Čulo vida je najvažnije od pet čula: složena interakcija između mozga i očiju pomaže nam da detaljno vidimo svet oko nas. Zbog toga odličan vid igra važnu ulogu u pogledu visokog kvaliteta života.
Sa fiziološke tačke gledišta, naše oko je deo mozga koji se nalazi na periferiji. Pored toga, smanjenje vida može biti povezano sa bolestima drugih organa i sistema. Mnogo toga je spojeno u jednom malom organu: fizičko i psihičko zdravlje, spoljašnja i unutrašnja lepota. Iz toga sledi da morate odmah otkriti najmanje promene čula vida i na vreme kontaktirati oftalmologa.
Završnog dana XXIV Kongresa Fiziološkog društva I.P. Pavlova, predsednik društva, Mihail Arkadjevič Ostrovski, održao je predavanje o molekularnim mehanizmima vida. Kongres je organizovalo Fiziološko društvo I.P. Pavlova i Institut za evolucionu fiziologiju i biohemiju I.M, Sečenova Ruske akademije nauka i posvećen je 300-godišnjici Ruske akademije nauka i uključen je u inicijativu „Rad sa iskustvom“ Dekade nauke i tehnologije.
Zašto vidimo, zašto je čulo vida oštećeno i da li se može vratiti…
„Postoji termin „vizuelna nauka“. To implicira da se mnoge nauke spajaju u proučavanju mehanizama vizuelnog sistema – fizika, hemija, biologija i druge“, ovim rečima je započeo svoje plenarno predavanje Mihail Ostrovski.
Govorio je o molekularnim mehanizmima koji nam omogućavaju da reagujemo na svetlost i razlikujemo predmete oko nas. Primarni proces fotorecepcije (percepcija svetlosti) javlja se na mrežnjači u vizuelnim ćelijama, štapićima i čepićima, odnosno u njihovom spoljašnjem segmentu koji sadrži protein rodopsin. Ovaj protein pretvara energiju svetlosnih kvanta u signal fotoreceptora, koji se zatim prenosi duž lanca neurona do mozga.
Rodopsin
Rodopsin, pigment osetljiv na svetlost (hromoprotein) fotoreceptorskih ćelija retine kičmenjaka, trenutno je jedan od najviše proučavanih membranskih proteina.
Rodopsin je jedan od najstarijih proteina kod životinja. U centru ovog molekula nalazi se hromoforna grupa, koja obezbeđuje hvatanje svetlosnih kvanta. Okružen je proteinskim delom molekula – opsinom. Zanimljivo je da u zavisnosti od toga koje su aminokiseline uključene u proteinski deo, čepići, odgovorni za vid boja percipiraju različite spektre talasnih dužina (prema tome, različite boje). To jest, u svim ćelijama osetljivim na svetlost hromoforna grupa je apsolutno ista, dok se njeno proteinsko okruženje razlikuje. Poremećaj sekvence aminokiselina u proteinskom delu rodopsina dovodi do poremećaja percepcije boja, posebno slepila za boje (daltonizam).
Govorio je detaljnije o tome kako rodopsin hvata svetlosne kvante i pretvara ih u signale koji se prenose do neurona. Ispostavilo se da kada svetlosni kvant udari u rodopsin, njegova hromoforna grupa menja konformaciju (izomerizira se), što dovodi do lanca interakcija protein-protein: između rodopsina i signalnog G proteina, a zatim između G proteina i enzima fosfodiesteraze. Ova kaskada reakcija dovodi do hiperpolarizacije koja se javlja u fotoreceptorskoj ćeliji, koja se širi do presinaptičkog terminala (tačka kontakta sa susednom nervnom ćelijom). Ovo, zauzvrat, blokira oslobađanje neurotransmitera glutamata u sinapsu i služi kao neka vrsta signala.
„Brojne studije su pokazale da je ultrabrza i efikasna izomerizacija hromofornog centra moguća samo u proteinskom okruženju. Ako hromoforsku grupu stavite odvojeno u rastvor, brzina reakcije će biti mnogo sporija. Zbog toga mnogi naučnici sada proučavaju karakteristike interakcije hromofornog centra sa proteinskim okruženjem“, primetio je naučnik.
Konkretno, istraživačka grupa koju je predvodio Mihail Arkadjevič Ostrovski proučavala je direktnu i obrnutu reakciju transformacije „rodopsin-fotorhodopsin“ pod uticajem svetlosti u normalnim uslovima i u patologiji. Ispostavilo se da je kvantni prinos prve reakcije mnogo puta veći od onog u reverznoj reakciji. Ovo može biti mehanizam koji povećava pouzdanost prednje reakcije (odgovor na svetlost) i sprečava pokretanje obrnute.
Defekti samog rodopsina (mutacije u genu koji kodira ovaj protein), kao i poremećaji u procesu njegove sinteze, uzroci su mnogih patologija vizuelnog sistema. Pored toga, prekomerni oksidativni procesi u ćelijama fotoreceptora mogu dovesti do bolesti. Na primer, studije su pokazale da se sa godinama granule koje stvaraju reaktivne vrste kiseonika akumuliraju u vizuelnim ćelijama. Oni, zauzvrat, uništavaju pigment melanina, koji štiti ćelije od štetnog dejstva viška svetlosti i potencijalnog oštećenja. Kao rezultat, mrežnjača postaje osetljivija na oštećenja.
U završnom delu predavanja, Mihail Ostrovski je govorio o upotrebi rodopsina u optogenetici (biološka tehnika za kontrolu aktivnosti neurona ili drugih tipova ćelija pomoću svetlosti): „Interesovanje za rodopsin se sada povećalo zbog razvoja metoda optogenetike, u kojima ovaj protein služi kao glavno istraživačko sredstvo. Ideja je da se koristi svetlost kroz rodopsin za kontrolu ćelija, kao što su neuroni, koji u početku nisu bili osetljivi na svetlost.
Pored toga, naglasio je da rodopsin otvara mogućnost fotoprotetike mrežnjače. Dakle, ako su ćelije retine osetljive na svetlost, štapići i čepići, umrli, ali neuroni ostaju funkcionalni, možete pokušati da ove poslednje učinite fotosenzitivnim. Eksperimenti su pokazali da, zaista, ako se gen rodopsina uvede u neurone pomoću virusnog vektora, oni počinju da sintetišu odgovarajući protein i postaju osetljivi na svetlost
Čulo vida
Studija o očnim bolestima vezanim za starenje (The Age-Related Eye Disease Study) AREDS, objavljena 2001. godine, otkrila je da određeni hranljivi sastojci kao što su cink, bakar, vitamin C, vitamin E i beta-karoten imaju pozitivne efekte na vid i mogu smanjiti rizik od promena povezanih sa starenjem za 25 %!
Studija efekata hranljivih materija na čulo vida je modifikovana 2013. godine da bi se testirale verzije originalne formule. Modifikacije su uključivale omega 3 masne kiseline, zeaksantin, lutein i beta-karoten. Utvrđeno je da neke kombinacije hranljivih materija mogu da deluju bolje od drugih za poboljšanje vida. Dalja istraživanja su otkrila da su omega 3 masne kiseline, bakar, lutein i zeoksantin, vitalni za zdravlje očiju.
