В сумерках включаются палочки. Палочковое зрение нуждается в низкой интенсивности света. Совсем без света зрение не может работать, никак. Для палочек нужен очень низкий уровень света. Возвращаясь к теме пробежки по лесу, можно сказать, что достаточно света Луны, или отражение света города от облаков. Через, примерно 20 минут темновой адаптации, зрение в сумерках становится значительно лучше, появляется возможность видеть объекты. Для меня это определяющий фактор,когда я бегу через лес. Если пробежка ночная, то я выбегаю из Люберец, бегу через район Кожухово, пока я бегу мои глаза адаптируются к низкому уровню освещенности, которую обеспечивают лишь уличное освещение сельской дороги на краю района, затем я выбегаю из городского района в сторону леса и пока я бегу адаптация становится лучше, чем дальше от города и ближе к лесу, тем ниже уровень освещенности, полной адаптации мои глаза достигают, когда я уже бегу по лесу между Кожухово и Новокосино, дорога 3 км это примерно 18 минут медленным темпом. Темновая адаптация позволяет мне видеть почти все в темноте, я могу видетьобъекты расположены на любом расстоянии без хорошего освещения, достаточно света Луны или отражение света от облаков. Спустя 20 минут нахождения в лесу, мое зрение полностью готово для ночного бега по лесу, на обратном пути я ориентируюсь значительно лучше.
Недостатки темновой адаптации заключаются в том, что для ее достижения нужно время, в течение которого нужно находиться в темноте. Темновая адаптация легко нарушается любым ярким светом, поэтому так мучительно встречать яркий свет после длительного нахождения в темноте — он ослепляет.
Многие мои коллеги-бегуны используют налобные фонари для бега ночью. С фонарем темновая адаптация не достигается, однако фонарь дает другие преимущества. Можно резко вбегать в темный лес с ярко освещенной улицы и при этом чувствовать себя хорошо. Фонарь обозначает человека для других участников движения. Однако в лесу с фонарем видно только в той части, где он светит, и совершенно невозможно охватить всю картину ночного леса, как это позволяет зрение с темновой адаптацией.
Получается, если вам нужно срочно удалиться в темноту и что-то там быстро увидеть, то лучше использовать фонарь. Если вы будете находиться в темноте долго, и надо иметь полное представление о том, что вокруг, то лучше использовать темновую адаптацию.
Темновая адаптация — медленный процесс, ночь сменяет день в естественных условиях медленно, понятно, почему эволюция не сделала процесс адаптации мгновенным. Слишком мало времени существует электрическое освещение. Темновая адаптация может быть разной у разных людей. При некоторых заболеваниях сетчатки, при высокой миопии в зрелом возрасте темновая адаптация может быть ниже. Это стоит учитывать.
Медленный процесс возникновения темновой адаптации связан с восстановлением родопсина в палочках. Родопсин — рецепторный белок, который очень чувствителен к свету. Родопсин в ответ на свет запускает каскад реакций, который реализуется в нервном сигнале, который идет от фоторецептора — палочки. Он сконцентрирован в отдельных дисковидных сегментах палочек, которые обращены наружу. В условиях избыточной освещенности родопсин засвечивается. Под воздействием света происходит изомеризация родопсина — он меняет свою структуру. На восстановление количества родопсина в колбочке человека необходимо около 30 минут. Ранее в эксперименте было показано, что время темновой адаптации совпадает со временем восстановления родопсина и зависит от предшествующей темновой адаптации освещенности. Однако глубина темновой адаптации не связана только с восстановлением родопсина, она также связана с межклеточной регуляцией, подавлением одних клеток и включением других.
Белок родопсин связан с молекулой 11-цис-ретиналь, которая является формой витамина А.
Неспособность к темновой адаптации наблюдается при дефиците витамина А, однако такой дефицит должен быть выраженным и в настоящее время встречается часто в странах Африки, где является по-прежнему частой причиной слепоты у детей, которую можно было бы предотвратить. Витамин А находится в зеленых, красных и желтых овощах. Кроме неспособности к темновой адаптации, дефицит витамина А ведет к нарушению увлажнения глаза, что тоже опасно для зрения.
Мнение, что морковь полезно есть для зрения, относится только к той редкой ситуации, при которой может быть дефицит витамина А, однако в обывательских кругах морковь — общепризнанное средство от всех глазных болезней. В большинстве случаев она никак не влияет на ваше зрение, и специально есть ее не надо.
Ген, который кодирует белок родопсин, называют RHO-ген. Одно из состояний, которое возникает при мутации в этом гене, называется врожденная стационарная ночная слепота (CSNB — Congenital Stationary Night Blindness), заболевание проявляется в неспособности к темновой адаптации и к ночной слепоте. Люди, которые страдают таким заболеванием, жалуются на то, что не способны ориентироваться в сумерках. Это не прогрессирующее редкое заболевание. Только лишь одна форма CSNB происходит из-за изменений в гене RHO (есть другие формы, которые происходят из-за изменений в других генах, с другим типом наследования), при этой форме родопсин постоянно находится в активном состоянии, так как бы глаз находился в состоянии постоянного яркого освещения, мозг не воспринимает постоянную исходящую импульсацию, что проявляется в симптомах ночной слепоты.
Однако чаще изменения в гене RHO ведут к более тяжелому заболеванию — пигментному ретиниту. Под пигментным ретинитом офтальмологи договорились понимать заболевания сетчатки, для которых характерна общая клиническая картина, которая чаще проявляется в прогрессирующем поражении фоторецепторов сетчатки и характерном изменении глазного дна — отложении пигмента. Под пигментным ретинитом подразумевают группу заболеваний, т. к. пигментный ретинит может происходить из-за разных мутаций и течь с разной степенью тяжести и разным временем начала. Пигментный ретинит, в отличие от врожденной стационарной ночной слепоты, — прогрессирующее заболевание, которое ведет к тяжелым нарушениям зрения. Мы до сих пор не понимаем до конца, почему некоторые мутации ведут к пигментному ретиниту, а другие — к врожденной стационарной ночной слепоте. Считается, что большинство случаев пигментного ретинита связано с мутацией в гене RHO. Пигментный ретинит проявляется в виде снижения зрения в сумерках, что ведет к тому, что люди теряют способность к ориентации при слабом освещении и постепенному сужению полей зрения — развитию туннельного зрения. Пока пишутся эти строки, нет адекватного лечения этих двух заболеваний.
Родопсин универсальный пигмент ночной адаптации длямногих позвоночных.