Et nyopdaget fotopigment i retina, melanopsin, styrer hjernens biologiske ur

Hjernens biologiske ur har sjældent en periodelængde på 24 timer og må derfor, i lighed med et almindeligt ur, der enten går for langsomt eller for hurtigt, dagligt justeres. Uret, som er lokaliseret i den suprakiasmatiske kerne (SCN), genererer fysiologiske og adfærdsmæssige døgnrytmer (søvn/vågenrytme, temperatur, hormonsekretion osv.). Dagslyset »stiller« uret via en specifik nerveforbindelse fra øjet til SCN, den retino-hypotalamiske bane (RHT). Identiteten og lokalisationen af den fotoreceptor, som varetager denne funktion, har hidtil været ukendt. Længe har man dog vidst, at individer, som er blinde på grund af lidelser, der medfører destruktion af øjets klassiske fotoreceptor, rhodopsin, er i stand til at justere deres døgnrytmer til døgnets 24 timers lys/mørkecyklus (1). På dette kronobiologiske forskningsområde er der inden for de seneste par måneder sket et gennembrud, idet fem grupper uafhængigt af hinanden har fundet en forklaring på dette forhold (2-6).

I studierne har man vist, at de retinale ganglieceller, som udgør RHT, på deres overflademembran har et fotopigment (2, 3), der gør dem lysfølsomme uafhængigt af den del af retina, som indeholder de klassiske fotoreceptorer (5). Dette fotopigment, som tilhører familien af opsiner, kaldes melanopsin og er udelukkende lokaliseret til disse ganglieceller. Fotopigmentet, en G-protein-koblet 7-transmembranreceptor, findes både på neuronet og på dets udløbere (axon og dendritter) (2, 3). Gangliecellers udløbere er meget lange (ofte >400 μm) og vidt forgrenede, og tilsammen danner de et lysfølsomt netværk, der dækker hele retinas overflade, selv om antallet af ganglieceller kun udgør 1-2% af det samlede antal ganglieceller i retina (2-4). De retinale ganglieceller synes at udgøre et selvstændigt system i pattedyrenes retina, uafhængig af de klassiske fotoreceptorer. Retina varetager derfor mindst to forskellige sansefunktioner: 1) den klassiske synssans, hvor sansningen foregår via stav- og tapcellernes fotoreceptorer i den ydre retina, og 2) en »synssans« for lysmængde og lysintensitet til det døgnrytmegenererende system via melanopsinfotopigmentet, der er lokaliseret i den indre del af retina. Kommende studier vil vise, om denne viden kan anvendes til udvikling af farmakologiske stoffer, der kan anvendes til behandling af tilstande, hvor de biologiske rytmer ikke er synkroniseret med de ydre omgivelser, som fx ved flyvning over tidszoner, skifteholdsarbejde m.m.

Bispebjerg Hospital, klinisk biokemisk afdeling, og

Københavns Universitet, Panum Instituttet, Medicinsk Fysiologisk Institut.