Rúd és kúp a szemben

meghatározás

Az emberi szemnek kétféle fotoreceptor van, amelyek lehetővé teszik számunkra a látást. Egyrészt vannak a rúdreceptorok, másrészt a kúpreceptorok, amelyeket tovább osztunk: kék, zöld és piros receptorok. Ezek a fotoreceptorok a retina rétegét képviselik, és jelet küldenek a hozzájuk kapcsolt adó sejteknek, ha fény bekövetkeztét észlelik. A kúpokat fotopikus látáshoz (színes látás és napi látás), a rudakat viszont skotopikus látáshoz (sötétben történő észlelés) használják.

Többet erről a témáról: Hogyan működik a látás?

Építkezés

Az emberi retina is retina az úgynevezett, összesen 200 μm vastag, és különféle sejtrétegekből áll. A pigment hámsejtek, amelyek nagyon fontosak az anyagcseréhez, kívül helyezkednek el retina az elhalt fotoreceptorok abszorpciója és lebontása, valamint a látási folyamat során felmerülő sejtkomponensek elbontása révén.

A tényleges fotoreceptorok, amelyeket rúdokra és kúpokra osztanak, most befelé követnek. Mindkettő közös, hogy van egy külső végtag, amely a pigment hám felé mutat, és ezzel kapcsolatban is van. Ezt követi egy vékony cilium, amelyen keresztül a külső és a belső összeköttetés kapcsolódik egymáshoz. A rudak esetében a külső lánc egy membrántárcsák rétege, hasonlóan egy érmeköteghez. A bordák esetében azonban a külső lánc membrán redőkből áll, úgy, hogy a külső lánc hosszanti részben egyfajta hajfésűnek tűnik, a fogak pedig az egyes redők.

A külső végtag sejtmembránja a fotoreceptorok vizuális pigmentjét tartalmazza. A kúpok színét rhodopsinnak nevezzük, és egy glikoprotein-opsinből és a 11-cisz retinából állnak, amely az A1-vitamin módosítása. A kúpok vizuális pigmentei különböznek a rodopszintől és egymástól az opsin különböző formái szerint, de a retina is. A membrán tárcsákban és a membrán redőkben lévő látvány pigmentet a vizuális folyamat felhasználja, és regenerálni kell. A membrán tárcsák és redők mindig újonnan vannak kialakítva. A belső tagról a külső elemre vándorolnak, és végül felszabadulnak, felszívódnak és lebontják a pigment hám által. A pigmenthám rendellenes működése a sejttörmelék és a vizuális pigment lerakódását okozza, mint például a Retinitis pigmentosa van.

A belső tag a fotoreceptorok tényleges sejtteste, és tartalmazza a sejtmagot és a sejtmagát. Fontos folyamatok zajlanak itt, mint például a DNS leolvasása, fehérjék vagy sejtvivő anyagok előállítása, fotoreceptorok esetében a hírvivő anyag a glutamát.

A belső végtag vékony, végén van egy úgynevezett receptor láb, amelyen keresztül a sejt az úgynevezett bipoláris sejtekhez (továbbító sejtek) kapcsolódik. A transzmitter vezikulákat a glutamát hordozó anyaggal a receptor bázisában tárolják. Ezt jelek továbbítására használják a bipoláris cellákra.

A fotoreceptorok különlegessége, hogy sötétben az adó anyag véglegesen felszabadul, miközben a fény esésekor a kibocsátás csökken. Tehát nem olyan, mint más érzékelősejteknél, hogy egy ingerlés az adók fokozott felszabadulásához vezet.

Vannak rúd- és kúpos bipoláris sejtek, amelyek viszont összekapcsolódnak ganglionsejtekkel, amelyek képezik a ganglionsejtréteget, és amelyek sejthosszabbításai végül együtt képezik a látóideget. A sejtek komplex vízszintes összekapcsolása is fennáll retinaamelyet vízszintes sejtek és makrrin sejtek valósítanak meg.

A retinát úgynevezett Müller-sejtek, a glia sejtjei stabilizálják retinaamelyek átfedik az egész retitát és keretként szolgálnak.

funkció

Az emberi szem fotoreceptorát használják a beeső fény észlelésére. A szem érzékeny a 400–750 nm hullámhosszúságú fénysugarakra. Ez megfelel a színeknek a kéktől a zöldig a vörösig terjedő színre. Az e spektrum alatti fénysugarakat ultraibolya, fent pedig infravörösnek nevezzük. Mindkettő már nem látható az emberi szem számára, és még a szemét is károsíthatja, és a lencse átlátszatlanságát okozhatja.

Többet a témáról: vízesés

A kúpok felelősek a színes látásért, és több fényt igényelnek a jelek kibocsátására. A színes látás megvalósítása érdekében háromféle kúp létezik, amelyek mindegyike felelős a látható fény eltérő hullámhosszáért, és abszorpciós maximumával rendelkezik ezen a hullámhosszon. A fotopigmentek, a kúpok vizuális pigmente opszinek különböznek egymástól és három alcsoportot alkotnak: a kék kúpok 420 nm abszorpciós maximuma (AM), a zöld kúpok 535 nm AM-vel és a piros kúpok 565 nm AM. Ha ennek a hullámhossz-spektrumnak a fénye eléri a receptorokat, akkor a jel továbbadódik.

Többet a témáról: A színlátás vizsgálata

Eközben a rudak különösen érzékenyek a fény előfordulására, és ezért még nagyon kevés fény észlelésére is használják, különösen sötétben. Csak a világos és a sötét között van különbség, a színét tekintve azonban nem. A rúd sejtek vizuális pigmente, más néven rodopszin, abszorpciós maximuma 500 nm hullámhosszon van.

feladatok

Mint már korábban leírtuk, a kúpos receptorokat nappali látáshoz használják. A háromféle kúp (kék, piros és zöld) és az additív színkeverési folyamat révén láthatók a látott színek. Ez a folyamat különbözik a fizikai, szubtraktív színkeveréstől, például a festők színeinek keverésekor.

Ezenkívül a kúpok, különösen a látómezőben - a legélesebb látás helye - szintén lehetővé teszik az éles látást nagy felbontással. Ez különösen az idegi összekapcsolódásuknak köszönhető. Kevesebb kúp vezet a megfelelő ganglion neuronhoz, mint a rudakkal; ezért a felbontás jobb, mint a pálcika esetén. Ban,-ben Fovea centralis van még 1: 1 továbbítás.

A rúdok viszont legfeljebb 500 nm abszorpciós maximummal rendelkeznek, ami a látható fény tartományának közepén van. Tehát széles spektrumú fényre reagál. Mivel azonban csak rodopszink vannak, nem tudják elválasztani a különböző hullámhosszúságú fényt. Nagy előnye azonban, hogy érzékenyebbek, mint a kúpok. Szignifikánsan kisebb fényszint is elegendő a rudak reakcióküszöbének eléréséhez. Ezért használják sötétben való látásra, amikor az emberi szem vakvak. A felbontás azonban sokkal rosszabb, mint a kúpoké. Több rudak konvergálnak, vagyis konvergálnak, és egy ganglion neuronhoz vezetnek. Ez azt jelenti, hogy függetlenül attól, hogy a kötszer melyik rúdja gerjeszti, a ganglion neuron aktiválódik. Tehát nincs olyan jó térbeli szétválasztás, mint a tízeknél.

Érdekes megjegyezni, hogy a rúdszerelvények az úgynevezett magnocelluláris rendszer érzékelői is, amely a mozgásért és a kontúrérzékelésért felelős.

Ezenkívül egyik vagy másik észrevette már, hogy a csillagok nem éjszaka a látómező fókuszában vannak, hanem inkább a szélén.Ennek oka az, hogy a fókusz a látómezőre vetül, de nincs pálcika. Ezek körül vannak, tehát láthatja a csillagokat a tekintet középpontjában.

terjesztés

Különböző feladatuk miatt a szemben lévő kúpok és rudak sűrűségük szempontjából is eltérően vannak elosztva. A kúpokat éles látáshoz használják, a napközbeni színkülönbséggel. Te tehát a retina leggyakoribb (sárga folt - Macula lutea) és a központi gödörben (Fovea centralis) az egyetlen jelen lévő receptor (rudak nélkül). A látómező a legélesebb látás helye, és a napfényre specializálódott. A rudak maximális sűrűsége parafoveális, azaz a látás középpontjában. A periférián a fotoreceptorok sűrűsége gyorsan csökken, ahol a legtávolabbi részekben szinte csak rudak vannak jelen.

méret

A kúpok és a pálcikák bizonyos mértékben megoszlanak a tervben, ám ezek változhatnak. A pálcika általában kissé hosszabb, mint a kúp.

A rúd-fotoreceptorok átlagosan körülbelül 50 μm hosszúak és körülbelül 3 μm átmérőjűek a legsűrűbben csomagolt helyeken, azaz rudak esetében a parafovealis régió.

A kúp fotoreceptorok valamivel rövidebbek, mint a rudak, és 2 um átmérővel rendelkeznek a fovea centralis-ben, az úgynevezett látómezőben, a legnagyobb sűrűségű régióban.

szám

Az emberi szemnek túl nagy számú fotoreceptorja van. Egyetlen szemnek körülbelül 120 millió rúdreceptora van a skotopikus látáshoz (sötétben), míg körülbelül 6 millió kúpreceptor van a nappali látáshoz.

Mindkét receptor körülbelül egymillió ganglion sejtre konvertálja a jeleit, és ezen ganglion sejtek axonjai (sejtkiterjesztések) kötegként alkotják a látóideget (nervus opticus), és az agyba húzódnak, hogy a jelek ott központilag feldolgozhatók legyenek.

További információ itt található: Látási központ

Pálcika és kúpok összehasonlítása

Mint már említettük, a rudak és kúpok szerkezetében kissé eltérések vannak, amelyek azonban nem súlyosak. Sokkal fontosabb a különféle funkcióik.

A rudak sokkal érzékenyebbek a fényre, és ennélfogva még kis fényviszonyokat is észlelhetnek, de csak különbséget tesznek a világos és sötét között. Ezen felül kissé vastagabbak, mint a kúpok, és konvergáló módon kerülnek továbbadásra, így kisebb felbontóképességük van.

A kúpok viszont nagyobb fényszórást igényelnek, de a három alformájuk révén képesek a színes látásra. Kisebb átmérőjük és a kevésbé erősen konvergáló átvitelük, a fovea centralis 1: 1 arányú átvitelének köszönhetően kiváló felbontásúak, amelyek csak a nap folyamán használhatók.

Sárga pont

A Macula lutea, amelyet sárga pontnak is nevezünk, az a hely a retinán, amelyet az emberek elsősorban látnak. A nevet e pont sárgás elszíneződése adta a szem alsó részén. A sárga folt a retina a legtöbb fotoreceptorral. Kivéve macula szinte csak olyan rudak maradtak fenn, amelyek állítólag megkülönböztetik a fényt és a sötétet.

A macula központilag még mindig tartalmazza az úgynevezett kilátót, Fovea centralis. Ez a legélesebb látás pontja. A látómező csak a kúpokat tartalmazza a maximális csomagolási sűrűségben, amelyek jeleit 1: 1 arányban továbbítják, tehát itt a legjobb felbontás.

táplálkozási zavar

Dystrófiák, a testszövet kóros változásai, amelyek a retina általában genetikailag le vannak rögzítve, azaz vagy szülőktől örökölhetők, vagy új mutációval szerezhetők be. Egyes gyógyszerek a retina disztrófiához hasonló tüneteket okozhatnak. A betegségek közös, hogy a tünetek csak az élet során jelentkeznek, és krónikus, de progresszív folyamattal járnak. A disztrófiák lefolyása betegségtől függően nagyban változhat, de az egyik betegségben is nagyon eltérő lehet. A tanfolyam az érintett családon belül is változhat, tehát nem lehet általános állításokat tenni. Néhány betegségben viszont vaksággá válhat.

A betegségtől függően a látásélesség nagyon gyorsan csökkenhet, vagy évente fokozatosan romlik. A tünetek, függetlenül attól, hogy először megváltozik-e a központi látómező, vagy a látótér elvesztése kívülről-belülre fejlődik, a betegség miatt változóak.

A retina disztrófia diagnosztizálása először nehéz lehet. Számos olyan diagnosztikai eljárás létezik, amelyek lehetővé teszik a diagnózist; itt egy kis választék:

• Oftalmoszkópia: gyakran megjelennek olyan látható változások, mint például a szem felszínén lerakódások
• elektroretinográfia, amely méri a retina elektromos válaszát a fény stimulusokra
• elektrokultáció, amely méri a retina elektromos potenciáljának változásait, amikor a szemek mozognak.

Sajnos jelenleg a genetikailag okozott disztrófikus betegségek legtöbbjére nincs ismert ok-okozati vagy megelőző kezelés. Jelenleg azonban sok kutatás zajlik a géntechnika területén, ezek a terápiák jelenleg csak a vizsgálati szakaszban vannak.

Vizuális pigment

Az emberi vizuális pigment egy opsinnek nevezett glikoproteinből és az úgynevezett 11-cisz-retinálból áll, amely az A1-vitamin kémiai módosítása. Ez magyarázza az A-vitamin fontosságát a látásélesség szempontjából. Súlyos hiányos tünetek esetén éjszakai vakság és szélsőséges esetekben vakság léphet fel.

A 11-cisz retinállal együtt a test által termelt opsin, amely a rudak különböző formáiban létezik, és a három kúptípus ("kúp opsin") beépül a sejtmembránba. Ha fénynek van kitéve, a komplex megváltozik: a 11-cisz retina megváltozik az all-transz retina és az opsin szintjén. Például a metarhodopsin II-t állítják elő a rudakban, amely egy jelkaszkádot indít mozgásban és jelent meg a fény előfordulását.

Piros zöld gyengeség

A vörös-zöld gyengeség vagy vakság a színes látás olyan rendellenes működése, amely veleszületett és öröklött X-hez kapcsolódik, és nem teljes behatolással jár. Ugyanakkor az is lehet, hogy új mutációról van szó, ezért egyik szülőnek nincs ilyen genetikai hibája. Mivel a férfiaknak csak egy X kromoszóma van, sokkal nagyobb valószínűséggel fordul elő a betegség, és a férfi populáció akár 10% -a is érintett. Ennek ellenére a nők csak 0,5% -a érinti a betegséget, mivel az egészséges másodikval kompenzálhatják a hibás X kromoszómát.

A vörös-zöld gyengeség azon a tényen alapszik, hogy genetikai mutáció történt a vizuális opsin fehérje zöld vagy piros izoformájában. Ez megváltoztatja azt a hullámhosszt, amelyre az opszin érzékeny, ezért a piros és a zöld tónusok nem különböztethetők meg kellően. A mutáció gyakrabban fordul elő a zöld látás opsinjában.

Az is fennáll annak a lehetősége, hogy az egyik szín színe látása teljesen hiányzik, például ha a kódoló gén már nincs jelen. Piros gyengeséget vagy vakságot hívnak Protanomália vagy. protanopia (zöld deuteranomália vagy. deuteranopia).

Különleges forma a kék kúpos monokromatika, azaz csak a kék kúpok és a kék látás működnek; A vörös és a zöld sem választható el egymástól.

További információ a témáról:

• Piros zöld gyengeség
• Színvak
• A vörös-zöld gyengeség vizsgálata
• A színlátás vizsgálata