大学精品课件：明适应与暗适应的机制

当人长时间在明亮环境中突然进入暗处时，最初看不见任何东西，经过一定时间后，视觉敏感度才逐渐增高，能逐渐看见在暗处的物体，这种现象称为暗适应（dark adaptation）。相反，当人长时间在暗处而突然进入明亮处时，最初感到一片耀眼的光亮，不能看清物体，只有稍待片刻才能恢复视觉，这称为明适应（light adaptation）。

暗适应是人眼在暗处对光的敏感度逐渐提高的过程。一般是在进入暗处后的最初约7分钟内，人眼感知光线的阈值出现一次明显的下降，以后再次出现更为明显的下降；大约进入暗处25-30分钟时，阈值下降到最低点，并稳定于这一状态。据分析，暗适应的第一阶段主要与视锥细胞视色素的合成增加有关；第二阶段亦即暗适应的主要阶段，与视杆细胞中视紫红质的合成增强有关。

明适应的进程很快，通常在几秒钟内即可完成。其机制是视杆细胞在暗处蓄积了大量的视紫红质，进入亮处遇到强光时迅速分解，因而产生耀眼的光感。只有在较多的视杆色素迅速分解之后，对光较不敏感的视锥色素才能在亮处感光而恢复视觉。

19世纪末，就有人从视网膜中提取出一定纯度的视色素即视紫红质（rhodopsin），它在暗处呈紫红色。实验证明，这些视色素具有一定的光谱吸收特性，视紫红质的吸收峰在500nm左右，它的光谱吸收与该动物在暗视时的光谱敏感性曲线相一致，这提示，这种视色素的光化学作用可能是晚视觉的基础。

视紫红质是一种结合蛋白质，由一分子称为视蛋白（opsin）的蛋白质和一分子称为视黄醛（retinene）的生色基团组成。视黄醛由维生素A转变而来，后者是一种不饱和醇，在体内可氧化成视黄醛。

视紫红质在光照时迅速分解为视蛋白和视黄醛。据计算，一个光量子被视紫红质吸收，就足以使视黄醛分子结构发生改变，导致视紫红质最后分解为视蛋白和视黄醛。在亮处分解的视紫红质，在暗处又可重新合成，其反应的平衡点决定于光照的强度。人在暗处视物时，实际是既有视紫红质的分解，又有它的合成，这是人在暗光处能不断视物的基础；光线愈暗，合成过程愈超过分解过程，视网膜中处于合成状态的视紫红质数量也愈高，这也使视网膜对弱光愈敏感；相反，人在亮光处时，视紫红质的分解大于合成，使视杆细胞几乎失去了感受光刺激的能力，此时人的视觉是依靠视锥系统来完成的。在视紫红质分解和再合成的过程中，有一部分视黄醛被消耗，这最终要靠由食物进入血液循环（相当部分贮存于肝）中的维生素A来补充。因此，长期摄入维生素A不足，将会影响人的暗视觉，引起夜盲症（nyctalopia）。

暗适应是人眼对光的敏感度在暗光处逐渐提高的过程。在进入暗室后的不同时间，连续测定人的视觉阈值，亦即测定人眼刚能感知的光刺激强度，可以看到此阈逐渐变小、亦即视觉的敏感度在暗处逐渐提高的过程。一般是在进入暗室后的最初约7分钟内，有一个阈值的明显下降期，以后又出现阈值的量明显下降；于进入暗室后的大约25-30分钟时，阈值下降到最低点，并稳定于这一状态。暗适应的产生机制与视网膜中感光色素在暗处时再合成增加，因而增加了视网膜中处于未分解状态的色素的量有关。据分析，暗适应的第一阶段主要与视锥细胞色素的合成量增加相一致；第二阶段亦即暗适应的主要构成部分，则与视杆细胞中视

紫红质的合成增强有关。

明适应出现较快，约需一分钟即可完成。耀眼的光感主要是由于在暗处蓄积起来的合成状态的视紫红质在进入亮处时先迅速分解，因为它对光的敏感性较视锥细胞中的感光色素为高；只有在较多的视杆细胞色素迅速分解之后，对光较不敏感的视锥细胞色素才能在亮光环

境中感光。