37.12. Для возбуждения палочки сетчатки глаза достаточно одного фотона

Рассмотрим теперь возбудимые рецепторы, активируемые светом. У человека имеются два типа фоторецепторных клеток, называемых палочками и колбочками в соответствии с их формой. Колбочки функционируют на ярком свету и ответственны за цветовое зрение, тогда как палочки воспринимают слабый свет, но не различают цвета. В сетчатке глаза человека содержится 3 млн. колбочек и 1 млрд. палочек. Эти фоторецепторные клетки преобразуют энергию света в движение атомов, а далее и в нервный импульс. Палочки и колбочки образуют синапсы с биполярными клетками, которые в свою очередь взаимодействуют с другими нервными клетками в сетчатке.

Рис. 37.20. Синтез и инактивация у-аминобутирата.

Электрические сигналы, генерированные фоторецепторными клетками, преобразуются, проходя по сложной сети нервных клеток в сетчатке, и затем передаются в мозг по волокнам зрительного нерва. Таким образом, сетчатка выполняет две функции, а именно трансформирует свет в нервные импульсы и интегрирует зрительную информацию.

В 1938 г. Зелиг Хехт (Selig Hecht) открыл, что для возбуждения палочки (клетки) сетчатки человека достаточно одного фотона. Рассмотрим молекулярную основу исключительно высокой чувствительности этих клеток. Палочки представляют собой тонкие удлиненные структуры диаметром обычно и длиной Основные функции этой клетки четко разделены пространственно (рис. 37.22). Наружный сегмент палочки специализирован для фоторецепции. В нем содержится примерно 1000 дисков, сложенных стопкой (рис. 37.23). Диски представляют собой закрытые уплощенные мешочки толщиной около 160 А. Эти мембранные структуры насыщены фоторецепторными молекулами. Мембраны дисков и плазматическая мембрана наружного сегмента не соприкасаются. Тонкая ресничка соединяет наружный сегмент с внутренним сегментом, богатым митохондриями и рибосомами. Во внутреннем сегменте с очень высокой скоростью вырабатывается АТР и идет активный синтез белков. Диски наружного сегмента имеют срок жизни всего лишь 10 дней и постоянно обновляются. Внутренний сегмент соприкасается с ядром, расположенным рядом с синаптическим тельцем. Синаптическое тельце, в котором содержится много синаптических пузырьков, образует синапс с биполярными клетками.