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

Чёрная дыра по соседству? Чёрная дыра по соседству?

Может ли рядом с нами находится еще одна сверхмассивная чёрная дыра?

Наука и жизнь
Рогатый, водяной, королевский: 7 жутких, но прекрасных пауков Рогатый, водяной, королевский: 7 жутких, но прекрасных пауков

Наша подборка поможет победить боязнь пауков (но это не точно)

Вокруг света
Новости науки Новости науки

Нестабильность черных дыр, химический состав Солнца и поверхности Харона

Знание – сила
Отрицание тела: как Сьюзан Сонтаг боролась с раком груди и стигматизацией болезни Отрицание тела: как Сьюзан Сонтаг боролась с раком груди и стигматизацией болезни

Отрывок из книги «Тело каждого» британской писательницы Оливии Лэнг

Forbes
Годовые кольца: 1610 Годовые кольца: 1610

Открытие Гудзонова залива и революция в астрономии: что случилось в 1610 году

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
История советского контрснайпера: как школьный завхоз уложил 422 фашиста История советского контрснайпера: как школьный завхоз уложил 422 фашиста

Василий Теркин действительно существовал и был одним из лучших контрснайперов

ТехИнсайдер
Никаких заторов Никаких заторов

7 продуктов, снижающих риск образования тромбов

Лиза
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
Брюс Ли — это не просто про драки в кино. Он влюбил людей в спорт и объединил Америку с Азией Брюс Ли — это не просто про драки в кино. Он влюбил людей в спорт и объединил Америку с Азией

Как Брюс Ли за несколько лет успел изменить мир

Maxim
Как сделать яркий макияж: тренды, идеи и советы эксперта Как сделать яркий макияж: тренды, идеи и советы эксперта

Яркий макияж популярен, но важно уметь расставлять акценты

РБК
Великий недогерой Великий недогерой

Ксения Рождественская о французском актере Жане-Луи Трентиньяне

Weekend
Особо опасны: 13 культовых фильмов о маньяках и серийных убийцах, которые стоит посмотреть всем любителям пощекотать нервы Особо опасны: 13 культовых фильмов о маньяках и серийных убийцах, которые стоит посмотреть всем любителям пощекотать нервы

Фильмы о серийных убийцах, от которых станет не по себе

Правила жизни
Каким был принц Филипп: 9 фактов из биографии супруга королевы Елизаветы Каким был принц Филипп: 9 фактов из биографии супруга королевы Елизаветы

О яркой жизни супруга королевы Великобритании

РБК
Твои натуральные локоны: все, что нужно знать о кудрявом методе Твои натуральные локоны: все, что нужно знать о кудрявом методе

Устала бороться с непослушными волосами, пытаясь их выпрямить?

VOICE
«Спенсер»: кинокартина о принцессе Диане и ее пути к свободе «Спенсер»: кинокартина о принцессе Диане и ее пути к свободе

Кинолента описывает личный кризис и смятение принцессы Дианы

Psychologies
Технопарад Технопарад

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

ТехИнсайдер
Почему отношения «как в кино» не работают? Почему отношения «как в кино» не работают?

Идеальные отношения «из кино» в реальной жизни нас разочаруют

Psychologies
Собрать справки и доказательства: как в разных странах регулируют аборты Собрать справки и доказательства: как в разных странах регулируют аборты

Как законодатели в разных странах регулируют аборты?

Forbes
Удар хватил: 5 российских правителей, которых подкосил инсульт Удар хватил: 5 российских правителей, которых подкосил инсульт

Болезнь, которая не обходит стороной ни бедняков, ни государей

Вокруг света
Самая обаятельная и привлекательная Самая обаятельная и привлекательная

Женщины о том, как перестали стесняться лишнего веса

Лиза
Чайный гриб от всех болезней: почему комбуча снова на пике моды Чайный гриб от всех болезней: почему комбуча снова на пике моды

Рассказываем об истории чайного гриба и культуре его потребления

Вокруг света
«Дурак с актёрской жилкой может свидетельствовать лучше Эйнштейна»: как врачи и психологи зарабатывают в судах «Дурак с актёрской жилкой может свидетельствовать лучше Эйнштейна»: как врачи и психологи зарабатывают в судах

Что важнее в суде — экспертиза или умение убеждать?

VC.RU
На солнечной стороне На солнечной стороне

Как отдыхать летом с пользой для своей кожи

Лиза
3 урока, которые я извлек из 10 лет психотерапии 3 урока, которые я извлек из 10 лет психотерапии

К каким открытиям может привести психотерапия?

Psychologies
Астрономы уличили скопление Гиады в сближении с Солнечной системой в прошлом Астрономы уличили скопление Гиады в сближении с Солнечной системой в прошлом

Звездное скопление Гиады миллион лет назад было в два раза ближе к Солнцу

N+1
Галактика на ладони: зачем астрономам крупнейшая трехмерная карта Млечного Пути Галактика на ладони: зачем астрономам крупнейшая трехмерная карта Млечного Пути

Эта самая подробная карта Галактики позволит заглянуть в ее прошлое и будущее

Forbes
Три голоса пхали Три голоса пхали

В основе «Пхали», как и в традиционной грузинской музыке, – трехголосие

Вокруг света
Уют французской глубинки: как превратить свой дачный участок в сад в стиле прованс Уют французской глубинки: как превратить свой дачный участок в сад в стиле прованс

Путешествуем вокруг света, не покидая приусадебного участка

Вокруг света
5 ошибок воспитания, которые ломают судьбу детям, - исправь их, пока не поздно! 5 ошибок воспитания, которые ломают судьбу детям, - исправь их, пока не поздно!

Какое поведение родителей может негативно отразиться на будущем детей?

VOICE
Открыть в приложении