Анатомия-Лексикон

Пръчки и шишарки в окото

определение

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

Повече по този въпрос: Как работи зрението?

строителство

Ретината на човека също ретина наречен, е с дебелина общо 200 µm и се състои от различни клетъчни слоеве. Отвън са пигментните епителни клетки, които са много важни за метаболизма на ретина са чрез абсорбиране и разграждане на мъртви фоторецептори, а също и секретирани клетъчни компоненти, които възникват по време на зрителния процес.

По-нататък следвайте действителните фоторецептори, които са разделени на пръчки и конуси. И двете имат общо, че имат външен крайник, който сочи към пигментния епител и също има контакт с него. Това е последвано от тънък ресничка, чрез който се свързват външната и вътрешната връзка. В случай на пръчките, външната връзка е слой от мембранни дискове, подобно на купчина монети. В случая на шиповете обаче външната връзка се състои от мембранни гънки, така че външната връзка изглежда като вид гребен за коса в надлъжен разрез, като зъбите представляват отделните гънки.

Клетъчната мембрана на външния крайник съдържа зрителния пигмент на фоторецепторите. Цветът на конусите се нарича родопсин и се състои от гликопротеин опсин и 11-цис ретинал, модификация на витамин А1. Зрителните пигменти на конусите се различават от родопсина и един от друг по различни форми на опсин, но те имат и ретината. Зрителният пигмент в мембранните дискове и мембранните гънки се консумира от зрителния процес и трябва да бъде регенериран. Мембранните дискове и гънки са винаги новообразувани. Те мигрират от вътрешния член към външния член и в крайна сметка се освобождават, абсорбират и разграждат от пигментния епител. Неизправността на пигментния епител причинява отлагане на клетъчни остатъци и зрителен пигмент, какъвто е случаят например при заболяването на Ретинит пигментоза е.

Вътрешният член е действителното клетъчно тяло на фоторецепторите и съдържа клетъчното ядро и клетъчните органели. Тук се случват важни процеси, като отчитане на ДНК, производство на протеини или клетъчни пратеници; в случая на фоторецептори, глутаматът е пратеникът.

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

Специална характеристика на фоторецепторите е, че на тъмно предаващото вещество се освобождава за постоянно, при което освобождаването намалява, когато светлината падне. Така че не е като при другите клетки за възприятие, че стимулът води до повишено освобождаване на предаватели.

Съществуват биполярни клетки от пръчки и конуси, които от своя страна са свързани помежду си с ганглиозни клетки, които изграждат ганглиозния клетъчен слой и чиито клетъчни процеси заедно в крайна сметка образуват зрителния нерв. Съществува и сложна хоризонтална взаимовръзка на клетките на ретинакоето се реализира от хоризонтални клетки и амакринни клетки.

Ретината се стабилизира от така наречените клетки на Мюлер, 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. Светлинните лъчи под този спектър се означават като ултравиолетови, а по-горе като инфрачервени. И двете вече не се виждат от човешкото око и дори могат да увредят окото и да причинят непрозрачност на лещата.

Повече по тази тема: Катаракта

Конусите са отговорни за цветното зрение и изискват повече светлина, за да излъчват сигнали. За да се реализира цветно зрение, има три вида конуси, всеки от които е отговорен за различна дължина на вълната на видимата светлина и има своя абсорбционен максимум при тези дължини на вълните. Следователно фотопигментите, опсините на зрителния пигмент на конусите, се различават и образуват 3 подгрупи: сините конуси с максимум на поглъщане (AM) 420 nm, зелените конуси с AM 535 nm и червените конуси с AM от 565 nm. Ако светлината от този спектър с дължина на вълната уцели рецепторите, сигналът се предава.

Повече по тази тема: Изследване на цветно зрение

Междувременно пръчките са особено чувствителни към падането на светлина и поради това се използват за откриване дори на много малко светлина, особено на тъмно. Разграничава се само между светло и тъмно, но не и по отношение на цвета. Зрителният пигмент на пръчковидните клетки, наричан още родопсин, има максимум на абсорбция при дължина на вълната 500 nm.

задачи

Както вече беше описано, конусните рецептори се използват за дневно зрение. Чрез трите вида конуси (синьо, червено и зелено) и процес на смесване на адитивни цветове, цветовете, които виждаме, могат да се видят. Този процес се различава от физическото, изваждащо смесване на цветовете, какъвто е случаят, например, когато се смесват цветовете на художниците.

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

От друга страна, пръчките имат максимум с максимум на поглъщане 500 nm, което е точно в средата на диапазона на видимата светлина. Така те реагират на светлината от широк спектър. Тъй като обаче имат само родопсин, те не могат да разделят светлината с различни дължини на вълната. Голямото им предимство обаче е, че са по-чувствителни от конусите. Значително по-малка честота на светлина също е достатъчна за достигане на прага на реакция на пръчките. Следователно те се използват, за да виждат на тъмно, когато човешкото око е цветно-сляпо. Разделителната способност обаче е много по-лоша, отколкото при конусите. Повече пръчки се сближават, т.е. сближават, водят до ганглионен неврон. Това означава, че независимо от това кой прът от превръзката се възбужда, ганглийният неврон се активира. Следователно не е възможно да има толкова добро пространствено разделяне, както при шиповете.

Интересно е да се отбележи, че пръчковите възли са и сензори за така наречената магноцелуларна система, която е отговорна за движението и контурното възприятие.

Освен това едни или други вече може да 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 гледката, но той няма клечки. 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 тяхната плътност. Конусите се използват за остро зрение с диференциация на цветовете през деня. Следователно вие сте в центъра на ретина най-често (жълто петно - Макула лутеа) и в централната яма (Fovea centralis) са единствените налични рецептори (без пръчки). Гледната яма е мястото с най-остро зрение и е специализирана в дневната светлина. Пръчките имат своята максимална плътност парафовеална, т.е. около централната визуална яма. В периферията плътността на фоторецепторите бързо намалява, при което в по-отдалечените части присъстват почти само пръчки.

размер

Конусите и клечките донякъде споделят плана, но след това варират. Най-общо казано, клечките са малко по-дълги от конусите.

Пръчковидните фоторецептори имат средна дължина приблизително 50 µm и диаметър приблизително 3 µm на най-гъсто натъпканите места, т.е. парафовеалната област за пръчки.

Конусните фоторецептори са малко по-къси от пръчките и имат диаметър 2 µm в централната фовея, така наречената ямка на зрението, в региона с най-висока плътност.

номер

Човешкото око има огромно количество фоторецептори. Само едното око има около 120 милиона пръчковидни рецептора за скотопично зрение (на тъмно), докато има около 6 милиона конусни рецептори за дневно зрение.

И двата рецептора сближават сигналите си с около милион ганглиозни клетки, при което аксоните (клетъчните удължения) на тези ганглиозни клетки съставят зрителния нерв като сноп и ги изтеглят в мозъка, така че сигналите да могат да бъдат централно обработени там.

Повече информация можете да намерите тук: Визуален център

Сравнение на клечки и шишарки

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

Пръчките са много по-чувствителни към светлина и следователно могат да откриват дори ниска честота на светлина, но само правят разлика между светлина и тъмнина. Освен това те са малко по-дебели от конусите и се предават по сближаващ се начин, така че тяхната разделителна способност е по-ниска.

Конусите, от друга страна, изискват повече честота на светлината, но могат да дадат възможност за цветно зрение поради трите им подформи. Поради по-малкия им диаметър и по-слабо сближаващото предаване, предаване до 1: 1 в централната ямка, те имат отлична разделителна способност, която може да се използва само през деня.

Жълта точка

The Макула лутеа, наричано още жълтата точка, е мястото на ретината, с което хората виждат предимно. Името е дадено от жълтеникавото оцветяване на тази точка в очното дъно. Жълтото петно е мястото на ретина с повечето фоторецептори. С изключение на Макула остават почти само пръчки, които трябва да различават светлината от тъмното.

The Макула все още съдържа така наречената визуална яма в центъра, Fovea centralis. Това е точката на най-острото виждане. Ямката за гледане съдържа само конуси в тяхната максимална плътност на опаковане, чиито сигнали се предават 1: 1, така че разделителната способност е най-добрата тук.

Дистрофия

Дистрофии, патологични промени в телесната тъкан, които причиняват ретина обикновено са генетично закотвени, т.е.могат да бъдат наследени от родителите или придобити чрез нова мутация. Някои лекарства могат да причинят симптоми, подобни на дистрофия на ретината. Общото между заболяванията е, че симптомите се проявяват само в хода на живота и те имат хроничен, но прогресиращ ход. Ходът на дистрофиите може да варира значително от заболяване до заболяване, но може и да варира значително в рамките на заболяването. Курсът може дори да варира в рамките на засегнатото семейство, така че не могат да се правят общи изказвания. 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 в продължение на няколко години. Симптомите, независимо дали централното зрително поле се променя първо или загубата на зрителното поле прогресира отвън навътре, също са променливи в зависимост от заболяването.

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

Офталмоскопия: често се появяват видими промени като отлагания в очното дъно
електроретинография, която измерва електрическия отговор на ретината на светлинни стимули
електроокулография, която измерва промените в електрическия потенциал на ретината при движение на очите.

За съжаление понастоящем не е известна причинно-следствена или превантивна терапия за повечето генетично причинени дистрофични заболявания. Понастоящем обаче се провеждат много изследвания в областта на генното инженерство, въпреки че тези терапии в момента са само на фаза 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 също обяснява значението на витамин А за зрителната острота. Силните симптоми на дефицит могат да доведат до нощна слепота и в краен случай до слепота.

Заедно с 11-цис ретината, собственият опсин на тялото, който съществува в различни форми за пръчки и трите типа конуси ("конус опсин"), е вграден в клетъчната мембрана. Когато е изложен на светлина, комплексът се променя: 11-цис ретината се променя в изцяло транс-ретината и опсинът също се променя. В случая с пръчките например се произвежда метарходопсин II, който задейства сигнална каскада и отчита падането на светлината.

Червено зелено слабост

Червено-зелената слабост или слепота е неизправност на цветното зрение, което е вродено и наследено Х-свързано с непълна проникване. Въпреки това може 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, те са много по-склонни да получат болестта и да засегнат до 10% от мъжката популация. Само 0,5% от жените обаче са засегнати, тъй като те могат да компенсират дефектната Х хромозома със здравословна втора.

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

Съществува също така възможността цветното зрение за един от цветовете да отсъства напълно, ако например кодиращият ген вече не присъства. Нарича се червена слабост или слепота Протаномалия или. Протанопия (за зелено: Deuteranomaly или. Deuteranopia).

Специална форма е монохромният син конус, т.е. работят само сините конуси и синьото зрение; Тогава червеното и зеленото също не могат да бъдат разделени.

Прочетете повече по темата: