Χημεία της όρασης

Χημεία της όρασης: πώς το φως μετατρέπεται σε νευρική ώθηση

Το όραμά μας είναι μια από τις πιο περίπλοκες και εκπληκτικές διαδικασίες που συμβαίνουν στο ανθρώπινο σώμα. Όταν κοιτάμε τον κόσμο γύρω μας, το φως χτυπά τον αμφιβληστροειδή, όπου μετατρέπεται σε νευρική ώθηση, η οποία στη συνέχεια μεταδίδεται στον εγκέφαλο για περαιτέρω επεξεργασία. Πώς συμβαίνει αυτό;

Ειδικά κύτταρα στον αμφιβληστροειδή που ονομάζονται φωτοϋποδοχείς παίζουν βασικό ρόλο στην όραση. Οι φωτοϋποδοχείς χωρίζονται σε δύο τύπους: ράβδους και κώνους. Οι ράβδοι λειτουργούν σε χαμηλό φωτισμό και παρέχουν ασπρόμαυρη όραση, ενώ οι κώνοι λειτουργούν σε έντονο φως και επιτρέπουν την έγχρωμη όραση.

Κάθε ράβδος περιέχει μια φωτοευαίσθητη χρωστική που ονομάζεται ροδοψίνη. Η ροδοψίνη αποτελείται από ρετινένιο, μια μορφή αλδεΰδης της βιταμίνης Α, και οψίνη, ένα μόριο πρωτεΐνης που βρίσκεται στην επιφάνεια της ράβδου. Όταν το φως χτυπά τη ράβδο, το ρετινένιο αλλάζει το σχήμα του, το οποίο αναγκάζει την οψίνη να αλλάξει σχήμα και να δημιουργήσει μια νευρική ώθηση. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται ισομερισμός.

Ο ισομερισμός του ρετινενίου συμβαίνει πολύ γρήγορα και μπορεί να συμβεί ακόμη και από ένα κβάντο φωτός, δηλ. η μικρότερη μονάδα φωτός. Μετά τον ισομερισμό, η ροδοψίνη μετατρέπεται σε λουμυροδοψίνη, η οποία στη συνέχεια μετατρέπεται σε μεταροδοψίνη. Η μεταρχοδοψίνη διασπάται σε ρετινένιο και οψίνη και η διαδικασία επαναλαμβάνεται.

Ένα από τα πιο ενδιαφέροντα χαρακτηριστικά της χημείας της όρασης είναι ότι το σύστημα ροδοψίνης είναι ειδικά προσαρμοσμένο για ένα ευρύ φάσμα αντιδράσεων. Το μάτι μας πρέπει να ανταποκρίνεται σε φως πολύ διαφορετικών εντάσεων και το σύστημα της ροδοψίνης το κάνει αυτό δυνατό.

Έτσι, η όραση είναι μια πολύ περίπλοκη διαδικασία που συμβαίνει λόγω χημικών αντιδράσεων στο σώμα μας. Η χημεία της όρασης μας επιτρέπει να αντιλαμβανόμαστε τον κόσμο γύρω μας και να απολαμβάνουμε την ομορφιά του.