Struktura > Pracownie > Chronobiologii > Inne osiągnięcia

Inne osiągnięcia


BADANIE INTERAKCJI ŚWIATŁO - DOPAMINA - MELATONINA W SIATKÓWCE KRĘGOWCÓW

Światło widzialne (światło białe, oraz monochromatyczne światło zielone, niebieskie i czerwone) oraz promieniowanie z zakresu bliskiego nadfioletu (UV-A) hamują nocną biosyntezę melatoniny w siatkówce (i w szyszynce) kręgowców. Siła supresyjnego działania światła zależy od bodźca świetlnego (najsilniejsze działanie obserwowano w przypadku światła białego, a najsłabsze w przypadku monochromatycznego światła czerwonego), jego intensywności, czasu ekspozycji, gatunku i wieku zwierząt, oraz od rodzaju analizowanej tkanki.

Nawet krótkotrwały impuls świetlny może spowodować kilkugodzinne zaburzenie sygnału melatoninergicznego w organizmie.

Światło widzialne kontroluje pracę endogennego zegara biologicznego wytwarzającego okołodobowy rytm biosyntezy melatoniny w siatkówce i szyszynce.

W supresyjnym działaniu światła widzialnego i promieniowania UV-A na syntezę melatoniny w siatkówce uczestniczy dopamina, uwolniona z komórek amakrynowych bądź międzysplotowatych siatkówki i pobudzająca receptory dopaminowe typu D 4 (należące do rodziny D2) umiejscowione na segmentach wewnętrznych komórek fotoreceptorowych.

Dopamina uwolniona z siatkówkowych neuronów dopaminergicznych pod wpływem światła białego i pobudzająca receptory D1-dopaminowe dodatnio sprzężone z cyklazą adenylanową uruchamia kaskadę procesów biochemicznych prowadzących w efekcie końcowym do zahamowania syntezy melatoniny w szyszynce. Z kolei promieniowanie z zakresu bliskiego nadfioletu aktywuje siatkówkową transmisję glutaminianergiczną wykorzystującą receptory typu NMDA.

Receptor D 4 w siatkówce kurczęcia jest pośrednio ujemnie sprzężony z cyklazą adenylanową.

Siatkówkowe receptory D 4 charakteryzują się funkcjonalną plastycznością i ulegają zmianom adaptacyjnym w odpowiedzi na farmakologiczne (długotrwałe podawanie neuroleptyków lub L-DOPA) bądź fizjologiczne (długotrwała adaptacja do ciemności lub światła) modyfikacje intensywności natężenia siatkówkowej transmisji dopaminergicznej.

W siatkówce dopamina i melatonina są ważnymi elementami pętli ujemnego sprzężenia zwrotnego regulującego procesy, które przebiegają w rytmie dobowym lub okołodobowym i zależą od warunków oświetlenia środowiska.

5-METOKSYINDOLE W SZYSZYNCE KRĘGOWCÓW

Przeprowadzone przez nas badania po raz pierwszy wykazały, że szyszynki ptaków (kura, kaczka, gęś) produkują 5-metoksytryptofol w rytmie dobowym bądź okołodobowym, którego fazy są odwrócone o 180 0 w stosunku do faz rytmu melatoniny. Poziomy 5-metoksytryptofolu są wysokie w fazie jasnej i niskie w fazie ciemnej dobowego cyklu oświetleniowego światło:ciemność (LD).

Światło odgrywa ważną rolę w regulacji produkcji 5-metoksyindoli w szyszynkach ptaków. Ekspozycja zwierząt w fazie ciemnej cyklu LD na światło białe lub promieniowanie UV-A prowadzi do zależnego od czasu ekspozycji podwyższenia szyszynkowego poziomu 5-metoksytryptofolu i równoległego spadku zawartości melatoniny. Ponadto, światło synchronizuje pracę endogennego zegara biologicznego generującego okołodobowy rytm biosyntezy 5-metoksytryptofolu i melatoniny w szyszynce.

Farmakologiczna modulacja natężenia biosyntezy melatoniny w szyszynce kurczęcia prowadzi do przeciwstawnych zmian w produkcji 5-metoksytryptofolu.

5-Metoksytryptofol może uczestniczyć w złożonej regulacji rytmów biologicznych pełniąc rolę biochemicznego analogu światła.