Денситометрия и фотопигменты колбочек

Денситометрия при измерении цвета фотопигментов колбочек — метод измерения в молекулярной биологии при электрофизиологическом тестировании клеток сетчатки ЭРГ, который способен определить фотопигмент фоторецепторов как йодопсин (версия Миг) — общее название зрительных пигментов колбочек сетчатки, участвующих в механизме цветного зрения.

История

Впервые существование колбочкого пигмента (косвенным образом) было обнаружено Уолдом, который и дал ему название йодопсин.. В 1967 г. за эти работы ему была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине.

Работа Уолда. Применение интенсивного адаптирующего жёлтого, пурпурного и синего фона, позволило Уолду получить три разные пороговые кривые. С учётом поправок на поглощение в передних средах глаза (хрусталик и жёлтый макулярный пигмент), Уолд фиксирует максимумы трёх «приёмников» (хотя реально он обнаружил не приёмники, а только максимумы поглощения тканями сетчатки) 430, 540 и 575 нм., где как оказалось впоследствии, максимум 430нм — показатель длины волны синей колбочки, которую, обнаружили учёные Лаборатории Р. Е. Марка, например, Доктор Kalloniatis теперь Роберт г. Leitl профессор Оптометрии кафедры Оптометрии и Видение Науки, университет Auckland (См. Визуальное цветное зрение (версия Миг)).

Первые попытки найти три пигмента и, как предполагалось три типа колбочек проводились Раштоном, который довёл до совершенства методику Денситометрии для прижизненного измерения коэффициентов поглощения света с различной длиной волны — в слое фоторецепторов сетчатки. Было показано, что у цветоаномалов отсутствует один из пигментов, имеющихся у людей с нормальным зрением: «эритролаб» (максимум около 585 нм.) у протанопа и «хлоролаб» (максимум около 540 нм.) — у дейтеранопа.

Современные методы исследований фотопигментов колбочек

Денситометрия клеток сетчатки глаза

С помощью Вестерн-блот антитело, которое признает модифицированные белки с липоевой кислотой.

Например, в медицине в общей и дифференциальной диагностике, при патологии и лечении различных заболеваний зрительной системы, используются разнообразные электрофизиологические методы исследования — ЭРГ. Выбор метода определяется происхождением биоэлектрической активности в пигментном эпителии, тех или иных слоях и нейронах сетчатки, центральном отделе зрительного анализатора зрительной коры.

С помощью Вестерн-блот антитело признает модифицированные белки с липоевой кислотой.

Из условия возможностей в молекулярной биологии методом western blot (иногда называемый белок иммуноблот), который является широко принятым аналитическим методом и используется для определения специфических белков при денситометрии. Этим методом определяют количество и качество белка, обнаруженного в данной группе ткани.

В настоящее время, используя метод western blot, денситометрия находит применение в медицине в области цветного зрения. Известно, что фотопигменты опсина — йодопсина — фотопигменты колбочек состоят из G-белков (англ. G proteins). Это семейство белков, относящихся к ГТФазам и функционирующих в качестве вторичных посредников во внутриклеточных сигнальных системах. G-белки названы так, потому что в своём сигнальном механизме они используют замену GDP на GTP в качестве молекулярного функционального «выключателя» для регулировки клеточных процессов. (См. G-белки).

Откуда определение состояния сетчатки и клеток колбочек или палочек проводят электрофизиологическое (ЭОГ, dc ЭРГ, с-волна) тестирование методом денситометрии.

Виды анализа сетчатки глаза с помощью денситометрии ЭОГ, dc ЭРГ, с-волна могут быть следующими:

• Пигментный эпителий сетчатки (ЭОГ, dc ЭРГ, с-волна);
• Наружный сегмент фоторецепторов (мембраны колбочек, палочек)(ранний, рецепторный потенциал — денситометрия), определение способности выделять сфокусированные лучи предметной точки колбочками и палочками (КЗС),
  • рецепторный слой (а-волна в общей ЭРГ),
  • колбочковая система (фотопическая ЭРГ, тесты на цветовое зрение, мелькающая ЭРГ),
  • палочковая система (палочковая изолированная ЭРГ на слабый голубой или белый стимул ниже колбочкового порога, тесты на темновую адаптацию),
• средние слои сетчатки, клетки Мюллера (b-волна общей ЭРГ), *амакриновые и биполярные клетки (осцилляторные потенциалы, Р50-компонент паттерн-ЭРГ, порог негативного ответа);
• слой ганглиозных клеток сетчатки (паттерн ЭРГ), макулярная область (локальная, макулярная ЭРГ);
• зрительный тракт (зрительные вызванные корковые потенциалы).

Откуда денситометрия — важный метод исследований в области живых клеток сетчатки колбочек и палочек в определении фотопигментов.

Если первые попытки найти три пигмента и, как предполагалось три типа колбочек проводились Раштоном, который довёл до совершенства методику Денситометрии для измерения коэффициентов поглощения света с различной длиной волны — в слое фоторецепторов сетчатки и было показано, что у цветоаномалов отсутствует один из пигментов, имеющихся у людей с нормальным зрением: «эритролаб» (максимум около 585 нм.) у протанопа и «хлоролаб» (максимум около 540 нм.) — у дейтеранопа, то сейчас при помощи специальных методов динстометрии с применением современных денситометров учёным удаётся определить работу колбочек и палочек в состоянии нормальной деятельности и диагностике их заболеваний.

Нахождение синих колбочек-S у приматов

В последние десятилетия при исследованиях фотопигментов фоторецепторов особенно колбочек приматов удалось доказать о наличии синих колбочек-S, которые содержат синий пигмент, то есть предполагаемый цианолаб. (См. Особенность работы S-колбочек (версия Миг)) Важно открытие синих колбочек-S, а сам пигмент с названием цианолаб будет также открыт.

• С точки зрения принципа трихроматизма получена:

1. Идентификация спектральной чувствительности двух пигментов конуса относящейся к сетчатке глаза денситометрией Руштона (Руштон, 1963).
2. Идентификация трех пигментов конуса микроспектрометрией (Марки, Dobelle и MacNichol, 1964).
3. Идентификация генетического кода для красных колбочек — L, зелёных колбочек — М. и синих колбочек — S (Nathans и другие, 1986a, b).
4. Цвет (синий, зелёный, красный), соответствующий функциям.
5. Изоляция фоторецепторов и измерение их физиологического repsonses как функция длины волны (Baylor и другие, 1984).
6. Определены спектральные размеры чувствительности (Wald-Marre — фунуционирование спектральной чувствительности и функционирование «$~\pi\dots$ Турникетов» механизмов).

Рис.1. Спектральная чувствительность S-колбочек (c синим предполагаемым фотопигментом цианолабом), М-колбочек и L-колбочек. Комбинированные результаты от разных авторов, используя различные способы, в том числе сетчатки денситометрия от Раштон (т и Ñ), microspectrometry от Коричневого и Вальд (n и ") и прирост порог производству искусственного monochromasy от Brinley (D и s) и прирост порог измерений от Wald (5) (От Моисея, р. а., Харт, в. м. (Ред.), Адлер " Физиология Глаза, Клиническое Применение. Сент-Луис: C. V. Мосби Компании, 1987

Рис. 19 Мозаика колбочек в ямке, где S-волны или синие колбочки очевидны по размеру и плотности различия [1].

Рис. S. Распределение рецепторов в сетчатке бабуина . Синие колбочки-S были распределены регулярно в периферии, красные и зеленые колбочки были распределены беспорядочно всюду. Плотность распределения зелёных колбочек больше, чем красных, больше чем синих. Наличие синих колбочек-S говорит о наличии в ней фотопигмента синего цвета (но ещё не открытого) у колбочек в составе остальных фотопигментов йодопсина — так называемого цианолаба.

Если согласно теориий трихроматизма (trichomatic) ранее было не в состоянии составлять четыре уникальных цвета: красный, зеленый, желтый и синий, и также не в состоянии объяснить, почему dichromats (двухроматы) могут чувствовать белый и желтый, то в настоящее время на базе Трихроматизма с открытием третьего фоторецептора ганглиозного слоя сетчатки ipRGC с фотопигментом синего цвета меланопсином, и с расшифровкой изменчивости опсинов, которые входят в мембраны клеток фоторецепторов палочек и колбочек в виде разновидностей опсина как родопсин (версия Миг) (палочки), йодопсин (версия Миг)(колбочки) и др., видно, что колбочки дифференциацированно воспринимают нормализованные спектральные зоны лучей S,M,L (синих, зелёных, красных) при дневном освещении, участвуя в оппонентном отборе более ярких сигналов КЗС.

Вообще, уже вопрос многокомпонентной модели цветного зрения как трихромаик, четырехроматик и т. д. решён и не подлежит рассмотрению. (См. Цветное зрение у птиц (версия Миг)Лаборатория Р.Е.Марка (версия Миг), Ретиномоторная реакция фоторецепторов (версия Миг), Фоточувствительные клетки сетчатки ipRGC (версия Миг), Опсины (версия Миг) и др.).

Рис.3.Букет цветов, отснятых днём, где видны основные цвета КЗС

Полученные снимки колбочек (см.рис.19,S), цветные графики трёх колбочек (см.рис.1), воспринимающих основные лучи КЗС — S,M,L, на которых видны графика точек синих лучей S колбочки-S, которые она выделяет, видны сами синие колбочки при исследованиях на живых клетках сетчатки как на срезах, снятые в плане фокальной поверхности сетчатки. Т.е вопрос не открытого третьего фотопигмента йодопсина цианолаба не означает, что нет синей колбочки. И разновидности фотопигментов колбочек опсина — йодопсин (версия Миг), соcтоящий из двух открытых фотопигментов красного и зелёного цвета, и синего цвета — ЦИАНОЛАБА (ещё не открытого). Но фотопигмент цианолаб находится в колбочках-S (синих), открытых на полученных графиках и снимках при исследовании фоторецепторов колбочек сетчатки глаза. Если в настоящее время цианолаб ещё не открыт, (это дело будушего), но он в колбочках присутствует и мы хорошо визуально в условиях дневного освещения благодаря колбочкам наслаждаемся синими цветами (см. рис.3).

Таким образом, при цветном зрении в условиях дневного освещения работают колбочки (с пигментами открытыми красного, зелёного, и не открытым — синего цвета), оппонентно выделяющие сигналы лучей спектра света КЗС, посылаемые в мозг. (См. Ретиномоторная реакция фоторецепторов (версия Миг), Лаборатория Р.Е.Марка (версия Миг)).

См. также

• Теория трёхкомпонентного цветного зрения (версия Миг)
• Денситометрия