Så styr ögat pupillens rörelser
Molekyler som reagerar på ljus, kalciumjoner samt kanaler mellan cellerna i iris, spelar viktiga roller för hur pupillen i ögat dras samman i ljus och hur pupillen utvidgas i mörker. Det visar forskare vid Umeå universitet.
Att ögats pupill drar ihop sig när man går ut i solen från ett mörkt rum beror på pupillens ljusreflex. Den fungerar på samma sätt som bländaren i en kamera, så att den sinnrikt anpassar öppningen och därmed ljusinflödet i förhållande till ljusförhållandena.
– Hjärnans påverkan på pupillens rörelser är tidigare känd, men hur molekyler inne i ögat som detekterar ljus också kan styra pupillens ljusreflex, oberoende av hjärnans reglering, har varit relativt outforskat, säger Lena Gunhaga, professor vid Umeå centrum för molekylär medicin, Umeå universitet.
Studerat filminspelningar av pupiller
Nu presenterar hon och hennes kollegor ny kunskap om hur pupillens rörelser regleras av ljusdetekterande molekyler i iris, eller regnbågshinnan. Det vill säga molekyler som aktiveras av ljus. De har studerat hundratals videoinspelningar av pupiller i olika ljusförhållanden, med varierande påverkan av specifika jonkanaler.
Umeåforskarna har i sina försök upptäckt att ljuset styr pupillen att dra ihop sig genom att öka koncentrationen av kalciumjoner i iriscellerna via ett ökat inflöde från omgivningen och genom att kalciumjoner frisläpps från cellernas egna förråd. I försöken användes blått ljus med en våglängd om 480 nanometer.
Jonkanaler gör pupillens utvidgning symmetrisk
Men alla celler i iris, regnbågshinnan, har inte de molekyler som reagerar på ljus. Forskarna har upptäckt att spridningen av kalciumjoner mellan cellerna, via speciella kanaler, är helt nödvändiga för att pupillen ska dras samman symmetriskt. På motsvarande sätt kunde de se att pupillens symmetriska utvidgning, när man går från ljus till mörker, också är beroende av jonkanalerna mellan cellerna och ett ökat utflöde av kalciumjoner ut från iriscellerna.
Hur kraftigt och snabbt som pupillen dras samman när ögat utsätts för ljus beror till stor del på hur länge ögat dessförinnan har befunnit sig i mörker. Detta beror på att avsaknad av ljus omfördelar natrium- och kaliumjoner i iriscellerna, vilket i sin tur ger iriscellerna ökad kapacitet till respons vid nästa ljusstimuli, enligt forskarna.
– Sammantaget har upptäckterna stor betydelse för att bättre förstå hur pupillens ljusreflex fungerar, säger Lena Gunhaga.
Vetenskaplig artikel:
Elucidation of cellular mechanisms that regulate the sustained contraction and relaxation of the mammalian iris. ( Soufien Sghari, Wayne Davies, Lena Gunhaga) Investigative Ophthalmology & Visual Science, 2020
Kontakt:
Lena Gunhaga, professor, UCMM, Umeå centrum för molekylär medicin, Umeå universitet, lena.gunhaga@umu.se
