Анатомия-Лексикон

Пръчки и шишарки в очите

дефиниция

Човешкото око има два вида фоторецептори, които ни позволяват да виждаме. От една страна има рецепторите на пръчките, а от друга - конусовите рецептори, които са допълнително подразделени: сини, зелени и червени рецептори. Тези фоторецептори представляват слой на ретината и изпращат сигнал към предаващите клетки, свързани с тях, ако открият честота на светлина. Шишарките се използват за фотопично зрение (цветно зрение и виждане през деня), а пръчките, от друга страна, за скотопично зрение (възприятие в тъмното).

Повече по тази тема: Как действа зрението?

строителство

Човешката ретина също ретина наречен, е с дебелина от 200 цт и се състои от различни клетъчни слоеве. Пигментните епителни клетки, които са много важни за метаболизма, лежат отвън ретина чрез абсорбиране и разграждане на мъртви фоторецептори, а също така секретирани клетъчни компоненти, които възникват по време на визуалния процес.

Действителните фоторецептори, които са разделени на пръчки и конуси, следват навътре. И двете имат общо, че имат външен крайник, който насочва към пигментния епител и също има контакт с него. Това е последвано от тънък ресничка, през който са свързани външната и вътрешната връзка. В случая на пръчките външната връзка представлява слой от мембранни дискове, подобен на стек монети. В случая с теноните обаче, външната връзка се състои от мембранни гънки, така че външната връзка изглежда като вид гребен за коса в надлъжно сечение, като зъбите представляват отделните гънки.

Клетъчната мембрана на външния крайник съдържа визуалния пигмент на фоторецепторите. Цветът на шишарките се нарича родопсин и се състои от гликопротеинов опсин и 11-цис ретинал, модификация на витамин А1. Визуалните пигменти на шишарките се различават от родопсин и един от друг по различни форми на опсин, но имат и ретината. Визуалният пигмент в мембранните дискове и мембранните гънки се изразходва от визуалния процес и трябва да се регенерира. Мембранните дискове и гънки винаги са новообразувани. Те мигрират от вътрешния член към външния член и в крайна сметка се освобождават и абсорбират и разграждат от пигментния епител. Неизправността на пигментния епител причинява отлагане на клетъчни остатъци и визуален пигмент, както се случва например при заболяването на Ретинит пигментоза е.

Вътрешният член е действителното клетъчно тяло на фоторецепторите и съдържа клетъчното ядро и клетъчните органели. Тук протичат важни процеси, като например отчитане на ДНК, производство на протеини или вещества от клетъчни пратеници; в случая на фоторецепторите глутаматът е веществото на пратеника.

Вътрешният крайник е тънък и има така нареченото рецепторно стъпало в края, през което клетката е свързана с така наречените биполярни клетки (пренасочващи клетки). Везикулите на предавателя с пратеното вещество глутамат се съхраняват в рецепторната база. Това се използва за предаване на сигнали към биполярните клетки.

Особеност на фоторецепторите е, че когато е тъмно, предавателното вещество се освобождава постоянно, при което освобождаването намалява, когато светлината пада. Така че не е като при другите клетки на възприятие, че стимулът води до повишено освобождаване на предаватели.

Съществуват биполярни клетки от пръчки и конуси, които от своя страна са свързани с ганглийни клетки, които съставляват ганглийния клетъчен слой и чиито разширения в крайна сметка заедно образуват зрителния нерв. Съществува и сложна хоризонтална връзка между клетките на ретинакоето се реализира от хоризонтални клетки и амакринни клетки.

Ретината се стабилизира от така наречените Мюлерови клетки, глиалните клетки на ретинакоито обхващат цялата ретина и действат като рамка.

функция

Фоторецепторите на човешкото око се използват за откриване на падаща светлина. Окото е чувствително към светлинни лъчи с дължина на вълната между 400 - 750 nm.Това съответства на цветовете от синьо до зелено до червено.Светените лъчи под този спектър се наричат ултравиолетови, а по-горе като инфрачервени. И двете вече не са видими за човешкото око и дори могат да повредят окото и да причинят непрозрачност на лещата.

Още по тази тема: катаракт

Конусите са отговорни за цветното зрение и се нуждаят от повече светлина, за да излъчват сигнали. За да се реализира цветното виждане, има три вида конуси, всеки от които е отговорен за различна дължина на вълната на видимата светлина и има максимална абсорбция при тези дължини на вълната. Следователно фотопигменти, опсините на визуалния пигмент на шишарките се различават и образуват 3 подгрупи: сините конуси с абсорбционен максимум (AM) 420 nm, зелените конуси с AM от 535 nm и червените шишарки с AM от 565 nm. Ако светлината от този спектър на дължината на вълната удари рецепторите, сигналът се предава.

Още по тази тема: Изследване на цветното зрение

Междувременно прътовете са особено чувствителни към появата на светлина и затова се използват за откриване дори на много малко светлина, особено в тъмното. Разграничава се само между светло и тъмно, но не и по отношение на цвета. Визуалният пигмент на клетките на пръта, наричан още родопсин, има максимум на абсорбция при дължина на вълната от 500 nm.

задачи

Както вече беше описано, конусовите рецептори се използват за дневно зрение. Чрез трите вида конуси (син, червен и зелен) и процес на добавъчно смесване на цветовете се виждат цветовете, които виждаме. Този процес се различава от физическото, изваждащо цветово смесване, какъвто е случаят например при смесване на цветовете на художници.

В допълнение, шишарките, особено в зрителната яма - мястото на най-острото зрение - също позволяват остро зрение с висока разделителна способност. Това се дължи и по-специално на тяхната невронна връзка. По-малко конуси водят до съответния ганглионен неврон, отколкото при пръчките; резолюцията следователно е по-добра, отколкото с клечките. В Fovea centralis има дори пренасочване 1: 1.

От друга страна, прътите имат максимум с максимум на поглъщане 500 nm, което е точно в средата на обхвата на видимата светлина. Така че реагирате на светлина от широк спектър. Въпреки това, тъй като имат само родопсин, те не могат да отделят светлина с различна дължина на вълната. Голямото им предимство обаче е, че са по-чувствителни от шишарките. Значително по-малка честота на светлина също е достатъчна за достигане на прага на реакция на пръчките. Следователно те се използват, за да виждат в тъмното, когато човешкото око е цветно сляпо. Разделителната способност обаче е много по-лоша, отколкото при шишарките. Повече пръчки се сближават, т.е. се сближават, водят до ганглионен неврон. Това означава, че независимо от това коя пръчка от превръзката се възбужда, ганглийният неврон се активира. Така че не е възможно толкова добро пространствено разделяне, както при теноните.

Интересно е да се отбележи, че сглобките на прътите са и сензорите за така наречената магноцелуларна система, която е отговорна за възприемането на движение и контур.

Освен това едни или други може би са забелязали, че звездите не са във фокуса на зрителното поле през нощта, а по-скоро на ръба.Това е така, защото фокусът се проектира върху ямата, но няма пръчици. Те лежат около тях, така че можете да видите звездите около фокуса на центъра на погледа.

разпределение

Поради различните си задачи, конусите и пръчките в окото също се разпределят по различен начин по отношение на плътността им. Шишарките се използват за остро виждане с диференциране на цвета през деня. Следователно вие сте в центъра на ретина най-често (жълто петно - Macula lutea) и в централната яма (Fovea centralis) са единствените присъстващи рецептори (без пръчки). Ямката за наблюдение е мястото на най-острото зрение и е специализирана в дневната светлина. Прътовете имат парафовеална максимална плътност, т.е. около централната зрителна яма. В периферията плътността на фоторецепторите намалява бързо, при което в по-отдалечените части има почти само пръти.

размер

Шишарките и клечките до известна степен споделят плана, но след това варират. По принцип клечките са малко по-дълги от шишарките.

Фоторецепторите на пръчки средно с дължина около 50 µm и диаметър около 3 µm в най-плътно опакованите места, т.е. за пръти, парафовеалния участък.

Конусните фоторецептори са малко по-къси от пръчките и имат диаметър 2 µm в fovea centralis, така наречената яма на зрение, в областта с най-висока плътност.

номер

Човешкото око има огромен брой фоторецептори. Само едно око има около 120 милиона пръчкови рецептори за скотопично зрение (в тъмното), докато има около 6 милиона конусни рецептори за дневно зрение.

И двата рецептора конвертират сигналите си до около милион ганглионови клетки, при което аксоните (клетъчните процеси) на тези ганглийни клетки съставят зрителния нерв (nervus opticus) като сноп и ги изтеглят в мозъка, така че сигналите да могат да се обработват централно там.

Повече информация можете да намерите тук: Визуален център

Сравнение на клечки и шишарки

Както вече беше описано, пръчките и конусите имат леки разлики в структурата, които обаче не са сериозни. Много по-важна е различната им функция.

Прътовете са много по-чувствителни към светлината и следователно могат да открият дори ниска честота на светлина, но само разграничават светлината от тъмната. В допълнение, те са малко по-дебели от конусите и се предават сближаващо, така че тяхната разделителна сила е по-ниска.

Конусите, от друга страна, изискват повече честота на светлина, но могат да позволят цветно зрение чрез трите им подформи. Поради по-малкия си диаметър и по-малко силно сближаващото се предаване, до 1: 1 предаване в fovea centralis, те имат отлична резолюция, която може да се използва само през деня.

Жълта точка

Най- Macula lutea, известно още като жълтата точка, е мястото на ретината, с което хората се виждат предимно. Името е дадено от жълтеникавото оцветяване на тази точка във фундуса на окото. Жълтото петно е мястото на ретина с повечето фоторецептори. С изключение на макула остават почти само пръчки, които трябва да разграничават светлото и тъмното.

Най- макула централно все още съдържа така наречената зрителна яма, Fovea centralis, Това е точката на най-острото зрение. Ямката за гледане съдържа само конуси в максималната им плътност на опаковане, чиито сигнали се предават 1: 1, така че разделителната способност е най-добра тук.

дистрофия

Дистрофии, патологични промени в телесната тъкан, които причиняват ретина обикновено са генетично закотвени, т.е. те могат да бъдат наследени от родителите или да бъдат придобити чрез нова мутация. Някои лекарства могат да причинят симптоми, подобни на дистрофия на ретината. Заболяванията имат общо, че симптомите се появяват само в хода на живота и имат хроничен, но прогресиращ ход. Ходът на дистрофиите може да варира значително от заболяване до заболяване, но може да варира значително в рамките на едно заболяване. Курсът може дори да варира в засегнатото семейство, така че да не могат да се правят общи изявления. При някои заболявания обаче може да прогресира до слепота.

В зависимост от заболяването, зрителната острота може да намалее много бързо или постепенно да се влоши за няколко години. Симптомите, независимо дали централното зрително поле се променя първо или загубата на зрителното поле напредва отвън навътре, е променлива поради заболяването.

Диагностицирането на дистрофия на ретината може да бъде трудно в началото. Съществуват обаче многобройни диагностични процедури, които могат да направят диагнозата възможна; ето малък избор:

Офталмоскопия: често се показват видими промени, като отлагания в очния фонд
електроретинография, която измерва електрическата реакция на ретината на светлинни стимули
електроокулография, която измерва промените в електрическия потенциал на ретината, когато очите се движат.

За съжаление, в момента се случва, че не е известна причинно-следствена или превантивна терапия за повечето генетично причинени дистрофични заболявания. В момента обаче се провеждат много изследвания в областта на генното инженерство, като тези терапии в момента са само във фазата на изследване.

Визуален пигмент

Човешкият зрителен пигмент се състои от гликопротеин, наречен опсин, и така наречения 11-цис-ретинал, който е химическа модификация на витамин А1. Това обяснява и значението на витамин А за зрителната острота. В случай на тежки симптоми на дефицит може да се появи нощна слепота и в крайни случаи слепота.

Заедно с 11-цис ретината, опсинът, произведен от самото тяло, който съществува в различни форми за пръчки и трите вида конуси („конус опсин“), е вграден в клетъчната мембрана. При излагане на светлина комплексът се променя: 11-цис ретината се променя на изцяло транс-ретината и опсинът също се променя. Метарходопсин II, например, се произвежда в пръчките, което задейства сигнална каскада в движение и отчита честотата на светлината.

Червено зелена слабост

Червено-зелената слабост или слепота е неизправност на цветното зрение, което е вродено и наследствено Х-свързано с непълна пенетрантност. Може обаче да се окаже, че това е нова мутация и следователно никой от родителите няма този генетичен дефект. Тъй като мъжете имат само една Х хромозома, има много по-голяма вероятност да получат заболяването и до 10% от мъжката популация е засегната. Засегнати са обаче само 0,5% от жените, тъй като те могат да компенсират дефектна Х хромозома със здрава втора.

Червено-зелената слабост се основава на факта, че е настъпила генетична мутация на визуалния протеин опсин или в неговата зелена, или в червена изоформа. Това променя дължината на вълната, към която опсинът е чувствителен и следователно червените и зелените тонове не могат да бъдат разграничени достатъчно. Мутацията се среща по-често в опсина за зелено зрение.

Съществува и възможността цветното виждане за един от цветовете да липсва напълно, например ако кодиращият ген вече не присъства. Нарича се червена слабост или слепота Протаномалия или. Protanopia (за зелено: Деутераномалия или. Deuteranopia).

Специална форма е монохроматизмът на синия конус, т.е. работят само сините шишарки и синьото зрение; Червеното и зеленото също не могат да бъдат разделени.

Прочетете повече по темата: