Анатомо-Лексикон

Стрижні та шишки в оці

визначення

Людське око має два типи фоторецепторів, які дозволяють нам бачити. З одного боку, є стрижневі рецептори, а з іншого боку, конусоподібні рецептори, які знову поділяються: сині, зелені та червоні рецептори. Ці фоторецептори представляють шар сітківки ока і посилають сигнал переданим клітинам, пов'язаним з ними, якщо вони виявляють падіння світла. Конуси використовуються для фотопічного зору (кольоровий зір і зір удень), а палички, навпаки, для скотопічного зору (сприйняття в темряві).

Більше на цю тему: Як працює зір?

будівництво

Сітківка людини також сітківки називається, має загальну товщину 200 мкм і складається з різних шарів клітин. Зовні розташовані пігментні епітеліальні клітини, які дуже важливі для метаболізму сітківки полягають у поглинанні та руйнуванні мертвих фоторецепторів, а також секретуються клітинних компонентів, що виникають під час зорового процесу.

Далі всередину слідують власне фоторецептори, які розділені на палички та конуси. У обох спільне, що вони мають зовнішню кінцівку, яка спрямована до пігментного епітелію, а також має контакт з ним. Далі слідує тонка ресничка, через яку з’єднуються зовнішня і внутрішня ланки. У разі стрижнів зовнішня ланка являє собою шар мембранних дисків, схожий на стос монет. Однак у випадку шипів зовнішня ланка складається з мембранних складок, так що зовнішня ланка виглядає як різновид гребінця для волосся в поздовжньому розрізі, а зуби представляють окремі складки.

Клітинна мембрана зовнішньої кінцівки містить зоровий пігмент фоторецепторів. Колір колбочок називається родопсином і складається з глікопротеїну опсину та 11-цис-сітківки, модифікації вітаміну А1. Зорові пігменти колбочок відрізняються від родопсину і один від одного різними формами опсину, але вони також мають сітківку. Зоровий пігмент в мембранних дисках і мембранних складках витрачається зоровим процесом і повинен бути регенерований. Мембранні диски та складки завжди новоутворені. Вони мігрують від внутрішнього члена до зовнішнього і в кінцевому підсумку вивільняються, поглинаються і розщеплюються пігментним епітелієм. Порушення функціонування пігментного епітелію спричиняє відкладення клітинних залишків та зорового пігменту, як це має місце, наприклад, при захворюванні Пігментний ретиніт є.

Внутрішній член є власне клітинним тілом фоторецепторів і містить клітинне ядро та клітинні органели. Тут відбуваються важливі процеси, такі як зчитування ДНК, вироблення білків або речовин, що передають клітини; у випадку фоторецепторів, глутамат є речовиною, що передає.

Внутрішня кінцівка тонка і має на кінці так звану рецепторну лапку, через яку клітина з'єднана з так званими біполярними клітинами (перенаправляючими клітинами). Трансмітерні везикули з речовиною-індуктором глутаматом зберігаються в рецепторній основі. Це використовується для передачі сигналів до біполярних комірок.

Особливістю фоторецепторів є те, що в темряві передавальна речовина постійно виділяється, завдяки чому виділення зменшується, коли падає світло. Тож не так, як з іншими клітинами сприйняття, стимул призводить до посиленого вивільнення передавачів.

Існують біполярні клітини паличок і конусів, які, в свою чергу, пов’язані між собою з гангліозними клітинами, які складають шар гангліозних клітин і клітинні процеси яких разом у кінцевому рахунку утворюють зоровий нерв. Існує також складне горизонтальне взаємозв'язок клітин сітківкищо реалізується горизонтальними клітинами та амакринними клітинами.

Сітківка стабілізується так званими клітинами Мюллера, гліальними клітинами сітківкиякі охоплюють всю сітківку ока і діють як каркас.

функція

Фоторецептори людського ока використовуються для виявлення падаючого світла. Око чутливе до світлових променів з довжиною хвилі від 400 до 750 нм. Це відповідає кольорам від синього до зеленого до червоного. Світлові промені нижче цього спектра називаються ультрафіолетовими, а вище - інфрачервоними. Обидва вони вже не видно людському оку і можуть навіть пошкодити око та спричинити помутніння кришталика.

Більше на цю тему: Катаракта

Шишки відповідають за кольоровий зір і вимагають більше світла для випромінювання сигналів. Для реалізації кольорового зору існує три типи конусів, кожен з яких відповідає за різну довжину хвилі видимого світла і має максимум поглинання на цих довжинах хвиль. Тому фотопігменти, опсини зорового пігменту конусів, відрізняються і утворюють 3 підгрупи: сині конуси з максимумом поглинання (AM) 420 нм, зелені конуси з AM 535 нм і червоні конуси з AM 565 нм. Якщо світло цього спектра довжини хвилі потрапляє на рецептори, сигнал передається далі.

Більше на цю тему: Обстеження кольорового зору

Тим часом стрижні особливо чутливі до падіння світла і тому використовуються для виявлення навіть дуже мало світла, особливо в темряві. Його диференціюють лише від світлого від темного, але не за кольором. Зоровий пігмент стрижневих клітин, який також називають родопсином, має максимум поглинання при довжині хвилі 500 нм.

завдання

Як вже було описано, конусні рецептори використовуються для денного зору. Завдяки трьом типам колбочок (синьому, червоному та зеленому) та процесу адитивного змішування кольорів можна побачити кольори, які ми бачимо. Цей процес відрізняється від фізичного, субтрактивного змішування кольорів, що має місце, наприклад, при змішуванні кольорів художників.

Крім того, конуси, особливо в оглядовій ямі - місці найгострішого зору - також забезпечують чітке бачення з високою роздільною здатністю. Це також обумовлено, зокрема, їх нервовим взаємозв’язком. Менше колбочок призводить до відповідного нейрону ганглія, ніж з паличками; тому роздільна здатність краща, ніж у паличок. В Fovea centralis є навіть переадресація 1: 1.

Натомість стержні мають максимум з максимумом поглинання 500 нм, який знаходиться посередині зони видимого світла. Тож вони реагують на світло з широкого спектра. Однак, оскільки вони мають лише родопсин, вони не можуть відокремлювати світло різної довжини хвилі. Однак їх великою перевагою є те, що вони чутливіші за шишки. Значно меншої падіння світла також достатньо для досягнення порогу реакції для стрижнів. Тому їх використовують, щоб бачити в темряві, коли людське око є дальтоніком. Однак роздільна здатність набагато гірша, ніж у конусів. Більше паличок сходяться, тобто сходяться, ведуть до нейрону ганглія. Це означає, що незалежно від того, який стрижень з бинта збуджений, нейрон ганглія активується. Тому неможливо мати настільки хороший просторовий поділ, як у шипів.

Цікаво відзначити, що стрижневі вузли є також датчиками для так званої магноцелюлярної системи, яка відповідає за рух та сприйняття контуру.

Крім того, той чи інший, можливо, вже помічав, що зірки знаходяться не у фокусі поля зору вночі, а навпаки, на краю. Це тому, що фокус проектується на яму зору, але він не має паличок. Вони лежать навколо них, тому ви можете бачити зірки навколо фокусу центру погляду.

розподіл

Завдяки різним завданням, шишки та палички в оці також розподіляються по-різному за своєю щільністю. Шишки використовуються для гострого зору з диференціацією кольорів протягом дня. Отже, ви знаходитесь у центрі сітківки найпоширеніша (жовта пляма - Жовта пляма) і в центральній ямі (Fovea centralis) - єдині рецептори (відсутні палички). Оглядова яма є місцем найгострішого зору і спеціалізується на денному світлі. Стрижні мають максимальну щільність парафовеальну, тобто навколо центральної зорової ямки. На периферії щільність фоторецепторів швидко зменшується, внаслідок чого в більш віддалених частинах присутні майже лише стержні.

розмір

Шишки та палички для їжі певною мірою поділяють план, але потім змінюються. Взагалі кажучи, палички для їжі трохи довші за шишки.

Стрижневі фоторецептори мають середню довжину приблизно 50 мкм і діаметр приблизно 3 мкм у найбільш щільно упакованих місцях, тобто в парафовеальній області для стрижнів.

Конусоподібні фоторецептори дещо коротші за палички і мають діаметр 2 мкм у центральній ямці, так званій ямі зору, в регіоні з найбільшою щільністю.

номер

Людське око має величезну кількість фоторецепторів. Тільки одне око має близько 120 мільйонів стрижневих рецепторів для скотопічного зору (у темряві), тоді як існує близько 6 мільйонів конусних рецепторів для денного зору.

Обидва рецептори зближують свої сигнали з приблизно мільйоном гангліозних клітин, завдяки чому аксони (розширення клітин) цих гангліозних клітин складають зоровий нерв у вигляді пучка і втягують їх у мозок, щоб сигнали могли там централізовано оброблятися.

Більше інформації можна знайти тут: Візуальний центр

Порівняння паличок і колбочок

Як вже було описано, палички та конуси мають незначні відмінності в структурі, але це несерйозно. Набагато важливіше різне їх функціонування.

Стрижні набагато чутливіші до світла і тому можуть виявляти навіть низький рівень світла, але лише розрізняють світло і темно. Крім того, вони трохи товщі конусів і передаються збіжним способом, завдяки чому їх роздільна здатність є нижчою.

З іншого боку, колбочки вимагають більшої кількості світла, але можуть забезпечити кольоровий зір завдяки своїм трьом підформам. Завдяки меншому діаметру та менш сильно збіжній передачі, передачі до 1: 1 у фовеа центральній ямці, вони мають чудову роздільну здатність, яку можна використовувати лише вдень.

Жовта точка

Жовта пляма, яке також називають жовтою точкою, - це місце на сітківці, з яким люди в першу чергу бачать. Назву дало жовтувате забарвлення цієї точки на очному дні. Жовта пляма - це місце сітківки з більшістю фоторецепторів. Окрім Макула залишились майже лише стержні, які повинні розрізняти світле і темне.

Макула все ще містить так звану візуальну яму в центрі, Fovea centralis. Це точка найгострішого зору. Оглядова яма містить лише конуси з максимальною щільністю упаковки, сигнали яких передаються 1: 1, так що роздільна здатність тут найкраща.

Дистрофія

Дистрофії, патологічні зміни в тканинах тіла, що викликають сітківки зазвичай генетично закріплені, тобто вони можуть бути успадковані від батьків або придбані в результаті нової мутації. Деякі ліки можуть викликати симптоми, схожі на дистрофію сітківки. Хвороби мають спільне, що симптоми з’являються лише протягом життя, і вони мають хронічний, але прогресуючий перебіг. Перебіг дистрофій може сильно відрізнятися від хвороби до хвороби, але він також може сильно коливатися в межах захворювання. Курс може навіть змінюватися в межах постраждалої родини, так що не можна робити загальних заяв. Однак при деяких захворюваннях воно може перерости у сліпоту.

Залежно від захворювання, гострота зору може дуже швидко зменшуватися або поступово погіршуватися протягом декількох років. Симптоми, незалежно від того, змінюється центральне поле зору, або втрата поля зору прогресує ззовні всередину, також змінюються залежно від захворювання.

Спочатку діагностувати дистрофію сітківки може бути важко. Однак існує безліч діагностичних процедур, які можуть зробити діагноз можливим; ось невеликий вибір:

Офтальмоскопія: часто виявляються видимі зміни, такі як відкладення на очному дні
електроретинографія, яка вимірює електричну реакцію сітківки на світлові подразники
електроокулографія, яка вимірює зміни електричного потенціалу сітківки при русі очей.

На жаль, в даний час буває так, що причинне чи профілактичне лікування не відоме для більшості генетично спричинених дистрофічних захворювань. Однак в даний час проводиться багато досліджень у галузі генної інженерії, хоча ці методи терапії наразі перебувають лише на етапі дослідження.

Візуальний пігмент

Зоровий пігмент людини складається з глікопротеїну, званого опсином, і так званого 11-цис-ретиналь, який є хімічною модифікацією вітаміну А1. Це також пояснює важливість вітаміну А для гостроти зору. Симптоми важкого дефіциту можуть призвести до нічної сліпоти і, в крайньому випадку, до сліпоти.

Разом з 11-цис-сітківкою в клітинну мембрану вбудовується власний опсин організму, який існує у різних формах для паличок і трьох типів конусів ("конус опсин"). Під впливом світла комплекс змінюється: 11-цис-сітківка змінюється на повністю транс-сітківку, а опсин також змінюється. Наприклад, у випадку із стрижнями виробляється метарходопсин II, який приводить в рух сигнальний каскад і повідомляє про падіння світла.

Червоний Зелений слабкість

Червоно-зелена слабкість або сліпота - це порушення роботи кольорового зору, яке є вродженим та успадкованим Х-зв’язком з неповною пенетрантністю. Однак може також статися, що це нова мутація, і тому жоден із батьків не має цього генетичного дефекту. Оскільки у чоловіків лише одна Х-хромосома, вони набагато частіше хворіють на хворобу і вражають до 10% чоловічого населення. Однак уражається лише 0,5% жінок, оскільки вони можуть компенсувати дефектну Х-хромосому здоровою другою.

Червоно-зелена слабкість заснована на тому, що відбулася генетична мутація зорового білка опсину в його зеленій або червоній ізоформі. Це змінює довжину хвилі, до якої чутливий опсин, і тому червоні та зелені тони не можуть бути достатньо диференційовані. Мутація частіше відбувається в опсині для зеленого зору.

Також існує ймовірність того, що кольоровий зір для одного з кольорів повністю відсутній, якщо, наприклад, гена, що кодує, більше немає. Викликається червона слабкість або сліпота Протаномалія або. Протанопія (для зеленого: Дейтераномалія або. Дейтеранопія).

Особливою формою є монохромний синій конус, тобто працюють лише сині конуси та синій зір; Червоний і зелений тоді також не можна розділити.

Детальніше про тему: