Биофизический механизм зрения.
Зрение на разных уровнях организации:
1. органный – глаз
2. тканевой – сетчатка
3. клеточный – фоторецепторные клетки (палочки и колбочки)
4. субклеточный – внешние сегменты, диски, фоторецепторные мембраны
5. молекулярный – зрительные пигменты (родопсин и йодопсин)
Фоторецепторная система глаза – сетчатка – многослойная структура, наружные слои которой образованы нервными клетками, а внутренние – фоторецепторными клетками и пигментным эпителием.
Фоторецепторные клетки 2-х типов: палочки и колбочки.
Палочки:
Ø чёрно-белое (серое, ахроматическое) зрение
Ø сумеречное зрение (низкий порог чувствительности)
Колбочки:
Ø дневное
Ø цветовое зрение – три сорта колбочек с максимумами поглощения в трех разных частях спектра.
В фоторецепторных клетках – внутренние и наружные (внешние) сегменты. В наружных сегментах – стопочки параллельных дисков. Диски – внутриклеточные органеллы, образованные двойными мембранами, билипидный слой которых пронизывают молекулы зрительных белков (прошивающие белки).
Зрительный пигмент – сложный белок, состоящий из двух частей: белка опсина и небелковой части – альдегида ретиналя, близкого по структуре к витамину А.
Зрительные пигменты палочек и колбочек отличаются белковыми частями. Зрительный пигмент палочек родопсин, пигменты колбочек – йодопсины.
Максимумы поглощения у человека:
|
|
|
родопсин – в голубой части спектра около 500 нм
йодопсины – в сине-фиолетовой, зелёной и жёлто-зелёной – 445, 535 и 570 соответственно.
Хромофорная группа, ответственная за поглощение видимого света – ретиналь. Опсин и ретиналь в темноте ковалентно связаны.
Молекулярный механизм фоторецепции:
Фотофизическая стадия – переход ретиналя в возбуждённое состояние: Р + hv → Р (S).
Фотохимическая стадия – изомеризация ретиналя за счёт энергии света: Р*-цис → Р-транс (квантовый выход реакции 
= 0,5-0,7). Для изомеризации одной молекулы необходимо 2 кванта света.
Ø изомеризация ретиналя
Ø нарушение структурного соответствия между ним и опсином
Ø изменение конформации опсина
Ø отщепление ретиналя от опсина, погружение опсина внутрь билипидного слоя (из-за низкой вязкости фоторецепторной мембраны)
Ø структурная перестройка фоторецепторной мембраны
Ø изменение её ионной проницаемости
Ø через медиаторов – изменение проницаемости и электрического состояния плазматической мембраны наружного сегмента
Ø распространение рецепторного потенциала по плазматической мембране до синаптического контакта с нервным волокном на внутреннем сегменте
|
|
|
Ø возникновение электрического импульса в нервном волокне
Ø передача импульса в мозг
Ø возникновение оптического изображения на пигментном эпителии
Ø ферментативное восстановление в темноте ретиналя в его цис-форме и соединение её с опсином.
Дата добавления: 2014-01-04; просмотров: 4006; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!