Źrenice myszy zwężają się bez udziału mózgu

Źrenice w oczach myszy zwężają się, gdy zwierzę jest przenoszone z ciemnego do oświetlonego pomieszczenia nawet wtedy, kiedy nie działa nerw wzrokowy. W ten sposób naukowcy z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa wykazali, że funkcja fotoczuła jest wbudowana w zwieracz źrenicy.

Tradycyjny pogląd na odruch źreniczny jest taki, że światło uruchamia sygnał przesyłany z siatkówki do mózgu. Tam aktywowane są sygnały zwrotne przekazywane za pośrednictwem acetylocholiny, które sprawiają, że zwieracz się kurczy i zwęża źrenicę - opowiada dr King-Wai Yau.

Wcześniejsze badania Yau i innych pokazały jednak, że ssaki nocne i aktywne o zmierzchu czy świcie, np. myszy, króliki, psy i koty, nie potrzebują do odruchu źrenicznego mózgu. Laboratorium Amerykanina zademonstrowało wręcz, że zwieracz kurczy się w reakcji na światło dzięki obecności światłoczułego barwnika - melanopsyny.

Choć najprostsze wyjaśnienie jest takie, że sam mięsień jest wrażliwy na światło, inni naukowcy podsuwali możliwość, że w zwieraczu występują świałoczułe nerwy z melanopsyną, które korzystają z odpowiedzialnej za odruch acetylocholinowej sieci mózgowej.

Yau postanowił więc sprawdzić, co będzie, gdy zablokuje się działanie acetylocholiny. Nawet po farmakologicznym zablokowaniu działania neuroprzekaźnika wyizolowany zwieracz źrenicy kurczył się w odpowiedzi na światło, co uprawomocnia twierdzenie, że sam mięsień jest światłoczuły, bo zawiera melanopsynę.

W kolejnym etapie badań Amerykanie uciekli się do metod genetycznych, by wybiórczo nie dopuścić do wytwarzania melanopsyny przez mięsień. Okazało się, że w takiej sytuacji zwieracz nie reagował na światło, mimo że wpływ acetylocholiny był zachowany. W ten sposób zademonstrowaliśmy, że zwieracz źrenicy jest światłoczuły, a to bardzo niezwykła właściwość jak na mięsień.

Ekipa Yau podkreśla, że miejscowy odruch źreniczny nie występuje u aktywnych w dzień niższych ssaków i u naczelnych (bez względu na porę aktywności). Szerszy obraz jest taki, że miejscowy odruch źreniczny pojawił się wcześnie u prymitywnych kręgowców, takich jak bezżuchwowce [...]. Z biegiem czasu w odruch zaangażował się mózg, ale u płazów dominujący pozostał lokalny mechanizm. Do czasu, gdy pojawiły się ssaki, miejscowy odruch stawał się coraz mniej ważny, zanikając u podnaczelnych aktywnych w ciągu dnia i u naczelnych.

odruch źreniczny ssaki niższe myszy melanopsyna zwieracz źrenicy King-Wai Yau