Anatomija-Leksika

Stieņi un konusi acī

definīcija

Cilvēka acij ir divu veidu fotoreceptori, kas ļauj mums redzēt. No vienas puses, ir stieņu receptori, un, no otras puses, konusu receptori, kas ir sīkāk sadalīti: zilie, zaļie un sarkanie receptori. Šie fotoreceptori attēlo tīklenes slāni un nosūta signālu ar tām saistītajām raidošajām šūnām, ja tās atklāj gaismas sastopamību. Konusi tiek izmantoti fotopētiskai redzei (krāsu redzei un redzei pa dienu), bet stieņi - skotopiskajai redzei (uztverei tumsā).

Vairāk par šo tēmu: Kā darbojas redze?

būvniecība

Arī cilvēka tīklene tīklene sauc, ir kopumā 200 µm biezs un sastāv no dažādiem šūnu slāņiem. Pigmenta epitēlija šūnas, kas ir ļoti svarīgas metabolismam, atrodas ārpusē tīklene absorbējot un sadalot mirušos fotoreceptorus un arī izdalītos šūnu komponentus, kas rodas vizuālā procesa laikā.

Faktiskie fotoreceptori, kas sadalīti stieņos un konusos, tagad seko uz iekšu. Abiem ir kopīgs, ka viņiem ir ārējā ekstremitāte, kas norāda uz pigmenta epitēliju un kurai ir arī saskare ar to. Tam seko plāns cilijs, caur kuru ir savienota ārējā un iekšējā saite. Stieņu gadījumā ārējā saite ir membrānas disku slānis, līdzīgs monētu kaudzei. Tenonu gadījumā ārējā saite tomēr sastāv no membrānas krokām tā, lai ārējā saite izskatās kā sava veida matu ķemme garenvirzienā, un zobi pārstāv atsevišķas krokas.

Ārējo ekstremitāšu šūnu membrāna satur fotoreceptoru vizuālo pigmentu. Konusu krāsu sauc par rodopsīnu un 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, bet tiem ir arī tīklene. Vizuālo pigmentu membrānas diskos un membrānas krokās patērē vizuālais process, un tas ir jāatjauno. Membrānas diski un krokas vienmēr ir no jauna izveidoti. Viņi migrē no iekšējā locekļa uz ārējo locekli un galu galā tiek atbrīvoti, absorbēti un sadalīti ar pigmenta epitēliju. Pigmenta epitēlija nepareiza darbība izraisa šūnu atlieku un vizuālā pigmenta nogulsnēšanos, kā tas notiek, piemēram, Retinitis pigmentosa ir.

Iekšējais loceklis ir faktiskais fotoreceptoru šūnas ķermenis un satur šūnas kodolu un šūnas organellus. Šeit notiek svarīgi procesi, piemēram, DNS nolasīšana, olbaltumvielu vai šūnu kurjeru veidošanās, fotoreceptoru gadījumā glutamāts ir kurjera viela.

Iekšējā ekstremitāte ir plāna, un tās galā ir tā saucamā receptoru pēda, caur kuru šūna ir savienota ar tā saucamajām bipolārajām šūnām (pārsūtīšanas šūnām). Raidītāja pūslīši ar messenger vielu glutamātu tiek glabāti receptoru bāzē. To izmanto signālu pārraidīšanai uz bipolārajām šūnām.

Fotoreceptoru īpašā iezīme ir tā, ka tumšā laikā raidītāja viela tiek neatgriezeniski atbrīvota, un gaismas izkrišanas laikā izdalīšanās samazinās. Tāpēc stimuls noved pie palielinātas raidītāju izlaišanas, tāpat kā citās uztveres šūnās.

Ir stieņu un konusu bipolārās šūnas, kuras savukārt ir savstarpēji savienotas ar gangliona šūnām, kas veido gangliona šūnu slāni un kuru šūnu procesi galu galā kopā veido redzes nervu. Ir arī sarežģīta horizontāla šūnu savstarpēja savienošana tīkleneko realizē horizontālās šūnas un amakrīna šūnas.

Tīklene tiek stabilizēta ar tā saucamajām Müllera šūnām, tīklenekas aptver visu tīkleni un darbojas kā ietvars.

funkcija

Kritušās gaismas noteikšanai izmanto cilvēka acs fotoreceptorus. Acs ir jutīga pret gaismas stariem, kuru viļņu garums ir no 400 līdz 750 nm. Tas atbilst krāsām no zila līdz zaļai līdz sarkanai. Gaismas stari, kas atrodas zem šī spektra, tiek saukti par ultravioletajiem un augstāk par infrasarkanajiem. Abas vairs nav redzamas cilvēka acij, un tās var pat sabojāt aci un izraisīt objektīva necaurredzamību.

Vairāk par šo tēmu: Katarakta

Konusi ir atbildīgi par krāsu redzi, un signālu izstarošanai nepieciešams vairāk gaismas. Krāsu redzamības nodrošināšanai ir trīs veidu konusi, no kuriem katrs ir atbildīgs par atšķirīgu redzamās gaismas viļņa garumu un kura absorbcijas maksimums ir pie šiem viļņu garumiem. Fotopigmenti, konusu vizuālā pigmenta opsiini, 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 ir 565 nm. Ja šī viļņa garuma spektra gaisma nonāk pie receptoriem, signāls tiek nodots tālāk.

Vairāk par šo tēmu: Krāsu redzes pārbaude

Tikmēr stieņi ir īpaši jutīgi pret gaismas iedarbību, tāpēc tos izmanto, lai atklātu pat ļoti mazu gaismu, it īpaši tumsā. Tas ir atšķirts tikai no gaišā un tumšā, bet ne pēc krāsas. Stieņu šūnu vizuālajam pigmentam, ko sauc arī par rodopsīnu, absorbcijas maksimums ir 500 nm viļņa garumā.

uzdevumi

Kā jau aprakstīts, konusa receptori tiek izmantoti dienas redzamībai. Izmantojot trīs konusu veidus (zils, sarkans un zaļš) un pievienojot krāsu sajaukšanas procesu, var redzēt mūsu redzamās krāsas. Šis process atšķiras no fiziskas, atņemšanas krāsu sajaukšanas, kas ir, piemēram, ja sajauc krāsotāju krāsas.

Turklāt konusi, īpaši skatu bedrē - asākā redzamības vietā - arī nodrošina asu redzi ar augstu izšķirtspēju. Jo īpaši tas ir saistīts ar viņu neironu savstarpējo savienojumu. Mazāk konusu noved pie attiecīgā gangliona neirona nekā ar stieņiem; tāpēc izšķirtspēja ir labāka nekā ar irbulīšiem. Iekš Fovea centralis ir pat pārspēle 1: 1.

Savukārt stieņu maksimālais absorbcijas maksimums ir 500 nm, tas ir tieši redzamās gaismas diapazona vidū. Tātad jūs reaģējat uz plaša spektra gaismu. 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. Ar ievērojami mazāku gaismas sastopamību pietiek arī, lai sasniegtu stieņu reakcijas slieksni. Tādēļ tos izmanto, lai redzētu tumsā, kad cilvēka acs ir aklā krāsā. Tomēr izšķirtspēja ir daudz sliktāka nekā ar konusiņiem. Vairāk stieņu saplūst, t.i., saplūst, noved pie gangliona neirona. Tas nozīmē, ka neatkarīgi no tā, kurš stienis no pārsēja ir satraukts, tiek aktivizēts gangliona neirons. Tātad nav iespējama tik laba telpiskā atdalīšana kā ar tenoniem.

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

Turklāt, iespējams, viens vai otrs jau pamanīja, ka zvaigznes naktī redzamības lauka fokusā nevis koncentrējas uz malu.Tas notiek tāpēc, ka fokuss tiek projicēts uz skatu laukumu, bet tam nav irbulīšu. Tās atrodas ap tām, tāpēc jūs varat redzēt zvaigznes ap fokusa skatiena centru.

izplatīšana

Sakarā ar atšķirīgajiem uzdevumiem acīs esošie konusi un stieņi ir atšķirīgi sadalīti to blīvuma ziņā. Konusi tiek izmantoti asai redzei ar krāsu diferenciāciju dienas laikā. Tāpēc jūs esat centrā tīklene visbiežāk (dzeltenā vieta - Macula lutea) un centrālajā bedrē (Fovea centralis) ir vienīgie receptori (bez stieņiem). Skatu bedre ir asākā redzamības vieta un specializējas dienasgaismā. Stieņiem ir maksimālais blīvums parafoveāli, t.i. ap redzes centrālo bedri. Perifērijā fotoreceptoru blīvums strauji samazinās, bet attālākās daļās ir gandrīz tikai stieņi.

Izmērs

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

Stieņu fotoreceptori ir vidēji aptuveni 50 µm gari un apmēram 3 µm diametrā visblīvāk iesaiņotajās vietās, t.i. stieņiem - parafoveālais reģions.

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

numuru

Cilvēka acī ir milzīgs skaits fotoreceptoru. Vienai acij vien ir aptuveni 120 miljoni skotopiskās redzamības stieņu receptoru (tumsā), bet dienas redzamībai ir aptuveni 6 miljoni konusu receptoru.

Abi receptori saplūst ar saviem signāliem apmēram miljonam gangliona šūnu, ar kuru palīdzību šo gangliju šūnu aksoni (šūnu procesi) veido redzes nervu (nervus opticus) kā saišķi un ievelk tos smadzenēs, lai signālus tur varētu centralizēti apstrādāt.

Vairāk informācijas var atrast šeit: Vizuālais centrs

Irbulīšu un konusu salīdzinājums

Kā jau aprakstīts, stieņiem un konusiņiem ir nelielas struktūras atšķirības, kas tomēr nav nopietnas. Daudz svarīgāka ir to atšķirīgā funkcija.

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

Konusi, no otras puses, prasa vairāk gaismas, taču tie trīs krāsu apakšveidos var nodrošināt krāsu redzi. Sakarā ar mazāku diametru un mazāk konverģējošo transmisiju, līdz 1: 1 caurlaidībai fovea centralis, tām ir lieliska izšķirtspēja, ko var izmantot tikai dienas laikā.

Dzeltenais punkts

Macula lutea, kas pazīstams arī kā dzeltenais punkts, ir vieta tīklenē, kuru cilvēki galvenokārt redz. Nosaukums tika piešķirts ar dzeltenīgu šī punkta krāsojumu acs pamatnē. Dzeltenais plankums ir tīklene ar lielāko daļu fotoreceptoru. Izņemot Makula ir palikuši gandrīz tikai stieņi, kuriem vajadzētu atšķirt gaišo un tumšo.

Makula centrā joprojām atrodas tā dēvētā skatu bedre, Fovea centralis. Tas ir asākā redzes punkts. Skatu bedrē ir tikai konusi to maksimālajā iesaiņojuma blīvumā, kuru signāli tiek pārraidīti 1: 1, lai šeit būtu vislabākā izšķirtspēja.

Distrofija

Distrofijas, ķermeņa audu patoloģiskas izmaiņas, kas izraisa tīklene parasti ir ģenētiski noenkuroti, t.i. tos var vai nu mantot no vecākiem, vai arī iegūt jaunas mutācijas rezultātā. Daži medikamenti var izraisīt simptomus, kas līdzīgi tīklenes distrofijai. Slimībām ir raksturīgi, ka simptomi parādās tikai dzīves laikā, un viņiem ir hroniska, bet progresējoša gaita. Distrofiju gaita dažādās valstīs var ievērojami atšķirties, taču vienas slimības laikā tā var arī ļoti atšķirties. Kurss var pat atšķirties skartajā ģimenē, tāpēc nevar sniegt vispārīgus apgalvojumus. Tomēr dažās slimībās tas var progresēt līdz aklumam.

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

Sākumā var būt grūti diagnosticēt tīklenes distrofiju. Tomēr ir daudzas diagnostikas procedūras, kas var padarīt diagnozi iespējamu; šeit ir neliela izvēle:

Oftalmoskopija: bieži parādās redzamas izmaiņas, piemēram, nogulsnes acs pamatnē
elektroretinogrāfija, kas mēra tīklenes elektrisko reakciju uz gaismas stimuliem
elektrokultogrāfija, kas mēra izmaiņas tīklenes elektriskajā potenciālā, kad acis pārvietojas.

Diemžēl pašlaik ir tā, ka lielākajai daļai ģenētiski izraisītu distrofisko slimību nav zināma cēloņsakarība vai profilaktiska terapija. Tomēr gēnu inženierijas jomā šobrīd tiek veikts daudz pētījumu, un šīs terapijas pašlaik ir tikai izpētes posmā.

Vizuāls pigments

Cilvēka redzes pigments sastāv no glikoproteīna, ko sauc par opsīnu, un tā saucamā 11-cis-tīklenes, kas ir A1 vitamīna ķīmiska modifikācija. Tas izskaidro arī A vitamīna nozīmi redzes asumam. Smagu deficīta simptomu gadījumā var rasties nakts aklums un ārkārtējos gadījumos aklums.

Kopā ar 11 cis tīklenes paša ķermeņa ražoto opsīnu, kas dažādās formās pastāv stieņiem un trīs konusu veidus (“konusa opsīns”), iebūvē šūnas membrānā. Ja tiek pakļauts gaismai, komplekss mainās: mainās arī 11-cis tīklene uz visu trans-tīklenes un opsīnu. Piemēram, stieņos tiek iegūts metarodopsīns II, kas kustībā izveido signāla kaskādi un ziņo par gaismas biežumu.

Sarkans un zaļš vājums

Sarkanzaļš vājums vai aklums ir iedzimtas un iedzimtas krāsas krāsas redzes darbības traucējumi, kas saistīti ar nepilnīgu iespiešanos. Tomēr var arī būt, ka tā ir jauna mutācija, un tāpēc nevienam no vecākiem nav šī ģenētiskā defekta. Tā kā vīriešiem ir tikai viena X hromosoma, viņi daudz vairāk slimo ar šo slimību un tiek ietekmēti līdz 10% vīriešu populācijas. Tomēr tiek ietekmēti tikai 0,5% sieviešu, jo viņas var kompensēt bojātu X hromosomu ar veselīgu otro.

Sarkanzaļais vājums ir balstīts uz faktu, ka vizuālajam olbaltumvielu opsīnam tā zaļajā vai sarkanajā izoformā ir notikusi ģenētiska mutācija. Tas maina viļņa garumu, līdz kuram opsīns ir jutīgs, un tāpēc sarkano un zaļo toņu nevar pietiekami atšķirt. Mutācija biežāk notiek zaļās redzes opsīnā.

Pastāv arī iespēja, ka vienai no krāsām nav redzama krāsa, piemēram, ja kodējošā gēna vairs nav. Tiek izsaukts sarkans vājums vai aklums Protanomālija vai. Protanopija (zaļai: Deuteranomālija vai. Deuteranopija).

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

Lasiet vairāk par tēmu: