Особые клетки сетчатки могут сообщать нашему мозгу о том, какое сейчас время суток.

Сетчатка глаза представляет собой очень сложный бутерброд из нескольких видов клеток. Обычно мы знаем только палочки и колбочки, которые чувствуют свет и которые посылают сигнал другим клеткам сетчатки. Эти другие клетки поддерживают и питают светочувствительные палочки и колбочки, и могут даже корректировать получающуюся картинку, но долгое время считалось, что свет в сетчатке могут чувствовать только палочки и колбочки, и никто другой. 

Фрагмент сетчатки с видимыми слоями. (Фото: National Eye Institute / Flickr.com) 

Однако сравнительно недавно удалось выяснить, что в слое так называемых ганглионарных клеток есть группа светочувствительных клеток, которые назвали ipRGC (intrinsically photosensitive retinal ganglion cells, или истинные светочувствительные ганглионарные клетки) – у них есть собственный фоточувствительный белок, реагирующий на световые волны. Вскоре стало известно, что ipRGC тесно связаны с зонами мозга, которые управляют сном и биологическими часами. Очевидно, что биологические часы должны быть в курсе, день сейчас или ночь, а узнать это можно только с помощью глаз. И вот ipRGC как раз помогают внутренним часам узнавать о времени суток.

Однако ipRGC первоначально обнаружили и долгое время исследовали у мышей. Конечно, логично было бы предположить, что похожие клетки есть и у людей, но одно дело – предполагать и допускать, и совсем другое – точно знать. И вот сейчас в Science вышла статья, в которой исследователи из Института Солка, Университета Юты и Института Скриппса сообщают, что светочувствительные ганглионарные клетки есть и в человеческом глазу. Сетчатку для изучения было взять неоткуда, кроме как у покойников, так что Людовику Муру (Ludovic S. Mure) и его коллегам пришлось разработать специальный метод, позволяющий сохранять сетчатку функциональной и живой в прямом смысле слова – чтобы её клетки могли ещё какое-то время выполнять свои функции так же, как они выполняли их, пока человек был жив.

Как и у мышей, в ганглионарном слое человеческой сетчатки нашлись клетки, которые сами реагировали на свет, при этом среди них были такие, которые генерировали электрические импульсы спустя 30 секунд после того, как их начали освещать. Когда же свет выключали, некоторые клетки успокаивались не сразу, а только выждав несколько секунд. Дальнейшие эксперименты показали, что среди таких клеток есть три разновидности. Первые быстро «включались», но потом ещё какое-то время работали в темноте. Вторые «включались» долго и «выключались» тоже долго. Третьи начинали посылать импульсы только при очень ярком свете, при этом они реагировали на свет быстрее прочих и отключались сразу же, как только свет гас. Среди световых волн все три типа клеток наиболее чувствительны были к синему свету – как «часовые» клетки мышей.

Человеческие ipRGC также соединены с палочками и колбочками. Скорее всего, в мозг они посылают некий суммарный сигнал – тот, что сформировали сами, плюс тот, что получили от палочек и колбочек. Правда, стоит уточнить, что мы пока не знаем, куда именно эти ганглионарные клетки посылают свои сигналы – и слово «часовые» в заголовке стоит, скажем так, авансом. Но, как говорится, есть все основания предполагать, что наши ipRGC информируют о дне и ночи супрахиазмальное ядро – зону биологических часов в мозге. Ведь у слепых людей, у которых не работают обычные светочувствительные палочки и колбочки, суточные ритмы продолжают работать – то есть должны быть у них какие-то клетки, которые следят за интенсивностью освещения, и такими клетками вполне могут быть новообнаруженные ipRGC. И если это они и есть, с ними можно выполнить массу исследований, касающихся непосредственно наших собственных – то есть человеческих – биологических ритмов.