Слава на пъдпъдъци

Какво общо имат японските пъдпъдъци на Coturnix japonica с мъж? В очите на тази малка тиха птица (наричана още "мюти"), едни и същи биохимични промени се появяват с възрастта като unas.


Жълто петно

Защо през годините започваме да виждаме по-лошо? Основната част на окото - etomnogosloynaya структура setchatka- намира от вътрешната страна на задната glaznogoyabloka. На нея са фоторецепторните клетки, които vosprinimayutizobrazhenie, и от там на сигнала по нервните влакна към мозъка листа. Всяка sloysetchatki (около десет) се състои от специализирани клетки vypolnyayuschihrazlichnye функция. Външният слой е пигментният епител (Фигура 1). Той obespechivaetpitatelnymi вещества фоторецептори - пръчки и конуси, които svetpopadaet, след преминаване през лещата, стъкловидното тяло и вътрешните слоеве setchatki.S друга страна отделени от пигментния епител на мембрана хориоидея taknazyvaemoy Брух.

Централната част на ретината, зоната на макулата или жълтото петно ​​е най-важната. Той е отговорен за зрителната острота и цветовото възприятие, защото се намират шишарки, от които зависи цветното виждане (пръчките се намират в периферната част на ретината). Тази централна част има микроскопични размери (диаметър 5 мм, дебелина 0,2 мм). В допълнение, човек стар бавно. За да наблюдавате статистически значима група хора повече от 50 години, определянето на възрастови промени на клетъчно ниво в малка част от ретината не е лесна задача.

Фигура 1. Ретината е разположена на гърба на очната ябълка, се състои от няколко слоя

Както винаги изследователите се спасяват от експериментални животни. Мишките, плъховете и ikroliki, уви, не са подходящи за тази конкретна задача. Те имат различен stareyutglaza и няма механизъм, който да предпази от свързаната с възрастта увреждане, присъщи на японски пъдпъдъци cheloveku.Zato на който живее около половин година, до годината, в setchatkeproyavlyayutsya характерни симптоми на стареене, които при хората са видими само k70-80 години.

Биолозите обичат японския пъдпъдък. Тази малка птица, претегляща само 150 грама, опитомена в Япония в края на XIX - началото на ХХ век, понастоящем е основната порода на пъдпъдъчени ферми. Японското пъдпъдък е по-малко грубо и силно, отколкото обикновено и затова е удобно да се размножава. Генетичността изследва проявите на различни мутации в пъдпъдъците и също проучва много очни заболявания като глаукома, албинизъм, леки увреждания на ретината и някои други. Сега дори се опитват да извадят такава порода пъдпъдъци, при които заболяванията на очите се развиват ускорено.

И така, къде точно са провалите? С възрастта, прозрачност и промяна spektrpropuskaniya обектив, но в допълнение, има промени в ретината. Което е същото, стана ясно още преди 15 години. Първо, в макулата postepennogibnut фотоклетка клетки (шишарки). Apoptozuantioksidantnye се противопоставят на тази система на защита, които описват по-долу. На второ място, в kletkahpigmentnogo епител (отговорен за храненето конуси) nakaplivayutsyafototoksichnye съединение по-лошо да започне работа система за защита nih.V Трето, прекъснато проводимост на мембраната на Брух, която се отделя от pigmentnyyepitely хороидеа. В тази мембрана nazyvaemyedruzy оформен така, че прекъсване контакт между епитела на пигмент и sosudistoyobolochkoy и следователно предотвратяване и транспортиране на необходимите вещества sozdayutlokalnuyu тъканна хипоксия.


Лош добър витамин А

Най-вече застаряването на човешката ретина се проявява в това, че в kletkahpigmentnogo епител липофусцин гранули се натрупват (фиг. 2) на nalichiikotoryh съди по фундус автофлуоресценция. (Retin облъчва vidimymsvetom и регистриране своя лъчение при дължина на вълната 488 нм (granitsasinego и синя светлина) Основният източник на автофлуоресценция - .. липофусцин) липофусцин гранули - образуване на комплекс на липид-протеин природата kotoryeformiruyutsya от клетка "шлака" - остатъци от фоторецепторните външните сегменти. те отдавна се считат за безопасни продукт от клетъчната активност, но в началото на 90-те години на XX век е установено, че тези гранули са изложени на светлина mogutgenerirovat реактивни кислородни видове, които в на свой ред, увреждат клетките на пигментния епител. Последните проучвания показват пряка връзка между chtosuschestvuet натрупване на гранули в пигментен епител inekotorymi очни заболявания, такива като свързана с възрастта макулна degeneratsieysetchatki (основната причина за слепота при възрастни), Stargardt idrugie заболяване.

Липофусциновите гранули се образуват през целия живот. В лицето за първите десет години от живота им става два пъти повече, а максималното количество се натрупва приблизително до 60 години. Изследователите вярват, че като дете тя ще се обработва ускорено, тъй като детските лещи са прекалено прозрачни за вредните сини цветове. (Ето защо децата се нуждаят от слънчеви очила.)

В пъдпъдъци същите тези процеси са по-бързи и по-интензивни: pigmentnogoepiteliya клетки са наситени с гранули само година и половина, докато kolichestvolipofustsina в тях се увеличава до 20 пъти. Експериментите показват, че колкото по-голяма е светлината, толкова повече гранули се образуват. Например, ако само две жени 18chasov държат пъти с излишък от светлина (в четири месец и година възраст), а след това половина месеца, размерът на гранули в централната ретинална района vyrastetna 30%. По някаква причина мъжете имат такава силна зависимост от осветлението. Може би по-възрастните жени намалява активността на ензимите - съответно, има излишък "клетка шлака", които са образувани от липофусцин гранули.

Тези гранули са опасни двойно. Първо, те преливат жизненото пространство на клетките на пигментния епител. На второ място, те съдържат токсични производни на ретината (витамин А). Под влиянието на светлина, тези производни могат generirovatsvobodnye радикали лесно се окисляват много органични soedineniya.Svobodnye радикали предизвикват верижна реакция в резултат на bolsheradikalov образуването все още може да влезе в следващата реакция. Ако няма вещества, които "гасят" тези радикали (те са просто антиоксиданти), тогава клетката умира.

Най-токсични и най-добре проучени ретиноиди - това dimeryretinalya като А2Е или N-ретинил-N-retinilidenetanolamin, изо-А2Е и takzheih окислени epoksiformy. Под влиянието на светлината, те могат да бъдат освободени izlipofustsinovyh гранули и след това завийте надясно в цитоплазмата на епителната kletokpigmentnogo. А2Е изомери стават токсични при sinegosveta на влияние и тяхното epoksiformy токсични сами по себе си, но те все още могат да dopolnitelnovozbuzhdatsya ултравиолетова.

В човешката чувствителност възрастен epoksiform A2E kultrafioletu nepredstavlyaet реална опасност за ретината, като обектив horoshopogloschaet тази радиация. Въпреки това, лещите на очите на децата частично пропускат ултравиолетовото и за тях този вид димер може да бъде опасен. Това eschepredstoit изясни в по-нататъшни експерименти върху японски пъдпъдък - ihrogovitsa, леща и стъкловидно тяло е напълно премина ultrafioletovyydiapazon 320 нанометра, обаче малките птици могат да бъдат адекватно модел dlyaissledovany детски болести, причинени от излишно светлина.

Що се отнася до опасни ретиноиди, пъдпъдъците са почти същото в състав (Фиг. 3), и почти толкова (в относителни количества) като ucheloveka. Съществува огромна област на научните изследвания: в допълнение izvestnyhdimerov пигментния епител на ретината при хората и пъдпъдъци okolodesyatka има подобни, но все още не е идентифицирана ретиноиди неизвестен urovnemtoksichnosti.

За съжаление, деривативните деривати не са единственият проблем. Както стареене ucheloveka и пъдпъдък два пъти мембрана сгъстяване на Брух (прозрачна мембрана, която разделя на ретината от хороидеята). Колкото по-дебел мембраната, предимно в централната част на ретината появи включвания meshayuschienormalnomu обмен на вещества между хороидеята и пигмент epiteliem.Zatem, както е споменато, оформени на друзите мембранната повърхност (фиг. 4) изпъкнали в епитела на пигмент и транспортиране между нарушава него и капилярите на съдовата мембрана. Изглежда, че формирането на друзи - отделен процес, не е свързана с натрупването на липофуксин. Например, мъжки пъдпъдъци bolsheobrazuyutsya приятели, докато жените предимно се натрупват lipofustsinovyegranuly.

Предполага се, че свързаните с възрастта промени в мембрана и друзи Брух - predposylkadlya увеличават хипоксия RPE клетки, което води kobrazovaniyu макулни дупки - структурни дефекти в централната част setchatki.Vozmozhno, друг следствие на липса на кислород и хранителни вещества -education на нови капиляри, които да пречат между визуалния образ на ретината.


Система за защита

В ретината и пигментния епител съществуват два вида защита срещу увреждаща светлина на свободните радикали. Почти същият комплект защитава очите на пъдпъдъка на излизащата светлина. На първо място, това е меланин, който се намира в клетките на пигментните епителни клетки и ги предпазва от светлина (фиг.5). Трябва да се каже, че при всички гръбначни животни меланинът е най-важният фактор, подкрепящ активността на пигментния епител. Той изпълнява в dvefunktsii на очите: работи като филтър, отслабване на интензитета на светлина nanizhelezhaschie клетки поразителни, а също така действа като мощен антиоксидант, "охлаждане" Running леки реакции на свободните радикали.

С възрастта, количеството на меланин в епитела на пигмент и човешкото iperepela намалява. години човекът K70 (AY пъдпъдък наполовина) меланин vpigmentnom епител става три пъти по-малко, и до 90 години - в chetyre.Kstati, животни албиноси, чиито клетки sovsemnet пигмент епител меланин, ретината е много по-устойчиви на фотоокисление.

Втората система на антиоксидант защита в ретината на маймуни, хора (но врагове бозайници), както и птици - oksikarotinoidy лутеин и зеаксантин, atakzhe множество техните метаболитни производни. Тези вещества raspolozhenypryamo в фоторецепторните клетки, и се смята, че е зеаксантин vosnovnom в конуси са концентрирани главно в централната част alyutein - на пръчки и достатъчно равномерно разпределени в ретината. Vkolbochkah централната ретинална зеаксантин толкова много, че той okrashivaetetot сайт в жълто - оттам и името "жълто петно". В птици (vchastnosti и пъдпъдъчи) oksikarotinoidy концентрират конуси - всеки ofthem е един сегмент на вътрешния диаметър 3-5 микрона капчиците, съдържащи тези каротеноиди. Oksikarotinoidy също изпълнява две funktsii.Vo На първо място, това е много мощни антиоксиданти - като меланин, те забавят zapuschennyesvetom процеси на свободните радикали. Ако алфа-токоферол (витамин Е) взема za100% от активността, активността на лутеин - 95% зеаксантин - 90%, и бета-karotina- само 75%. При опити ин витро oksikarotinoidy zahvatyvalisvobodnye активни радикали, в действителност те трябва да работят още по-добре poskolkuskontsentrirovany пряко във фоторецепторните клетки. Вторият им задача -otfiltrovat токсичен синя светлина, преди да достигне намиращите се nizhefotoretseptornye клетките и на клетки на епитела на пигмент. По този начин те предпазват конусите от смърт. Спомнете си в началото на статията: основната причина за увреждане на зрението svozrastom - намаляване на броя на фоторецепторните клетки. Следователно е ясно колко важни са оксикаротеноидите.

Тези вещества са добре разбрани - така че е известно, че молекули zeaksantinaraspolagayutsya кръст, така че те са плътно опаковани в lipidnyhmembranah двуслойната. В същото време лутеиновите молекули се намират в мембраната надлъжно, така че плътността и концентрацията на опаковката в мембраната са много по-ниски.

В тялото на oksikarotinoidov е цял набор от производни, и те всички -active антиоксиданти. Между другото, зеаксантин и техни производни в човешки iperepela приблизително същия размер, както и съотношението на лутеин пъдпъдъци - само 2%, докато човешката 53.5%. Интересното обаче е друго. Soderzhanieoksikarotinoidov в ретината не се различават само в различните хора, но silnozavisit от това, което ядем. Да започнем с това, различните хора имат различно количество pigmentamozhet почти десет пъти - в зависимост от пол, пигментация, раса и начин на живот. Преди всичко той има кафяви очи, здрави и непушачи. Но експерименти показват, че ако седнете на intensivnuyulyutein-zeaksantinovuyu диета (табл.), Броят на oksikarotinoidov в setchatkecheloveka ще расте и ще дойде до не повече от 40-50 дни (пъдпъдъци за etogonuzhna цяла седмица).

В края на 1990 г., учените са показали, че лутеин и зеаксантин игра ochenvazhnuyu роля в защитата на ретината. Дефицитът им води до развитие на катаракта и свързани с възрастта дегенерация на макулата. Спомнете си, че макулата - централна chastsetchatki, жълто петно, както и промени, свързани с възрастта, които се случват в него, taknazyvaemaya обусловена дегенерация на макулата - огромен проблем за деронтологистите, samayachastaya причина за слепота при хората над 55 години. Lutein-zeaxanthinic диети ефективно намаляват риска от развитие на макулна дегенерация. В експерименти naperepelah такава диета значително инхибират натрупването на опасни димери retinalyav клетки и пигментен епител липофусцин гранули-О. Освен това, при птици, които седяха на лутеална диета, пръчките и шишарите бяха много по-малки.

По този начин стареенето на очите на малка птица позволява в ускорен режим да наблюдава почти всички възрастови промени в окото на човек. И тогава да тестваме веществата, които вероятно ще спрат този процес.

Доктор по биологични науки PP Zak
Доктор по биологични науки А. А. Донцов
"Химия и живот", 2013, No. 7, pp. 16-19