تعد الميتاكوندريا من العضيات الجوهرية لأنها محطة الطاقة الأساسية ضمن الخلية، إضافة إلى دورها المهم في إنتاج الطاقة، فهي تعمل أيضًا بمهمة مساعد سري في عملية الرؤية أيضًا.
تعمل العين كما لو كانت كاميرا تصوّر العالم من حولنا، عندما ننظر إلى شيء ما فإنّ الضوء ينعكس ويدخل إلى القرنية، ثم ينتقل عبر الحدقة، إلى العدسة التي تسمح بمرور الضوء وتجميعه في شبكية العين، التي تمتلك ملايين الخلايا العصبية الحساسة للضوء تدعى العصيّ والمخاريط، تحول هذه الخلايا أشعة الضوء إلى إشارات كهربائية تنتقل إلى المخ عبر العصب البصري حيث تترجَم على شكل صور ومن ثمّ تحدُث الرؤية.
غير أن دراسة حديثة نُشرت مؤخرًا قد أضافت عدسة جديدة ومفاجئة لهذه العملية. في مستقبلات الخلايا العصبية، إذ أن الميتاكوندريا، والتي تعدّ بمثابة قوة الخلية ومصدرها للطاقة، تعمل أيضًا مثل عدسات دقيقة للمساعدة في إيصال فوتونات الضوء إلى الخلايا العصبية.
وطبقًا لما قاله الدكتور وي لي -أخصّائي الأعصاب في National Eye Institute وكبير مؤلّفي الدراسة-: «لقد دُهشنا بهذه الظاهرة الرائعة التي تُظهر الدور المزدوج للميتاكوندريا، إضافة إلى دورها الاستقلابيّ الراسخ بإنتاج الطاقة، فإن لها دورًا هامًا في عملية الرؤية».
الميتاكوندريا هي عضيات صغيرة رائعة، وهي مصدر الطاقة الرئيسي الذي تستخدمه الخلية لكي تتمكن من أداء وظائفها على أكمل وجه. ولو حاولنا أن نتذكّر شكلها البنيويّ قليلًا ممّا تعلّمناه في مقرراتنا الدراسية في علم الأحياء، سنعرفُ حتمًا أنها ليست تلك البنية التي قد تبدو فعّالة في توجيه الضوء أو في عملية الرؤية.
استخدم الباحثون سنجاب الأرض المخطّط-lctidomys tridecemlineatu ليكون النموذج الحيّ الأفضل لدراسة هذه الظاهرة، إذ يمتاز هذا الحيوان بامتلاكه الكثير من المخاريط العصبية التي تمكّنه من اكتشاف الألوان وتمييزها، ولكنه لا يمتلك الكثير من الخلايا العصبية العصوية مقارنةً بغيره من الثدييات والتي تمكنه من الرؤية في الظلام، وبالتالي هو كائن غير ليلي. هذا الأمر سمح للباحثين باستكشاف طبقة معزولة من الخلايا العصبية المخروطية والتي تحتوي على ميتاكوندريا حية، كما وجد الباحثون أنه يمكن استخدام هذه السناجب لاكتشاف صورة أكثر دقة للخصائص البصرية لشبكية العين، ويمكن استخدامها أيضًا للمساعدة في تشخيص أمراض العين في وقت مبكر.
ولإجراء هذه الدراسة والوصول إلى هذه النتائج، كان لا بدّ من تشريح أعين السناجب، ثمّ تشريح شبكية العين إلى أقسام، وإزالة جميع الطبقات عدا الخلايا الحساسة للضوء (المستقبلات الضوئية)، ثمّ فحصها تحت المجهر. هذا يعني أنه يمكن للباحثين تسليط الضوء على هذه المستقبلات الضوئية باحتوائها على ميتاكوندريا حية، وبالتالي يمكّنهم ذلك من استكشاف دورها الجديد والمثير للاهتمام بوصفها عدسة دقيقة.
بدا هذا الأمر غريبًا بالنسبة للباحثين، الذين لاحظوا أن الميتاكوندريا تتوضّع في مخاريط شبكية العين وتحديدًا في الجزء الخارجي المستشعر للضوء. هذا يعني أن فوتونات الضوء قد تصطدم مباشرةً بالميتاكوندريا، وقد يتسبب ذلك إما بامتصاص الضوء أو بتشتته في اتجاهات مختلفة، ما سيمنع تمامًا وصول الضوء إلى الخلايا العصبية، وكما ذكر الباحثون، فإن هذه العضيات المعقدة البنية والغنية بالليبيدات سيكون لها حتمًا تأثير على مرور الضوء.
أظهر الباحثون عبر هذه الدراسة، وباستخدام تقنيات المحاكاة الحاسوبية والتصوير المجهري، أنه مع إمكانية امتصاص الضوء أو تشتته بفعل هذه العضيات، إلا أنّ الميتاكوندريا تعمل على تركيز الضوء ليسقط على الجزء الخارجي من الخلايا المخروطية لشبكية العين، كما يساعد التموضع المحكم للميتاكوندريا على توجيه الضوء وتركيزه على خلايا شبكية العين.
مع أن الخلايا المخروطية للثدييات يجب أن تكون متشابهة إلى حد كبير، إلا أننا لا نستطيع أن نجزم حتى الآن أن هذا الأمر يحدث أيضًا في الخلايا عند البشر، ولذلك سيتعين علينا إجراء العديد من الأبحاث لتأكيد ذلك.
كما ذكر العالم جون بول، المؤلف الأول لهذه الدراسة والعالم في قسم الفيزيولوجيا العصبية للشبكية، أنّ وظيفة الميتاكوندريا الشبيهة بالعدسة قد تفسِر أيضًا الظاهرة المعروفة باسم خاصية «ستايلز-كروفورد، Stiles-Crawford». وتعَد هذه الخاصية ظاهرة تمتاز بها الخلايا المخروطية لشبكية العين، وتنصّ على أن الضوء الداخل إلى مركز حدقة العين يُحدِث استجابة في الخلايا المخروطية أكثر من الضوء الذي يمر بالقرب من حافة الحدقة.
وجد فريق الباحثين تجريبيًا، وباستخدام نماذج المحاكاة الحاسوبية، أن تفاعل الميتاكوندريا مع الضوء يتطابق مع خاصية (ستايلز-كروفورد)، ما يعني أن الميتاكوندريا قد تكون السبب الأساسي في هذه الظاهرة.
توصّل فريق الباحثين إلى عدّة استنتاجات مفادها أن هذه الميزة الشبيهة بالعدسات الدقيقة التي تمتاز بها ميتاكوندريا الخلايا المخروطية في شبكية العين تقوم بإيصال الضوء مع اعتماد زاوي يشبه خاصية ستايلز-كروفورد، ما يوفر تفسيرًا بسيطًا لهذه الظاهرة البصرية الأساسية التي تعمل على تحسين الدقة البصرية، كما يمكن الآن استخدام هذه الخاصية التي لاحظها الباحثون كأساس للكشف عن أمراض الشبكية، والتي يُعتقد أن العديد منها ينطوي على خلل وظيفي في الميتاكوندريا ذاتها. لذلك هناك حاجة إلى مزيد من البحث لاستكشاف التغييرات البنيوية والوظيفية في ميتاكوندريا الخلايا المخروطية وتأثيراتها في الخصائص البصرية التي يمكن اكتشافها.
حاليًا، يجري الباحثون العديد من الدراسات على السناجب المخططة لفهم أسباب الأمراض المتعلقة بالعين عند البشر أفضل، والتي تؤثر أساسًا على المستقبلات الحساسة للضوء المخروطية لشبكية العين، كما توفّر هذه النتائج والملاحظات رؤى مستقبلية جديدة حول كيفيّة تطور الأعين والخلايا البصرية عند العديد من الكائنات.
اقرأ أيضًا:
نظرية جديدة لتطوّر الخلايا حقيقية النواة.
منح الفئران القدرة على الرؤية الليلية عن طريق حقن جسيمات نانوية في أعينها
ترجمة: أليسار الحائك علي
تدقيق: بدور مارديني
مراجعة: مازن النفوري
