С чего начинается зрение?

Наука и жизньНаука

Механизмы зрения: наука и жизнь

Академик Михаил Островский, Институт биохимической физики имени Н. М. Эмануэля РАН. Подготовила Наталия Лескова

Эвелин де Морган. Эос. 1895 год. Колумбийский художественный музей. Колумбия, Южная Каролина, США.

Неисповедимы пути от науки к жизни. Наука — часть культуры, и чистое знание, как классическая музыка или высокая поэзия, имеет свою непреходящую ценность. Как правило, «чистое знание» в конце концов находит применение в жизни — счастье, если во благо, а не во зло.

Примеров успешного пути от науки к жизни великое множество. Мой частный случай — наука о зрении. Речь пойдёт о новых, «чистых» знаниях о молекулярных механизмах зрения и о некоторых новых, весьма возможных медицинских приложениях.

Пурпур! Цвет величественный и торжественный, цвет восхода Солнца и кардинальских мантий. Великий Гомер навеки воспел богиню пурпурной зари — прекрасную Эос. Говорят, пурпур открыли финикийцы. За 1600 лет до н. э. в Древнем Египте и на острове Крит пурпуром окрашивали одежды. В Древней Ассирии и роскошной Византии пурпур был символом силы и знатности. Римляне награждали победителя пурпурной лентой, и лишь император облачался в пурпурную тогу. А мореплаватели и купцы платили жизнью, добывая в далёких экзотических странах из пурпурных моллюсков царственную краску. Но древние не подозревали главного: пурпур — это цвет зрения, цвет того уникального вещества, которое дарует нам способность видеть мир, нас окружающий, видеть Солнце.

История открытия этого вещества начиналась в 1851 году, когда немецкий физиолог Генрих Мюллер извлёк из лягушачьего глаза сетчатку и... взглянул на неё. Она оказалась розовато-пурпурной. Но Генрих Мюллер ошибочно подумал, что это цвет крови. И потому его любопытное наблюдение не привлекло особого внимания учёного мира. Лишь четверть века спустя австриец Ференц Болль повторил этот элементарный опыт. В статье 1876 года, с которой всё началось, он, во-первых, описал, как вытащенная из глаза лягушки розовая сетчатка на свету выцветает, становится белёсой, а, во-вторых, предположил, что это выцветание как-то непосредственно связано с процессом зрения. Ференц Болль дал веществу название Sehestoff — «зрительное вещество». Через два года на это сообщение откликнулся в Германии Вильгельм Кюне. Кюне и его команда экспериментировали многие годы. До сих пор на их работы ссылаются физиологи и биохимики. Неизвестно, думал ли Вильгельм Кюне о символическом смысле пурпурного цвета, но именно он дал светочувствительному веществу сетчатки звучное и торжественное название Sehpurpur — зрительный пурпур!

Дно глазного бокала выстилает сетчатка – истинный орган зрения. Сетчатка состоит из нескольких слоёв клеток. Клетки связаны между собой синаптическими контактами, через которые передаётся и обрабатывается информация. Обработанная информация по примерно 1 миллиону 200 тысячам волокон зрительного нерва передаётся в мозг. В мозге происходит её дальнейшая сложнейшая обработка, в результате чего возникает субъективный зрительный образ объективного внешнего мира. Зрительный акт начинается в зрительных клетках сетчатки – палочках и колбочках, точнее в светочувствительных наружных сегментах этих клеток. Источник: webvision.med.utah.edu (с изменениями)

С середины 30-х годов прошлого века Джордж Уолд, его жена Руфь Хаббард и их сотрудники в Гарвардском университете активно занялись зрительным пурпуром. Вот главное, что они сделали. Во-первых, они выяснили, что молекула этого вещества состоит из двух частей — белка и химически (ковалентно) связанного с ним ретиналя, который является альдегидом витамина А. Как теперь стало ясно, зрительный пурпур — это самый яркий представитель большого семейства ретинальсодержащих белков. Именно ретиналь придаёт молекуле зрения пурпурный цвет. Причём ретиналь в зрительном пурпуре находится только в одной изомерной форме из шестнадцати возможных и ни в какой другой. Попросту говоря, он особым образом изогнут — как кочерга. И именно в этой изогнутой форме ретиналь, как ключик в замочек, способен войти в белок и с ним соединиться.

А во-вторых, Уолд и сотрудники выяснили, пожалуй, главное — с чего начинается зрение, поняли — зачем, собственно говоря, для зрения нужен свет. Оказалось, что единственное, зачем нужен свет, — это чтобы выпрямить «кочергу», изогнутый ретиналь. Именно выпрямление ретиналя при поглощении кванта света молекулой зрительного пурпура и запускает зрительный акт.

Дальше свет не нужен. Все последующие, многочисленные и сложнейшие процессы зрения происходят уже в темноте, в свете они не нуждаются. В 1967 году Джордж Уолд с формулировкой «за исследования в области физиологии и биохимии зрения», то есть за «чистое знание» о природе зрения, получил Нобелевскую премию по физиологии и медицине. Уже во времена Уолда красивое название «зрительный пурпур» поменяли на строго научное — родопсин. Слово это происходит от двух греческих слов: «rhodo» — розовый и «opsis» — видеть.

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Битва куликова Битва куликова

…Бойцовые собаки, бойцовые петухи, бойцовые кулики. Вы знаете о последних?

Наука и жизнь
Неделя с пользой: 25 увлекательных книг, которые можно почитать в перерывах между работой и отдыхом Неделя с пользой: 25 увлекательных книг, которые можно почитать в перерывах между работой и отдыхом

25 интересных книг на любой вкус, которые затягивают с первых страниц

Правила жизни
Рефераты Рефераты

Катод, астралены, колеблющийся графен и хемилюминесценция

Наука и жизнь
Цифровые дальтоники: как видят мир люди, которые не различают цифры Цифровые дальтоники: как видят мир люди, которые не различают цифры

Тройки, семерки и девятки выглядят иначе для “цифровых дальтоников”

ТехИнсайдер
От аэропорта до курицы От аэропорта до курицы

Джон Кеннеди стало одним из самых популярных имен для наречения улиц и школ

Дилетант
Хофманнита Хофманнита

Рэперка Хофманнита перестала быть мемом и превратилась в серьезную артистку

Собака.ru
Синдром беспокойных ног: что делать, если все время хочется двигать ногами Синдром беспокойных ног: что делать, если все время хочется двигать ногами

Что такое синдром беспокойных ног и почему ярче всего он проявляется вечером

ТехИнсайдер
Атлантида, Клеопатра и король Артур и еще две загадки истории, которые уже никогда не раскрыть Атлантида, Клеопатра и король Артур и еще две загадки истории, которые уже никогда не раскрыть

История имеет множество тайн. Некоторые не удается разгадать спустя тысячелетия

ТехИнсайдер
Негативные мысли: найти и обезвредить Негативные мысли: найти и обезвредить

Как найти причины проблем в прошлом и научиться заменять токсичные мысли

Psychologies
Уходим на каникулы: 5 признаков, что вам пора в отпуск Уходим на каникулы: 5 признаков, что вам пора в отпуск

Как понять, что действительно пора в отпуск?

Psychologies
«Я не понимаю, почему они мне не поверили»: Херд дала первое интервью после проигрыша Деппу в суде «Я не понимаю, почему они мне не поверили»: Херд дала первое интервью после проигрыша Деппу в суде

Эмбер Херд нарушила молчание после решения суда

VOICE
Что такое тревога и как с ней справляться: 6 простых и эффективных стратегий Что такое тревога и как с ней справляться: 6 простых и эффективных стратегий

Наши тревоги не определяют нас, но они могут осложнить нам жизнь

Вокруг света
Француженки уже не те: как на самом деле парижанки одеваются летом Француженки уже не те: как на самом деле парижанки одеваются летом

Как выглядят современные француженки

VOICE
Терраформирование Марса: можно ли превратить в оазис пески Красной планеты? Терраформирование Марса: можно ли превратить в оазис пески Красной планеты?

Насколько реально терраформирование Красной планеты

ТехИнсайдер
Замещение импорта и цифровизация: две стороны одного процесса Замещение импорта и цифровизация: две стороны одного процесса

Технологические решения в промышленности, коммуникациях и других отраслях

Forbes
Гендер нашего времени Гендер нашего времени

«Род мужской»: хоррор Алекса Гарленда о коллизии полов

Weekend
Жизнь после развода: как стать самодостаточным мужчиной и хорошим отцом Жизнь после развода: как стать самодостаточным мужчиной и хорошим отцом

Развод может стать настоящим испытанием на прочность не только для женщины

Forbes
«Считаю себя некрасивой»: нормально ли это? «Считаю себя некрасивой»: нормально ли это?

Как увидеть и открыть истинную красоту в себе?

Psychologies
Как выглядит самая уродливая собака в мире Как выглядит самая уродливая собака в мире

В Калифорнии выбрали живое воплощение понедельников

Maxim
«Я могла бы быть плюс 32 кг»: Ляйсан Утяшева раскрыла секрет борьбы с лишним весом «Я могла бы быть плюс 32 кг»: Ляйсан Утяшева раскрыла секрет борьбы с лишним весом

Ляйсан Утяшева призналась, что склонна к полноте

VOICE
Черный дым из выхлопной трубы: причины и способы их устранения Черный дым из выхлопной трубы: причины и способы их устранения

О каких «заболеваниях» ДВС свидетельствует черный дым?

РБК
Почему мы остаемся с нелюбимыми: 5 нелепых отговорок Почему мы остаемся с нелюбимыми: 5 нелепых отговорок

Как мы сами для себя оправдываем решение остаться с нелюбимыми?

Psychologies
Чилийский прадедушка: найдено самое старое живое существо на Земле, его возраст — 5484 года Чилийский прадедушка: найдено самое старое живое существо на Земле, его возраст — 5484 года

Самое старое дерево на планете

Вокруг света
Гонки на колеснице и типичный кельт: археологи изучили найденные под Анапой редкие перстни Гонки на колеснице и типичный кельт: археологи изучили найденные под Анапой редкие перстни

В Краснодарском крае нашли артефакты, которые редко встречаются в этих местах

Вокруг света
Люди из стран третьего мира рассказали, что привело их в шок в развитых странах Люди из стран третьего мира рассказали, что привело их в шок в развитых странах

Что больше всего удивляет и шокирует тех, кто переехал в развитые государства?

VOICE
Автопутешествие: как подготовить машину, что взять, как сэкономить Автопутешествие: как подготовить машину, что взять, как сэкономить

Как подготовить машину к дальней дороге, можно ли сэкономить в такой поездке

РБК
Восстания Разина и Пугачева: какими были истинные причины Крестьянских войн и кто за ними стоял Восстания Разина и Пугачева: какими были истинные причины Крестьянских войн и кто за ними стоял

Если Стенька Разин был казаком и разбойником, то Пугачев был преступником

ТехИнсайдер
Физики создали непрерывный временной кристалл Физики создали непрерывный временной кристалл

Созданный кристалл нарушает симметрию относительно трансляций во времени

N+1
Режиссер Савва Савельев — о поисках лица времени и работе с друзьями Режиссер Савва Савельев — о поисках лица времени и работе с друзьями

Режиссер Савва Савельев — о петербургском хорошем тоне в отношении войны

РБК
Надвигается жара: 5 вещей, которые нужно знать водителям Надвигается жара: 5 вещей, которые нужно знать водителям

Как палящее солнце влияет на водителей и чего стоит опасаться в жару

РБК
Открыть в приложении