Все знают, как проверяется зрачковый рефлекс для диагностики смерти мозга: в глаза находящегося без сознания направляет пучок света. Считается, что если зрачок суживается, то мозг ещё жив, т.к. у всех млекопитающих сфинктер зрачка регулируется мозгом. Или это не так? Исследователи университета Джонса Хопкинса обнаружили, что у большинства млекопитающих, а на самом деле у большинства позвоночных, мышца, суживающая зрачок может сокращаться без какого-либо вклада со стороны мозга. Выводы исследования, где также описывается молекулярный механизм лежащие в основе этого процесса, опубликованы в журнале Nature.
«Более 40 лет назад было установлено, что у таких холоднокровных животных, как амфибии и рыбы, радужка обладает светочувствительностью и поэтому сужение зрачка может происходить без команды от мозга. И считалось, что у млекопитающих в рефлекторном пути участвует мозг» — говорит Кинг-Вай Яу, профессор неврологии и офтальмологии Университете Джонса Хопкинса и член Института фундаментальных медико-биологических наук Центра биологии органов чувств. «Но ни в одном исследовании не выявили, что в рефлексе имеется молекулярный «переключатель», а теперь мы знаем, что это действие пигмента меланопсина».
Исследовательская группа изучала отпрепарированные радужки различных млекопитающих. Крошечной линейкой измеряли силу мышцы, суживающей зрачок. Затем эти мышцы освещали ярким светом и измеряли величину сокращения. Радужки ночных животных: мышей, крыс, хомяков, кошек, кроликов отвечали на освещение. Радужки дневных животных: морских свинок, сусликов и свиней — нет. Также не реагировали радужки обезьяны-резус, мартышки, совиной обезьяны и галаго, хотя совиные обезьяны и галаго и ведут ночной образ жизни.
«Мы действительно не знаем, почему приматы, включая нас, а также другие дневные животные не имеют этой возможности.» Ночные животные передвигаются ночью в темноте, их глаза содержат больше клеток, чувствительных к низкой освещенности и воздействию яркого света, сокращением зрачковой мышцы глаз защищает от повреждения.
«Конечно, хотелось бы узнать, почему молекулы пигмента участвуют в запуске сужения зрачка» – говорит профессор Яо. Эксперимент проводили с генетически модифицированными мышами, у которых нет меланопсина. Команда исследовала зрачковый рефлекс радужек мышей.
«Результаты оказались очень интересными – радужки мышей без меланопсина не реагируют на свет»- говорит Тянь Сюэ, коллега доктора Яу. Мышей также проверили на наличие других светочувствительных пигментов, но они оказались в норме. Таким образом, предполагается, что для местного зрачкового рефлекса необходим только меланопсин. Команда продолжила поиски других белков, которые совместно с меланопсином вызывают сужение зрачка. И ученые обнаружили, что радужки мыши, лишенные фермента PLC также не реагировали на свет, следовательно, этот фермент тоже участвует в рефлексе.
Статью подготовил и отредактировал: врач-хирург Пигович И.Б.