Ανατομία-Λεξικό

Ράβδοι και κώνοι στο μάτι

ορισμός

Το ανθρώπινο μάτι έχει δύο τύπους φωτοϋποδοχέων που μας επιτρέπουν να δούμε. Από τη μία πλευρά υπάρχουν οι υποδοχείς ράβδου και από την άλλη οι υποδοχείς κώνου, οι οποίοι υποδιαιρούνται ξανά: μπλε, πράσινοι και κόκκινοι υποδοχείς. Αυτοί οι φωτοϋποδοχείς αντιπροσωπεύουν ένα στρώμα του αμφιβληστροειδούς και στέλνουν ένα σήμα στα μεταδιδόμενα κύτταρα που συνδέονται με αυτά εάν ανιχνεύσουν μια συχνότητα φωτός. Οι κώνοι χρησιμοποιούνται για φωτοπτική όραση (έγχρωμη όραση και όραση την ημέρα) και οι ράβδοι, από την άλλη, για σκοτοπική όραση (αντίληψη στο σκοτάδι).

Περισσότερα για αυτό το θέμα: Πώς λειτουργεί το όραμα;

κατασκευή

Ο ανθρώπινος αμφιβληστροειδής επίσης αμφιβληστροειδής χιτώνας ονομάζεται, έχει συνολικό πάχος 200 μm και αποτελείται από διαφορετικά στρώματα κυττάρων. Στο εξωτερικό βρίσκονται τα επιθηλιακά κύτταρα της χρωστικής, τα οποία είναι πολύ σημαντικά για το μεταβολισμό του αμφιβληστροειδής χιτώνας είναι με απορρόφηση και διάσπαση νεκρών φωτοϋποδοχέων και επίσης εκκρινόμενα κυτταρικά συστατικά που προκύπτουν κατά τη διάρκεια της οπτικής διαδικασίας.

Περαιτέρω προς τα μέσα ακολουθήστε τους πραγματικούς φωτοϋποδοχείς, οι οποίοι χωρίζονται σε ράβδους και κώνους. Και οι δύο έχουν κοινό ότι έχουν ένα εξωτερικό άκρο που δείχνει προς το επιθήλιο της χρωστικής και επίσης έχει επαφή με αυτό. Αυτό ακολουθείται από ένα λεπτό τσίλι, μέσω του οποίου συνδέονται ο εξωτερικός σύνδεσμος και ο εσωτερικός σύνδεσμος. Στην περίπτωση των ράβδων, ο εξωτερικός σύνδεσμος είναι ένα στρώμα δίσκων μεμβράνης, παρόμοιο με μια στοίβα νομισμάτων. Στην περίπτωση των τενόνων, ωστόσο, ο εξωτερικός σύνδεσμος αποτελείται από πτυχώσεις μεμβράνης έτσι ώστε ο εξωτερικός σύνδεσμος να μοιάζει με ένα είδος χτένας μαλλιών σε ένα διαμήκες τμήμα, με τα δόντια να αντιπροσωπεύουν τις μεμονωμένες πτυχές.

Η κυτταρική μεμβράνη του εξωτερικού άκρου περιέχει την οπτική χρωστική των φωτοϋποδοχέων. Το χρώμα των κώνων ονομάζεται ροδοψίνη και αποτελείται από μια γλυκοπρωτεϊνη οψίνη και 11-cis αμφιβληστροειδή, μια τροποποίηση της βιταμίνης Α1. Οι οπτικές χρωστικές των κώνων διαφέρουν από τη ροδοψίνη και το ένα από το άλλο από διαφορετικές μορφές οψίνης, αλλά έχουν επίσης τον αμφιβληστροειδή. Η οπτική χρωστική ουσία στους δίσκους μεμβράνης και στις πτυχές της μεμβράνης καταναλώνεται με την οπτική διαδικασία και πρέπει να αναγεννηθεί. Οι δίσκοι και οι πτυχώσεις της μεμβράνης είναι πάντα πρόσφατα σχηματισμένοι Μεταναστεύουν από το εσωτερικό μέλος στο εξωτερικό μέλος και τελικά απελευθερώνονται και απορροφώνται και διασπώνται από το επιθήλιο της χρωστικής. Μια δυσλειτουργία του επιθηλίου χρωστικής προκαλεί εναπόθεση κυτταρικών υπολειμμάτων και οπτικής χρωστικής, όπως συμβαίνει για παράδειγμα στην ασθένεια του Retinitis pigmentosa είναι.

Το εσωτερικό μέλος είναι το πραγματικό κυτταρικό σώμα των φωτοϋποδοχέων και περιέχει τον πυρήνα του κυττάρου και τα οργανικά κύτταρα. Αυτό είναι όπου λαμβάνουν χώρα σημαντικές διεργασίες, όπως η ανάγνωση του DNA, η παραγωγή πρωτεϊνών ή ουσιών κυτταρικών αγγελιοφόρων · στην περίπτωση των φωτοϋποδοχέων, το γλουταμικό είναι η ουσία αγγελιοφόρος.

Το εσωτερικό άκρο είναι λεπτό και έχει το λεγόμενο πόδι υποδοχέα στο άκρο, μέσω του οποίου το κύτταρο συνδέεται με τα λεγόμενα διπολικά κύτταρα (κύτταρα προώθησης). Τα κυστίδια πομπού με την ουσία αγγελιοφόρου γλουταμινικό αποθηκεύονται στη βάση του υποδοχέα. Αυτό χρησιμοποιείται για τη μετάδοση σημάτων στα διπολικά κύτταρα.

Ένα ιδιαίτερο χαρακτηριστικό των φωτοϋποδοχέων είναι ότι στο σκοτάδι, η ουσία του πομπού απελευθερώνεται μόνιμα, οπότε η απελευθέρωση μειώνεται όταν πέφτει το φως. Επομένως, δεν συμβαίνει με άλλα κύτταρα αντίληψης ότι ένα ερέθισμα οδηγεί σε αυξημένη απελευθέρωση πομπών.

Υπάρχουν διπολικά κύτταρα ράβδου και κώνου, τα οποία με τη σειρά τους αλληλοσυνδέονται με τα κύτταρα γαγγλίου, τα οποία αποτελούν το στρώμα των γαγγλίων και των οποίων η επεξεργασία των κυττάρων σχηματίζουν τελικά το οπτικό νεύρο. Υπάρχει επίσης μια περίπλοκη οριζόντια διασύνδεση των κελιών του αμφιβληστροειδής χιτώναςπου πραγματοποιείται από οριζόντια κύτταρα και κύτταρα αμακρίνης.

Ο αμφιβληστροειδής σταθεροποιείται από τα λεγόμενα κύτταρα Müller, τα γλοιακά κύτταρα του αμφιβληστροειδής χιτώναςπου εκτείνεται σε ολόκληρο τον αμφιβληστροειδή και λειτουργεί ως πλαίσιο.

λειτουργία

Οι φωτοϋποδοχείς του ανθρώπινου ματιού χρησιμοποιούνται για την ανίχνευση περιστατικού φωτός. Το μάτι είναι ευαίσθητο σε ακτίνες φωτός με μήκη κύματος μεταξύ 400 - 750 nm. Αυτό αντιστοιχεί στα χρώματα από μπλε σε πράσινο έως κόκκινο. Οι ακτίνες φωτός κάτω από αυτό το φάσμα αναφέρονται ως υπεριώδεις και πάνω ως υπέρυθρες. Και οι δύο δεν είναι πλέον ορατές στο ανθρώπινο μάτι και μπορούν ακόμη και να βλάψουν το μάτι και να προκαλέσουν αδιαφάνεια του φακού.

Περισσότερα για αυτό το θέμα: Καταρράκτης

Οι κώνοι είναι υπεύθυνοι για την έγχρωμη όραση και απαιτούν περισσότερο φως για να εκπέμπουν σήματα. Προκειμένου να επιτευχθεί η έγχρωμη όραση, υπάρχουν τρεις τύποι κώνων, καθένας από τους οποίους είναι υπεύθυνος για ένα διαφορετικό μήκος κύματος ορατού φωτός και έχει το μέγιστο της απορρόφησής του σε αυτά τα μήκη κύματος. Οι φωτοχρωματισμοί, οι οψίνες της οπτικής χρωστικής των κώνων, επομένως διαφέρουν και σχηματίζουν 3 υποομάδες: οι μπλε κώνοι με μέγιστο απορρόφησης (AM) 420 nm, οι πράσινοι κώνοι με AM 535 nm και οι κόκκινοι κώνοι με AM 565 nm. Αν το φως αυτού του φάσματος μήκους κύματος χτυπήσει τους υποδοχείς, το σήμα μεταδίδεται.

Περισσότερα για αυτό το θέμα: Εξέταση της έγχρωμης όρασης

Εν τω μεταξύ, οι ράβδοι είναι ιδιαίτερα ευαίσθητοι στη συχνότητα του φωτός και επομένως χρησιμοποιούνται για την ανίχνευση ακόμη και ελάχιστου φωτός, ειδικά στο σκοτάδι. Διακρίνεται μόνο μεταξύ φωτός και σκοταδιού, αλλά όχι όσον αφορά το χρώμα. Η οπτική χρωστική των κυττάρων ράβδου, που ονομάζεται επίσης ροδοψίνη, έχει μέγιστο απορρόφησης σε μήκος κύματος 500 nm.

καθήκοντα

Όπως έχει ήδη περιγραφεί, οι κώνοι υποδοχείς χρησιμοποιούνται για όραση κατά τη διάρκεια της ημέρας. Μέσα από τους τρεις τύπους κώνων (μπλε, κόκκινο και πράσινο) και μια διαδικασία ανάμειξης πρόσθετων χρωμάτων, μπορούμε να δούμε τα χρώματα που βλέπουμε. Αυτή η διαδικασία διαφέρει από τη φυσική, αφαιρετική ανάμειξη χρωμάτων, κάτι που συμβαίνει, για παράδειγμα, όταν αναμιγνύονται τα χρώματα των ζωγράφων.

Επιπλέον, οι κώνοι, ειδικά στο κοίλωμα θέασης - ο τόπος της πιο έντονης όρασης - επιτρέπουν επίσης την ευκρινή όραση με υψηλή ανάλυση. Αυτό οφείλεται επίσης ιδίως στη νευρική διασύνδεσή τους. Λιγότεροι κώνοι οδηγούν σε αντίστοιχο νευρώνα γαγγλίου παρά με τις ράβδους. η ανάλυση είναι επομένως καλύτερη από ό, τι με τα ξυλάκια. Στο Fovea centralis υπάρχει ακόμη και προώθηση 1: 1.

Οι ράβδοι, από την άλλη πλευρά, έχουν μέγιστο με μέγιστο απορρόφησης 500 nm, το οποίο βρίσκεται ακριβώς στη μέση του εύρους ορατού φωτός. Έτσι αντιδρούν στο φως από ένα ευρύ φάσμα. Ωστόσο, δεδομένου ότι έχουν μόνο τη ροδοψίνη, δεν μπορούν να διαχωρίσουν το φως διαφορετικών μηκών κύματος. Ωστόσο, το μεγάλο τους πλεονέκτημα είναι ότι είναι πιο ευαίσθητοι από τους κώνους. Σημαντικά λιγότερη επίπτωση φωτός είναι επίσης αρκετή για να φτάσει το όριο αντίδρασης για τις ράβδους. Ως εκ τούτου, χρησιμοποιούνται για να βλέπουν στο σκοτάδι όταν το ανθρώπινο μάτι είναι τυφλό. Η ανάλυση, ωστόσο, είναι πολύ χειρότερη από ό, τι με τους κώνους. Περισσότερες ραβδώσεις συγκλίνουν, δηλαδή σύγκλιση, οδηγούν σε νευρώνα γαγγλίου. Αυτό σημαίνει ότι ανεξάρτητα από το ποια ράβδο από τον επίδεσμο διεγείρεται, ενεργοποιείται ο νευρώνας του γαγγλίου. Επομένως, δεν είναι δυνατόν να υπάρξει ένας τόσο καλός χωρικός διαχωρισμός όπως με τα τενόνια.

Είναι ενδιαφέρον να σημειωθεί ότι τα συγκροτήματα ράβδων είναι επίσης οι αισθητήρες για το λεγόμενο μαγνητοκυτταρικό σύστημα, το οποίο είναι υπεύθυνο για την κίνηση και την αντίληψη του περιγράμματος.

Επιπλέον, το ένα ή το άλλο μπορεί να έχει ήδη παρατηρήσει ότι τα αστέρια δεν βρίσκονται στο επίκεντρο του οπτικού πεδίου τη νύχτα, αλλά μάλλον στην άκρη. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η εστίαση προβάλλεται στο κενό, αλλά δεν έχει τσοπ στικς. Αυτά βρίσκονται γύρω τους, ώστε να μπορείτε να δείτε τα αστέρια γύρω από την εστίαση του κέντρου ματιάς.

κατανομή

Λόγω των διαφορετικών καθηκόντων τους, οι κώνοι και οι ράβδοι στο μάτι κατανέμονται επίσης διαφορετικά ως προς την πυκνότητά τους. Οι κώνοι χρησιμοποιούνται για ευκρινή όραση με διαφοροποίηση χρώματος κατά τη διάρκεια της ημέρας. Βρίσκεστε λοιπόν στο κέντρο του αμφιβληστροειδής χιτώνας πιο συνηθισμένο (κίτρινο σημείο - Macula lutea) και στο κεντρικό λάκκο (Fovea centralis) είναι οι μόνοι παρόντες υποδοχείς (χωρίς ράβδοι). Η κοιλότητα προβολής είναι το μέρος της πιο έντονης όρασης και ειδικεύεται στο φως της ημέρας. Οι ράβδοι έχουν την παραφορική μέγιστη πυκνότητα, δηλαδή γύρω από το κεντρικό οπτικό λάκκο. Στην περιφέρεια η πυκνότητα των φωτοϋποδοχέων μειώνεται γρήγορα, οπότε στα πιο απομακρυσμένα μέρη υπάρχουν μόνο μόνο ράβδοι.

Μέγεθος

Οι κώνοι και τα ξυλάκια μοιράζονται το σχέδιο σε κάποιο βαθμό, αλλά στη συνέχεια διαφέρουν. Σε γενικές γραμμές, τα ξυλάκια είναι ελαφρώς μεγαλύτερα από τους κώνους.

Οι φωτοϋποδοχείς ράβδου έχουν μέσο μήκος περίπου 50 μm και διάμετρο περίπου 3 μm στα πιο πυκνά μέρη, δηλαδή την παραφορική περιοχή για ράβδους.

Οι φωτοϋποδοχείς κώνου είναι κάπως κοντύτεροι από τις ράβδους και έχουν διάμετρο 2 μm στο fovea centralis, το λεγόμενο οπτικό όραμα, στην περιοχή με την υψηλότερη πυκνότητα.

αριθμός

Το ανθρώπινο μάτι έχει έναν συντριπτικό αριθμό φωτοϋποδοχέων. Μόνο ένα μάτι έχει περίπου 120 εκατομμύρια υποδοχείς ράβδων για σκοτοπική όραση (στο σκοτάδι), ενώ υπάρχουν περίπου 6 εκατομμύρια υποδοχείς κώνων για ημερήσια όραση.

Και οι δύο υποδοχείς συγκλίνουν τα σήματά τους σε περίπου ένα εκατομμύριο κύτταρα γαγγλίου, όπου οι άξονες (επεκτάσεις κυττάρων) αυτών των γαγγλίων κυττάρων αποτελούν το οπτικό νεύρο ως δέσμη και τα τραβούν στον εγκέφαλο, έτσι ώστε τα σήματα να μπορούν να υποβληθούν σε κεντρική επεξεργασία εκεί.

Περισσότερες πληροφορίες μπορείτε να βρείτε εδώ: Οπτικό κέντρο

Σύγκριση τσοπ στικς και κώνων

Όπως έχει ήδη περιγραφεί, οι ράβδοι και οι κώνοι έχουν μικρές διαφορές στη δομή, αλλά δεν είναι σοβαρές. Πολύ πιο σημαντικό είναι η διαφορετική λειτουργία τους.

Οι ράβδοι είναι πολύ πιο ευαίσθητες στο φως και μπορούν επομένως να ανιχνεύσουν ακόμη και χαμηλή συχνότητα φωτός, αλλά διακρίνουν μόνο το φως και το σκοτάδι. Επιπλέον, είναι ελαφρώς παχύτεροι από τους κώνους και μεταδίδονται με συγκλίνουσα τρόπο, έτσι ώστε η ισχύς ανάλυσής τους να είναι χαμηλότερη.

Οι κώνοι, από την άλλη πλευρά, απαιτούν μεγαλύτερη συχνότητα φωτός, αλλά μπορούν να επιτρέψουν την όραση χρώματος λόγω των τριών υπο-μορφών τους. Λόγω της μικρότερης διαμέτρου τους και της λιγότερο έντονα συγκλίνουσας μετάδοσης, έως και μετάδοση 1: 1 στο fovea centralis, έχουν εξαιρετική ανάλυση, η οποία μπορεί να χρησιμοποιηθεί μόνο κατά τη διάρκεια της ημέρας.

Κίτρινο σημείο

ο Macula lutea, που ονομάζεται επίσης το κίτρινο σημείο, είναι το μέρος στον αμφιβληστροειδή με το οποίο βλέπουν κυρίως οι άνθρωποι. Το όνομα δόθηκε από τον κιτρινωπό χρωματισμό αυτού του σημείου στο fundus του ματιού. Το κίτρινο σημείο είναι ο τόπος του αμφιβληστροειδής χιτώνας με τους περισσότερους φωτοϋποδοχείς. Εκτός από Κηλίδα Υπάρχουν σχεδόν μόνο ράβδοι αριστερά που υποτίθεται ότι διαφοροποιούν το φως από το σκοτάδι.

ο Κηλίδα περιέχει ακόμα το λεγόμενο οπτικό λάκκο στο κέντρο, Fovea centralis. Αυτό είναι το σημείο της πιο έντονης όρασης. Η κοιλότητα προβολής περιέχει μόνο κώνους στη μέγιστη πυκνότητα συσκευασίας τους, τα σήματα των οποίων μεταδίδονται 1: 1, έτσι ώστε η ανάλυση να είναι καλύτερη εδώ.

Δυστροφία

Δυστροφίες, παθολογικές αλλαγές στον ιστό του σώματος που προκαλούν αμφιβληστροειδής χιτώνας είναι συνήθως γενετικά αγκυροβολημένα, δηλαδή μπορούν είτε να κληρονομηθούν από τους γονείς είτε να αποκτηθούν μέσω μιας νέας μετάλλαξης. Ορισμένα φάρμακα μπορεί να προκαλέσουν συμπτώματα παρόμοια με τη δυστροφία του αμφιβληστροειδούς. Οι ασθένειες έχουν από κοινού ότι τα συμπτώματα εμφανίζονται μόνο κατά τη διάρκεια της ζωής και έχουν χρόνια αλλά προοδευτική πορεία. Η πορεία των δυστροφιών μπορεί να ποικίλλει σημαντικά από ασθένεια σε ασθένεια, αλλά μπορεί επίσης να κυμαίνεται σε μεγάλο βαθμό σε μια ασθένεια. Το μάθημα μπορεί ακόμη και να ποικίλει μέσα σε μια πληγείσα οικογένεια, ώστε να μην μπορούν να γίνουν γενικές δηλώσεις. Σε ορισμένες ασθένειες, ωστόσο, μπορεί να εξελιχθεί σε τύφλωση.

Ανάλογα με την ασθένεια, η οπτική οξύτητα μπορεί να μειωθεί πολύ γρήγορα ή σταδιακά να επιδεινωθεί για αρκετά χρόνια. Τα συμπτώματα, είτε το κεντρικό οπτικό πεδίο αλλάζει πρώτα είτε η απώλεια οπτικού πεδίου εξελίσσεται από το εξωτερικό στο εσωτερικό, είναι επίσης μεταβλητά ανάλογα με την ασθένεια.

Η διάγνωση δυστροφίας του αμφιβληστροειδούς μπορεί αρχικά να είναι δύσκολη. Ωστόσο, υπάρχουν πολλές διαγνωστικές διαδικασίες που επιτρέπουν τη διάγνωση. εδώ είναι μια μικρή επιλογή:

Οφθαλμοσκόπηση: εμφανίζονται ορατές αλλαγές, όπως καταθέσεις στο βυθό του ματιού
Ηλεκτρορετινογραφία, η οποία μετρά την ηλεκτρική απόκριση του αμφιβληστροειδούς στα ερεθίσματα φωτός
ηλεκτροκολογραφία, η οποία μετρά τις αλλαγές στο ηλεκτρικό δυναμικό του αμφιβληστροειδούς όταν κινούνται τα μάτια.

Δυστυχώς, επί του παρόντος συμβαίνει ότι καμία αιτιώδης ή προληπτική θεραπεία δεν είναι γνωστή για τις περισσότερες γενετικά προκαλούμενες δυστροφικές ασθένειες. Ωστόσο, αυτή τη στιγμή διεξάγεται μεγάλη έρευνα στον τομέα της γενετικής μηχανικής, αν και αυτές οι θεραπείες βρίσκονται επί του παρόντος μόνο στη φάση της μελέτης.

Οπτική χρωστική ουσία

Η ανθρώπινη οπτική χρωστική ουσία αποτελείται από μια γλυκοπρωτεΐνη που ονομάζεται opsin και την λεγόμενη 11-cis-retinal, η οποία είναι μια χημική τροποποίηση της βιταμίνης Α1. Αυτό εξηγεί επίσης τη σημασία της βιταμίνης Α για την οπτική οξύτητα. Τα συμπτώματα σοβαρής ανεπάρκειας μπορεί να οδηγήσουν σε νυχτερινή τύφλωση και, σε ακραίες περιπτώσεις, τύφλωση.

Μαζί με τον αμφιβληστροειδή 11-cis, η οψίνη του σώματος, που υπάρχει σε διάφορες μορφές για ράβδους και οι τρεις τύποι κώνων ("κώνος οψίνη"), είναι ενσωματωμένος στην κυτταρική μεμβράνη. Όταν εκτίθεται σε φως, το σύμπλοκο αλλάζει: ο αμφιβληστροειδής 11-cis αλλάζει στον αμφιβληστροειδή αμφιβληστροειδή και η opsin αλλάζει επίσης. Στην περίπτωση των ράβδων, για παράδειγμα, παράγεται μετατοδοψίνη II, η οποία θέτει έναν καταρράκτη σήματος σε κίνηση και αναφέρει την επίπτωση του φωτός.

Κόκκινο πράσινο αδυναμία

Η κόκκινη-πράσινη αδυναμία ή τύφλωση είναι μια δυσλειτουργία της έγχρωμης όρασης που είναι συγγενής και κληρονομικά συνδεδεμένη με Χ με ατελή διείσδυση. Ωστόσο, μπορεί επίσης να είναι ότι είναι μια νέα μετάλλαξη και επομένως κανένας από τους γονείς δεν έχει αυτό το γενετικό ελάττωμα. Δεδομένου ότι οι άνδρες έχουν μόνο ένα χρωμόσωμα Χ, είναι πολύ πιο πιθανό να πάρουν την ασθένεια και να επηρεάσουν έως και το 10% του ανδρικού πληθυσμού. Ωστόσο, μόνο το 0,5% των γυναικών επηρεάζεται, καθώς μπορούν να αντισταθμίσουν ένα ελαττωματικό χρωμόσωμα Χ με ένα υγιές δεύτερο.

Η αδυναμία του κόκκινου-πράσινου βασίζεται στο γεγονός ότι έχει γίνει μια γενετική μετάλλαξη για την οπτική πρωτεΐνη οψίνη είτε στην πράσινη είτε στην κόκκινη ισομορφή της. Αυτό αλλάζει το μήκος κύματος στο οποίο είναι ευαίσθητο το opsin και επομένως οι κόκκινοι και πράσινοι τόνοι δεν μπορούν να διαφοροποιηθούν επαρκώς. Η μετάλλαξη εμφανίζεται συχνότερα στην οψίνη για την πράσινη όραση.

Υπάρχει επίσης η πιθανότητα ότι η έγχρωμη όραση για ένα από τα χρώματα απουσιάζει εντελώς εάν, για παράδειγμα, το γονίδιο κωδικοποίησης δεν υπάρχει πλέον. Μια κόκκινη αδυναμία ή τύφλωση ονομάζεται Πρωτονομία ή. Πρωτανοπία (για πράσινο: Δευτερομανία ή. Δευτερονόπια).

Μια ειδική μορφή είναι ο μπλε κώνος μονόχρωμος, δηλαδή μόνο οι μπλε κώνοι και η μπλε όραση λειτουργούν. Το κόκκινο και το πράσινο δεν μπορούν τότε να διαχωριστούν.

Διαβάστε περισσότερα για το θέμα: