اختاپوسها، دوزیستان و بعضی از انواع مارمولک ها، از جمله حیواناتی هستند که می توانند در یک لحظه کوتاه، رنگ پوست خود را تغییر دهند. آنها در پوست خود دارای گیرنده ای نوری هستند که مستقل از مغز آنها عمل می کند. گیرنده های نوری بخشی از خانواده پروتئین هایی هستند که به عنوان اپسین شناخته می شوند.
پستانداران نیز اوپسین دارند. آنها فراوان ترین پروتئینهای شبکیه را تشکبل می دهند. این گیرنده های سنجش نور وظیفه دیدن رنگ ها (دید مخروطی) و دید در نور کم (رودوپسین) را بر عهده دارند.
در حالی که مطالعات قبلی نشان داده اند که پستانداران ممکن است این پروتئین ها را در خارج از چشم بیان کنند، اطلاعات کمی در مورد عملکرد آن ها درخارج از چشم وجود دارد.
یک مطالعه منتشر شده در 10 اکتبر در Current Biology اکنون نشان داده است که نوعی از اپسین معروف به نوروپسین در فولیکول های موی موش بیان شده و ساعت شبانه روزی پوست را مستقل از چشم ها یا مغز تنظیم می کند.
ایتان بوهر، نویسنده همکار و پژوهشگر بینایی در دانشکده پزشکی دانشگاه واشنگتن اظهار کرد: “این اولین نمایش عملکردی از گیرنده های نوری اپسین خارج از چشم است که مستقیماً ریتم های شبانه روزی را در یک پستاندار کنترل می کند.”
بوهر توضیح داد: فرض بر این است که، هنگامی که پستانداران تکامل می یابند، این مغز است که آگاهی نسبت به شب و روز را در بدن بر عهده می گیرد. وی خاطر نشان کرد، این مطالعه نشان داد که پوست با نوروپسین، در واقع گیرنده های نوری خود را بیان می کند.
این بدان معنی است که پوست می تواند شب و روز بودن را حتی اگر در یک ظرف کشت باشد، تشخیص دهد و احساس کند.
“اگر شما پوست کشت شده را (با شبیه سازی تغییرات نور در مناطق زمانی از سیاتل به ژاپن) بررسی کنید، پوست به دلیل نوروپسین، می فهمد که منطقه زمانی تغییر کرده و با منطقه زمانی جدید سازگار می شود.” نویسنده Russ Van Gelder ، استاد و رئیس چشم پزشکی در دانشکده پزشکی UW. .
پیامدهای دارو هنوز هم در حال بررسی است. تحقیقات سایر آزمایشگاه ها نشان داده است که فیزیولوژی پوست تحت کنترل ساعت شبانه روزی است. به عنوان مثال؛ به دلیل نوروپسین، دانشگاه کارولینای شمالی نشان داده است که نور ماوراء بنفش تابانده شده در صبح زود، به دلیل تغییرات شبانه روزی در توانایی پوست در ترمیم آسیب DNA.، تأثیر پنج برابری در شروع سرطان پوست در موش ها داشت، در مقایسه با همان نوری که در اواخر بعد از ظهر داده شده است.
محققان دریافتند که نوروپسین ها ساعت شبانه روز پوست را مستقل از چشم و مغز تنظیم می کنند.
محققان اکنون می خواهند ببینند اگر پوست در معرض انواع خاصی از نور باشد، پوست بهبود می یابد یا نه.
ریچارد لانگ، محقق سرپرست، اذعان داشت: “اگرچه تحقیقات هنوز در حال انجام است، ما فرض می کنیم که رنگهای خاص نور در بعضی از روزها بر بهبودی پوست تأثیر می گذارد.” پتانسیل استفاده از ریتم شبانه روزی برای تقویت تاثیرات پزشکی، زمینه ای در حال رشد است.
کار اخیر نشان داده است که زمان استفاده از دارو در ساعات مشخصی از شبانه روز می تواند تأثیر عمده ای بر اثربخشی دارو داشته باشد. احتمالاً این مشاهدات مشابه در مورد واسطه های پوستی نیز اعمال می شود.
در این مطالعه، تیم تحقیقاتی از موشهای فاقد گیرنده شبکیه و ژن ملانوپسین غیر عملکردی استفاده کردند. به طور معمول، گیرنده های شبکیه با ملانوپسین ترکیب می شوند تا ساعت شبانه روزی مغز را تنظیم کنند. موش های آزمایشی از این رو قادر به همگام سازی رفتار خود با چرخه نور و تاریکی نبودند.
با این حال، ریتم شبانه روزی پوست این حیوانات با چرخه نور و تاریکی محلی همگام مانده بود. بنابراین، پوست می تواند از نوروپسین استفاده کند تا چرخه تاریک و روشنایی را حس کند و زمان خود را تنظیم کند.
برای اطلاعات بیشتر به موسسه سلامت مغز دانا مراجعه کنید.
منبع:
“Neuropsin (OPN5) Mediates Local Light-Dependent Induction of Circadian Clock Genes and Circadian Photoentrainment in Exposed Murine Skin”. Ethan Buhr et al.
درباره نویسنده
دکتر علی محمد کمالی فارغ التحصیل دکترای تخصصی علوم اعصاب از دانشگاه علوم پزشکی شیراز، بیش از 15 سال است که در زمینه پژوهش، تدریس و فعالیت های اجرایی در حوزه علوم اعصاب فعالیت و تجربه دارد. وی همچنین در ارتقا عملکرد های شناختی با استفاده از نوروتکنولوژی و مطالعات خواب تخصص ویژه ای دارد. او یکی از بنیانگذاران انستیتو سلامت مغز دانا است، (گروهی که سلامت مغز را اولویت جامعه می داند).
دکتر کمالی بیش از 50 مقاله پژوهشی (h-index 13) در مجلات معتبر علمی به چاپ رسانده و در حال حاضر مدیر عامل انستیتو سلامت مغز دانا است. بعلاوه به عنوان پژوهشگر ارشد واحد مغز، شناخت و رفتار دپارتمان علوم اعصاب دانشگاه علوم پزشکی شیراز مشغول فعالیت می باشد. می توانید پژوهش او را در Google Scholar دنبال کنید.
دکتر کمالی علاوه بر تخصص در زمینه علوم اعصاب، سال ها است که به عنوان مدیر اجرایی مجله علوم پزشکی پیشرفته و فناوری های کاربردی (JAMSAT) مشغول به فعالیت است. همچنین به عنوان دبیر اجرایی انجمن علوم اعصاب ایران شاخه فارس فعالیت می کند.