Jak magnez ratuje komórki oka?
Zaburzenia widzenia i ślepota to problem, który dotyka dziesiątki milionów ludzi na całym świecie. W samej jaskrze cierpi z tego powodu ponad 70 milionów osób. Naukowcy z Międzynarodowego Centrum Badań Oka (ICTER) działającego przy Instytucie Chemii Fizycznej PAN postanowili przyjrzeć się temu, jak można zabezpieczyć kluczowe struktury siatkówki przed degradacją. Okazuje się, że kluczem może być powszechnie znany pierwiastek – magnez.
Międzynarodowy zespół badaczy, w skład którego weszli naukowcy z Polski, Niemiec i Iranu, wziął na warsztat komórki zwojowe siatkówki. To one pełnią funkcję naturalnych przewodów wyjściowych oka – zbierają przetworzony obraz i wysyłają go dalej do mózgu. Gdy dochodzi do ich obumierania, wzrok bezpowrotnie gaśnie. Dzieje się tak m.in. w przebiegu jaskry, retinopatii cukrzycowej, niedokrwienia siatkówki czy po ciężkich urazach nerwu wzrokowego.
Cyfrowy model i biochemiczna równowaga
Głównym zabójcą tych komórek jest nadmiar glutaminianu. W zdrowym oku neuroprzekaźnik ten działa poprawnie, jednak w warunkach silnego stresu dochodzi do jego nadprodukcji. Nadmiar glutaminianu otwiera wrota dla jonów wapnia, które masowo wnikają do wnętrza komórki. Zbyt duży ładunek wapnia aktywuje niszczycielskie enzymy, które rozrywają białka, błony komórkowe oraz uszkadzają DNA. Komórka dosłownie „płonie” od środka.
Aby sprawdzić, jak powstrzymać ten proces, badacze stworzyli zaawansowany cyfrowy model pojedynczej komórki zwojowej. W symulacjach prowadzonych pod okiem dr. Mehdiego Borjkhaniego testowano impulsy glutaminianu o zmiennej częstotliwości:
- 10–60 Hz – zakres odwzorowujący zdrowe, fizjologiczne funkcjonowanie narządu wzroku.
- 80–100 Hz – sztuczny model silnego, przewlekłego stresu toksycznego, typowego dla rozwijającej się choroby.
W warunkach eksperymentalnego stresu kluczową rolę odegrał magnez, który zadziałał jak naturalny, inteligentny tłumik. Zablokował on nadmierny napływ wapnia, ale – co niezwykle istotne – nie odciął całkowicie przepływu informacji wizualnej.
Precyzyjne widełki i czas reakcji
Największym wyzwaniem okazało się znalezienie idealnego punktu równowagi. Z symulacji komputerowych wyłoniły się konkretne widełki stężeń. Badacze obliczyli, że skuteczna dawka magnezu musi obniżyć poziom wapnia poniżej progu toksyczności, a jednocześnie pozwolić komórce na zachowanie przesyłu 80 proc. sygnałów.
„Poniżej tego zakresu ochrona była za słaba, powyżej – zbyt mocno cierpiała funkcja” – wyjaśnia dr Mehdi Borjkhani z ICTER. Oprócz samego stężenia równie ważny okazał się czas interwencji. Symulacje wykazały, że mechanizm ochronny działa bezbłędnie tylko wtedy, gdy magnez zadziała odpowiednio wcześnie – zanim komórka zdąży zgromadzić śmiertelny, szkodliwy ładunek wapnia. Wyniki te opublikowano na łamach prestiżowego czasopisma „PLOS One”, co otwiera drogę do nowych badań nad neuroprotekcją w chorobach oczu.
Źródło: RSS Popularyzacja
KOMENTARZE