Anatomija-Leksika

Stieņi un konusi acī

definīcija

Cilvēka acij ir divu veidu fotoreceptori, kas ļauj mums redzēt. No vienas puses, ir stieņa receptori un, no otras puses, konusa receptori, kas atkal ir sadalīti: zilie, zaļie un sarkanie receptori. Šie fotoreceptori attēlo tīklenes slāni un nosūta signālu pārraidošajām šūnām, kas saistītas ar tiem, ja tie atklāj gaismas sastopamību. Konusi tiek izmantoti fotopātiskai redzei (krāsu redze un redze dienā), savukārt stieņi - skotopiskajai redzei (uztvere tumsā).

Vairāk par šo tēmu: Kā darbojas redze?

būvniecība

Arī cilvēka tīklene tīklene sauc 200, kopā ir 200 µm biezs un sastāv no dažādiem šūnu slāņiem. Ārpusē ir pigmenta epitēlija šūnas, kas ir ļoti svarīgas tīklene tiek absorbēti un sadalīti mirušie fotoreceptori, kā arī izdalītās šūnu sastāvdaļas, kas rodas vizuālā procesa laikā.

Tālāk uz iekšu seko faktiskajiem fotoreceptoriem, kas ir sadalīti stieņos un konusos. Abiem kopīgs ir tas, ka viņiem ir ārējā ekstremitāte, kas vērsta uz pigmenta epitēliju un arī ar to saskaras. Tam seko plāna cilija, caur kuru ir savienota ārējā saite un iekšējā saite. Stieņu gadījumā ārējā saite ir membrānas disku slānis, līdzīgs monētu kaudzei. Bet stieņu gadījumā ārējā saite sastāv no membrānas krokām tā, ka ārējā saite gareniskajā daļā izskatās kā sava veida matu ķemme, un zobi pārstāv atsevišķas krokas.

Ārējās ekstremitātes šūnu membrāna satur fotoreceptoru vizuālo pigmentu. Konusu krāsu sauc par rodopsīnu, un tā sastāv no glikoproteīna opsīna un 11-cis tīklenes, kas ir A1 vitamīna modifikācija. Konusu vizuālie pigmenti atšķiras no rodopsīna un viens no otra ar dažādām opsīna formām, taču tiem ir arī tīklene. Vizuālais process patērē vizuālo pigmentu membrānas diskos un membrānas krokās, un tas ir jāatjauno. Membrānas diski un krokas vienmēr ir no jauna izveidotas. Viņi migrē no iekšējā locekļa uz ārējo locekli, un galu galā tos atbrīvo, absorbē un noārda pigmenta epitēlijs. Pigmenta epitēlija darbības traucējumi izraisa šūnu atlieku un redzes pigmenta nogulsnēšanos, kā tas notiek, piemēram, Retinitis pigmentosa ir.

Iekšējais loceklis ir fotoreceptoru faktiskais šūnu ķermenis, un tajā ir šūnu kodols un šūnu organelli. Šeit notiek svarīgi procesi, piemēram, DNS nolasīšana, olbaltumvielu vai šūnu kurjera vielu ražošana; fotoreceptoru gadījumā ziņotājviela ir glutamāts.

Iekšējā ekstremitāte ir plāna, un tās galā ir tā sauktā receptora pēda, caur kuru šūna ir savienota ar tā dēvētajām bipolārajām šūnām (uz priekšu virzošās šūnas). Raidītāja pūslīši ar nesējvielu glutamātu tiek uzglabāti receptoru bāzē. To izmanto signālu pārraidīšanai uz bipolārām šūnām.

Fotoreceptoru īpatnība ir tā, ka tumsā raidītāja viela tiek pastāvīgi atbrīvota, līdz ar to gaismai krītot, izdalīšanās samazinās. Tāpēc nav tā, ka ar citām uztveres šūnām stimuls palielina raidītāju atbrīvošanos.

Ir stieņa un konusa bipolāri šūnas, kas savukārt ir savstarpēji saistītas ar ganglija šūnām, kas veido ganglija šūnu slāni un kuru šūnu procesi kopā galu galā veido redzes nervu. Ir arī sarežģīts horizontālais šūnu savienojums tīkleneko realizē horizontālās šūnas un amakrīna šūnas.

Tīkleni stabilizē tā sauktās Müllera šūnas, glijas šūnas tīklenekas aptver visu tīkleni un darbojas kā ietvars.

funkciju

Krītošās gaismas noteikšanai izmanto cilvēka acs fotoreceptorus. Acs ir jutīga pret gaismas stariem, kuru viļņu garumi ir no 400 līdz 750 nm. Tas atbilst krāsām no zilas līdz zaļai līdz sarkanai. Gaismas starus, kas atrodas zem šī spektra, sauc par ultravioleto, bet augstāk - par infrasarkano. Abi vairs nav redzami cilvēka acij un var pat sabojāt aci un izraisīt objektīva necaurredzamību.

Vairāk par šo tēmu: Katarakta

Konusi ir atbildīgi par krāsu redzamību, un signālu izstarošanai ir nepieciešams vairāk gaismas. Lai realizētu krāsu redzi, ir trīs veidu konusi, no kuriem katrs ir atbildīgs par atšķirīgu redzamās gaismas viļņa garumu, un tā absorbcijas maksimums šajos viļņu garumos. Fotopigmenti, konusu vizuālā pigmenta opsīni, tāpēc atšķiras un veido 3 apakšgrupas: zilie konusi ar absorbcijas maksimumu (AM) 420 nm, zaļie konusi ar AM 535 nm un sarkanie konusi ar AM Ja šī viļņa garuma spektra gaisma nokļūst receptoros, signāls tiek nodots tālāk.

Vairāk par šo tēmu: Krāsu redzes pārbaude

Tikmēr stieņi ir īpaši jutīgi pret gaismas iedarbību, un tāpēc tos izmanto, lai noteiktu pat ļoti maz gaismas, it īpaši tumsā. Tas ir tikai atšķirīgs starp gaišo un tumšo, bet ne krāsu ziņā. Stieņa šūnu vizuālā pigmenta, saukta arī par rodopsīnu, absorbcijas maksimums pie viļņa garuma ir 500 nm.

uzdevumi

Kā jau aprakstīts, konusa receptori tiek izmantoti dienas redzamībai. Izmantojot trīs veidu konusus (zilu, sarkanu un zaļu) un piedevu krāsu sajaukšanas procesu, var redzēt mūsu redzamās krāsas. Šis process atšķiras no fiziskas, atņemošas krāsu sajaukšanas, kas notiek, piemēram, jaucot gleznotāju krāsas.

Turklāt konusi, īpaši skatu bedrē - visstiprākās redzamības vietā, arī nodrošina asu redzamību ar augstu izšķirtspēju. Tas jo īpaši ir saistīts arī ar to neironu savstarpējo savienojumu. Mazāk konusu noved pie attiecīgā ganglija neirona nekā ar stieņiem; tāpēc izšķirtspēja ir labāka nekā ar irbulīšiem. Iekš Fovea centralis notiek pat pārsūtīšana 1: 1.

Savukārt stieņu maksimālais absorbcijas maksimums ir 500 nm, kas atrodas tieši redzamās gaismas diapazona vidū. Tātad viņi reaģē uz gaismu no plaša spektra. Tomēr, tā kā viņiem ir tikai rodopsīns, viņi nevar atdalīt dažādu viļņu garumu gaismu. Tomēr viņu lielā priekšrocība ir tā, ka tie ir jutīgāki nekā konusi. Lai sasniegtu stieņu reakcijas slieksni, pietiek arī ar ievērojami mazāku gaismas daudzumu. Tāpēc tos izmanto, lai redzētu tumsā, kad cilvēka acs ir neredzīga. Izšķirtspēja tomēr ir daudz sliktāka nekā ar konusiņiem. Vairāk stieņu saplūst, t.i., saplūst, noved pie ganglija neirona. Tas nozīmē, ka neatkarīgi no tā, kurš stienis no pārsēja ir satraukti, ganglija neirons tiek aktivizēts. Tāpēc nav iespējams panākt tik labu telpisko nošķiršanu kā ar stieņiem.

Interesanti atzīmēt, ka stieņu komplekti ir arī tā saucamās magnocelulārās sistēmas sensori, kas ir atbildīgs par kustību un kontūru uztveri.

Turklāt viens vai otrs, iespējams, jau ir pamanījis, ka zvaigznes naktī nav redzamības lauka fokusā, bet gan drīzāk uz malas. Tas ir tāpēc, ka fokuss tiek izvirzīts skatu bedrē, bet tam nav irbulīši. Tie atrodas ap viņiem, tāpēc jūs varat redzēt zvaigznes ap skatiena centra fokusu.

izplatīšana

Dažādu uzdevumu dēļ acs konusi un stieņi to blīvuma ziņā arī tiek sadalīti atšķirīgi. Konusi tiek izmantoti asai redzei ar krāsu diferenciāciju dienas laikā. Tāpēc jūs esat centrā tīklene visbiežāk (dzeltenā plankums - Macula lutea) un centrālajā bedrē (Fovea centralis) ir vienīgie receptori (nav stieņu). Skatu bedre ir visstiprākās redzamības vieta, un tā specializējas dienasgaismā. Stieņu maksimālais blīvums ir parafoveāls, t.i., ap centrālo redzes bedri. Perifērijā fotoreceptoru blīvums strauji samazinās, un tālajās daļās atrodas gandrīz tikai stieņi.

Izmērs

Konusi un irbulīši zināmā mērā dalās projektā, bet pēc tam atšķiras. Vispārīgi runājot, irbulīši ir nedaudz garāki nekā konusi.

Stieņu fotoreceptoru vidējais garums ir aptuveni 50 µm un diametrs ir aptuveni 3 µm visblīvāk iesaiņotajās vietās, t.i., parafoveal reģionā stieņiem.

Konusa fotoreceptori ir nedaudz īsāki nekā stieņi, un to fovea centralis, tā sauktajā redzes bedrē, reģionā ar vislielāko blīvumu to diametrs ir 2 µm.

numuru

Cilvēka acī ir pārliecinoši daudz fotoreceptoru. Tikai vienai acij ir aptuveni 120 miljoni stieņa receptoru skotopiskai redzei (tumsā), savukārt dienas redzamībai ir aptuveni 6 miljoni konusu receptoru.

Abi receptori pārveido savus signālus apmēram miljonam ganglija šūnu, kur šo ganglija šūnu aksoni (šūnu pagarinājumi) veido redzes nervu kā saišķi un ievelk tos smadzenēs, lai signālus tur varētu apstrādāt centralizēti.

Plašāka informācija atrodama šeit: Vizuālais centrs

Irbulīšu un čiekuru salīdzinājums

Kā jau aprakstīts, stieņiem un konusiem ir nelielas struktūras atšķirības, taču tās nav nopietnas. Daudz svarīgāka ir viņu atšķirīgā funkcija.

Stieņi ir daudz jutīgāki pret gaismu, un tāpēc tie var noteikt pat nelielu gaismas sastopamību, bet tikai atšķir gaismas un tumšo. Turklāt tie ir nedaudz biezāki nekā konusi un tiek nodoti konverģējošā veidā, tāpēc to izšķirtspēja ir mazāka.

Savukārt konusi prasa lielāku gaismas daudzumu, taču to trīs apakšformu dēļ var nodrošināt krāsu redzi. Sakarā ar mazāku diametru un mazāk spēcīgi saplūstošo transmisiju, līdz 1: 1 transmisijai fovea centralis, tām ir lieliska izšķirtspēja, kuru var izmantot tikai dienas laikā.

Dzeltenais punkts

The Macula lutea, ko sauc arī par dzelteno punktu, ir vieta tīklenē, ar kuru cilvēki galvenokārt redz. Nosaukumu deva šī punkta dzeltenīga krāsa acs dibenā. Dzeltenā plankuma vieta ir tīklene ar lielāko daļu fotoreceptoru. Izņemot Makula gandrīz ir palikuši tikai stieņi, kuriem vajadzētu atšķirt gaišo un tumšo.

The Makula centrā joprojām ir tā saucamā vizuālā bedre, Fovea centralis. Tas ir visstiprākā redzes punkts. Skatu bedrē to maksimālajā blīvuma blīvumā ir tikai konusi, kuru signāli tiek pārraidīti 1: 1, tāpēc šeit ir vislabākā izšķirtspēja.

Distrofija

Distrofijas, patoloģiskas izmaiņas ķermeņa audos, kas izraisa tīklene parasti ir noenkuroti ģenētiski, t.i., tos var vai nu mantot no vecākiem, vai arī iegūt jaunu mutāciju rezultātā. Daži medikamenti var izraisīt simptomus, kas līdzīgi tīklenes distrofijai. Slimībām ir kopīgi, ka simptomi parādās tikai dzīves laikā, un tiem ir hroniska, bet progresējoša gaita. Distrofiju gaita dažādās slimībās var būt ļoti atšķirīga, bet tā var arī ļoti svārstīties slimības ietvaros. Kurss var pat atšķirties ietekmētajā ģimenē, tāpēc nevar izteikt vispārīgus paziņojumus. Tomēr dažās slimībās tas var pāriet līdz aklumam.

Atkarībā no slimības redzes asums var samazināties ļoti ātri vai pakāpeniski pasliktināties vairāku gadu laikā. Simptomi, neatkarīgi no tā, vai centrālais redzes lauks mainās vispirms, vai redzes lauka zudums virzās no ārpuses uz iekšpusi, ir mainīgi arī atkarībā no slimības.

Sākumā tīklenes distrofijas diagnosticēšana var būt sarežģīta. Tomēr ir daudzas diagnostikas procedūras, kas var padarīt diagnozi iespējamu; šeit ir neliela izvēle:

Oftalmoskopija: bieži parādās tādas redzamas izmaiņas kā nogulsnes acs pamatnē
elektroretinogrāfija, kas mēra tīklenes elektrisko reakciju uz gaismas stimuliem
elektrokulogrāfija, kas mēra tīklenes elektriskā potenciāla izmaiņas, kad acis pārvietojas.

Diemžēl patlaban lielākajai daļai ģenētiski izraisītu distrofisku slimību nav zināma cēloņsakarība vai profilaktiska terapija. Tomēr pašlaik tiek veikti daudzi pētījumi gēnu inženierijas jomā, lai gan šīs terapijas pašlaik ir tikai izpētes fāzē.

Vizuāls pigments

Cilvēka redzes pigments sastāv no glikoproteīna, ko sauc par opsīnu, un tā saukto 11-cis-tīkleni, kas ir A1 vitamīna ķīmiska modifikācija. Tas arī izskaidro A vitamīna nozīmi redzes asumā. Smagi trūkuma simptomi var izraisīt nakts aklumu un, ārkārtējos gadījumos, aklumu.

Kopā ar 11-cis tīkleni šūnu membrānā ir iebūvēts paša ķermeņa opsīns, kas dažādās formās pastāv stieņiem un trim konusu veidiem ("konusa opsīns"). Saskaroties ar gaismu, komplekss mainās: 11-cis tīklene mainās uz all-trans tīkleni un tiek mainīts arī opsīns. Piemēram, stieņu gadījumā tiek ražots metarodopsīns II, kas kustībā nosaka signāla kaskādi un ziņo par gaismas sastopamību.

Sarkanzaļa vājums

Sarkanzaļš vājums vai aklums ir iedzimta un iedzimta X saistīta ar redzes redzes nepareiza darbība, kas saistīta ar nepilnīgu iespiešanos. Tomēr var būt arī tā, ka tā ir jauna mutācija, un tāpēc nevienam no vecākiem nav šī ģenētiskā defekta. Tā kā vīriešiem ir tikai viena X hromosoma, viņi daudz biežāk saslimst ar šo slimību un ietekmē līdz pat 10% vīriešu. Tomēr tiek ietekmēti tikai 0,5% sieviešu, jo viņi var kompensēt bojātu X hromosomu ar veselīgu otro.

Sarkanzaļais vājums ir balstīts uz faktu, ka redzes olbaltumvielai opsinam tā zaļajā vai sarkanajā izoformā ir notikusi ģenētiska mutācija. Tas maina viļņa garumu, uz kuru opsīns ir jutīgs, un tāpēc sarkanos un zaļos toņus nevar pietiekami diferencēt. Mutācija biežāk notiek zaļā redzes opsinā.

Pastāv arī iespēja, ka krāsu redze vienai no krāsām pilnīgi nav, ja, piemēram, vairs nav kodējošā gēna. Tiek saukts sarkans vājums vai aklums Protanomālija vai. Protanopija (zaļā krāsā: Deuteranomālija vai. Deuteranopija).

Īpaša forma ir zilā konusa vienkrāsains, t.i., darbojas tikai zilie konusi un zilā redze; Tad arī sarkano un zaļo nevar atdalīt.

Lasiet vairāk par tēmu: