Ученые доказали это, когда попытались ответить на вопрос: почему хрусталик человеческого глаза с годами желтеет? Ведь если у младенца он прозрачный и бесцветный, то у пожилых людей – прозрачный и желтый, а порой даже коричневато-желтый.
Одно время врачи были уверены, пожелтение хрусталика – такой же естественный спутник старости, как морщины на лице или седина в волосах. Но давно известно, что желтый цвет – это труднопреодолимое препятствие для ультрафиолетовой и синей части оптического спектра. И, как оказалось, желтизна в хрусталике как раз и выполняет эти барьерные функции, то есть не пропускает ни ультрафиолетовые, ни синие лучи.
Выходит, что пожелтение хрусталика с годами – это естественный адаптивный механизм, повышающий надежность оптической системы сетчатки от травмирующего воздействия синего света. Теперь ученые знают, что чем больше сетчатка и пигментный эпителий «накопят» липофусцина, тем интенсивнее станет желтый цвет хрусталика. А это значит, что намного меньше он пропустит синих лучей, воспрепятствовав тем самым появлению свободных радикалов. Одновременно он задержит и ультрафиолет, который способствует возникновению катаракты.
Следует заметить, что хрусталик также уменьшает хроматическую аберрацию – преломление лучей под разными углами – способствуя таким образом улучшению качества изображения на сетчатке.
В заключение следует отметить, что все вышеизложенное – это не только любопытные физиологические данные. Это еще и очень важная основа для решения ряда медицинских проблем.
Чтобы убедиться в этом, наверное, следует сделать короткий экскурс в историю. Случилось это в далеком 1946 году. Именно тогда в приемном кабинете известного английского специалиста по глазным болезням Гарольда Ридли появился человек, представившийся военным летчиком в отставке. Он попросил врача удалить из глаза небольшой кусочек пластмассы, который попал туда во время одного из воздушных боев.
Ридли за несколько минут избавил глаз пациента от осколка, а после того, как летчик ушел, стал внимательно присматриваться к крошечному кусочку пластмассы. И вдруг его осенило: ведь осколок пробыл в глазной ткани немало времени, но, тем не менее, остался абсолютно прозрачным – не оброс клетками, не потускнел, и даже глаз от него не воспалился.
И тогда Ридли выточил из пластмассы искусственную линзу и предложил одному из своих пациентов заменить ею пораженный катарактой хрусталик, который довольно быстро прижился.
Правда, со временем выяснилось, что у многих людей, которым имплантировали искусственный хрусталик, на сетчатке появлялся так называемый макулярный отек – избыточное накопление жидкости в центральной зоне сетчатки, называемой желтым пятном, или макулой.
Причина этого явления заключалась в ультрафиолете, который свободно проходит через плексиглас и воздействует на сетчатку. То есть искусственный хрусталик не мог выполнять вторую важнейшую функцию – фильтрующую, и поэтому сетчатка оказывалась полностью открытой для лучей всего солнечного спектра.
Поэтому, чтобы устранить эту проблему, в середине 1980-х годов в мире появились искусственные хрусталики, которые хотя и оставались бесцветными, но поглощали ультрафиолет. И связано это было с тем, что в эту пластмассу ввели желтую краску.
ХРОНОМЕТР В ГЛАЗУ
Ученым известно, что 97 % всей информации, которая регистрируется всеми органами чувств, поступает в мозг через органы зрения.
Поэтому и неудивительно, что глаз представляет сложнейшую систему, в которой наиболее замысловато и оригинально устроена его «воспринимающая» часть – сетчатка. На ее поверхности находятся особые регистрирующие элементы – светочувствительные клетки, называемые палочками и колбочками, которые благодаря специальному пигменту воспринимают попадающие на них световые лучи.
97 % всей информации об окружающем мире мозг получает с помощью глаз
Сначала эти клетки преобразуют световую энергию в электрическую. В результате этих превращений возникает нервный импульс, который передается в подкорковый центр зрительного анализатора – таламус, а оттуда уже в соответствующий центр коры больших полушарий.
Но это, как говорится, одна сторона медали. Дело в том, что наш глаз способен регистрировать не только ту световую информацию, называемую «зрительной», которая попадает на палочки и колбочки, но и так называемую «незрительную», воспринимаемую иными структурами.
Этот факт был установлен в ходе тщательных наблюдений за людьми, полностью лишенными зрения, но у которых, тем не менее, сохранилась способность воспринимать свет в виде «незрительной» информации.
Проведенные на мышах эксперименты тоже подтверждают факт существования различных механизмов восприятия «зрительных» и «незрительных» сигналов, так как даже при отсутствии палочек и колбочек эти животные могли синхронизировать циркадные ритмы. И, как выяснилось, за этот процесс у млекопитающих отвечают клетки ганглионарного слоя сетчатки.
Кроме того, физиологам известно, что если палочки реагируют на весь диапазон волн видимого света, то клетки этого слоя воспринимают лишь ту его часть, которая соответствует длине волны, равную приблизительно 480 нанометрам, а это – синяя область солнечного спектра.
Для того, чтобы изучить механизмы восприятия этих двух типов сигналов у людей, ученые подобрали пациентов, у которых палочки и колбочки не функционировали, но зато ганглионарный слой был в нормальном состоянии.
Правда, практически всегда гибель фоторецепторных клеток влечет за собой и гибель ганглионарного слоя. Но исследователи все же нашли двух больных, которые стали исключением из этого правила. Именно благодаря этим больным ученые и смогли определиться с функциями незрительных рецепторов.
В ходе этого исследования у одного из пациентов фиксировалось количество мелатонина в зависимости от мощности светового потока. При этом одновременно сравнивался эффект от воздействия фотонов с длиной волны 480 нм, которая характерна для ганглионарных клеток, и длиной волны 555 нм, соответствующей зеленому цвету, который эффективнее всего воспринимается палочками.
Но ученым хорошо известно, что мелатонин – это один из группы гормонов, регулирующих околосуточные ритмы. И его концентрация в крови в здоровом организме всегда повышается в дневное время.
Но, как выяснилось в ходе эксперимента, количество мелатонина в ответ на свет с длиной волны 480 нм увеличилось в несколько раз, по сравнению с реакцией на свет в 555 нм. Кроме того, оказалось, что синий цвет воздействовал на расположенный в гипоталамусе центр, регулирующий циркадный ритм.
В результате вся нервная система больного стала лучше и быстрее работать: уменьшилась задержка реакции и усилилась активность мозга. И всеми этими позитивными изменениями организм отреагировал на синий цвет, а не зеленый, который лучше всего воспринимается фоторецепторами глаза.
