视杆细胞的合成需要由血中维生素A来补充。
视杆细胞的视色素叫做视紫红质,它具有一定的光谱吸收特性,在暗中呈粉红色,每个视杆细胞外段包含109个视紫红质分子,视紫红质是一种色蛋白,由两部分组成。其一是视蛋白,有348个氨基酸,分子量约为38000;另一部分为生色基团——视黄醛,是维生素A的醛类,因为存在若干碳的双键,它具有几种不同的空间构型。在暗处呈扭曲形的11-型异构体,但受光照后即转变为直线形的全-反型异构体。后者不再能和视蛋白相结合,经过一系列不稳定的中间产物后,视黄醛与视蛋白相分离。在这一过程中,视色素分子失去其颜色(漂白)。暗处它在酶的作用下,视黄醛又变为11-顺型,并重新与视蛋白相结合(复生),完成视觉循环。在强光照射后,视紫红质大部分被漂白,其重新合成需要约1小时。随着视紫红质的复生,视网膜的对光敏感度逐渐恢复,这是暗适应的光化学基础。当动物缺乏维生素A时,视觉循环受阻,会导致夜盲。
维A为构成视觉细胞感光物质的组成成分。人体的视网膜内有两种感光细胞———视锥细胞和视杆细胞,其中后者对弱光敏感,与暗视觉有关。杆细胞内含感光物质———视紫红质,由顺视蛋白和顺视黄醛构成,在光线的影响下,视紫红质分解为反视黄醛和暗视蛋白,引起递质的释放,刺激杆细胞浆膜上的电-光受体,发放神经传动,其后反视黄醛再转变为顺视黄醛,并与视蛋白重新结合为视紫红质。维生素A中的视黄醛是顺视黄醛的组成成分。由于饮食中缺乏维生素A或因某些消化系统疾病影响维生素A的吸收, 致使视网膜杆状细胞没有合成视紫红质的原料而造成夜盲。这种夜盲是暂时性的,只要多吃猪肝、胡萝卜、鱼肝油等,即可补充维生素A的不足,很快就会痊愈。
杆细胞,
视网膜包含两类光敏细胞,杆细胞和锥细胞。视杆细胞负责暗光下的视觉,视锥细胞负责色觉和明亮光下的视觉。维生素A是锥杆细胞中视色素的主要成分,主要区别在于所结合的蛋白类型不同。在视杆细胞,维生素A的醛化物和视蛋白结合成视紫红质,即为感光色素。当光照射视杆细胞时,色素同分异构,产生神经冲动,产生视觉信号。色素分解为视蛋白和视黄醇的全反式立体异构结构。正常几何结构的视黄醇的再生需要再次结合视蛋白。但这个过程会损失部分视黄醇,需要维生素A的补充来形成足够的视紫红质来维持视杆细胞的正常功能。
维生素A是一种脂溶性维生素,维生素A在两方面参与眼球代谢。首先,在视网膜,维生素A作为光敏感视觉色素的前体物质参与视感细胞神经冲动的启动。其次,对于结膜上皮细胞RNA和糖化蛋白的合成是必需的,有助于维持结膜粘膜和角膜基质的完整。
维生素A又称抗干眼病维生素,包括A1即视黄醇和A2即3-脱氢视黄醇。其在体内的活性形式包括视黄醇、视黄醛和视黄酸。
在视杆细胞中,视蛋白与11-顺视黄醛结合成视紫红质。视紫红质一经感光,其中11-顺视黄醛便发生光异构作用而变成全反视黄醛与视蛋白分离而失色,从而引发视神经冲动,传至大脑产生视觉。
当维生素A缺乏时,血液循环中供给的视黄醛不足,11-视黄醛得不到足够补充,对弱光敏感性降低,使暗适应时间延长,甚至造成夜盲症及干眼病。
关键词:维生素a与视杆细胞