6 c72632d94f

ALICE CHEN<o*WwłX SCIENCE PHOTO LIBRARY

Jak powstaje zaćma

Stopniowe mętnienie soczewki - zaćma - osłabia wzrok i każdego roku powoduje ślepotę milionów ludzi. Komórki soczewki wypełnione są gęstym roztworem białka - krystaliny - tworzącego regularny układ (a). Naukowcy nie są jeszcze pewni dlaczego, ale gdy w krystalinach nagromadzą się uszkodzenia powodowane przez ultrafiolet, utlenianie i odwodnienie, dochodzi do rozfałdowania włókien (6). Odkształcone włókna zaczynają agregować w splątaną, nieregularną masę (c). Powstające w ten sposób grudki w jednolitym materiale soczewki (zdjęcie) blokują lub zniekształcają przechodzące przez nie światło, tworząc w polu widzenia mętną plamkę. Podwyższony poziom nieprawidłowo sfatdowanych białek stwierdza się także w mózgach osób cierpiących na choroby Alzheimera i Parkinsona. Dlatego naukowcy usilnie poszukują wspólnych mechanizmów tych zjawisk.

& i£

ab    c

czynniki. Na przykład silne odwodnienie może spowodować wytrącanie krystalin i kurczenie się komórek, które następnie przekształcają się w zbitą grudkę. Taka grudka lokalnie zmienia współczynnik załamania światła i w polu widzenia pojawia się mglista plama. Wystarczy kilka tygodni silnego odwodnienia, by zaczęła się rozwijać zaćma.

Nawet jeśli do tego nic dojdzie, to i tak z powodu braku procesów' naprawczych w komórkach soczewki wszelkiego typu drobne urazy będą się kumulować. Regularne narażanie oka na działanie reaktywnych form tlenu, promieniowania ultrafioletowego lub latami podniesionego poziomu glukozy we krwi jak u chorych na cukrzycę w wielu przypadkach prowadzi do zaćmy, której leczenie wymaga interwencji chirurgicznej.

Wzmianki o usuwaniu zmętniałej soczewki oka znajdujemy już w pochodzącym z XVIII wieku p.n.e. kodeksie Hammurabiego. W starożytnych egipskich oraz średniowiecznych europejskich i arabskich tekstach znajdują się opisy zabiegów' oddzielania soczewki od mięśnia rzęskowego i wpychania jej do cieczy szklistej - gęstego płynu znajdującego się w tylnej części oka. W ten sposób odsłaniano światłu drogę do siatkówki, ale równocześnie usuwano element, który to światło na niej ogniskował. Po zabiegu pacjenci widzieli jedynie rozmazane obrazy, jakby pływ ali pod wodą z otwartymi oczami.

Szkła optyczne, których zaczęto używać na przełomie XVII i XVIII wieku, kompensowały brak zdolności skupiania światła. A obecnie stosowane sztuczne soczewki eliminują konieczność noszenia okularów'. W samych tylko Stanach Zjednoczonych lekarze każdego roku przeprowadzają ponad milion operacji usunięcia zaćmy. Na szczęście dziś zabieg ten jest skuteczny niemal w 100% i trwa nie dłużej niż 45 min. Mimo to nadal u około jednej trzeciej pacjentów dochodzi do rozwoju tzw. zaćmy resztkowej (zaćmy wtórnej) wywoływanej przez niezróżnicowane komórki macierzyste przypadkowo pozostawione podczas operacji. Komórki te zaczynają się dzielić, jednak ich rozwój przebiega inaczej niż podczas embriogenezy - tym razem tworzą niekształtną masę, która zasłania pole widzenia i musi być usunięta chirurgicznie. Szacuje się, że w krajach rozwijających się, w których opieka medyczna jest niedostateczna, zaćma jest przyczyną połowy wszystkich przypadków ślepoty. W Indiach co roku powoduje utratę wzroku przez około 3.8 min ludzi.

RALF DAHM jest kierownikiem naukowym projektu Ośrodka Badań nad Mózgiem w Medizinische Universitat Wien. Doktorat z biochemii obronił na Univeristy of Dundee w Szkocji. Nadzoruje także paneuropejski projekt wykorzystania rybki akwariowej - dania pręgowanego - jako modelu do badania rozwoju zarodkowego i chorób człowieka. Jest jednym z redaktorów książki Zebrafish: A Practical Approach, oraz autorem książek popularnonaukowych o rozwoju zarodkowym człowieka, komórkach macierzystych i klonowaniu. Dahma fascynuje również to, jak choroby oczu zmieniają sposób widzenia świata przez artystów.

Nic dość, że soczewka jest podatna na mętnienie, to z upływem lat ma tendencję do żółknięcia. Jest to spowodowane powolnym gromadzeniem się białek absorbujących światło niebieskie i zielone. W rezultacie przestaje ono docierać do siatkówki, a soczewka nabiera żółtego łub brązowawego odcienia. Do siatkówki docierają tylko czerwienie, żółcie i brązy, co powoduje zmianę postrzegania kolorów otaczającego świata [ramka na następnej stronie].

Kontrolowane samobójstwo

naukowcy w OSTATNICH latach badali nie tylko budowę soczewki oraz pogarszającą się z wiekiem jej funkcjonalność, ale ustalili też wiele ważnych faktów. Odkryli, że mechanizm systematycznego usuwania własnych organelli przez soczewkę można będzie wykorzystać podczas leczenia gnębiących ludzkość chorób neurodegeneracyjnych.

Komórki soczewki, tak jak wszystkie inne, początkowo zawierają organelle, gdyż powstają na wczesnych etapach rozwoju zarodkowego z komórek macierzystych. Podczas różnicowania jednak niszczą i usuwają własne wewnętrzne struktury', aby stać się przezroczyste. Na pierwszy rzut oka nie ma w tym nic dziwnego. Zastanówmy się jednak, co się dzieje z innymi komórkami, w których dojdzie do niewielkiego choćby uszkodzenia DNA: rozpoczyna się w nich nieodwracalny proces zwany apoptozą lub programowaną śmiercią. Destrukcyjne enzymy syntetyzowane przez komórkę tną jej DNA oraz najważniejsze białka na drobne kawałki, a mitochondria wstrzymują wytwarzanie energii. Komórka rozpada się na fragmenty i zanika. Zwykle uszkodzona

WY.DANIE SPECJALNE 2007

ŚWIAT NAUKI 21