Mis võiks olla ühist terve silma võrkkestal ja vähirakkudel? Esmapilgul tundub see kummaline küsimus. Ometi on nende ainevahetuses üks ühine joon: mõlemad võivad muuta suure osa glükoosist laktaadiks ka siis, kui hapnikku on piisavalt.
Seda nimetatakse aeroobseks glükolüüsiks. Vähirakkude puhul räägitakse sageli Warburgi efektist, kuid sama nähtus esineb ka terve võrkkesta valgustundlikes rakkudes. Seal aitab see täita nägemiseks vajalikke ülesandeid.
Sarnane ainevahetusrada ei tähenda, et võrkkest käituks nagu kasvaja. Küll aga näitab see, et ühe ja sama bioloogilise mehhanismi tähendus sõltub sellest, millises rakus ja milleks seda kasutatakse.
Võrkkest vajab korraga energiat ja ehitusmaterjali
Võrkkest on silma tagaosas paiknev valgustundlik närvikude. Selle kepikesed ja kolvikesed muudavad valguse signaalideks, mille põhjal aju loob nägemiskogemuse.
Need rakud vajavad pidevalt energiat. Samal ajal peavad nad hooldama ja uuendama oma valgustundlikke struktuure.
Fotoretseptorid loovutavad iga päev ligikaudu kümnendiku oma välissegmentide materjalist. Kõrval paikneva võrkkesta pigmentepiteeli ehk RPE rakud neelavad eraldunud osad ja lagundavad need, samal ajal kui fotoretseptorid toodavad asemele uut materjali.
Seda võib võrrelda töökojaga, kus seadmed peavad töötama ka ajal, mil nende kulunud osi välja vahetatakse. Vaja on nii elektrit kui ka uusi detaile.
Miks ei kasutata glükoosi ainult võimalikult suure energiahulga tootmiseks?
Rakud saavad glükoosist energiat mitme omavahel seotud protsessi kaudu. Glükolüüs toimub raku tsütoplasmas. Glükoosi lagundamisel tekkinud ühendeid saab edasi kasutada mitokondrites, kus hapniku abil toodetakse suurem kogus ATP-d ehk raku peamist energiakandjat.
Aeroobse glükolüüsi korral muudetakse suur osa glükoosist laktaadiks ka hapniku olemasolul. Ühe glükoosimolekuli kohta annab see vähem ATP-d kui täielik oksüdatsioon.
Võrkkesta puhul ei ole eesmärk aga ainult võimalikult palju energiat saada. Glükoosi ainevahetuse vaheühendeid saab kasutada ka uute rakuliste koostisosade valmistamiseks. Katsetes on näidatud, et glükolüüs toetab kepikeste välissegmentide ülesehitamist.
Võrkkesta ainevahetus peab seega täitma kahte ülesannet: varustama rakke energiaga ja toetama nende pidevat uuenemist.
Laktaat ei ole lihtsalt jääkaine
Laktaati seostatakse sageli füüsilise pingutuse ja lihastööga. Tegelikult võib see olla ka teiste rakkude jaoks kasutatav ainevahetuslik ressurss.
Võrkkesta ja pigmentepiteeli koostööd uurinud teadlased on kirjeldanud mudelit, kus glükoos liigub vereringest läbi pigmentepiteeli valgustundlike rakkudeni. Fotoretseptorid kasutavad glükoosi ja toodavad laktaati, mida saavad omakorda kasutada pigmentepiteeli rakud.
Laktaadi kasutamine võib vähendada pigmentepiteeli enda glükoositarbimist, jättes rohkem glükoosi fotoretseptorite jaoks. Nii täiendavad naaberrakkude ainevahetuslikud vajadused üksteist.
See on täpsem kirjeldus kui lihtne skeem, mille järgi toodavad Mülleri tugirakud kogu laktaadi ja annavad selle fotoretseptoritele. Võrkkestas osalevad ainevahetuses mitmed rakutüübid ning nende koostöö üksikasju uuritakse edasi.
Mitokondrid on endiselt olulised
Aeroobne glükolüüs ei tähenda, et võrkkest loobuks mitokondritest või hapniku kasutamisest. Fotoretseptorite töö nõuab palju energiat ning mitokondriaalne ainevahetus tegutseb glükolüüsi kõrval.
Näiteks vajab pidevat energiavarustust ioonide tasakaalu hoidmine, mis on valgustundlike rakkude toimimiseks hädavajalik. Glükolüüs ja mitokondriaalne energiatootmine täidavad seega teineteist täiendavaid ülesandeid.
Võrkkesta eripära ei ole ühe energiatootmise viisi valimine teise asemel, vaid erinevate protsesside ühendamine väga nõudlikus koes.
Kuidas on ainevahetus seotud silmahaigustega?
Võrkkesta toimimine sõltub toitainete kättesaadavusest, verevarustusest ja rakkude koostööst. Nende protsesside häired võivad olla osa silmahaiguste kujunemisest, kuid haiguste põhjuseid ei saa taandada ühele ainevahetusrajale.
Kollatähni ealine taandareng
Kollatähni ealine taandareng ehk AMD kahjustab võrkkesta piirkonda, mida vajame teravaks keskseks nägemiseks. See võib raskendada lugemist, nägude äratundmist ja detailide märkamist.
Haiguse riskiga on seotud muu hulgas vanus, pärilikkus ja suitsetamine. Seetõttu ei ole täpne öelda, et AMD tekib lihtsalt glükolüüsi või rakkude koristusmehhanismi häire tõttu.
Diabeetiline retinopaatia
Diabeetilise retinopaatia puhul kahjustab pikaajaliselt kõrge veresuhkur võrkkesta väikeseid veresooni. Need võivad lekkida või sulguda ning haiguse süvenedes võivad tekkida uued haprad veresooned.
Siin on oluline diabeedi terviklik ravi, sealhulgas veresuhkru, vererõhu ja kolesterooli kontroll. Ainult veresuhkru kõikumiste või glükolüüsi tasakaalu mainimine ei kirjelda haiguse kujunemist piisavalt.
Mida aitab see teadmine meil mõista?
Võrkkesta ainevahetuse uurimine aitab selgitada, kuidas saavad valgustundlikud rakud korraga nägemist toetada ja oma struktuure uuendada. Samuti aitab see otsida kohti, kus haiguste korral rakkude koostöö häirub.
Lugeja jaoks peitub selles lihtne, kuid oluline mõte: selge nägemine sõltub palju enamast kui silma optikast. Selle taga on elav närvikude, mille rakud vajavad pidevalt energiat, ehitusmaterjali ja toimivat koostööd.
Diabeedi korral on regulaarne silmakontroll eriti oluline, sest võrkkesta kahjustus võib alguses areneda ilma märgatavate nägemishäireteta. Kontrollide sagedus tuleks kokku leppida oma raviarstiga.
Meie silmad ei jäädvusta maailma lihtsalt nagu kaamera. Iga nähtava detaili taga toimub ka pidev rakuline töö, mis aitab nägemisvõimet hoida.
