Разгадана 400-летняя загадка зрения птиц в бескислородной среде
Исследователи из Орхусского университета в Дании установили механизм функционирования сетчатки глаз птиц в условиях отсутствия прямого притока крови. Результаты восьмилетнего исследования опубликованы в научном журнале Nature 21 января.
Сетчатка птиц не содержит кровеносных сосудов. Такая анатомическая особенность предотвращает рассеивание света и обеспечивает высокую остроту зрения. При этом нервная ткань сетчатки относится к наиболее энергозатратным структурам организма и в норме требует постоянного поступления кислорода.
Используя метод пространственной транскриптомики, учёные составили карту активности генов в птичьем глазу. Анализ показал, что внутренние слои сетчатки используют анаэробный гликолиз — процесс расщепления глюкозы без участия кислорода. Этот способ получения энергии в 15 раз менее эффективен, чем кислородный метаболизм.
Иследователи установили роль пектина — складчатой структуры, выступающей в стекловидное тело глаза. С XVII века биологи считали пектин источником кислорода для сетчатки. Метаболическая визуализация опровергла это предположение. Пектин функционирует как транспортная система: доставляет глюкозу к сетчатке и выводит лактат — побочный продукт анаэробного обмена. Сетчатка птиц потребляет глюкозу значительно быстрее, чем другие отделы мозга.
Согласно результатам исследования, птицы унаследовали бескровную сетчатку от своих предков-динозавров. Авторы работы указывают на возможность применения полученных данных при разработке методов лечения инсульта, при котором ткани мозга погибают из-за недостатка кислорода.