Японский перепел является популярной многофункциональной животной моделью по исследованию и
моделированию возрастных фотобиологических процессов в сетчатке человека. Так, у перепелов, наряду с
общим биологическим старением их организма всего за 1 – 1,5 года, также быстро происходит
морфологическое и биохимическое старение ретинальных структур: возрастное падение численности
фоторецепторных клеток, снижение биохимического обмена в клетках ретинального пигментного эпителия,
нарушения целостности гематоретинального барьера. Сетчатка перепела, наряду с человеком и в отличие
от традиционных лабораторных грызунов, имеет смешанный палочко-колбочковый состав, центральную
зону острого зрения, лютеин-зеаксантиновую защитную систему светофильтрации при том, что старение ее
ретинального пигментного эпителия характеризуется накоплением липофусцина – фототоксичного
пигмента старости. Наряду с этим, японский перепел обладает экстремально высоким уровнем выработки
гормона мелатонина, который является централизованным регулятором общей жизнедеятельности
организма и геропротектором. По литературным данным, не менее 30% мелатонина, обнаруживаемого в
сыворотке крови японского перепела, синтезируется в тканях глаза. Концентрация мелатонина в глазах, в
шишковидной железе и, соответственно, в крови имеет выраженную суточную ритмику, благодаря которой
японский перепел является также популярной животной моделью в хронобиологических исследованиях.
Согласно нашим измерениям, полученным методом тандемной хромато-масс-спектрометрии,
внутриглазное содержание мелатонина распределяется следующим образом: нейральная сетчатка – 85%,
ретинальный пигментный эпителий и сосуды хориоидеи (суммарно) – 15% и следовые количества
обнаруживаются в стекловидном теле. По абсолютным величинам ночная концентрация ретинального
мелатонина перепела составляет около 10 мкг/мг сырой массы, а в дневное время падает почти в 50 раз.
При этом в сыворотке крови концентрация мелатонина оказывается в 100 раз ниже ретинальной
концентрации. Полученные величины оказываются в 100 раз выше среднестатистических данных по крови
для человека. Судя по известным литературным данным о локализации ретинальных мелатониновых
рецепторов, система синтеза ретинального мелатонина сосредоточена в фоторецепторных клетках
сетчатки и может иметь отношение к регуляции суточной фагоцитарной ритмики клеток ретинального
пигментного эпителия. В силу высокой проницаемости биологических мембран к мелатонину не исключена
возможность его действия на внутриклеточную митохондриальную активность, а также на состояние
кровеносных хориокапилляров. Работа поддержана грантом РФФИ № 17-04-00708.

The Japanese quail is a popular multifunctional animal model for studying and modeling of age-related
photobiological processes in human retina. Thus, in quails, along with general biological aging of their organism in
just 1 to 1.5 years, morphological and biochemical aging of retinal structures also proceeds quickly: age-related
decline in the number of photoreceptors, decrease in intracellular biochemical metabolism of retinal pigment
epithelium (RPE), violation of the integrity of hematoretinal barrier. The retina of quail, along with the human one,
and unlike the retina of traditional laboratory rodents, have a mixed rod-cone composition, a central zone of acute
vision, a lutein-zeaxanthin protective filtering system, while aging of its RPE is characterized by the accumulation of
phototoxic pigment of old age – lipofuscin. Along with this, quails have an extremely high level of production of the
hormone melatonin (Me), which is a central regulator of general vital activity of organism and geroprotector.
According to the literature, at least 30% of Me, found in the serum of Japanese quail, is synthesized in the eye tissues. The concentration of Me in the eyes, in the pineal gland and, accordingly, in the blood has a pronounced
daily rhythm, thanks to which Japanese quail is also a popular animal model in chronobiological studies. According
to our measurements performed by the method of tandem chromatography-mass spectrometry, the intraocular
content of Me is distributed as follows: neural retina – 85%, RPE and choroidal vessels (total) – 15% and trace
amounts are found in the vitreous. In absolute terms, night concentration of retinal Me is about 10 μg/mg wet
weight, and in daytime it drops almost 50 times. In blood serum the concentration of Me is 100 times lower than in
retina. Our results are 100 times higher than the average statistical data on human blood. According to well-known
literature data on the localization of retinal Me receptors, the system of retinal Me synthesis is concentrated in
photoreceptors and can be related to the regulation of the daily phagocytic rhythm of RPE. Due to high permeability
of biological membranes to Me, its effect on intracellular mitochondrial activity as well as on the condition of blood
choriocapillaries is not ruled out.
This study was done with financial support from the RFBR (grant № 17-04-00708).