogą one także odgrywać ważną rolę w plastycznym dojrzewaniu struktur ośrodkowego układu nerwowego zaangażowanych w wytwarzanie i kontrolę rytmów okołodobowych.
Komórki zwojowe, dzięki obecności melanopsyny, pełnią również istotną rolę w prawidłowym funkcjonowaniu układu nerwowego.
Autor: Iwona Bodek
Bibliografia:
Zawilska, J. i Czarnecka, K. Melanopsyna -nowo odkryty chronobiologiczny receptor światła. Postępy Biologii Komórki. (2006, TOM 33 NR 2 (229246)).
Najnowsze komentarze