Анатомо-Лексикон

Жезлы и шишки в глазу

определение

Человеческий глаз имеет два типа фоторецепторов, которые позволяют нам видеть. С одной стороны, это рецепторы палочки, а с другой стороны рецепторы колбочек, которые снова подразделяются: синие, зеленые и красные рецепторы. Эти фоторецепторы представляют собой слой сетчатки и посылают сигнал связанным с ними передающим клеткам, если они обнаруживают падение света. Колбочки используются для светового зрения (цветное зрение и зрение днем), а палочки, с другой стороны, для скотопического зрения (восприятие в темноте).

Подробнее по этой теме: Как работает зрение?

строительство

Сетчатка человека тоже сетчатка называется, имеет общую толщину 200 мкм и состоит из различных слоев клеток. Снаружи находятся клетки пигментного эпителия, которые очень важны для метаболизма сетчатка происходит путем поглощения и разрушения мертвых фоторецепторов, а также секретируемых клеточных компонентов, возникающих во время зрительного процесса.

Далее внутрь следуют собственно фоторецепторы, которые разделены на стержни и колбочки. У обоих есть общее, что у них есть внешняя конечность, которая указывает на пигментный эпителий и также контактирует с ним. Далее следует тонкая ресничка, через которую соединяются внешнее звено и внутреннее звено. В случае стержней внешнее звено представляет собой слой мембранных дисков, похожий на стопку монет. Однако в случае шипов внешнее звено состоит из мембранных складок, так что внешнее звено в продольном сечении выглядит как своего рода гребешок для волос, а зубцы представляют собой отдельные складки.

Клеточная мембрана внешней конечности содержит зрительный пигмент фоторецепторов. Цвет колбочек называется родопсином и состоит из опсина гликопротеина и 11-цис-ретиналя, модификации витамина A1. Визуальные пигменты колбочек отличаются от родопсина и друг от друга разными формами опсина, но они также имеют сетчатку. Визуальный пигмент мембранных дисков и складок мембран потребляется визуальным процессом и должен восстанавливаться. Мембранные диски и складки всегда образуются заново. Они мигрируют от внутреннего члена к внешнему и в конечном итоге высвобождаются, абсорбируются и расщепляются пигментным эпителием. Нарушение функции пигментного эпителия вызывает отложение клеточного дебриса и зрительного пигмента, как, например, при заболевании Пигментный ретинит является.

Внутренний член является собственно клеточным телом фоторецепторов и содержит клеточное ядро и клеточные органеллы. Именно здесь происходят важные процессы, такие как считывание ДНК, производство белков или веществ-посредников клетки; в случае фоторецепторов глутамат является веществом-посредником.

Внутренняя конечность тонкая и имеет на конце так называемую рецепторную стопу, через которую клетка соединяется с так называемыми биполярными клетками (передающими клетками). Везикулы-передатчики с глутаматом хранятся в рецепторной основе. Это используется для передачи сигналов биполярным клеткам.

Особенностью фоторецепторов является то, что в темноте передающее вещество постоянно высвобождается, в результате чего высвобождение уменьшается при падении света. Таким образом, это не похоже на другие клетки восприятия, когда стимул приводит к усиленному высвобождению передатчиков.

Есть биполярные клетки палочек и колбочек, которые, в свою очередь, связаны с ганглиозными клетками, которые составляют слой ганглиозных клеток и чьи клеточные отростки вместе в конечном итоге образуют зрительный нерв. Также существует сложная горизонтальная взаимосвязь ячеек сетчаткакоторый реализуется горизонтальными клетками и амакриновыми клетками.

Сетчатка стабилизируется так называемыми клетками Мюллера, глиальными клетками сетчаткакоторые охватывают всю сетчатку и действуют как каркас.

функция

Фоторецепторы человеческого глаза используются для обнаружения падающего света. Глаз чувствителен к световым лучам с длинами волн от 400 до 750 нм. Это соответствует цветам от синего до зеленого и до красного. Лучи света ниже этого спектра называются ультрафиолетовыми, а выше - инфракрасными. Оба они больше не видны человеческому глазу и могут даже повредить глаз и вызвать помутнение хрусталика.

Подробнее по этой теме: Катаракта

Колбочки отвечают за цветовое зрение и требуют больше света для излучения сигналов. Чтобы реализовать цветовое зрение, существует три типа колбочек, каждый из которых отвечает за различную длину волны видимого света и имеет максимум поглощения на этих длинах волн. Фотопигменты, опсины зрительного пигмента колбочек, поэтому различаются и образуют 3 подгруппы: синие колбочки с максимумом поглощения (AM) 420 нм, зеленые колбочки с AM 535 нм и красные колбочки с AM. 565 нм.Если свет этого спектра длин волн попадает на рецепторы, сигнал передается.

Подробнее по этой теме: Исследование цветового зрения

Между тем стержни особенно чувствительны к падению света и поэтому используются для обнаружения даже очень слабого света, особенно в темноте. Различают только свет и тьму, но не по цвету. Визуальный пигмент палочковых клеток, также называемый родопсином, имеет максимум поглощения на длине волны 500 нм.

задачи

Как уже было описано, рецепторы колбочек используются для дневного зрения. Цвета, которые мы видим, можно увидеть с помощью трех типов колбочек (синего, красного и зеленого) и процесса аддитивного смешения цветов. Этот процесс отличается от физического субтрактивного смешения цветов, которое имеет место, например, при смешивании цветов художников.

Кроме того, конусы, особенно в смотровой яме - месте наиболее острого зрения - также обеспечивают четкое зрение с высоким разрешением. Это также связано, в частности, с их нейронной взаимосвязью. К соответствующему нейрону ганглия ведет меньше колбочек, чем к палочкам; поэтому разрешение лучше, чем у палочек для еды. В Центральная ямка есть даже переадресация 1: 1.

С другой стороны, стержни имеют максимум поглощения 500 нм, что находится прямо в середине диапазона видимого света. Таким образом, они реагируют на свет широкого спектра. Однако, поскольку в них есть только родопсин, они не могут разделить свет с разными длинами волн. Однако их большое преимущество в том, что они более чувствительны, чем колбочки. Значительно меньшего падения света также достаточно для достижения порога реакции стержней. Поэтому они используются, чтобы видеть в темноте, когда человеческий глаз дальтоник. Однако разрешение намного хуже, чем с конусами. Больше стержней сходятся, то есть сходятся, приводят к ганглиозному нейрону. Это означает, что независимо от того, какой стержень от повязки возбужден, нейрон ганглия активируется. Поэтому невозможно получить такое хорошее пространственное разделение, как с шипами.

Интересно отметить, что стержневые узлы также являются датчиками так называемой магно-клеточной системы, которая отвечает за движение и восприятие контуров.

Кроме того, кто-то, возможно, уже заметил, что звезды ночью находятся не в фокусе поля зрения, а на краю. Это потому, что фокус проецируется на яму обзора, но у него нет палочек для еды. Они лежат вокруг них, так что вы можете видеть звезды вокруг центра взгляда.

распределение

Колбочки и палочки в глазу из-за различных задач также по-разному распределены по плотности. Колбочки используются для четкого зрения с цветовой дифференциацией в течение дня. Таким образом, вы находитесь в центре сетчатка наиболее часто встречается (желтое пятно - Желтое пятно) и в центральной яме (Центральная ямка) являются единственными присутствующими рецепторами (без стержней). Смотровая яма является местом самого острого зрения и специализируется на дневном свете. Стержни имеют максимальную плотность парафовеаль, то есть вокруг центральной зрительной ямки. На периферии плотность фоторецепторов быстро уменьшается, в результате чего в более отдаленных частях присутствуют почти только палочки.

размер

Конусы и палочки для еды в некоторой степени имеют общий план, но затем различаются. Вообще говоря, палочки для еды немного длиннее шишек.

Стержневые фоторецепторы имеют среднюю длину около 50 мкм и диаметр около 3 мкм в наиболее плотно упакованных местах, то есть в парафовеальной области стержней.

Конические фоторецепторы несколько короче стержней и имеют диаметр 2 мкм в центральной ямке, так называемой ямке зрения, в области с наибольшей плотностью.

номер

Человеческий глаз имеет огромное количество фоторецепторов. Один только глаз имеет около 120 миллионов рецепторов палочек для скотопического зрения (в темноте), в то время как есть около 6 миллионов рецепторов колбочек для дневного зрения.

Оба рецептора преобразуют свои сигналы примерно в миллион ганглиозных клеток, посредством чего аксоны (расширения клеток) этих ганглиозных клеток образуют зрительный нерв в виде пучка и втягивают их в мозг, чтобы там можно было централизованно обрабатывать сигналы.

Более подробную информацию можно найти здесь: Визуальный центр

Сравнение палочек и шишек

Как уже было описано, стержни и колбочки имеют небольшие различия в структуре, но это несерьезно. Гораздо важнее их разные функции.

Жезлы намного более чувствительны к свету и поэтому могут обнаруживать даже слабое падение света, но различать только свет и темноту. Кроме того, они немного толще, чем конусы, и проходят сходящимся образом, так что их разрешающая способность ниже.

Колбочки, с другой стороны, требуют большего падения света, но могут обеспечивать цветовое зрение из-за своих трех подформ. Из-за их меньшего диаметра и менее сильно сходящейся передачи, передачи до 1: 1 в центральной ямке, они имеют отличное разрешение, которое можно использовать только в течение дня.

Желтая точка

В Желтое пятнотакже называемая желтой точкой - это место на сетчатке глаза, с помощью которого люди в первую очередь видят. Название было дано по желтоватой окраске этой точки на глазном дне. Желтое пятно - место сетчатка с большинством фоторецепторов. Кроме Макула остались почти одни стержни, которые должны различать свет и тьму.

В Макула все еще есть так называемая визуальная яма в центре, Центральная ямка. Это точка самого острого зрения. Смотровая яма содержит только конусы с максимальной плотностью упаковки, сигналы которых передаются 1: 1, так что разрешение здесь наилучшее.

Дистрофия

Дистрофии, патологические изменения тканей организма, вызывающие сетчатка обычно генетически закреплены, т.е. они могут быть унаследованы от родителей или приобретены в результате новой мутации. Некоторые лекарства могут вызывать симптомы, похожие на дистрофию сетчатки. Общим для этих заболеваний является то, что симптомы появляются только в течение жизни и имеют хроническое, но прогрессирующее течение. Течение дистрофии может сильно варьироваться от болезни к болезни, но также может сильно колебаться в пределах болезни. Курс может даже меняться в пределах затронутой семьи, поэтому нельзя делать никаких общих заявлений. Однако при некоторых заболеваниях он может прогрессировать до слепоты.

В зависимости от заболевания острота зрения может снижаться очень быстро или постепенно ухудшаться в течение нескольких лет. Симптомы, независимо от того, изменяется ли сначала центральное поле зрения или прогрессирует потеря поля зрения извне внутрь, также варьируются в зависимости от заболевания.

Поначалу может быть сложно диагностировать дистрофию сетчатки. Однако существует множество диагностических процедур, которые могут сделать диагноз; вот небольшой выбор:

Офтальмоскопия: часто обнаруживаются видимые изменения, такие как отложения на глазном дне.
электроретинография, которая измеряет электрический ответ сетчатки на световые раздражители
электроокулография, при которой измеряются изменения электрического потенциала сетчатки при движении глаз.

К сожалению, в настоящее время неизвестна причинная или профилактическая терапия большинства генетически обусловленных дистрофических заболеваний. Тем не менее, в настоящее время проводится множество исследований в области генной инженерии, хотя эти методы лечения в настоящее время находятся только на стадии изучения.

Визуальный пигмент

Зрительный пигмент человека состоит из гликопротеина, называемого опсином, и так называемого 11-цис-ретиналя, который представляет собой химическую модификацию витамина A1. Это также объясняет важность витамина А для остроты зрения. Симптомы тяжелой недостаточности могут привести к куриной слепоте, а в крайних случаях - к слепоте.

Вместе с сетчаткой из 11 цис в клеточную мембрану встроен собственный опсин организма, который существует в различных формах для палочек и трех типов колбочек («колбочковый опсин»). Под воздействием света комплекс меняется: сетчатка из 11 цис превращается в сетчатку, полностью трансформирующуюся в сетчатку, а также изменяется опсин. В случае стержней, например, вырабатывается метародопсин II, который приводит в движение сигнальный каскад и сообщает о падении света.

Красный Зеленый слабость

Красно-зеленая слабость или слепота - это нарушение цветового зрения, которое является врожденным и унаследованным Х-сцепленным с неполной пенетрантностью. Однако также может быть, что это новая мутация, и поэтому ни у одного из родителей нет этого генетического дефекта. Поскольку у мужчин только одна Х-хромосома, они с гораздо большей вероятностью могут заболеть этой болезнью и затронуть до 10% мужского населения. Однако страдают только 0,5% женщин, так как они могут компенсировать дефектную Х-хромосому здоровой второй хромосомой.

Слабость красно-зеленого цвета основана на том факте, что произошла генетическая мутация визуального белка опсина либо в его зеленой, либо в красной изоформе. Это изменяет длину волны, к которой чувствителен опсин, и поэтому красные и зеленые тона не могут быть достаточно дифференцированы. Мутация чаще встречается в опсине зеленого зрения.

Также существует вероятность того, что цветовое зрение для одного из цветов полностью отсутствует, если, например, кодирующий ген больше не присутствует. Красная слабость или слепота называется Протаномалия или же. Протанопия (для зеленого: Дейтераномалия или же. Дейтеранопия).

Особой формой является синий конус монохромный, т.е. работают только синие конусы и синее зрение; Тогда нельзя разделить красный и зеленый.

Подробнее по теме: