Anatomia-Leksykon

Pręciki i czopki w oku

definicja

Oko ludzkie ma dwa rodzaje fotoreceptorów, które umożliwiają nam widzenie. Z jednej strony istnieją receptory pręcików, z drugiej zaś receptory czopkowe, które są ponownie podzielone: receptory niebieski, zielony i czerwony. Te fotoreceptory reprezentują warstwę siatkówki i wysyłają sygnał do połączonych z nimi komórek transmitujących, jeśli wykryją padanie światła. Czopki służą do widzenia fotopowego (widzenie barwne i widzenie dzienne), natomiast pręciki do widzenia skotopowego (percepcja w ciemności).

Więcej na ten temat: Jak działa wizja?

budowa

Ludzka siatkówka też Siatkówka oka tzw. ma w sumie 200 µm grubości i składa się z różnych warstw komórek. Na zewnątrz znajdują się komórki nabłonka barwnikowego, które są bardzo ważne dla metabolizmu Siatkówka oka polegają na pochłanianiu i rozkładaniu martwych fotoreceptorów, a także wydzielanych składników komórkowych, które powstają podczas procesu widzenia.

Dalej do wewnątrz podążają za rzeczywistymi fotoreceptorami, które są podzielone na pręciki i czopki. Oba mają wspólną cechę, że mają zewnętrzną kończynę skierowaną w stronę nabłonka barwnikowego i również stykają się z nim. Po tym następuje cienka rzęska, przez którą połączone są zewnętrzne ogniwo i wewnętrzne ogniwo. W przypadku prętów ogniwem zewnętrznym jest warstwa krążków membranowych, podobna do stosu monet. Jednak w przypadku czopów, zewnętrzne ogniwo składa się z fałd błony, tak że zewnętrzne ogniwo wygląda jak rodzaj grzebienia do włosów w przekroju podłużnym, z zębami reprezentującymi poszczególne fałdy.

Błona komórkowa kończyny zewnętrznej zawiera wizualny pigment fotoreceptorów. Kolor czopków nazywany jest rodopsyną i składa się z glikoproteiny opsyny oraz 11-cis retinalu, modyfikacji witaminy A1. Wizualne pigmenty czopków różnią się od rodopsyny i od siebie różnymi formami opsyny, ale mają też siatkówkę. Wizualny pigment w dyskach membrany i fałdach błony jest zużywany w procesie wizualnym i musi zostać zregenerowany. Dyski i fałdy membrany są zawsze nowo utworzone. Migrują z członu wewnętrznego do członu zewnętrznego i ostatecznie są uwalniane, wchłaniane i rozkładane przez nabłonek pigmentowy. Wadliwe działanie nabłonka barwnikowego powoduje odkładanie się resztek komórek i pigmentu wzrokowego, jak ma to np. Barwnikowe zwyrodnienie siatkówki jest.

Człon wewnętrzny jest właściwym ciałem komórkowym fotoreceptorów i zawiera jądro komórkowe i organelle komórkowe. To tutaj zachodzą ważne procesy, takie jak odczyt DNA, produkcja białek lub substancji przekaźników komórkowych; w przypadku fotoreceptorów substancją przekaźnikową jest glutaminian.

Kończyna wewnętrzna jest cienka i na końcu ma tzw. Stopę receptorową, przez którą komórka jest połączona z tzw. Komórkami bipolarnymi (komórki przekazujące). Pęcherzyki przekaźnikowe z substancją przekaźnikową glutaminianem są przechowywane w podstawie receptora. Służy do przesyłania sygnałów do komórek dwubiegunowych.

Szczególną cechą fotoreceptorów jest to, że w ciemności substancja przekaźnikowa jest stale uwalniana, przy czym uwalnianie zmniejsza się, gdy pada światło. Zatem nie jest tak, jak w przypadku innych komórek percepcyjnych, że bodziec prowadzi do zwiększonego uwalniania przekaźników.

Istnieją komórki dwubiegunowe pręcików i stożków, które z kolei są połączone z komórkami zwojowymi, które tworzą warstwę komórek zwojowych i których procesy komórkowe razem ostatecznie tworzą nerw wzrokowy. Istnieje również złożone poziome wzajemne połączenie komórek Siatkówka okaktóry jest realizowany przez komórki poziome i komórki amakrynowe.

Siatkówka jest stabilizowana przez tak zwane komórki Müllera, komórki glejowe Siatkówka okaktóre obejmują całą siatkówkę i działają jako szkielet.

funkcjonować

Fotoreceptory ludzkiego oka służą do wykrywania padającego światła. Oko jest wrażliwe na promienie świetlne o długości fal od 400 do 750 nm, co odpowiada kolorom od niebieskiego do zielonego do czerwonego.Promienie poniżej tego widma określane są jako ultrafiolet, a powyżej jako podczerwień. Obie nie są już widoczne dla ludzkiego oka i mogą nawet uszkodzić oko i spowodować zmętnienie soczewki.

Więcej na ten temat: Zaćma

Czopki są odpowiedzialne za widzenie kolorów i wymagają więcej światła, aby emitować sygnały. Aby zrealizować widzenie kolorów, istnieją trzy rodzaje czopków, z których każdy odpowiada za inną długość fali światła widzialnego i ma przy tych długościach swoje maksimum pochłaniania. Fotopigmenty, opsy wizualnego pigmentu czopków, różnią się zatem i tworzą 3 podgrupy: niebieskie czopki z maksimum absorpcji (AM) 420 nm, zielone czopki z AM 535 nm i czerwone z AM 565 nm. Jeśli światło o tej długości fali uderza w receptory, sygnał jest przekazywany dalej.

Więcej na ten temat: Badanie widzenia kolorów

Tymczasem pręty są szczególnie wrażliwe na padanie światła i dlatego są używane do wykrywania nawet bardzo niewielkiego światła, zwłaszcza w ciemności. Rozróżnia się tylko jasne i ciemne, ale nie pod względem koloru. Wizualny pigment komórek pręcików, zwany także rodopsyną, ma maksimum absorpcji przy długości fali 500 nm.

zadania

Jak już opisano, receptory czopków są używane do widzenia w ciągu dnia. Dzięki trzem rodzajom stożków (niebieskim, czerwonym i zielonym) oraz procesowi addytywnego mieszania kolorów można zobaczyć kolory, które widzimy. Proces ten różni się od fizycznego, subtraktywnego mieszania kolorów, które ma miejsce na przykład podczas mieszania kolorów malarzy.

Ponadto stożki, zwłaszcza w otworze obserwacyjnym - miejscu najostrzejszego widzenia - umożliwiają również ostre widzenie przy wysokiej rozdzielczości. Wynika to w szczególności z ich połączenia neuronowego. Mniej czopków prowadzi do odpowiedniego neuronu zwojowego niż do pręcików; rozdzielczość jest zatem lepsza niż w przypadku pałeczek. w Fovea centralis jest nawet przekazywanie 1: 1.

Z drugiej strony pręty mają maksimum z maksimum absorpcji 500 nm, czyli dokładnie w środku zakresu światła widzialnego. Więc reagują na światło z szerokiego spektrum. Jednak ponieważ mają tylko rodopsynę, nie mogą oddzielać światła o różnych długościach fal. Jednak ich wielką zaletą jest to, że są bardziej wrażliwe niż szyszki. Do osiągnięcia progu reakcji prętów wystarczy też znacznie mniej światła. Dlatego są używane do widzenia w ciemności, gdy ludzkie oko jest ślepe na kolory. Rozdzielczość jest jednak znacznie gorsza niż w przypadku stożków. Więcej prętów zbiegających się, tj. Zbiegających się, prowadzi do neuronu zwojowego. Oznacza to, że niezależnie od tego, który pręt z bandaża jest podekscytowany, aktywowany jest neuron zwojowy. Dlatego nie jest możliwe uzyskanie tak dobrego oddzielenia przestrzennego, jak w przypadku czopów.

Warto zauważyć, że zespoły prętów są również czujnikami dla tak zwanego układu magnokomórkowego, który jest odpowiedzialny za ruch i percepcję konturu.

Ponadto jeden lub drugi mógł już zauważyć, że gwiazdy nie znajdują się w ognisku pola widzenia w nocy, ale raczej na krawędzi. Dzieje się tak, ponieważ fokus jest rzutowany na dół widoku, ale nie ma pałeczek. Znajdują się one wokół nich, więc możesz zobaczyć gwiazdy wokół punktu skupienia wzroku.

dystrybucja

Ze względu na różne zadania, czopki i pręciki w oku są również rozmieszczone inaczej pod względem gęstości. Czopki służą do ostrego widzenia z różnicowaniem kolorów w ciągu dnia. Dlatego jesteś w centrum Siatkówka oka najczęściej (żółta plamka - Macula lutea) oraz w dole centralnym (Fovea centralis) są jedynymi obecnymi receptorami (bez pręcików). Punkt widokowy jest miejscem najostrzejszego widzenia i specjalizuje się w świetle dziennym. Pręciki mają swoje maksymalne zagęszczenie w okolicy łodygi, tj. Wokół centralnego dołu wzrokowego. Na obrzeżach gęstość fotoreceptorów gwałtownie spada, przy czym w bardziej odległych częściach występują prawie tylko pręciki.

rozmiar

Szyszki i pałeczki do pewnego stopnia mają wspólny schemat, ale potem się różnią. Ogólnie rzecz biorąc, pałeczki są nieco dłuższe niż szyszki.

Fotoreceptory pręcikowe mają średnią długość ok. 50 µm i średnicę ok. 3 µm w najbardziej gęsto upakowanych miejscach, tj. W okolicy parafilowej dla pręcików.

Fotoreceptory stożkowe są nieco krótsze niż pręciki i mają średnicę 2 µm w dołku centralnym, tak zwanej jamie widzenia, w obszarze o największej gęstości.

numer

Oko ludzkie ma przytłaczającą liczbę fotoreceptorów. Tylko jedno oko ma około 120 milionów receptorów pręcików dla widzenia skotopowego (w ciemności), podczas gdy jest około 6 milionów receptorów czopkowych dla widzenia dziennego.

Oba receptory zbiegają swoje sygnały do około miliona komórek zwojowych, dzięki czemu aksony (rozszerzenia komórek) tych komórek zwojowych tworzą nerw wzrokowy jako wiązkę i wciągają je do mózgu, aby sygnały mogły być tam przetwarzane centralnie.

Więcej informacji można znaleźć tutaj: Centrum wizualne

Porównanie pałeczek i szyszek

Jak już opisano, pręty i stożki mają niewielkie różnice w budowie, ale nie są to poważne. O wiele ważniejsza jest ich odmienna funkcja.

Pręty są znacznie bardziej wrażliwe na światło i dlatego mogą wykrywać nawet niewielkie ilości światła, ale rozróżniają tylko światło i ciemność. Ponadto są nieco grubsze niż stożki i są przenoszone w sposób zbieżny, przez co ich zdolność rozdzielcza jest niższa.

Z drugiej strony, szyszki wymagają większej ilości światła, ale mogą umożliwić widzenie kolorów ze względu na ich trzy podformy. Ze względu na mniejszą średnicę i mniej zbieżną transmisję, do 1: 1 w dołku centralnym, mają doskonałą rozdzielczość, z której można korzystać tylko w ciągu dnia.

Żółty punkt

Plik Macula lutea, zwany także żółtym punktem, to miejsce na siatkówce, z którym ludzie przede wszystkim patrzą. Nazwa pochodzi od żółtawego zabarwienia tego punktu w dnie oka. Żółta plama to miejsce Siatkówka oka z większością fotoreceptorów. Z wyjątkiem Plama pozostały prawie tylko pręciki, które mają odróżniać światło od ciemności.

Plik Plama nadal zawiera tak zwany wizualny dół pośrodku, Fovea centralis. To jest punkt najostrzejszej wizji. W jamie obserwacyjnej znajdują się tylko stożki w maksymalnej gęstości upakowania, których sygnały są przesyłane 1: 1, tak więc rozdzielczość jest tutaj najlepsza.

Dystrofia

Dystrofie, patologiczne zmiany w tkankach organizmu, które powodują Siatkówka oka są zwykle zakotwiczone genetycznie, tj. mogą być odziedziczone po rodzicach lub nabyte przez nową mutację. Niektóre leki mogą powodować objawy podobne do dystrofii siatkówki. Cechą wspólną tych chorób jest to, że objawy pojawiają się dopiero w trakcie życia i mają przewlekły, ale postępujący przebieg. Przebieg dystrofii może się znacznie różnić w zależności od choroby, ale może również ulegać znacznym wahaniom w obrębie choroby. Przebieg może się różnić nawet w obrębie rodziny dotkniętej chorobą, więc nie można sformułować żadnych ogólnych stwierdzeń. Jednak w niektórych chorobach może dojść do ślepoty.

W zależności od choroby ostrość wzroku może bardzo szybko się zmniejszać lub stopniowo pogarszać w ciągu kilku lat. Objawy, czy najpierw zmienia się centralne pole widzenia, czy utrata pola widzenia postępuje z zewnątrz do wewnątrz, są również zmienne w zależności od choroby.

Rozpoznanie dystrofii siatkówki może być początkowo trudne. Istnieje jednak wiele procedur diagnostycznych, które umożliwiają postawienie diagnozy; oto mały wybór:

Oftalmoskopia: często pojawiają się widoczne zmiany, takie jak złogi w dnie oka
elektroretinografia, która mierzy odpowiedź elektryczną siatkówki na bodźce świetlne
elektrookulografia, która mierzy zmiany potencjału elektrycznego siatkówki podczas ruchu oczu.

Niestety, obecnie nie jest znana żadna terapia przyczynowa ani zapobiegawcza w przypadku większości chorób dystroficznych o podłożu genetycznym. Jednak obecnie prowadzi się wiele badań w dziedzinie inżynierii genetycznej, chociaż terapie te są obecnie dopiero w fazie badań.

Wizualny pigment

Ludzki pigment wzrokowy składa się z glikoproteiny zwanej opsyną i tak zwanego 11-cis-retinalu, który jest chemiczną modyfikacją witaminy A1. To również wyjaśnia znaczenie witaminy A dla ostrości wzroku. Poważne objawy niedoboru mogą prowadzić do ślepoty nocnej, aw skrajnych przypadkach do ślepoty.

Wraz z siatkówką 11-cis, własna opsyna organizmu, która występuje w różnych formach dla pręcików i trzech typów czopków („czopek opsyny”), jest wbudowana w błonę komórkową. Pod wpływem światła kompleks zmienia się: siatkówka 11-cis zmienia się w siatkówkę całkowicie trans, a opsyna również ulega zmianie. Na przykład w przypadku pręcików wytwarzana jest metarodopsyna II, która wprawia w ruch kaskadę sygnałów i informuje o padaniu światła.

Słabość czerwono-zielona

Czerwono-zielone osłabienie lub ślepota jest wadą widzenia kolorów, która jest wrodzona i odziedziczona z X połączoną z niepełną penetracją. Jednak może być również tak, że jest to nowa mutacja i dlatego żaden z rodziców nie ma tej wady genetycznej. Ponieważ mężczyźni mają tylko jeden chromosom X, są znacznie bardziej narażeni na chorobę i dotykają do 10% męskiej populacji. Jednak tylko 0,5% kobiet jest dotkniętych chorobą, ponieważ mogą one skompensować wadliwy chromosom X zdrowym drugim chromosomem.

Słabość czerwono-zielona wynika z faktu, że nastąpiła mutacja genetyczna wizualnego białka opsyny w jego zielonej lub czerwonej izoformie. Zmienia to długość fali, na którą opsyna jest wrażliwa, a zatem odcienie czerwieni i zieleni nie mogą być dostatecznie zróżnicowane. Mutacja występuje częściej w opsynie zielonego widzenia.

Istnieje również możliwość, że widzenie kolorów dla jednego z kolorów jest całkowicie nieobecne, jeśli na przykład gen kodujący nie jest już obecny. Nazywa się czerwona słabość lub ślepota Protanomalia lub. Protanopia (dla zielonego: Deuteranomalia lub. Deuteranopia).

Specjalną formą jest monochromatyczny niebieski stożek, tj. Działają tylko niebieskie stożki i niebieskie widzenie; Nie można wtedy również rozdzielić czerwonego i zielonego.

Przeczytaj więcej na ten temat: