Здоровье, 1963 № 4 (100) - страница 11
В фоторецепторных клетках сетчатки происходит превращение энергии кванта света (квант — самая малая и неделимая порция света) в энергию зрительного процесса. Физико-химический механизм этого превращения до конца еще не изучен, но исследование его началось давно.
В 1851 году физиолог Мюллер извлек из глаза лягушки сетчатку. Она оказалась розовато-пурпурной. Это наблюдение не привлекло особого внимания ученых. Спустя четверть века Болль повторил его эксперимент и обнаружил, что вынутая из глаза сетчатка на свету выцветает. Еще через два года физиолог Кюне нашел способ выделить из сетчатки розовато-пурпурный пигмент в пробирку, который также обесцвечивался на свету.
Тот же Кюне произвел опыт, который и сегодня поражает наблюдателя. На неподвижный глаз кролика, долго сидевшего в темноте, ученый спроецировал изображение светлого окна с темным переплетом рам. Через некоторое время Кюне извлек из глазного бокала сетчатку и… на пурпурном фоне сетчатки увидел изображение окна! В тех местах сетчатки, на которые упал свет, пурпурный пигмент выцвел, а в остальных остался тем же розовато-пурпурным. Получилась живая фотография!
Опыт Кюне доказал, что изображение, сфокусированное хрусталиком глаза на сетчатке, вызывает в ее фоторецепторных клетках — палочках и колбочках — фотохимический процесс выцветания пурпурного пигмента. Как правильно решил немецкий физиолог, это выцветание имеет самое непосредственное отношение к началу зрительного акта. Неизвестно, думал ли Кюне о символическом смысле пурпурного цвета, но он дал пигменту палочек удивительно звучное название — зрительный пурпур!
Пурпур… Цвет величественный и торжественный, воспетый великим Гомером в образе Эос — богини пурпурной зари!
Открытие пурпура — драгоценного красителя — приписывают финикинянам еще за 1600 лет до нашей эры. Мореплаватели и купцы часто платились жизнью, добывая в далеких странах эту царственную краску. Не было ей цены, ибо получали ее из раковин редких моллюсков, обитающих в теплых морях. Не удивительно, что этот цвет считался символом силы и знатности.
Пурпурной лентой награждали в древнем Риме победителя; в тогу, целиком окрашенную в пурпурный цвет, имел право облачаться только император, а жрецы могли носить на тоге лишь пурпурную ленту. Но древние греки, римляне и египтяне не подозревали, что пурпурный цвет— это еще и цвет уникального химического вещества, которое дарует человеку способность видеть окружающий мир… Открытие пурпура в сетчатке глаза положило начало экспериментальному биохимическому изучению зрительных пигментов, начало фотохимической теории зрения.
Современные биохимики, люди точной науки, дали зрительному пурпуру другое, строго научное название — родопсин, розовый белок, ибо пурпур — не что иное, как окрашенный белок. Кроме него, в палочках и колбочках животных и человека были обнаружены еще три пигмента; порфиропсин (от греческого слова «порфир» — пурпурный), йодопсин (от греческого «йод» — фиолетовый) и цианопсин (от греческого «циан» — голубоватый). До настоящего времени больше всего изучен зрительный пурпур.
В течение последних десятилетий биохимики разрабатывали две основные проблемы: как выцветает на свету зрительный пурпур и как он вновь синтезируется.
Так художник В. Дегтярев представляет себе процесс восстановления зрительного пурпура. Видимые нами предметы как бы отпечатываются на фотопластинке — сетчатке глаза. При этом расходуется часть зрительного пурпура. В его восстановлении участвуют белок палочек и колбочек — опсин, а также витамин А и фермент изомераза, поступающие в сетчатку через пигментный эпителий глаза. Как только зрительный пурпур будет восстановлен, на сетчатке — фотопластинке прежнее изображение как бы смоется; сетчатка вновь готова запечатлевать предметы окружающего нас мира
В современных руководствах по химии зрения описываются все стадии выцветания зрительного пурпура.
Вначале в молекуле зрительного пурпура происходят весьма незначительные изменения: меняется только расположение атомов, из которых она состоит. Такая перестановка атомов и определяет перемену цвета пигмента с пурпурного на оранжевый. Затем, на следующей стадии выцветания, молекула зрительного пурпура как бы разрывается, раскалывается на две части: белковую и красящую. Красящая часть молекулы — ретинен — желтого цвета, поэтому сетчатка приобретает желтый цвет. На последней стадии ретинена уже нет: путем сложных химических реакций он преобразуется в витамин А.