Ormos Pál

V. A látás elemei

A látható fény az érzékelés legfontosabb közege is egyben. Az élőlények sokfajta fizikai eredetű jelzőt használnak, olyanok is vannak - bár kivételszámba mennek -, amelyek számára a fény nem is lényeges. Mégis, általában elmondható, hogy a fény a legszélesebb körben használt tájékozódási információforrás. A tájékozódás során a környezetünkről úgy szerzünk információt, hogy a szóródott (vagy éppen kibocsátott) látható fényt érzékeljük. Szinte minden élőlény "lát", még a növények is. Most a gerincesek, elsősorban az ember látásának ide vonatkozó elemeit tekintjük át a teljesség igénye nélkül.

A látás fontosságát, bonyolultságát azonnal megítélhetjük, ha olyan képre tekintünk, amely az emberi fej metszetét mutatja a szem magasságában. Feltűnő, hogy milyen nagyok a szemek, illetve a látóidegek az agy teljes méretéhez képest is (15. ábra).

15. ábra

16. ábra

17. ábra

A szem kifinomult optikai eszköz. Az optikai elemek feladata az, hogy a külvilágot jó minőségben leképezzék a szemfenékre, a retinára (16. ábra). A retina, mint egy TV-kamera detektora, érzékeli a képet, átalakítja az idegrendszer számára érthető elektromos ingerekké, majd a kezdeti jelfeldolgozás után az agyba küldi. Most az első folyamatokkal foglalkozunk.

A retina aktív elemei a fényérzékelő sejtek: a pálcikák, csapok. A 17. ábra egy pálcikasejt szerkezetét mutatja (a csapsejtek szerkezete, működése nagyon hasonló, ezért nem tárgyaljuk őket külön). A pálcikasejtek fényérzékeny elemei a sejt hosszú részében egymás felett elhelyezkedő korongok. E korongok membrán által elválasztott térrészeket képviselnek. A membránban található a látásért felelős molekula, a rodopszin. Neve nem véletlenül hasonló a korábban megismert bakteriorodopszinhoz: szinte ugyanolyan molekuláról van szó. Nagyon hasonló a fehérjerész, a színt ez esetben is a retinal adalék festékmolekula adja. Még a színe is ugyanúgy bíbor - látóbíbornak is hívják.

A látás első lépése analóg a már korábban megismerttel. Először foton elnyelésének hatására a retinalmolekula megváltoztatja alakját. Ez a fehérjében feszültséget kelt, majd a fehérje is alakváltozást szenved. Ettől kezdve azonban a bakteriorodopszin és a szemrodopszin működése eltér. A szemrodopszin esetében maga az alakváltozás indít el egy biokémiai reakciósort, amelynek eredménye a látásinger. Az alak megváltozását egy másik fehérjemolekula (az ún. G-fehérje) veszi észre, egyszerűen úgy, hogy rendelkezik egy olyan tartománnyal, amely hozzáillik a fénygerjesztés utáni, megváltozott alakú rodopszinmolekulához. (Érdemes itt hangsúlyozni és később emlékezni rá, hogy a fehérjék alakváltozásának detektálása ilyen alakfelismeréssel nagyon általános út a biológiai jelátvitel folyamataiban.) A G fehérje aktiválása bonyolult reakciósort indít el - ennek lényeges lépése a korong membránjában levő ioncsatornák bezárása, illetve ennek eredményeként a membránon levő elektromos feszültség megváltozása. A jel végül a sejtről ingerként elvezetődik.

A G fehérjével indított biokémiai út igen bonyolult - nem véletlenül. Egészen bámulatos ugyanis a szem érzékenységének a dinamikája, az a képessége, hogy nagyon gyenge fényt is meglát, de nagyon erős fényt is el tud viselni. Adatok vannak arra, hogy optimális esetben egyes fotonokat is észre tudunk venni, ugyanakkor napsütésben sem vakulunk meg. Ez a fényintenzitást tekintve mintegy 14 nagyságrendnyi változást jelent, ami hihetetlenül nagy arányszám. Aki ért a fényképezéshez, az tudja igazán értékelni ezt a képességet. Fényképezéskor más-más fényviszonyok eltérő érzékenységű filmet igényelnek, ugyanakkor szemünk szélsőséges fényviszonyok mellett is működik. A legjobb filmek a megvilágítás mintegy két nagyságrendnyi megváltozását képesek rögzíteni, vagyis a szem a filmhez képest 10¹²-szer (ez milliószor millió) nagyobb fényintenzitás tartományt fog át.

Láthatjuk, hogy a retinalmolekula a látásban is kulcsszerepet játszik. E molekulát szervezetünk nem termeli, ezért van szükségünk A-vitaminra, például a nagy A-vitamin tartalmú sárgarépára, és ezért okoz hiánya szürkületi vakságot.