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

Запад нам помог Запад нам помог

Помощь «империалистических хищников» спасла миллионы жизней советских граждан

Дилетант
Как математика может спасти вашу жизнь: уравнение парашюта Как математика может спасти вашу жизнь: уравнение парашюта

Вы в падающем самолете. Без паники! Из сари вашей соседки можно сделать парашют

Вокруг света
Античный герой Античный герой

Кого люди будут вспоминать через столетия?

Популярная механика
Какие учреждения появились в России при Петре I. Отрывок из книги Какие учреждения появились в России при Петре I. Отрывок из книги

Отрывок из книги «Люди и учреждения петровской эпохи»

СНОБ
Земля. Прятки под мантией Земля. Прятки под мантией

Ядро Земли перестало вращаться, электромагнитное поле нашей планеты разрушается

Наука и жизнь
Ракетка для сердца: ученые придумали растворяющийся в организме кардиостимулятор Ракетка для сердца: ученые придумали растворяющийся в организме кардиостимулятор

Ученые изобрели кардиостимулятор без проводов и батареи

Вокруг света
Долгая счастливая жизнь Долгая счастливая жизнь

Старение – это естественно, но не нормально

Популярная механика
Из истории библиотечных каталогов Из истории библиотечных каталогов

Какими были первые библиотечные каталоги?

Наука и жизнь
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
Раздражение после бритья: от чего возникает и как избежать Раздражение после бритья: от чего возникает и как избежать

Раздражение после бритья — распространенная проблема

РБК
Откровения TikTok Откровения TikTok

Репортаж из дома для тиктокеров Grand House

Эксперт
«Я слишком добрый»: где взять озверин и как отрастить клыки «Я слишком добрый»: где взять озверин и как отрастить клыки

Можно ли натренировать способность быть агрессивным, а главное — нужно ли?

Psychologies
Ленин Бессмертный Ленин Бессмертный

Ленин жил! Ленин — жив! Ленин будет жить!

Дилетант
Три в одном: Как выбраться из любовного треугольника (и надо ли) Три в одном: Как выбраться из любовного треугольника (и надо ли)

О причинах возникновения любовного треугольника и о том, как его разорвать

Лиза
У одного из крупнейших золотодобытчиков России большие проблемы: что делать инвестору У одного из крупнейших золотодобытчиков России большие проблемы: что делать инвестору

Что будет с золотодобытчиком Petropavlovsk и что делать инвесторам?

Forbes
Никаких заторов Никаких заторов

7 продуктов, снижающих риск образования тромбов

Лиза
Восходящий знак: почему асцедент важнее знака зодиака и как определить свой Восходящий знак: почему асцедент важнее знака зодиака и как определить свой

Рассказываем, как определить свой асцедент и что он означает

The Voicemag
В миллион раз быстрее: перевернет ли возможности интернета новый рекорд скорости В миллион раз быстрее: перевернет ли возможности интернета новый рекорд скорости

Японские ученые продемонстрировали рекордную скорость передачи данных

Forbes
Парктроник: что это, как работает и какой выбрать Парктроник: что это, как работает и какой выбрать

Что скрывает в себе термин «парктроник»

РБК
Как видеоигры влияют на интеллект и развитие детей? Как видеоигры влияют на интеллект и развитие детей?

Можно ли назвать компьютерные игры полезным увлечением?

TechInsider
Секрет долголетия: что помогло француженке Жанне Кальман прожить 122 года Секрет долголетия: что помогло француженке Жанне Кальман прожить 122 года

«Бабушкой каждого во Франции» — так называли Жанну Кальман на родине

The Voicemag
Нам живыми быть не идет. О российском фильме «Межсезонье» Нам живыми быть не идет. О российском фильме «Межсезонье»

Новый фильм Александра Ханта «Межсезонье» — почему его стоит смотреть

СНОБ
«По примеру богов»: как Генрих Семирадский делал росписи для храма Христа Спасителя «По примеру богов»: как Генрих Семирадский делал росписи для храма Христа Спасителя

Как создавались части монументальной композиции «Тайная Вечеря»

Forbes
Это не бумажки! Как строить отношения с деньгами, чтобы их было много Это не бумажки! Как строить отношения с деньгами, чтобы их было много

Никто никогда не объясняет, как правильно построить отношения с деньгами

The Voicemag
Сохранить до весны Сохранить до весны

Как производители овощей решают проблемы с поставками оборудования для хранилищ

Агроинвестор
Место для всех Место для всех

Как в «Севкабеле» появился уникальный социальный проект

СНОБ
Сочетание иммунопрепарата и CAR-T-лимфоцитов сохранило жизнь мышам с онкозаболеваниями Сочетание иммунопрепарата и CAR-T-лимфоцитов сохранило жизнь мышам с онкозаболеваниями

Ученые повысили эффективность терапии CAR-T-лимфоцитами

N+1
Физики охладили атомы индия до милликельвиновой температуры Физики охладили атомы индия до милликельвиновой температуры

Первое успешное пленение нейтральных атомов индия в магнитооптической ловушке

N+1
Быть хорошим отцом — это как? Быть хорошим отцом — это как?

Какого отца можно считать достаточно хорошим?

Psychologies
Страшное нaпадение акул 1916 года, по которому сняли «Челюсти»: вот почему мы боимся акул Страшное нaпадение акул 1916 года, по которому сняли «Челюсти»: вот почему мы боимся акул

Страх перед акулами: откуда он появился?

TechInsider
Открыть в приложении