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

Вселенная, пульсирующая в чёрной дыре Вселенная, пульсирующая в чёрной дыре

Происхождение Вселенной всегда волновало людей

Наука и жизнь
«Сначала станьте друзьями»: ключ к счастливой любви «Сначала станьте друзьями»: ключ к счастливой любви

Правда ли, что настоящая любовь начинается с дружбы?

Psychologies
Яснотка пугающая и беззащитная Яснотка пугающая и беззащитная

Яснотка — красивая и опасная

Наука и жизнь
Не ласковый май: самые громкие скандалы Юрия Шатунова и легендарной группы Не ласковый май: самые громкие скандалы Юрия Шатунова и легендарной группы

Двойники, племянник генсека и другие скандалы Юрия Шатунова

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 к центру генома. Какой смысл нашли генетики в бессмысленных участках ДНК Путешествие к центру генома. Какой смысл нашли генетики в бессмысленных участках ДНК

Какой смысл нашли генетики в бессмысленных участках ДНК

N+1
6 признаков глупого человека 6 признаков глупого человека

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

Psychologies
Археологи обнаружили на турецком побережье четыре местонахождения с орудиями нижнего палеолита Археологи обнаружили на турецком побережье четыре местонахождения с орудиями нижнего палеолита

Артефакты могут указать на маршрут расселения древних людей

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
Ученые: люди на Марсе будут строить дома с помощью мочевины и пить комбучу Ученые: люди на Марсе будут строить дома с помощью мочевины и пить комбучу

Стали известны подробности жизни на Красной планете

Вокруг света
Как распознать инсульт Как распознать инсульт

Как понять, что у человека инсульт и что делать, чтобы не потерять время

Лиза
Уходя оставляйте свет: история “Прометея”, или Как в СССР появились светомузыка и медиаарт Уходя оставляйте свет: история “Прометея”, или Как в СССР появились светомузыка и медиаарт

История не самого очевидного, но важного для последующего искусства явления

Правила жизни
Саламандра с острова Скай Саламандра с острова Скай

Окаменелости древней амфибии палеонтологи раскопали на острове Скай

Наука и жизнь
Хофманнита Хофманнита

Рэперка Хофманнита перестала быть мемом и превратилась в серьезную артистку

Собака.ru
Краткая история наготы Краткая история наготы

Как менялось отношение человечества к обнаженному телу

Правила жизни
Обезболить нельзя терпеть Обезболить нельзя терпеть

Всегда ли, стремясь поскорее заглушить боль, мы помним о безопасности?

Здоровье
Вентилятор компьютера начал дребезжать: как решить проблему Вентилятор компьютера начал дребезжать: как решить проблему

Как избавиться от шума и вдохнуть новую жизнь в вентилятор

CHIP
Игорь Горьков Игорь Горьков

Генеральный директор Nexign Игорь Горьков — можно ли предсказать будущее?

Собака.ru
Анастасия Пиорунская Анастасия Пиорунская

Техно-экобренд из Петербурга? Да!

Собака.ru
Одной левой: Пол Маккартни и еще 9 знаменитых левшей Одной левой: Пол Маккартни и еще 9 знаменитых левшей

Занимательные факты о левшах

Вокруг света
Геннадий Устюгов Геннадий Устюгов

Классик ленинградского искусства Геннадий Устюгов живет в ПНД и пишет стихи

Собака.ru
Как найти себя в новой реальности: навыки 2022+ Как найти себя в новой реальности: навыки 2022+

Что поможет чувствовать себя увереннее сегодня и занять свое место в профессии

Psychologies
Как сегодня лечат рак — отрывок из книги профессора Азры Раза Как сегодня лечат рак — отрывок из книги профессора Азры Раза

Отрывок из первой главы книги профессора Азры Раза «Первая клетка»

СНОБ
Краб-сафари и «охота» за китами: чем заняться в глэмпинге «Китовый берег» Краб-сафари и «охота» за китами: чем заняться в глэмпинге «Китовый берег»

Рассказываем, как устроен единственный в Заполярье круглогодичный глэмпинг

РБК
Это все неправда! 5 главных стереотипов о женщинах, не имеющих отношения к реальности (ну, почти) Это все неправда! 5 главных стереотипов о женщинах, не имеющих отношения к реальности (ну, почти)

Пришло время развенчать главные стереотипы о женщинах

VOICE
От Окинавы до Сардинии: чем питаются народы-долгожители и как это помогает не стареть От Окинавы до Сардинии: чем питаются народы-долгожители и как это помогает не стареть

Глава из книги «Код долголетия» Джейсона Фанга и Джеймса Диниколантонио

Forbes
Ещё раз о пользе интуитивного питания Ещё раз о пользе интуитивного питания

Наш организм сам способен разобраться, что ему нужно в данный момент?

Здоровье
На вкус как Луна: зачем NASA кормило тараканов грунтом На вкус как Луна: зачем NASA кормило тараканов грунтом

Почему ученым пришло в голову кормить тараканов лунным грунтом?

N+1
Почему Ярослава Мудрого можно считать лучшим брачным агентом раннего Средневековья Почему Ярослава Мудрого можно считать лучшим брачным агентом раннего Средневековья

Нескучная история с юмором и на современном языке

Вокруг света
Алексей Баталов говорил слово «люблю» только одному человеку Алексей Баталов говорил слово «люблю» только одному человеку

За девять лет нашей дружбы Алексей Владимирович дал мне порядка десяти интервью

Караван историй
Открыть в приложении