ЗРИТЕЛЬНЫЕ ПИГМЕНТЫ
Зрительные пигменты (лат. pigmentum краска) — светочувствительные пигменты фоторецепторов сетчатки глаза. Воспринимая энергию светового импульса, Зрительные пигменты претерпевают сложный цикл фотохимических превращений, в результате которых отдельный зрительный рецептор сетчатки глаза, содержащий Зрительные пигменты (колбочка или палочка), переходит в возбужденное состояние и по зрительному нерву передает полученную информацию в ц. н. с. Являясь основной структурно-функциональной частью фоторецепторной мембраны зрительных клеток сетчатки глаза, Зрительные пигменты таким образом играют ключевую роль в механизмах зрения (см.).
Номенклатура и строение зрительных пигментов
Все изученные Зрительные пигменты позвоночных и беспозвоночных животных представляют собой комплексы водонерастворимого мембранного белка опсина и связанного с ним хромофора (ретиналя). Ретиналь, или альдегид витамина А, может существовать в двух формах — ретиналь-1 и ретиналь-2.
По природе хромофора 3. п. разделяют на два класса — родопсины (см.), содержащие ретиналь1, и порфиропсины, содержащие ретиналь2. Родопсины содержатся в сетчатой оболочке глаза всех сухопутных и морских животных, порфиропсины — в сетчатке глаз пресноводных животных. У некоторых рыб и амфибий найдены 3. п., содержащие одновременно ретиналь! и ретиналь,. Есть попытки классифицировать 3. п. на основе различий в опсинах, специфичных для палочек или колбочек сетчатки глаза. Напр., родопсин — это комплекс ретиналя1 с палочковым опсином, йодопсин — ретиналя1 с колбочковым опсином, порфиропсин — ретиналя2 с палочковым опсином, комплекс ретиналь — колбочковый опсин образует цианопсин. Однако классифицировать 3. п. на основе опсинов крайне трудно, т. к. различных опсинов, по крайней мере, пять.
Из всех известных 3. п. наиболее полно исследованы родопсины, выделенные из глаз быка, лягушки и кальмара. Их мол. вес (масса) порядка 30—40 тыс., каждая молекула содержит ок. 400 аминокислот и один хромофор. Кроме того, в состав молекулы 3. п. входит олигосахаридная цепь: 3 радикала глюкозамина, 2 маннозы, 1 галактозы. Липиды (гл. обр. фосфолипиды) образуют с молекулой 3. п. прочный комплекс. Сохраняя свои основные спектральные свойства (см. Спектральный анализ), 3. п. без липидов теряют ряд функционально важных, напр, способность к восстановлению.
Чистый ретиналь имеет желтый цвет, максимум его спектра поглощения лежит в области 370 нм. Опсин бесцветен, максимум поглощения — в ультрафиолетовой области (ок. 280 нм). Цвет молекулы родопсина красновато-розовый, максимум спектра поглощения ок. 500 нм. Причина такого сильного спектрального сдвига при образовании комплекса (с 370 до 500 нм — так наз. батохромного сдвига) не получила до сих пор однозначного объяснения.
Максимумы спектров поглощения родопсинов и порфиропсинов захватывают достаточно широкую область видимого спектра — от 433 до 562 нм у родопсинов и от 510 до 543 нм у порфиропсинов. Если же к порфиропсинам относить и 3. п. колбочек головастика лягушки, карпа и пресноводной черепахи, т. е. цианопсин с максимумом спектра поглощения при 620 нм, то эта область оказывается еще шире. Развитие методов микроспектрофотометрии позволило определить спектры поглощения многих типов одиночных фоторецепторных клеток животных и человека. По полученным данным, 3. п. сетчатки человека имеют следующие максимумы спектров поглощения: палочки 498, сине-, зелено- и красночувствительные колбочки — 440, 535 и 575 нм соответственно.
Изучение Зрительных пигментов начато нем. исследователем Мюллером (H. Muller), который в 1851 г. описал, как извлеченная из глаза лягушки розовато-пурпурная сетчатка становится на свету сначала желтоватой, а потом белесой. В 1877 г. Болль (F. Boll) также описал этот феномен, сделав вывод, что в зрительных клетках сетчатки находится какое-то красное светочувствительное вещество и что обесцвечивание этого вещества связано с механизмом зрения. Большая заслуга в изучении 3. п. принадлежит Кюне (W. Kuhne, 1877), к-рому удалось выделить 3. п. и подробно исследовать их. Он назвал извлеченный им 3. п. зрительным пурпуром, установил его белковую природу, исследовал некоторые его спектральные свойства и фотопревращения, обнаружил способность 3. п. к восстановлению в темноте. Большой вклад в изучение 3. п. внес амер. биохимик и физиолог Дж. Уолд.
Фотопревращения зрительных пигментов
При действии на 3. п. света в них происходит цикл фотохимических превращений, в основе к-рого лежит первичная фотохимическая реакция цис-транс-изомеризации ретиналя (см. Изомерия). При этом происходит нарушение связи хромофора с белком. Последовательность превращений 3. п. может быть представлена следующим образом: родопсин (хромофор находится в цис-форме) —> прелюмиродопсин —> люмиродопсин —> метародопсин I —> метародопсин II —> белок опсин —> хромофор в транс-форме. Под влиянием фермента — ретинолдегидрогеназы — последний переходит в витамин А, который поступает из наружных члеников палочек и колбочек в клетки пигментного слоя сетчатки. При затемнении глаза происходит регенерация 3. п., для осуществления к-рой необходимо наличие цис-изомера витамина А, служащего исходным продуктом для образования хромофора (альдегида витамина А). При недостатке или отсутствии в организме витамина А может нарушиться образование родопсина и развиться как следствие расстройство сумеречного зрения, так наз. куриная слепота (см. Гемералопия). В процессе фотопревращений родопсина на стадии перехода люмиродопсина в метародопсин I в рецепторной клетке возникает в ответ на яркую вспышку так наз. ранний (коротколатентный) рецепторный потенциал. Вместе с тем он не является зрительным сигналом, хотя и может служить одним из тестов для исследования механизма превращений 3. п. в фоторецепторной мембране. Функциональное значение имеет так наз. поздний рецепторный потенциал, латентный период к-рого (5—10 мсек) соизмерим со временем образования метародопсина II. Предполагают, что реакция перехода метародопси-на I в метародопсин II обеспечивает возникновение зрительного сигнала.
Поскольку на свету Зрительные пигменты непрерывно обесцвечиваются, то должны существовать механизмы их постоянного восстановления. Одни из них чрезвычайно быстрые (фоторегенерация), другие достаточно быстрые, (биохимическая регенерация, Темновая), третьи медленные (синтез 3. п. в ходе постоянного обновления фоторецепторной мембраны в зрительной клетке). Фоторегенерация имеет физиол, значение у беспозвоночных животных (напр., у головоногих моллюсков — кальмаров, осьминогов). В механизме биохим. регенерации 3. п. у позвоночных важную роль, по-видимому, играет фермент изомераза (см.), обеспечивающий изомеризацию транс-ретиналя (или транс-витамина А) снова в цис-изомерную форму. Однако окончательных доказательств существования такого фермента пока не имеется. Сама же реакция образования молекулы Зрительного пигмента при наличии в системе 11-цис-изомера ретиналя и опсина происходит легко, без затраты энергии. Обнаружена способность обесцвеченного родопсина к реакции фосфорилирования (см.); предполагается, что эта реакция является одним из звеньев механизма световой адаптации зрительной клетки.
Библиография: Аккерман Ю. Биофизика, пер. с англ., М., 1964; Вилли К. и Деть e В. Биология, пер. с англ., М., 1974, библиогр.; Конев С. В. и Волотовский И. Д. Введение в молекулярную фотобиологию, с. 61, Минск, 1971; Островский М. А. и Федорович И. Б. Фотоиндуцированные изменения фоторецепторной мембраны, в кн.: Структура и функции биол, мембран, под ред. А. С. Трошина и др., с. 224, М., 1975, библиогр.; Физиология сенсорных систем, под ред. Г. В. Гершуни, ч. 1, с. 88, Л., 1971; Biochemistry and physiology of visual pigments, ed. by H. Lan-ger, В. a. o., 1973; Handbook of sensory physiology, ed. by H. A. R. Jung a. o., v. 7, pt 1—2, B., 1972.
Источник
Витамины для зрения
Витаминно-минеральные комплексы (витамины) — это полезные для укрепления зрения вещества, применяемые также для профилактики заболеваний глаз: витамины А, С, Е, В2, цинк, экстракты растений, природные каротиноиды (бета-каротин, ликопин, лютеин).
Важная роль витаминов, минералов и прочих полезных веществ в укреплении здоровья глаз известна многим. Биологические добавки и витаминные комплексы для зрения получили широкое распространение во всем мире. Многочисленные исследования доказывают, что поступление витаминов в организм с пищей, значительно снижают риск развития ряда заболеваний глаз. Сегодня исследователи работают над возможностью применения комплексов витаминов и минералов в целях профилактики нарушений зрения, вызванных дегенеративными заболеваниями, связанными с возрастными изменениями. Такими как катаракта, старческая дегенерация макулы.
Экстракты растений
Экстракт черники
Черника, растение, плоды и листья которого богаты природными антоцианами, представляющими собой соединения антоцианинов и гликозидов.
Антоцианы – вещества, способные укреплять зрение благодаря выраженному антиоксидантному, а также сосудопротекторному действию. Основными активнодействующими составляющими экстракта ягод черники являются антоцианины, так как гликозиды антоцианов не могут проникать сквозь клеточную мембрану. Они оказывают следующее действие:
- предотвращают повреждение тканей глаза свободными радикалами (антиоксидантный эффект);
- уменьшают хрупкость капилляров, укрепляют сосудистые стенки, повышая их эластичность;
- повышают гибкость клеточных мембран, способствуют стабилизации фосфолипидов эндотелиальных клеток, препятствуют агрегации тромбоцитов;
- стимулируют обменные процессы на тканевом уровне;
- активизируют кровоснабжение глаз, улучшая микроциркуляцию и стимулируя приток крови в зону сетчатки глаза, что очень важно при диабетической микроангиопатии;
- снижают риск развития возрастной макулярной дегенерации, глаукомы;
- подавляют активность альдозоредуктазы, что снижает образование сорбитола в тканях хрусталика и предупреждает развитие катаракты;
- улучшают ферментативную активность сетчатки глаза, ускоряют восстановление светочувствительного пигмента – родопсина и повышают его чувствительность к интенсивности света: повышают остроту зрения при снижении освещенности, в сумерках (ночная, куриная слепота), улучшают адаптацию к интенсивному свету.
- пополняют запасы родопсин
Витамины
Витамин А (ретинол)
Этот витамин является непосредственным участником зрительных процессов. В форме цис-ретиналя витамин А образует зрительный пигмент родопсин, при каждом световом возбуждении синтезируя образование зрительного пурпура. Данный процесс имеет огромное значение для лиц, много работающих у компьютерных экранов или проводящих время у экранов телевизоров. Глазам при этом приходится ежесекундно реагировать на световые контрастные раздражители. При каждом таком раздражении происходит распад огромного числа молекул родопсина с мгновенным созданием новых, вследствие биосинтеза витамина А и белка. Если не хватает витамина А, количество синтезируемого родопсина резко сокращается и наступает неизбежное расстройство зрения.
Нехватка витамина А вызывает разрушение одного из видов фоторецепторов — палочек, нарушается сумеречное зрение. Наиболее ранний ее признак – это дисфункция палочек сетчатки. Затем возникает сухость конъюнктивы, снижение секреторной функции слезных желез, конъюнктива утолщается, появляются бляшки Бито, возникает помутнение роговицы, гипостезия роговицы, развивается светобоязнь и др. Итогом гиповитаминоза А процесс может стать перфорация роговицы и панофтальмит.
Однако и чрезмерное поступление витамина А (гипервитаминоз) способен приводить к серьезным токсическим нарушениям. Поэтому, прием витамин А частично лучше заменять бета-каротином, который считается провитамином А и синтезируется в витамин А только в количествах, необходимых организму. В отличие от избытка витамина А, избыток бета-каротина опасных побочных явлений не вызывает.
Витамин С (кислота аскорбиновая)
Витамин С или аскорбиновая кислота, ответственен за регулирование гемодинамики глаз, посредством нормализации проницаемости капилляров. Также он служит фильтром, который защищает внутренние структуры органа зрения от повреждения лучами коротковолновой области спектра и принимает активное участие в метаболизме коллагена, который необходим для прочности капилляров. Вместе с тем, витамин С — это мощный природный антиоксидант, что особенно важно при защите сетчатки от воздействия свободных радикалов. В присутствии антоцианов черники, капилляроукрепляющее действие витамина С усиливается.
Данных, напрямую свидетельствующих о снижении уровня аскорбиновой кислоты при миопии в средах глаза, пока нет, однако выявлено, что недостаток витамина С может приводить к истощению антиоксидантных резервов и, скорее всего, является одной из прочих причин развития макулярной дегенерации, катаракты, глаукомы.
Аскорбиновая кислота в комплексе с рибофлавином (витамином В2) и иными витаминами, рекомендуется к приему пациентам с прогрессирующей и/или осложненной миопией.
Витамин Е (токоферол)
Витамином Е назван жирорастворимый витамин, являющийся активным защитником клеточных мембран. Именно он считается их важнейшим элементом антиоксидантной защиты. Витамин Е способен прерывать цепные реакции окисления липидов, являясь ловушкой синглетного кислорода. Кроме того, он способствует синтезу из бета-каротина витамина А.
Определенное количество витамина Е обнаруживается в тканях глаза, где он выполняет антиоксидантную функцию, нормализует проницаемость капилляров, предотвращая их ломкость и защищает нервные клетки органа зрения.
Антиоксидантные витамины играют важную роль в защите фоторецепторного аппарата сетчатки от воздействия свободных радикалов. Вследствие высокого потребления кислорода, большого содержания полиненасыщенных жирных кислот, а также яркости освещения, сетчатка подвержена окислительному стрессу. Антиоксидантные витамины А, С, Е, а также каротиноиды являются надежными протекторами фотохимического повреждения сетчатой оболочки.
Витамин В2 (рибофлавин)
Рибофлавин необходим для выработки флавиновых нуклеотидов, которые считаются простетической группой наиболее важных окислительно-восстановительных ферментов организма — флавиновых оксиредуктаз. Витамин В2 в комплексе с витамином А нужен для процессов фоторецепции (участники построения зрительного пурпура), способен защищать сетчатку глаз от воздействия УФ-лучей, обеспечивать нормальное зрение, цветовосприятие, яркость света, адаптацию зрения к темноте.
Каротиноиды
Сегодня уже научно доказано участие свободных радикалов в патогенезе многих болезней глаза, таких как дегенерация сетчатки, диабетическая ретинопатия, катаракта, глаукома, воспалительные процессы различного генеза. Каротиноиды, находящиеся в тканях глаза, являются важнейшими естественными светофильтрами и главными участниками антиоксидантной защиты тканевых структур глаза.
Бета-каротин
Бета-каротин — провитамин А, один из основных участников фоторецепции. Ведь он обеспечивает правильную работу зрительного анализатора, обеспечивает синтез зрительного пигмента сетчатки, восприятие глазом света. И если, избыток витамина А может вызывает тяжелые токсические нарушения (включая, повышение внутричерепного давления, отеки диска зрительного нерва, потерю аппетита, сонливость, раздражительность, тошноту, рвота, поражения печени, боли в эпигастрии, головную боль, скотому, светофобию и десквамацию), то бета-каротин лишен этих побочных эффектов и рекомендован по большей части использоваться вместо ретинола. Принципиальное преимущество бета-каротина — его способность аккумулироваться в депо, где под воздействием ферментов он превращается в витамин А, только в определенных количествах, которые нужны организму.
Кроме того, бета-каротин — это один из наиболее активных антиоксидантов, участвующих в защите органа зрения от воздействия свободнорадикальных процессов.
Лютеин
Каратиноид лютеин — природный светофильтр, ответственный за предотвращение помутнения хрусталика и разрушение сетчатой оболочки глаза. Лютеин способен тормозить образование и накопление липофусцина, пигмента, который задействован в процессе развития возрастной дистрофии сетчатки. Также, лютеин является мощным антиоксидантом.
Установлено, что лютеин имеет огромное значение для профилактики возрастных заболеваний глаз. Так, он защищает сетчатку от развития возрастной макулярной дегенерации и центральной хориоретинальной дистрофии (ВМД, ЦХРД). Кроме того, выявлена зависимость снижения содержания лютеина в рационе и риска развития особенно опасной, экссудативной, формы ЦХРД. Увеличение приема лютеина вместе с пищевыми добавками – это действенный способ повысить его уровень в сыворотке крови, что приведет к повышению плотности пигмента макулы.
Ликопин
Ликопин, также относится к группе каротиноидов, однако он не обладает достаточной А-витаминной активностью. Значимый уровень ликопина обнаруживается в пигментном эпителии сетчатой оболочки, а также в цилиарном теле.
Сетчатка — это почти прозрачная ткань, поэтому, и пигментный эпителий, и ее сосудистая оболочка подвержены воздействию света. Каротиноиды, и ликопин, в том числе, играют роль защиты сетчатки от индуцированного светового повреждения. Кроме того, ликопин, являясь неспецифическим антиоксидантом замедляет перекисные процессы тканей, и в хрусталике, в том числе. Клинические исследования выявили обратную зависимость содержания в крови ликопина и риска развития катаракты. Зависимости между концентрацией ликопина крови и риском развития макулярной дистрофии или глаукомы замечено не было.
Минералы
Цинк является одним из важнейших веществ для нормального зрения. Он необходим для поддержания составляющих структур зрительного нерва. В сетчатой оболочке цинк в основном локализуется в фоторецепторах, а также в пигментном эпителии, выполняя роль модулятора синаптической трансмиссии, кроме того он включен в состав металлопротеиназ.
Цинк подавляет активность карбангидразы – фермента, который участвует в выработке водянистой влаги. Именно поэтому, соли цинка используют при глаукоме для снижения внутриглазного давления.
При недостатке цинка происходит снижение миелинизации нервных волокон, которое приводит к оптической нейропатии. Вместе с тем, дефицит цинка может стать причиной нарушений темновой адаптации, а также возрастной макулярной дегенерации. В небольшом количестве цинк снижает ишемию сетчатки, в высокой концентрации способен провоцировать ее развитие.
Применение
Людям, со снижением остроты зрения либо нарушениями зрительных функций, необходимо получать достаточное количество витаминов и прочих полезных веществ. Поэтому, особое внимание следует обращать на сбалансированность рациона питания. Однако следует помнить, что некоторые витамины при приготовлении пищи разрушаются (например, витамины В2 и С). Поэтому проще обеспечить орган зрения необходимыми полезными веществами, регулярно принимая витаминно-минеральные комплексы для глаз.
При приеме необходимых препаратов нужно строго соблюдать инструкции по их применению: если предписывается принимать препарат во время еды либо сразу после, то следовать этим рекомендациям нужно неукоснительно. Если же в имеющейся инструкции время приема не указано, то прием витаминнов лучше осуществлять утром или днем, вместе с пищей, что помогает более полному усваиванию их организмом. Витаминно-минеральные комплексы принимать перед сном не рекомендуется.
Длительность приема подобных комплексов полностью зависит от цели. Как правило, с профилактической целью их принимают курсами. Курс приема лучше проводить в зимне-весенний период, продолжая применение препарата 1-2 месяца. В течение года можно сделать 2-3 курса (если инструкция не содержит иных указаний). Однако, когда витаминно-минеральный комплекс назначен как средство заместительной терапии для профилактики или лечения сухой формы ВМД – их применение осуществляется на постоянной основе, ведь подобная терапия курсовой быть не может. Обычно она назначается лицам после 50 лет, а если присутствуют факторы риска (избыточный вес, курение отягощенный анамнез или экстракция катаракты), ее могут назначить и более молодым.
В медицинском центре «Московская Глазная Клиника» все желающие могут пройти обследование на самой современной диагностической аппаратуре, а по результатам – получить консультацию высококлассного специалиста. Клиника открыта семь дней в неделю и работает ежедневно с 9 ч до 21 ч. Наши специалисты помогут выявить причину снижения зрения, и проведут грамотное лечение выявленных патологий.
Уточнить стоимость той или иной процедуры, записаться на прием в «Московскую Глазную Клинику» Вы можете по телефонам в Москве 8 (800) 777-38-81 8 (499) 322-36-36 (ежедневно с 9:00 до 21:00) или воспользовавшись формой онлайн-записи.
Источник