Внешне отличить глаз человека с дальтонизмом от глаза человека с нормальным цветовосприятием невозможно. Дальтонизм — это нарушение восприятия цветов, которое связано с работой фоторецепторов сетчатки, а не с физическими изменениями структуры глаза. Это состояние может быть как врождённым, так и приобретённым.
Врождённый дальтонизм связан с генетической мутацией в Х-хромосоме.
Гены, отвечающие за тип пигментов в колбочках (светочувствительных клетках сетчатки), расположены в Х-хромосоме. Из-за этого дальтонизм чаще проявляется у мужчин, так как у них только одна Х-хромосома, и дефектный ген не компенсируется второй Х-хромосомой. У женщин заболевание встречается реже и требует наличия мутированного гена от обоих родителей.
Приобретённый дальтонизм может возникнуть из-за различных факторов:
- Патологии глаз: катаракта (помутнение хрусталика), глаукома, дегенерация жёлтого пятна, возрастная макулодистрофия сетчатки.
- Повреждения зрительного нерва или сетчатки: травмы затылочной доли головного мозга, инсульты, опухоли головного мозга.
- Неврологические заболевания: рассеянный склероз, болезнь Паркинсона, болезнь Альцгеймера.
- Интоксикация: воздействие некоторых лекарственных препаратов, отравление.
- Сахарный диабет может способствовать развитию дальтонизма из-за диабетической ретинопатии. Ретинопатия — это группа заболеваний, которые сопровождаются невоспалительным поражением сетчатой оболочки. Чаще всего ретинопатии обусловлены нарушением микроциркуляции и расстройством метаболизма. Ретинопатия может быть следствием гипертонии, сахарного диабета, тромбоза артерий или вен сетчатки, заболеваний крови, патологий почек и др.
- Недостаток витамина А.
Недостаток витамина А может влиять на восприятие жёлто-синих оттенков, вызывая состояние, известное как гемералопия или куриная слепота.
При дефиците витамина А клетки-палочки, отвечающие за зрение в условиях низкой освещённости, разрушаются. Если ретинол не поступает с едой совсем или практически не усваивается, последствия могут быть разрушительными и для клеток-колбочек — рецепторов, которые отвечают за цветовое восприятие.
Недостаток витамина А может спровоцировать тританопию — нарушение, при котором люди путают синий цвет с зелёным или красным. Витамин А (ретинол) содержится в продуктах животного происхождения: молоке, сливках, сливочном масле, яйцах, печени и других мясных субпродуктах. Бета-каротин присутствует в овощах и фруктах: моркови, манго, кукурузе, персиках, абрикосах, дыне, помидорах, красном перце.
Кроме витамина А, на зрение влияют следующие витамины и микроэлементы:
Тиамин (В1). Определяет скорость прохождения импульса по зрительному нерву. При его дефиците глаз быстрее устаёт при чтении и работе с мелкими деталями, снижается чёткость изображения. Витамин B1 (тиамин) содержится в следующих продуктах: цельнозерновые продукты, бобовые, свинина, гречка, орехи, семена подсолнуха. Также тиамин есть в ржаном хлебе, пророщенной пшенице, орехах, облепихе.
Рибофлавин (В2). Нужен клеткам сетчатки для реакции на свет. При его нехватке глаз хуже переносит яркое освещение, возникает ощущение рези и повышенная чувствительность при резкой смене света. Витамин B2 (рибофлавин) содержится в следующих продуктах: цельное зерно, постное мясо (индейка, говядина), говяжья печень, миндаль, яйца, шампиньоны, брокколи. Рибофлавином богаты белые сушёные грибы, сыры, кисломолочные продукты, перепелиные и куриные яйца.
Пиридоксин (В6). Влияет на работу мышц глаза. При дефиците мышца дольше остаётся напряжённой, фокус удерживается хуже, появляется ощущение тяжести в глазах, могут появиться подергивания век — тики. Витамин B6 (пиридоксин) содержится в следующих продуктах: тунец, лосось, говяжья печень, мясные субпродукты, крахмалистые овощи, фрукты (кроме цитрусовых), бананы. Также пиридоксин есть в орехах (фисташки, арахис, фундук), семенах (подсолнечник, кунжут), пшеничных отрубях, чесноке, фасоли, сое.
Кобаламин (В12). Участвует в процессах кроветворения и способствует регенерации. При его нехватке появляется симптоматика анемии (мушки перед глазами), также нарушения работы зрительного нерва (снижение остроты зрения, выпадение полей зрения). Витамин B12 (кобаламин) содержится в следующих продуктах: говядина, свинина, баранина, субпродукты, домашняя птица, куриные и перепелиные яйца, молочные продукты, цельнозерновая мука, рыба и морепродукты. Витамин B12 усваивается только из животной пищи или биологически активных добавок.
Витамин С. Концентрация этого витамина в тканях глаза высокая. Он нужен клеткам сосудов сетчатки, поскольку участвует в синтезе белков, из которых состоит стенка капилляров. Витамин С (аскорбиновая кислота) содержится в красном и зелёном сладком перце, шпинате, апельсинах, брокколи, брюссельской капусте, томатном соке, цветной капусте, зелёном горошке.
Цинк. Нужен для того, чтобы витамин A попадал из крови в клетки сетчатки. Без цинка он не поступает в фоторецепторы в нужном количестве, из-за этого зрительный пигмент обновляется медленно, глаз хуже различает изображение при слабом освещении. Цинк больше всего содержится в мясе, рыбе и морепродуктах, в меньших количествах он есть в бобовых, некоторых овощах и ягодах.
Селен. Антиоксидант, который препятствует развитию катаракты и возрастной макулярной дегенерации. Помимо этого, обеспечивает нормальную функцию щитовидной железы, тем самым снимая риск развития тиреоидной офтальмопатии. родукты, содержащие селен:
Бразильский орех — абсолютный рекордсмен по содержанию селена, всего 1–2 ореха в день могут покрыть суточную норму.
Субпродукты, особенно свиные и говяжьи почки (в среднем от 100 до 250 мкг, в зависимости от региона и кормления животных).
Морепродукты и рыба, такие как кальмары, мидии, устрицы, тунец, скумбрия, сельдь (содержание варьируется от 50 до 150 мкг).
Яйца, особенно желтки (примерно 10–15 мкг на одно яйцо среднего размера).
Подсолнечные семечки (в 100 граммах — в среднем 30–40 мкг).
Отруби и цельнозерновые, такие как пшеничные отруби, зародыши пшеницы, бурый рис (содержание — около 70 мкг).
Вешенки и шампиньоны, выращенные на обогащённом грунте.
Лютеин и зеаксантин — растительные пигменты, которые поступают в организм с пищей, отвечают за чёткость зрения и распознавание деталей. Лютеин и зеаксантин содержатся в шпинате, брокколи, моркови, сладком перце, яичных желтках и некоторых других продуктах.
- Воздействие ультрафиолетового излучения.
Воздействие ультрафиолета может способствовать развитию приобретённого дальтонизма через несколько механизмов, связанных с повреждением структур глаза и нарушением работы фоторецепторов:
- Повреждение сетчатки. Ультрафиолетовое излучение может вызывать ожоги сетчатки или хроническое повреждение её тканей. Это приводит к нарушению функции фоторецепторов — колбочек, которые отвечают за цветовосприятие. Повреждённые колбочки не могут адекватно воспринимать цветовые импульсы, что искажает передачу информации в мозг.
- Дегенеративные изменения. Длительное воздействие ультрафиолетового излучения без защиты глаз может способствовать дегенеративным изменениям в сетчатке, включая макулярную область (центральную часть сетчатки, важную для цветовосприятия). Это нарушает работу колбочек и может привести к нарушению цветового зрения.
- Нарушение работы фотопигментов. В колбочках содержатся светочувствительные пигменты, которые реагируют на определённые длины волн света (красный, зелёный, синий). Повреждение этих пигментов под воздействием ультрафиолета может нарушить процесс преобразования светового сигнала в нервные импульсы, передаваемые в мозг.
Цветовосприятие.
За цветовосприятие отвечают колбочки — фоторецепторные клетки сетчатки. Они делятся на три типа, каждый из которых содержит светочувствительный пигмент — йодопсин, реагирующий на определённый диапазон световых волн.
Согласно трёхкомпонентной гипотезе зрения, йодопсин должен состоять из трёх видов пигментов, а сетчатка — содержать три типа колбочек, чувствительные к разным участкам спектра (синему, зелёному и красному). Однако на сегодняшний день идентифицированы только два основных типа йодопсина:
- Эритролаб — пигмент, чувствительный к красной части спектра (длинным L-волнам). Максимум поглощения — около 560–580 нм. Дефекты гена OPN1LW могут приводить к протанопии (неспособности различать красный цвет).
- Хлоролаб — пигмент, чувствительный к зелёной части спектра (средним M-волнам). Максимум поглощения — около 534–545 нм.
- Цианолаб — теоретически предсказанный синечувствительный пигмент, который до сих пор не обнаружен. Его существование не было подтверждено в ходе ранних исследований.
Йодопсин — общее название нескольких зрительных пигментов человека. Эти пигменты состоят из белковой молекулы, связанной с хромофором ретиналем и обеспечивают цветовое зрение, в отличие от другого зрительного пигмента — родопсина, ответственного за сумеречное зрение.
Ретиналь — полиеновый хромофор, связанный с белками, называемыми опсинами. Одна из трёх форм витамина А, продукт центрального расщепления бета-каротина.
- Является химической основой зрения позвоночных животных. С его помощью сетчатка глаза преобразует свет в метаболическую энергию.
- Существует два изомера ретиналя, ответственных за преобразование энергии световых фотонов в электрические импульсы в сетчатке: 11-цис-ретиналь и полностью транс-ретиноевая кислота.
- Ретиналь относится к веществам, замедляющим процессы старения, регулирует клеточный апоптоз, дифференцировку и пролиферацию.
Родопсин был открыт раньше йодопсина.
Родопсин — фоточувствительный пигмент палочек сетчатки, открыл Франц Болл в 1876 году.
Йодопсин — пигмент колбочек, обнаружил Джордж Уолд в 1964 году и дал ему такое название.
Также Джордж Уолд (George Wald) и его коллеги по Гарвардскому университету впервые открыли, что родопсин состоит из двух компонентов — бесцветного белка, называемого опсином или жёлтым пигментом, и 11-цис-ретиналя.
В 1933 году Уолд выделил из препарата сетчатки вещество, первоначально идентифицированное как витамин А, что объяснило феномен «куриной слепоты» у пациентов с авитаминозом по этому каротиноиду.
В 1967 году за эти работы Уолду была присуждена Нобелевская премия по физиологии и медицине.
- Опсины различаются аминокислотами в составе молекул, что влияет на спектр поглощения света.
- Колбочки — специализированные клетки, преобразующие световые раздражения в нервное возбуждение. Они обеспечивают дневное (фотопическое) и цветовое зрение.
- Механизм действия: под воздействием света происходит разрушение зрительных пигментов, что приводит к образованию нервных импульсов, передаваемых в мозг для формирования зрительного образа.
Существуют и другие теории зрения, например, нелинейная двухкомпонентная, которая предполагает, что все колбочки содержат и эритролаб, и хлоролаб одновременно, а роль цианолаба выполняет выцветший родопсин палочек.
Как диагностируют дальтонизм
Для оценки цветоощущения используют специальные тесты, например:
- Таблицы Рабкина — цветные изображения с наборами кружков разного оттенка, внутри которых зашифрованы цифры или фигуры.
- Аномалоскопия — метод, основанный на сравнении цветов и их насыщенности.
- Электроретинография — для оценки функционального состояния сетчатки.
Нарушения цветового зрения не всегда сильно влияют на повседневную жизнь человека, но накладывают ряд ограничений, например, в выборе профессии.
Некоторые виды аномалий цветового зрения:
- Монохромазия. Мир видится только в одном цвете, например, в синем, жёлтом, красном или зелёном.
- Аномальная трихромазия. Неправильное восприятие какого-либо цветового компонента.
- Дихромазия. Красный, синий или зелёный не воспринимаются вообще.
- Ахромазия. Мир видится черно-белым. Обычно такой дальтонизм сопровождается светобоязнью, низкой остротой зрения или другими офтальмологическими патологиями.
- Протанопия. Нарушение восприятия красного цвета (как правило, он выглядит зелёным или коричневым).
- Дейтеранопия. Человек не воспринимает зелёный цвет (выглядит оранжевым или розовым).
- Тританопия. Отсутствует восприятие синего цвета.
Дихроматизм — аномалия цветового зрения, при которой для получения любого цвета спектра человеку достаточно двух исходных цветов (длин волн), а не трёх, как людям с нормальным цветовым зрением. При дихроматизме восприятие цвета основано на двух независимых каналах, получаемых соответствующими типами колбочек.
Трихроматизм (трихроматия) — это наличие трёх независимых каналов для передачи цветовой информации, получаемой от трёх различных типов колбочек в глазу. Организмы с трихроматизмом называются трихроматами.
Тетрахроматизм — редкая генетическая аномалия сетчатки глаз, проявляющаяся как способность воспринимать четыре цветовых канала вместо трёх. Обладатели тетрахроматизма видят гораздо больше цветов, чем обычные люди. Всё дело в том, что у них не три (что является нормой для человека), а четыре типа колбочек на сетчатке.
Пример.
1. Человек не различает розовый и фиолетовый цвета. Здесь играют роль особенности восприятия розового и фиолетового. Розовый цвет — это смесь красного и белого, а фиолетовый — смесь синего и красного. В некоторых случаях нарушения цветовосприятия могут приводить к путанице между этими оттенками или к их искажённому восприятию. Например, при тританопии (редком виде дальтонизма) человек может не различать синие и фиолетовые оттенки, воспринимая их как красные или жёлтые.
2. Не различаются желтые и оранжевые цвета. Жёлтый и оранжевый — это комбинации красного и зелёного света. В норме восприятие этих цветов зависит от работы соответствующих колбочек. Если один из типов колбочек работает хуже или отсутствует, это может привести к затруднению в различении этих оттенков. Например, при дейтеранопии (нарушении восприятия зелёного цвета) человек может путать зелёный с красным и оранжевым, а также испытывать сложности с различением жёлтого.
Художники с дальтонизмом
- Шарль Мерион (французский художник XIX века). Путал жёлтый, красный и зелёный цвета, поэтому перешёл с живописи на создание гравюр.
- Джон Констебль (английский художник). Преобладание оттенков коричневого и жёлтого в его работах связано с плохим восприятием синего и голубого цветов.
- Винсент Ван Гог. Специалисты предполагают, что он нечетко различал цвета, что объясняет избыток жёлтого цвета в его полотнах.
- Михаил Врубель. Анализ цветовой гаммы его картин (например, «Царевна-Лебедь») указывает на возможное нарушение цветового восприятия — он избегал ярких зелёных и красных цветов.
- Илья Репин. С возрастом у него развилось нарушение цветового зрения, что повлияло на реставрацию картины «Иван Грозный и сын его Иван». Из-за этого он исказил цветовую гамму работы.
- Кондратий Саврасов. После тяжёлого заболевания перестал различать цвета и последние работы писал по воспоминаниям.
- Клифтон Пью. Считается, что он был протанопом (не различал красный цвет). Предпочитал структурировать цвета на коричневом, чёрном, синем или кремовых/телесных тонах, экономно использовал зелёный и фиолетовый.
- Рабиндранат Тагор. По некоторым данным, мог страдать дальтонизмом красно-зелёного цвета.
Кончетта Антико — американская художница, у которой в 2012 году была диагностирована тетрахроматия. У неё четыре типа колбочек в сетчатке глаза вместо трёх, что позволяет различать около 100 миллионов оттенков (против примерно 1 миллиона у обычного человека). Антико рисует яркие, импрессионистические изображения животных и пейзажей, пытаясь передать своё расширенное цветовое восприятие.
Тетрахроматия чаще встречается у женщин, так как связана с изменениями в генах опсинов, расположенных на половой X-хромосоме.
