A látás élettana fejlődik

A természettudósok, írók és az emberiség békéjéért harcolók legmagasabb kitüntetése a Nobel-díj, melyet minden év decemberében, az alapító halálának évfordulóján adnak át Stockholmban.

látás, orvosi, Nobel-díj, Nobel-díj | Gyógy-ír   Kisalföld
Orvosi-élettani Nobel-díj: 1967

1967-ben Ragnar Arthur Granit finn származású svéd élettantudós, Haldan Keffer Hartline amerikai biofizikus és George Wald amerikai biokémikus nyerte el az orvosi-élettani Nobel-díjat "a szemben létrejövő elsődleges élettani és kémiai látási folyamatok területén tett felfedezéseikért" - indoklással.

Mindhárom tudós a szem ideghártyájának, a retinának biokémiáját, illetve biofizikáját kutatta, s egymástól független vizsgálati eredményekkel gazdagították a tudományt. Az ideghártya a szemgolyó belső rétege, amire a szemlencsén áthaladó fény vetül. Bonyolult szerkezetéből három réteget emelek ki: az első réteg a pigmenthám, a másodikban a vékonyabb pálcák, vastagabb csapok, s a közvetítő idegrostok, a harmadikban az idegdúcsejtek helyezkednek el. A fényinger a csapok és a pálcák útján alakul át az idegrostban haladó idegingerületté, mely a fény jelenlétét a szemidegek útján hírül viszi az agykéregnek.

Természetesen eközben kémiai folyamatok zajlanak le, melyek tisztázásában a három Nobel-díjas tudós munkássága is jelentős. A pálcikákban jelen lévő látóbíbor vagy rodopszin megfelelő fényintenzitás hatására szétbomlik, azután ismét helyreáll, a csapok pedig a jodopszin nevű anyag révén vesznek részt a látás folyamatában. Természetesen a látás nem ennyire egyszerű biokémiai jelenség, hiszen csak az A-vitaminnak is többféle változata szerepel ebben a reakcióban.

A látóbíbornak is nevezett rodopszint Boll már 1876-ban felfedezte. Az 1906. évi Nobel-díjas Ramony Cajal megállapította, hogy a szem legbelső rétege az ideghártya és leírta annak finom szerkezetét. 1932-ben Adrian már a szemen végzett elektrofizikai vizsgálataiért kapott Nobel-díjat. Mindezek a vizsgálatok nagy hatással voltak Granitra, Hartline-re és Waldra.

Már orvosi tanulmányai során érdekelte a látás biokémiája és biofizikája, s kereste az élettani megközelítést ennek megértéséhez. Elsősorban az ideghártya működésével, az ott lezajló élettani és biokémiai történésekkel foglalkozott. Adrian 1932-ben közreadott elektrofizikai megfigyelései alapján kezdte kidolgozni Granit az elektroretinogram összetevőinek elemzését. 1934-ben bebizonyította, hogy a fény gátolja a látóideg impulzusait. Megállapította a rodopszin és retina érzékenysége közötti összefüggést. 1937-ben kezdett foglalkozni az elektroretinogrammal és 1939-ben mikorelektródos technikát dolgozott ki. Állatkísérletei során a látóideg egyes rostjairól és a retina egyes ganglionsejtjeiről mikroelektródokkal akciós potenciált sikerült elvezetnie és megállapította a különböző hullámhosszúságú fényeknek azt a legkisebb intenzitását, amely egy-egy ganglionsejtet már ingerület kibocsátására késztet.

Megállapította, hogy a retinában a csapoknak és a hozzájuk tartozó idegrostoknak két rendszere különíthető el: a nagyobb számban jelen lévő dominátorcsapok, amelyek bármilyen hullámhosszú fény hatására ingerületbe kerülnek és színtelen fényérzékelést keltenek, s a kisebb számban jelen lévő modulátorcsapok, melyek a látható spektrumnak csak egy-egy szűkebb zónájával szemben érzékenyek. Ezek a dominátorrendszer működését módosítják és létrehozzák a színlátást.

Haldan Keffer Hartline (1903-1983) amerikai biofizikus, több mint 40 éven át foglalkozott a látás élettanával. Tanulmányait a pennsylvaniai Lafayette College-ban végezte, s a JohnEs Hopkins egyetemen doktorált 1927-ben. Európában a lipcsei és a müncheni egyetemeken, majd az USA kutatóintézeteiben dolgozott. 1949-ben a JohnEs Hopkins egyetem, majd a New York-i Rockefeller Egyetem biokémia-professzora. Számos tudományos egyesület és a Nemzeti Tudományos akadémia tagja.

A látás élettanát elsősorban egy rákfajta szemén vizsgálta. Elsősorban a szem és a látóideg elektromos aktivitására világított rá. Megállapította, hogy az állatban minden idegrost egy-egy látóelemmel van összeköttetésben, így a ganglionsejtekről, illetve érzőrostokról elvezethető elektromos válaszok egy-egy látóelem működéséről adnak felvilágosítást. Hartline lassan mozgó, pontszerű fénnyel világította meg a retinát, és megállapította annak a retinaterületnek a nagyságát, amelynek fényingerlése az adott egyetlen látóroston akciós pontenciál leadását hozta létre. Ez az adott rost érzőmezője. Ennek nagysága a megvilágítás erősségének fokozásával lineárisan nő, s az egymás melletti érzőterületek között szummáció jön létre, ha a megvilágított retinaterületet növeljük, vagy az inger intenzitását fokozzuk.

George Wald (1906) amerikai biokémikus 1927-ben fejezte be egyetemi tanulmányait a New York-i egyetemen és a Columbia egyetemen doktorált. 1932-34-ig a berlini Kaiser Wilhelm Institutéban, majd a heidelbergi, zürichi és chicagói egyetemeken dolgozott ösztöndíjasként. 1948-ban a Harvard egyetem biológiaprofesszora lett, 1950-től a Nemzeti Tudományos Akadémia tagja. Már Wald kutatásai előtt ismert volt az A-vitamin jelenléte, s megállapította annak a látásban betöltött szerepét. A pálcikákban található pigment, melyet a fény ingerel: a "retinén", mely az A-vitamin oxidált formája.

A retinén a látópigmentben opszinhoz kapcsolódik (ez egy specifikus retinafehérje). A retinént az alkohol-dehidrogenáz enzim redukálja A-vitaminná. A rodopszinról már régebben megállapították, hogy az retinénből és opszinból áll. Fény hatására átmeneti termékké, lumi-, illetve metarodopszinná alakul. Wald állapította meg, hogy a metarodopszin retinénre és opszinra bomlik. Kimutatta, hogy sötétben megindul a rodopszin regenerációja. A csapok fényérzékenységének magyarázatára is fotokémiai anyag jelenlétét tételezték fel. Wald ezt ki is mutatta, ez a jodopszinnak nevezett lila festék, mely a rodopszinnal megegyező retinént és a csapokra jellemző csapopszint tartalmaz. Wald kísérletei feltárták a pálcikákban és a csapokban zajló látási folyamatok közös molekuláris szintű magyarázatát.

| látás, orvosi, Nobel-díj
2002-07-29 11:38:08
hirdetés

Web Design & Development Prowebshop