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

Зелёная подкладка, или Разгадка тайны Саши Баки Зелёная подкладка, или Разгадка тайны Саши Баки

При изучении русской иконографии важна любая, даже самая незначительная деталь

Дилетант
Ikea приняла решение уйти из России. Вспоминаем насыщенную историю компании от СССР до первого магазина в 2000-х Ikea приняла решение уйти из России. Вспоминаем насыщенную историю компании от СССР до первого магазина в 2000-х

Как Ikea появлялась на российском рынке?

Правила жизни
Эволюция экскаваторов Эволюция экскаваторов

Строитель будущего будет управлять экскаватором не выходя из дома

Популярная механика
Женщина из некрополя аварского периода пострадала от туберкулезного остеомиелита Женщина из некрополя аварского периода пострадала от туберкулезного остеомиелита

Палеопатологи исследовали останки VIII века, обнаруженные в Венгрии

N+1
6 признаков глупого человека 6 признаков глупого человека

Как понять, кого нужно избегать? Да и нужно ли на самом деле?

Psychologies
5 редких и до смешного простых образов Джейн Биркин, которые мы повторим этим летом 5 редких и до смешного простых образов Джейн Биркин, которые мы повторим этим летом

Джейн Биркин в ближайшие десятилетия не потеряет свой титул модной иконы

VOICE
11 способов становиться немного умнее каждый день 11 способов становиться немного умнее каждый день

Интеллект, как и тело, требует правильного питания и регулярных тренировок

Psychologies
Путешествие в Шаньдун: как живут по заветам Конфуция в наши дни Путешествие в Шаньдун: как живут по заветам Конфуция в наши дни

Жить хорошо — значит жить правильно. Так считал величайший учитель Востока

Вокруг света
Используй ложку и телефон: 20 способов доставить себе удовольствие Используй ложку и телефон: 20 способов доставить себе удовольствие

Двадцать разных способов мастурбации на любой вкус и цвет

Cosmopolitan
Как сломать сценарий отношений, который заставляет нас страдать? Как сломать сценарий отношений, который заставляет нас страдать?

Как побороть зависимость от определенного типа отношений

Psychologies
100 самых сексуальных женщин страны 100 самых сексуальных женщин страны

Сто самых красивых женщин страны заждались тебя

Maxim
5 собак с самыми мощными челюстями в мире: грозные рекордсмены 5 собак с самыми мощными челюстями в мире: грозные рекордсмены

Представляем вам рейтинг пород собак с самым сильным укусом

ТехИнсайдер
«Адская молотилка». Десять выстрелов в минуту в одну точку «Адская молотилка». Десять выстрелов в минуту в одну точку

Российская армия приняла на вооружение артиллерийского монстра

Популярная механика
В Италии легализована эвтаназия: что это значит? В Италии легализована эвтаназия: что это значит?

Допустима ли эвтаназия в мире, где человеческая жизнь является высшим благом?

Psychologies
Питание строгого режима Питание строгого режима

Похудеть на несколько килограммов: всего лишь заказать готовую полезную еду

Худеем правильно
Из плохишей в зефирки: звезды, которых слава из оторв сделала милашками Из плохишей в зефирки: звезды, которых слава из оторв сделала милашками

Популярность должна была разбаловать этих звезд, но они стали белыми и пушистыми

VOICE
Отношения с супругом вызывают усталость и раздражение: 8 возможных причин Отношения с супругом вызывают усталость и раздражение: 8 возможных причин

Если супружеская жизнь не приносит радости, то проблема может крыться здесь

Psychologies
У динозавров не было вшей: кем на самом деле оказались «паразиты» Мелового периода У динозавров не было вшей: кем на самом деле оказались «паразиты» Мелового периода

Палеонтологи разобрались в крошечных насекомых, живших 100 миллионов лет назад

Вокруг света
Свой чужой: почему муж не встает на мою сторону в конфликтах с другими Свой чужой: почему муж не встает на мою сторону в конфликтах с другими

Что делать, если партнер не принимает вашу сторону?

Psychologies
Франц Кафка — гений, уверенный в собственном крахе Франц Кафка — гений, уверенный в собственном крахе

3июня 1924 года в санатории под Веной умер Франц Кафка

Правила жизни
На троне не все дома: 5 правителей, у которых были проблемы с психикой На троне не все дома: 5 правителей, у которых были проблемы с психикой

Явные психические отклонения имели многие правители

Вокруг света
Как почистить столовые приборы до блеска: серебро, нержавейка и дерево Как почистить столовые приборы до блеска: серебро, нержавейка и дерево

Что делать, если налет на столовых приборах так просто не оттирается?

ТехИнсайдер
Разделяй и властвуй: делим дачный участок на зоны труда и отдыха Разделяй и властвуй: делим дачный участок на зоны труда и отдыха

Дача — это возможность отдохнуть от городской жизни

Караван историй
«Все ненавидят Эмбер Херд»: что не так с победой Джонни Деппа в суде? «Все ненавидят Эмбер Херд»: что не так с победой Джонни Деппа в суде?

Как блогеры, активисты за права мужчин заставили всех поверить в теорию заговора

Psychologies
Подвиг Огурцова: как всего три советских кавалериста захватили немецкую колонну из 33 единиц техники Подвиг Огурцова: как всего три советских кавалериста захватили немецкую колонну из 33 единиц техники

Василий Огурцов со своими товарищами смог захватить колонну немецких грузовиков

ТехИнсайдер
Антикризисные меры: 5 способов сделать кондиционер своими руками Антикризисные меры: 5 способов сделать кондиционер своими руками

Как сделать кондиционер из подручных средств?

ТехИнсайдер
Борис Эйфман — о танце, Петербурге и заслуженном озарении Борис Эйфман — о танце, Петербурге и заслуженном озарении

Борис Эйфман — о том, почему из раза в раз обращается к текстам Достоевского

РБК
Черная смерть пришла в Европу из окрестностей Тянь-Шаня Черная смерть пришла в Европу из окрестностей Тянь-Шаня

Где находился естественный резервуар возбудителя второй пандемии чумы

N+1
Предсказуемо яркая мегазвезда: Дженнифер Лопес в фильме «Половина» Предсказуемо яркая мегазвезда: Дженнифер Лопес в фильме «Половина»

Фильм о Дженнифер Лопес и пути, который она прошла за почти 30-летнюю карьеру

Forbes
Технопарад Технопарад

Линзы с AR, новая ракета Nasa Space Launch System и запись звуков на Марсе

ТехИнсайдер
Открыть в приложении