Разгадаха тайната на цветното зрение при човека

Международен екип от изследователи постигна исторически пробив в офталмологията и молекулярната биология. Учени от Австралия, Китай и Германия разгадаха десетилетна загадка. Те откриха как точно човешкото око възприема цветовете на атомно ниво. Изследването е публикувано в престижното списание „Сайънс“. То разкрива сложните структури на молекулите, отговорни за цветното зрение.

Тези молекули са известни като опсини на конусите или колбичките. Изясняването на тяхната роля помага за разбирането на зрителните нарушения на молекулярно ниво. Опсинът представлява специален протеин в специфични клетки на ретината. Тези клетки ни позволяват да виждаме цветовете при дневна светлина.

„За да разберем как улавяме светлината и възприемаме цветовете, трябва да познаваме точната структура на светлочувствителните молекули в очите ни“, казва почетният професор Тревър Ламб.

Професор Ламб е съавтор от Австралийския национален университет. Той обяснява, че възприятието ни зависи от възбуждането на три вида фоторецептори. Те са чувствителни съответно към червено, зелено и синьо. Учените идентифицираха атомните структури на опсините в конусовидните клетки. Всеки тип опсин преобразува светлината в химически сигнали за мозъка.

Изследването показва любопитен факт за състава на тези протеини. И трите вида опсини съдържат една и съща молекула, наречена ретинал. Тя е производна на витамин А. Трите вида опсини използват ретинал, но се свързват с него по различен начин. Тази разлика позволява на окото да улавя различни дължини на вълните на светлината.

„Нашето възприятие за цвят се определя главно от относителното възбуждане на чувствителните към червено, зелено и синьо конусовидни фоторецепторни клетки, намиращи се в ретината ни, които съдържат тези молекули“, допълва ученият.

Резултатите разкриват фундаментални различия в реакцията на опсините към светлината. Учените сравняват процеса с високата скорост на затвора при фотоапаратите. Молекулите се включват и изключват изключително бързо. Това ни позволява да виждаме детайли и цветове дори при движение на обектите.

Досега науката познаваше структурата само на родопсина. Това е протеинът в пръчиците, отговорен за виждането при слаба светлина. Новите микроскопски техники позволиха визуализацията на тези сложни протеини. Преди десетилетия това е било технологично невъзможно поради липса на прецизно оборудване.

В дългосрочен план откритието обещава нови методи за лечение. То може да помогне при дистрофия на конусите и цветна слепота. Много зрителни нарушения произтичат именно от проблеми с опсините. Тези протеини са ключът към ясното зрение през деня.

„В много случаи нарушенията на зрението, свързани с конусите, се дължат на проблеми със съдържащите се в тях опсини“, обяснява Тревър Ламб.

Изследователите подчертават, че разбирането на тези механизми е фундаментално. То отваря врати за бъдещи иновации в медицината и офталмологията.