Sauvat ja kartiot silmässä

määritelmä

Ihmisen silmässä on kahden tyyppisiä valoreseptoreita, joiden avulla voimme nähdä. Toisaalta on sauvareseptoreita ja toisaalta kartioreseptoreita, jotka on jaoteltu edelleen: siniset, vihreät ja punaiset reseptorit. Nämä valoreseptorit edustavat verkkokalvon kerrosta ja lähettävät signaalin niihin kytketyille lähettäville soluille, jos ne havaitsevat valon esiintymisen. Kartioita käytetään valonäkymiseen (värinäkö ja päivittäinen visio) ja tangot toisaalta skotooppiseen visioon (havainto pimeässä).

Lisää aiheesta: Kuinka visio toimii?

rakentaminen

Myös ihmisen verkkokalvo verkkokalvo nimeltään, on yhteensä 200 um paksu ja koostuu eri solukerroksista. Pigmentin epiteelisolut, jotka ovat erittäin tärkeitä aineenvaihdunnalle, sijaitsevat ulkopuolella verkkokalvo absorboimalla ja hajottamalla kuolleita valoreseptoreita ja erittyviä solukomponentteja, jotka syntyvät visuaalisen prosessin aikana.

Varsinaiset valoreseptorit, jotka on jaettu sauvoiksi ja kartiomiksi, seuraavat nyt sisäänpäin. Molemmilla on yhteistä, että heillä on ulkoraaja, joka osoittaa kohti pigmentin epiteeliä ja jolla on myös yhteys siihen. Tätä seuraa ohut cilium, jonka läpi ulompi lenkki ja sisempi lenkki on kytketty toisiinsa. Tankojen tapauksessa ulompi lenkki on kerros kalvolevyjä, samanlainen kuin kolikopino. Tennisten tapauksessa ulompi lenkki koostuu kuitenkin kalvotaitoksista siten, että ulompi lenkki näyttää eräänlaiselta hiuskammalta pitkittäisleikkauksessa siten, että hampaat edustavat yksittäisiä taitoksia.

Ulomman raajan solukalvo sisältää valoreseptorien visuaalisen pigmentin. Kartiojen väriä kutsutaan rodopsiiniksi ja se koostuu glykoproteiini-opsiinista ja 11-cis-verkkokalvosta, joka on A1-vitamiinin modifikaatio. Kartioiden visuaaliset pigmentit eroavat rodopsiinistä ja toisistaan ​​erilaisilla opsiinimuodoilla, mutta niillä on myös verkkokalvo. Kalvolevyjen ja kalvojen laskosten visuaalinen pigmentti kuluu visuaalisen prosessin avulla, ja se on regeneroitava. Kalvolevyt ja laskoset ovat aina muodostuneet vasta. Ne siirtyvät sisäelimestä ulkoelimeen ja lopulta vapautuvat ja imeytyvät ja hajottavat pigmenttin epiteelillä. Pigmentiepiteelin toimintahäiriö aiheuttaa solujätteiden ja visuaalisen pigmentin kerrostumisen, kuten esiintyy esimerkiksi Verkkokalvorappeuma On.

Sisäosa on valoreseptoreiden todellinen solurunko ja sisältää solun ytimen ja soluorganelit. Täällä tapahtuu tärkeitä prosesseja, kuten DNA: n lukeminen, proteiinien tai solun lähetysaineiden tuottaminen; valoreseptoreiden tapauksessa glutamaatti on lähetti-aine.

Sisäinen raaja on ohut ja sen päässä on ns. Reseptori-jalka, jonka läpi solu on kytketty ns. Bipolaarisiin soluihin (eteenpäin suuntautuviin soluihin). Lähettimen vesikkelit, joissa lähettiaine glutamaatti, varastoidaan reseptoriperustaan. Tätä käytetään signaalien lähettämiseen bipolaarisiin soluihin.

Valoreseptoreiden erityispiirre on, että pimeässä lähetysaine vapautuu pysyvästi, jolloin vapautuminen vähenee, kun valo putoaa. Joten ei ole kuin muissa havaintokennoissa, että ärsyke johtaa lisäämään lähettimien vapautumista.

On tanko- ja kartiobipolaarisia soluja, jotka puolestaan ​​on kytketty ganglionisoluihin, jotka muodostavat ganglionisolukerroksen ja joiden soluprosessit muodostavat lopulta yhdessä näköhermon. Solujen soluissa on myös monimutkainen vaakasuuntainen kytkentä verkkokalvojoka toteutetaan vaakasolujen ja askarriinisolujen avulla.

Verkkokalvoa stabiloivat ns. Müller-solut, n verkkokalvojoka kattaa koko verkkokalvon ja toimii kehyksenä.

toiminto

Ihmisen silmän valoreseptoreita käytetään havaitsemaan tuleva valo. Silmä on herkkä valonsäteille, joiden aallonpituudet ovat välillä 400 - 750 nm. Tämä vastaa värejä sinisestä vihreään punaiseen. Tämän spektrin alapuolella oleville valonsäteille viitataan ultraviolettipinnan ja yläpuolella infrapuna-säteinä. Molemmat eivät enää näy ihmisen silmässä ja voivat jopa vahingoittaa silmää ja aiheuttaa linssin opasiteetin.

Lisää tästä aiheesta: Kaihi

Käpyjä vastaa värinäkymästä ja vaativat enemmän valoa signaalien lähettämiseksi. Värinäkymän toteuttamiseksi on olemassa kolmen tyyppisiä kartioita, joista kukin vastaa erilaisesta näkyvän valon aallonpituudesta ja jolla on absorptiomaksimi näillä aallonpituuksilla. Valopigmentit, kartioiden visuaalisen pigmentin opsiinit eroavat siis toisistaan ​​ja muodostavat 3 alaryhmää: siniset kartiot, joiden absorptiomaksimi (AM) on 420 nm, vihreät kartiot, joiden AM on 535 nm, ja punaiset kartiot, joilla on AM on 565 nm. Jos tämän aallonpituusspektrin valo osuu reseptoreihin, signaali välitetään.

Lisää tästä aiheesta: Värinäön tutkimus

Samaan aikaan sauvat ovat erityisen herkkiä valon esiintymiselle, ja siksi niitä käytetään havaitsemaan jopa hyvin vähän valoa, etenkin pimeässä. Se on erotettu vain vaaleasta ja tummasta, mutta ei värin suhteen. Tangosolujen visuaalisen pigmentin, jota kutsutaan myös rodopsiiniksi, absorptiomaksimi on aallonpituudella 500 nm.

tehtävät

Kuten jo kuvattiin, kartioreseptoreita käytetään päivänäkymiseen. Kolmen tyyppisten käpyjen (sininen, punainen ja vihreä) ja additiivisen värin sekoitusprosessin kautta näkemämme värit voidaan nähdä. Tämä prosessi eroaa fyysisestä, vähentävästä värien sekoituksesta, kuten esimerkiksi maalareiden värien sekoittamisessa.

Lisäksi kartiot, etenkin näkökenttässä - terävimmän näköisen paikan - mahdollistavat myös terävän visioinnin korkealla resoluutiolla. Tämä johtuu myös erityisesti heidän hermosta toisiinsa liittyvistä seikoista. Vähemmän käpyjä johtaa vastaavaan ganglionneuroniin kuin sauvoilla; siksi resoluutio on parempi kuin syömäpuikoilla. vuonna Fovea centralis eteenpäin on jopa 1: 1.

Tankojen, toisaalta, absorptiomaksimi on 500 nm, mikä on heti näkyvän valon alueen keskellä. Joten reagoit valoon laajasta spektristä. Koska heillä on vain rodopsiini, he eivät kuitenkaan voi erottaa eri aallonpituuksilla valoa. Niiden suuri etu on kuitenkin, että ne ovat herkempiä kuin käpyjä. Myös huomattavasti vähemmän valonkestävyyttä riittää sauvojen reaktiokynnyksen saavuttamiseen. Siksi niitä käytetään näkemään pimeässä, kun ihmisen silmä on sokea. Resoluutio on kuitenkin paljon huonompi kuin käpyillä. Lisää tankoja lähentyy, ts. Konvergoi, johtaa ganglionneuroniin. Tämä tarkoittaa, että riippumatta siitä, mikä siteen sauva on innoissaan, ganglionneuroni aktivoituu. Joten ei ole mahdollista niin hyvää alueellista erottelua kuin kärkien kanssa.

On mielenkiintoista huomata, että sauvakokoonpanot ovat myös tunnistimia ns. Magnesellulaariselle järjestelmälle, joka vastaa liikkeestä ja muodon havainnoista.

Lisäksi toinen tai toinen on huomannut, että yöllä tähdet eivät ole näkökentän keskipisteessä, vaan pikemminkin reunalla.Tämä johtuu siitä, että painopiste projektilee näkymäaukkoon, mutta siinä ei ole syömäpuikkoja. Ne sijaitsevat heidän ympärillään, joten voit nähdä tähtiä katseen keskipisteen ympärillä.

jakelu

Eri tehtäviensä ansiosta myös silmän kartiot ja tangot jakautuvat eri tavalla niiden tiheyden suhteen. Käpyjä käytetään terävään näkemiseen värien erottelulla päivällä. Olet siis keskellä verkkokalvo yleisin (keltainen piste - Macula lutea) ja keskuskuopassa (Fovea centralis) ovat ainoat läsnä olevat reseptorit (ei sauvoja). Näkymäaukko on terävimmän näön paikka ja on erikoistunut päivänvaloon. Sauvojen maksimitiheys on parafovealinen, ts. näkökentän ympärillä. Reunalla fotoreseptoreiden tiheys vähenee nopeasti, jolloin kaukaisimmissa osissa on läsnä vain vain sauvoja.

koko

Kartioilla ja syömäpuikot jakavat suunnitelman jossain määrin, mutta vaihtelevat sitten. Syömäpuikot ovat yleensä hiukan pidempiä kuin käpyjä.

Tangon valoreseptoreiden pituus on keskimäärin noin 50 um ja halkaisija noin 3 um tiheimmin pakattuihin kohtiin, ts. sauvoille parafoveal alue.

Kartion valoreseptorit ovat jonkin verran lyhyempiä kuin tangot ja niiden halkaisija on 2 um fovea centralis -alueella, ns. Näkökentän alueella, jolla on suurin tiheys.

määrä

Ihmisen silmässä on valtava määrä valoreseptoreita. Pelkästään yhdellä silmällä on noin 120 miljoonaa sauvareseptoria skotooppista näkemystä varten (pimeässä), kun taas päiväsaikana on noin 6 miljoonaa kartioreseptoria.

Molemmat reseptorit yhdentävät signaalinsä noin miljoonaan ganglionisoluun, jolloin näiden ganglionisolujen aksonit (soluprosessit) muodostavat näköhermon (nervus opticus) nipuna ja vetävät ne aivoihin, jotta signaalit voidaan prosessoida keskitetysti siellä.

Lisätietoja löytyy täältä: Visuaalinen keskus

Syömäpuikkojen ja käpyjen vertailu

Kuten jo kuvattiin, sauvojen ja käpyjen rakenteessa on pieniä eroja, jotka eivät kuitenkaan ole vakavia. Paljon tärkeämpää on heidän erilainen toiminta.

Tangot ovat paljon herkempiä valolle ja voivat siten havaita pienenkin valon esiintymisen, mutta eroavat vain valon ja pimeyden välillä. Lisäksi ne ovat hiukan paksumpia kuin kartiot ja ne kulkevat yhtenäisesti, joten niiden erotuskyky on pienempi.

Kartio puolestaan ​​vaatii enemmän valoa, mutta se voi mahdollistaa värinäkymisen kolmen alamuodonsa kautta. Pienemmän halkaisijansa ja vähemmän voimakkaasti toisiinsa sekoittuvan välityksen, jopa 1: 1 välittymisen vuoksi fovea centralisissa, niillä on erinomainen erottelukyky, jota voidaan käyttää vain päivän aikana.

Keltainen piste

Macula lutea, joka tunnetaan myös nimellä keltainen piste, on paikka verkkokalvolla, jonka kanssa ihmiset ensisijaisesti näkevät. Nimi on annettu tämän pisteen kellertävällä värillä silmän alustassa. Keltainen paikka on verkkokalvo useimmissa fotoreseptoreissa. Paitsi laikku on jäljellä melkein vain sauvoja, joiden on tarkoitus erottaa vaaleat ja tummat.

laikku keskitetysti sisältää edelleen ns. katseluaukon, Fovea centralis. Tämä on terävin visio. Katselukuvassa on vain kartioita niiden suurimmassa pakkaustiheydessä, joiden signaalit lähetetään 1: 1, joten erottelutarkkuus on paras tässä.

dystrofia

Dystrofiat, kehon kudoksen patologiset muutokset, jotka aiheuttavat verkkokalvo ovat yleensä geneettisesti ankkuroituneita, ts. ne voidaan joko periä vanhemmilta tai hankkia uuden mutaation avulla. Jotkut lääkkeet voivat aiheuttaa verkkokalvon toimintahäiriön kaltaisia ​​oireita. Sairauksilla on yhteistä, että oireet ilmenevät vain elämän aikana ja niillä on krooninen, mutta etenevä kulku. Dystrofioiden kulku voi vaihdella suuresti sairaudesta toiseen, mutta se voi myös vaihdella suuresti yhden sairauden sisällä. Kurssi voi jopa vaihdella asianomaisessa perheessä, joten yleisiä lausuntoja ei voida tehdä. Joissakin sairauksissa se voi kuitenkin edetä sokeudeksi.

Taudista riippuen näkökyky voi heikentyä nopeasti tai heikentyä vähitellen useiden vuosien ajan. Oireet muuttuvat sairauden takia, muuttuuko ensin keskimmäinen näkökenttä vai etenekö näkökenttä ulkopuolelta sisälle.

Verkkokalvon dystrofian diagnosointi voi olla aluksi vaikeaa. On kuitenkin olemassa lukuisia diagnostisia toimenpiteitä, jotka voivat tehdä diagnoosin mahdolliseksi; tässä on pieni valikoima:

• Oftalmoskopia: näkyvät muutokset, kuten kerrostumat silmän keuhkoissa, ilmestyvät usein
• elektroretinografia, joka mittaa verkkokalvon sähköisen vasteen valoärsykkeille
• elektrokultologia, joka mittaa verkkokalvon sähköisen potentiaalin muutoksia silmien liikkuessa.

Valitettavasti tällä hetkellä ei tunneta syy-tai ennaltaehkäisevää terapiaa suurimmalle osalle geneettisesti aiheuttamista dystrofisista sairauksista. Geenitekniikan alalla tehdään kuitenkin tällä hetkellä paljon tutkimusta, ja nämä hoidot ovat tällä hetkellä vain tutkimusvaiheessa.

Visuaalinen pigmentti

Ihmisen visuaalinen pigmentti koostuu glykoproteiinista, nimeltään opsiini ja ns. 11-cis-verkkokalvosta, joka on A1-vitamiinin kemiallinen modifikaatio. Tämä selittää myös A-vitamiinin merkityksen näköterveydelle. Vakavien puutosoireiden yhteydessä voi esiintyä yösokeutta ja äärimmäisissä tapauksissa sokeutta.

Yhdessä 11-cis-verkkokalvon kanssa kehon itsensä tuottama opsiini, jota esiintyy sauvojen eri muodoissa ja kolme kartiotyyppiä (”kartion opsiini”), rakennetaan solumembraaniin. Valolle altistettuna kompleksi muuttuu: 11-cis verkkokalvo muuttuu all-trans verkkokalvoon ja opsiiniin. Sauvoissa tuotetaan esimerkiksi metarhodopsin II, joka asettaa signaalin kaskadin liikkeelle ja ilmoittaa valon esiintyvyydestä.

Punainen vihreä heikkous

Puna-vihreä heikkous tai sokeus on synnynnäinen ja perinnöllisesti peritty X-värillisen vision toimintahäiriö epätäydellisen tunkeutumisen kanssa. Voi kuitenkin olla myös, että se on uusi mutaatio, ja siksi yhdelläkään vanhemmista ei ole tätä geneettistä vikaa. Koska miehillä on vain yksi X-kromosomi, he saavat paljon todennäköisemmin taudin, ja jopa 10% miehistä vaikuttaa siihen. Vaikutuksia esiintyy kuitenkin vain 0,5%: lla naisista, koska he voivat korvata viallisen X-kromosomin terveellä toisella.

Puna-vihreä heikkous perustuu siihen tosiseikkaan, että visuaalisen proteiiniopsiinin geenimutaatio on tapahtunut joko sen vihreässä tai punaisessa isoformissa. Tämä muuttaa aallonpituutta, johon opsiini on herkkä, ja sen vuoksi punaista ja vihreää sävyä ei voida erottaa riittävästi. Mutaatio tapahtuu useammin vihreän näön opsiinissa.

On myös mahdollista, että yhden värin värinäkö puuttuu kokonaan, esimerkiksi jos koodaavaa geeniä ei enää ole. Punaista heikkoutta tai sokeutta kutsutaan Protanomaly tai. Punasokeus (vihreä: Deuteranomaly tai. Vihersokeus).

Erityinen muoto on sinisen kartion monokromatismi, ts. vain siniset kartiot ja sininen visio toimivat; Punaista ja vihreää ei myöskään voida erottaa toisistaan.

Lue lisää aiheesta:

• Punainen vihreä heikkous
• Värisokea
• Puna-vihreän heikkouden testi
• Värinäön tutkimus