به گزارش خبرنگار علم و فناوری ایسکانیوز؛ همانطور که گفتیم هر رنگ، هر فلش، هر تابش خورشید آسیبی به بافت‌های حساس به نور در پشت چشم ما وارد می‌کند و مواد سمی‌ای تولید می‌کند که می‌تواند سلول‌های بینایی ما را از بین ببرد، اما به لطف رنگدانه‌ای که مسئول تیره کردن مو، پوست و چشم‌های ماست، هیچ وقت این اتفاق‌ها در چشم‌مان نمی‌افتد. زیرا این رنگدانه‌ها به عنوان تیم پاک‌کننده، ترکیبات خطرناک را قبل از انباشته شدن از بین می‌برند.

تحقیقات محققان دانشگاه توبینگن در آلمان و دانشگاه ییل نشان می‌دهد که فرآیند حذف مواد سمی در چشم از نظر علم بیوشیمی کاملا غیرعادی است و این رفتار عجیب و غریب سلول‌های چشم را فقط فیزیک کوانتوم توضیح می‌دهد.

دیواره پشتی سطح داخلی کره چشم ما یک فرش پرزدار از سلول‌های واکنش‌دهنده به نور است که شبکیه نام دارد. هر پرز موجود در این فرش یک توده یا بسته دیسکی (قرصی شکل) مانند پنکیک است که حاوی ماده‌ای حیاتی است. این ماده حیاتی فوتون‌های نور را جذب می‌کند و زنجیره‌ای از واکنش‌ها را شروع می‌کند که در نهایت منجر به یک تکانه عصبی می‌شود. این تکانه عصبی همان چیزی است که مغز آن را به عنوان بینایی تفسیر می‌کند.

پرندگان از فیزیک کوانتوم برای جهت‌یابی استفاده می‌کنند

اولین مرحله این فرآیند به طرز شگفت‌آوری خطرناک است؛ شبکیه به شکلی منقبض می‌شود که عملکرد سلول را مختل می‌کند و عملا به یک سم تبدیل می‌شود. تکامل ما را برای این شرایط خطرناک آماده کرده است، زیرا بلافاصله آنزیم‌هایی در چشم ترشح می‌شود که شکل پیچ‌خورده شبکیه را خیلی ایمن به حالت اولیه برمی‌گرداند. این در حالی است که چشم دائما توده‌های دیسکی را بازیافت می‌کند؛ به این شکل که توده مصرف شده را از یک سر جدا می‌کند و از بین می‌برد و از سر دیگر، بسته دیسکی جدیدی که به نور حساس است، در جای خود می‌چرخاند.

به همان اندازه که این فرآیند کارآمد است، هنوز کامل نیست. به طور مثال در بیماری نادری به نام استارگاد، که آنزیم مورد نیاز کم تولید می‌شود یا اصلا تولید نمی‌شود، مواد سمی داخل چشم تجمع می‌کنند و منجر به از دست دادن دید واضح در ناحیه کانونی شبکیه می‌شوند.

حتی در برخی افرادی که آنزیم‌ها عملکرد درستی دارند، شکافی در فرآیند تجزیه ترکیبات سمی به وجود می‌آید که باعث تولید ترکیب خطرناک دیگری به نام لیپوفوسیس و تجمع آن در چشم می‌شود. البته در این مورد هم تکامل انسان با کمک رنگدانه تیره ملانین که با گرانول‌های لیپوفسین در شبکیه افراد مسن‌تر ترکیب می‌شود، به این مشکل پاسخ می‌دهد.

داگلاس ای. براش، رادیولوژیست درمانی دانشگاه ییل، می‌گوید: به نظر می‌رسد ملانین راهکار طبیعت برای انواع چالش‌های زیست‌شناسی است. اثر ملانین می‌تواند با افزایش سن کاهش یابد. پس در نتیجه با گذشت زمان، این توده‌ها باعث تخریب بافت می‌شوند که با شکل شایع‌تری از اختلال بینایی، یعنی دژنراسیون ماکولا وابسته به سن (AMD) همراه است.

در حالی که مطالعات قبلی توسط سایر اعضای گروه تحقیقاتی بر نقش رنگدانه در پاکسازی لیپوفوسین دلالت دارد، مکانیسم پشت تجزیه همچنان یک راز باقی مانده است.

تنها سرنخی که از تحقیقات به دست آمده این است که لیپوفوسین پس از تماس با سلول‌هایی که اشکال بسیار واکنش‌پذیری از اکسیژن با نام رادیکال را تولید می‌کنند، تجزیه می‌شود.

جالب است بدانید که الکترون‌های ملانین به خودی خود انرژی کافی برای انجام چنین وظیفه‌ای را ندارند و توسط قوانین فیزیک کوانتوم مسدود می‌شوند. اما یک راه گریز نسبتا عجیبی در این مورد وجود دارد. این راه گریز تحریک شیمیایی نام دارد که شامل مواد ریز کوانتومی پنهانی است که با هم ترکیب می‌شوند تا الکترون‌های ملانین را تقویت کنند و به ملانین اجازه دهند که کمی برانگیخته شود و در صورت نیاز رادیکال‌های اکسیژن تولید کند.

براش می‌گوید: این واکنش‌های شیمی کوانتومی، الکترون ملانین را به سطح انرژی بالاتر می‌برد و اسپین آن را تغییر می‌دهد و پس از آن امکان شیمی غیرمعمول را فراهم می‌سازد. این فرآیند در زیست‌شناسی شناخته شده است، اگرچه معمولا به عنوان راهی برای پرتاب الکترون‌ها به سطح بالاتر و بازگشت آنها به سطح انرژی پایین‌تر برای تولید نور استفاده می‌شود.

براش و همکارانش با ترکیب میکروسکوپ الکترونی با وضوح بالا، ژنتیک و فارماکولوژی، نه تنها منشاء گرانول‌های ملانین و لیپوفوسسین را ردیابی کردند و جایگاه ملانین را در مسیر حذف ترکیبات خطرناک نشان دادند، بلکه ثابت کردند که ملانین از حالت برانگیخته کوانتومی خود استفاده می‌کند تا به سطح انرژی پایین‌تر یعنی لیپوفوسیس برگردد.

در حالت ایده‌آل، این یافته‌ها می‌تواند پزشکان را برای ساخت دارویی راهنمایی کند که جایگزینی برای ملانین در افراد مسن باشد و بتواند لیپوفوسیس را قبل از اینکه باعث تخریب بافت‌های شبکیه شود، تجزیه کند.

اولریش شرمایر، نویسنده ارشد مقاله این پروژه و چشم‌پزشک تجربی در دانشگاه توبینگن، می‌گوید: به مدت 30 سال متقاعد شدم که ملانوزوم‌ها – اندامک‌های موجود در سلول‌هایی که ملانین را ایجاد می‌کنند – لیپوفوسسین را تخریب می‌کنند، اما هیچ درکی از مکانیسم آن نداشتم. در واقع تحریک شیمیایی حلقه مفقوده این راز است و مسیر جدیدی را برای درمان بیماری‌های چشمی باز می‌کند.

انتهای پیام/