Зрительные пигменты

Структура родопсина и локализация пигментов

В фоторецепторном аппарате сетчатки зрительный пигмент распределен неравномерно. Физиологически обусловлено так, что в палочках содержится значительно больше зрительного пигмента, чем в колбочках (в то время как в ганглиозных или биполярных клетках эти пигменты не локализуются). Основным пигментом палочек является родопсин.

Молекула родопсина имеет сложное строение и состоит из двух ключевых компонентов:

• Белковая часть — представлена белком опсином.
• Хромофорная часть — представлена 11-цис-ретиналем, который является альдегидом витамина А.

Именно 11-цис-ретиналь отвечает за непосредственное улавливание световых волн, в то время как другие формы (например, все-транс-ретиналь или ретиноевая кислота) в активном состоянии покоящегося пигмента не выступают в роли первичного хромофора.

Спектральная чувствительность фоторецепторов

Каждый зрительный пигмент настроен на улавливание световых волн определенной длины, что выражается в максимуме поглощения.

Для родопсина, обеспечивающего черно-белое сумеречное зрение в палочках, этот максимум составляет 500 нм.

Пигменты колбочек локализуются в их наружных сегментах и отвечают за дневное цветовое зрение. Выделяют три типа таких пигментов, различающихся по своим показателям поглощения световых волн:

1. Пигменты, чувствительные к синему цвету (максимум поглощения 420 нм).
2. Пигменты, чувствительные к зеленому цвету (максимум поглощения 531 нм).
3. Пигменты, чувствительные к красному цвету (максимум поглощения 558 нм).

Наличие этих трех различных по спектральной чувствительности пигментов лежит в основе физиологического восприятия всей цветовой палитры.

Клиническое значение витамина А

Синтез зрительных пигментов, в первую очередь ретиналя, критически зависит от поступления в организм витамина А. Этот витамин служит основным физиологическим источником каротиноидов, необходимых для формирования полноценного 11-цис-ретиналя.

При дефиците витамина А нарушается процесс образования молекул родопсина в палочках. Клинически это состояние проявляется развитием гемералопии, более известной как «куриная слепота». У пациента возникает выраженное затруднение видимости в сумеречное время суток, так как палочковый аппарат сетчатки теряет способность адекватно реагировать на низкий уровень освещенности.

Теории цветоощущения

В нормальной физиологии для объяснения механизмов восприятия цвета используются две основные концепции, дополняющие друг друга на разных этапах зрительного пути.

1. Трехкомпонентная теория Она базируется на рецепторном уровне и постулирует, что цветовое зрение основано на наличии в сетчатке трех видов пигментов в колбочках. Каждая группа колбочек избирательно реагирует на свой участок спектра (синий, зеленый или красный цвет).

2. Теория оппонентных цветов Эта теория рассматривает механизмы обработки сигнала и основывается на существовании функциональных пар оппонентных (противоположных) цветов. Зрительная система анализирует цвета не изолированно, а через противопоставление. Основные оппонентные пары:

• Красный — Зеленый.
• Желтый — Синий.
• Фиолетовый — Оранжевый.

Вопросы с занятий и экзамена

Что ещё разобрать по теме

• Биохимические отличия 11-цис-ретиналя и все-транс-ретиналя в цикле зрения.
• Роль биполярных и ганглиозных клеток в передаче сигнала от фоторецепторов.
• Механизмы развития гемералопии и клиническая диагностика дефицита витамина А.
• Подробный анализ максимумов поглощения световых волн (420, 500, 531, 558 нм).
• Сравнение трехкомпонентной теории и теории оппонентных цветов.

Другие темы раздела «Зрительный анализатор»

Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.