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

Зачем насекомым хоботки? Зачем насекомым хоботки?

Насекомые приспособлены к условиям обитания лучше большинства других животных

Наука и жизнь
Екатерина и Елена Поповы Екатерина и Елена Поповы

Сестры-бизнецы Поповы вручную создают киберкукол

Собака.ru
6 признаков глупого человека 6 признаков глупого человека

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

Psychologies
Железная река Сибири: как Транссибирская магистраль изменила Россию Железная река Сибири: как Транссибирская магистраль изменила Россию

Постройка Транссибирской магистрали была подвигом

Вокруг света
Эволюция экскаваторов Эволюция экскаваторов

Строитель будущего будет управлять экскаватором не выходя из дома

Популярная механика
Яснотка пугающая и беззащитная Яснотка пугающая и беззащитная

Яснотка — красивая и опасная

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
Барнаульский археолог описал парное погребение в кургане пазырыкской региональной элиты Барнаульский археолог описал парное погребение в кургане пазырыкской региональной элиты

Под насыпью в Ханкаринском Доле находилась могила двух людей и семи коней

N+1
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
«Медперсонал шептался, что я нечистая»: три истории о жизни с ВИЧ в России «Медперсонал шептался, что я нечистая»: три истории о жизни с ВИЧ в России

Страх, отрицание и принятие: несколько историй людей, живущих с ВИЧ

Psychologies
Воздушный океан... Воздушный океан...

Мы все живём где-то на дне воздушного океана

Наука и жизнь
Без макияжа и спеси: первые и трогательные снепы Хадид, Клосс, Шейк и других моделей Без макияжа и спеси: первые и трогательные снепы Хадид, Клосс, Шейк и других моделей

Как выглядели кумиры мира моды на самом старте их карьеры?

VOICE
Запад нам помог Запад нам помог

Помощь «империалистических хищников» спасла миллионы жизней советских граждан

Дилетант
Самый популярный после королевы: чего добился принц Уильям к 40 годам Самый популярный после королевы: чего добился принц Уильям к 40 годам

Интересные факты о внуке королевы Великобритании — в нашей статье

РБК
«Жар-птица» Арктики «Жар-птица» Арктики

Самая редкая птица Арктики — розовая чайка

Наука и жизнь
Наталья Андреева. Кровные друзья Наталья Андреева. Кровные друзья

Наталья Андреева — о своем друге Валерии Гаркалине

Коллекция. Караван историй
Киноляпы с акцентом. Самые неудачные попытки Голливуда изобразить русских на большом экране Киноляпы с акцентом. Самые неудачные попытки Голливуда изобразить русских на большом экране

Попытки Голливуда изобразить русских всегда приключение

ТехИнсайдер
Одна вокруг света: горный картофель и сезон дождей Одна вокруг света: горный картофель и сезон дождей

174-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко: северные Анды

Forbes
Лицом в унитаз, брашингом в глаз: реальные истории домработницы об унижениях со стороны работодателей Лицом в унитаз, брашингом в глаз: реальные истории домработницы об унижениях со стороны работодателей

Отрывки из книги о взаимоотношениях между работодателями и домашним персоналом

VOICE
Уголовная ревизия: почему пора изменить отношение власти к бизнесу Уголовная ревизия: почему пора изменить отношение власти к бизнесу

Нельзя заниматься импортозамещением, когда предпринимательство затухает

Forbes
Четыре метрики: Алена Владимирская о том, как понять, что ваша карьера в зоне риска Четыре метрики: Алена Владимирская о том, как понять, что ваша карьера в зоне риска

Как провести карьерный аудит?

Forbes
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
«Дети его просто обожали»: история советского маньяка Анатолия Сливко «Дети его просто обожали»: история советского маньяка Анатолия Сливко

20 лет все были уверены, что перед ними — образцовый советский гражданин

VOICE
Rihanna Rihanna

Рианна является самой богатой женщиной в мире музыки

ЖАРА Magazine
От балета до полдэнса От балета до полдэнса

Танцы помогают прийти в форму и благоприятно влияют на ментальное здоровье

Здоровье
Спасти Рембрандта за € 3 млн: как восстанавливают картины после нападения вандалов Спасти Рембрандта за € 3 млн: как восстанавливают картины после нападения вандалов

Вспоминаем случаи музейного вандализма

Forbes
Как лечатся врачи Как лечатся врачи

Маленькие профессиональные хитрости врачей

Лиза
Максим Стоянов: Максим Стоянов:

Интервью со звездой сериала «Шифр» Максимом Стояновым

Коллекция. Караван историй
«Красный барон»: история самого известного хот-рода в мире «Красный барон»: история самого известного хот-рода в мире

Хот-роддинг — автомобильное искусство, признанное и уважаемое

Maxim
Об этих существах сочиняли легенды, но они оказались реальными: 10 самых страшных видов летучих мышей Об этих существах сочиняли легенды, но они оказались реальными: 10 самых страшных видов летучих мышей

От этих рукокрылых стоит держаться подальше

ТехИнсайдер
Открыть в приложении