Anatomie-Lexikon

Pruty a kužely v oku

definice

Lidské oko má dva typy fotoreceptorů, které nám umožňují vidět. Na jedné straně jsou tyčinkové receptory a na druhé straně kuželové receptory, které jsou dále členěny: modré, zelené a červené receptory. Tyto fotoreceptory představují vrstvu sítnice a vysílají signál do vysílajících buněk, které jsou k nim připojeny, pokud detekují dopad světla. Kužely se používají pro fotopické vidění (barevné vidění a vidění ve dne) a pruty na druhé straně pro skotopické vidění (vnímání ve tmě).

Více k tomuto tématu: Jak funguje vize?

konstrukce

Také lidská sítnice sítnice nazývá se celkem 200 µm tlustý a skládá se z různých buněčných vrstev. Pigmentové epiteliální buňky, které jsou velmi důležité pro metabolismus, leží na vnější straně sítnice absorpcí a štěpením mrtvých fotoreceptorů a také vylučovaných buněčných komponent, které vznikají během vizuálního procesu.

Skutečné fotoreceptory, které jsou rozděleny na pruty a kužely, nyní následují dovnitř. Oba mají společné to, že mají vnější končetinu, která směřuje k pigmentovému epitelu a také s ním má kontakt. Následuje tenké cilium, skrze které jsou vnější a vnitřní článek vzájemně spojeny. V případě prutů je vnější článek vrstvou membránových disků, podobně jako hromada mincí. V případě čepů se však vnější článek skládá z membránových záhybů, takže vnější článek vypadá jako druh vlasového hřebenu v podélném řezu, přičemž zuby představují jednotlivé záhyby.

Buněčná membrána vnější končetiny obsahuje vizuální pigment fotoreceptorů. Barva kuželů se nazývá rodopsin a skládá se z glykoproteinového opsinu a 11-cis sítnice, modifikace vitaminu A1. Vizuální pigmenty kuželů se liší od rhodopsinu a od sebe různými formami opsinu, ale mají také sítnici. Vizuální pigment v membránových discích a membránových záhybech je vizuálním procesem spotřebován a musí být regenerován. Membránové disky a záhyby jsou vždy nově vytvořeny. Migrují z vnitřního členu na vnější člen a nakonec jsou uvolňovány a absorbovány a rozkládány pigmentovým epitelem. Porucha pigmentového epitelu způsobuje depozici buněčných zbytků a vizuálního pigmentu, k čemuž dochází například při onemocnění Retinitis pigmentosa je.

Vnitřní člen je skutečné buněčné tělo fotoreceptorů a obsahuje buněčné jádro a buněčné organely. Probíhají zde důležité procesy, jako je čtení DNA, produkce proteinů nebo látek buněčných messengerů, v případě fotoreceptorů je glutamát messengerovou látkou.

Vnitřní končetina je tenká a na konci má takzvanou receptorovou nohu, jejímž prostřednictvím je buňka spojena s tzv. Bipolárními buňkami (zasilatelské buňky). V přijímací bázi jsou uloženy vezikuly vysílače s messengerovou látkou glutamát. To se používá k přenosu signálů do bipolárních buněk.

Zvláštností fotoreceptorů je to, že když je tma, látka vysílače je trvale uvolňována, čímž se uvolňování snižuje, když světlo dopadá. Není tedy jako u jiných vnímacích buněk, že stimul vede ke zvýšenému uvolňování vysílačů.

Existují tyčinkové a kuželové bipolární buňky, které jsou zase propojeny s gangliovými buňkami, které tvoří vrstvu gangliových buněk a jejichž buněčné prodloužení nakonec dohromady tvoří optický nerv. Existuje také složité horizontální propojení buněk sítnicekterý je realizován horizontálními buňkami a amakrinními buňkami.

Sítnice je stabilizována tzv. Müllerovými buňkami, gliovými buňkami sítnicekteré pokrývají celou sítnici a působí jako rámec.

funkce

Fotoreceptory lidského oka se používají k detekci dopadajícího světla. Oko je citlivé na světelné paprsky s vlnovými délkami mezi 400 - 750 nm, což odpovídá barvám od modré po zelenou až červenou. Oba již nejsou pro lidské oko viditelné a mohou dokonce poškodit oko a způsobit krytí čočky.

Více k tomuto tématu: Šedý zákal

Kužely jsou zodpovědné za barevné vidění a vyžadují více světla k vysílání signálů. Aby bylo možné realizovat barevné vidění, existují tři typy kuželů, z nichž každý je zodpovědný za jinou vlnovou délku viditelného světla a má absorpční maximum při těchto vlnových délkách. Fotopigmenty, opsiny vizuálního pigmentu kuželů se proto liší a tvoří 3 podskupiny: modré kužely s absorpčním maximem (AM) 420 nm, zelené kužely s AM 535 nm a červené kužely s AM 565 nm. Pokud světlo tohoto vlnového spektra zasáhne receptory, signál je předán dál.

Více k tomuto tématu: Vyšetření barevného vidění

Mezitím jsou pruty zvláště citlivé na dopad světla, a proto se používají k detekci i velmi malého množství světla, zejména ve tmě. Rozlišuje se pouze mezi světlem a tmou, ale ne z hlediska barvy. Vizuální pigment tyčinkových buněk, nazývaný také rodopsin, má absorpční maximum při vlnové délce 500 nm.

úkoly

Jak již bylo popsáno, receptory kužele se používají pro denní vidění. Prostřednictvím tří typů kuželů (modrá, červená a zelená) a procesu aditivního míchání barev lze vidět barvy, které vidíme. Tento proces se liší od fyzického, subtraktivního míchání barev, což je případ například při míchání malířských barev.

Kužely, zejména v zorném poli - místo nejostřejšího vidění - navíc umožňují ostré vidění s vysokým rozlišením. Důvodem je zejména jejich nervové propojení. Méně kuželů vede k příslušnému neuronu ganglionu než k tyčím; rozlišení je proto lepší než u hůlky. V Fovea centralis tam je dokonce 1: 1 spedice.

Tyče, na druhé straně, mají maximum s absorpčním maximem 500 nm, což je přímo uprostřed rozsahu viditelného světla. Takže reagujete na světlo ze širokého spektra. Protože však mají pouze rodopsin, nemohou oddělit světlo různých vlnových délek. Jejich velkou výhodou je však to, že jsou citlivější než kužely. K dosažení reakčního prahu pro tyčinky postačuje také výrazně menší dopad světla. Proto jsou zvyklí vidět ve tmě, když je lidské oko slepé. Rozlišení je však mnohem horší než u kuželů. Více tyčí se sbíhá, tj. Sbíhá se, což vede k neuronu ganglionu. To znamená, že bez ohledu na to, která tyč z obvazu je vzrušená, je aktivován neuron ganglionu. Není tedy možné takové dobré prostorové oddělení jako u čepů.

Je zajímavé, že tyčinkové sestavy jsou také senzory pro tzv. Magnocelulární systém, který je zodpovědný za pohyb a vnímání kontury.

Navíc si jeden nebo druhý mohli všimnout, že hvězdy nejsou v centru pozornosti zorného pole v noci, ale spíše na hraně.Důvodem je, že fokus vyčnívá do zorného pole, ale nemá hůlky. Ty leží kolem nich, takže můžete vidět hvězdy kolem středu pozorovacího centra.

rozdělení

Kvůli jejich různým úkolům jsou kužely a pruty v oku také distribuovány různě, co se týče jejich hustoty. Kužely se používají pro ostré vidění s barevnou diferenciací během dne. Jste tedy ve středu sítnice nejčastější (žlutá skvrna - Macula lutea) a v centrální jámě (Fovea centralis) jsou jediné přítomné receptory (bez tyčinek). Vyhlídková jáma je místem nejostřejšího zraku a specializuje se na denní světlo. Tyčinky mají svou maximální hustotu parafoveal, tj. kolem centrální jámy vidění. Na periferii hustota fotoreceptorů rychle klesá, přičemž ve vzdálenějších částech jsou přítomny téměř pouze tyčinky.

velikost

Kužely a hůlky do určité míry sdílejí plán, ale pak se liší. Obecně jsou hůlky o něco delší než kužely.

Tyčové fotoreceptory mají průměrně asi 50 um na délku a asi 3 um na průměru v nejhustěji zabalených místech, tj. pro pruty parafovální oblast.

Kuželové fotoreceptory jsou o něco kratší než tyčinky a mají průměr 2 µm v fovea centralis, takzvané jámě vidění, v oblasti s nejvyšší hustotou.

číslo

Lidské oko má ohromný počet fotoreceptorů. Jedno oko samo o sobě má přibližně 120 milionů tyčinkových receptorů pro skotopické vidění (ve tmě), zatímco pro denní vidění existuje přibližně 6 milionů kónických receptorů.

Oba receptory konvergují své signály na přibližně milion gangliových buněk, přičemž axony (buněčné procesy) těchto gangliových buněk tvoří optický nerv (nervus opticus) jako svazek a táhnou je do mozku, takže tam mohou být signály centrálně zpracovány.

Více informací naleznete zde: Vizuální centrum

Srovnání hůlky a kužely

Jak již bylo popsáno, pruty a kužely mají malé rozdíly ve struktuře, které však nejsou závažné. Mnohem důležitější je jejich odlišná funkce.

Pruty jsou mnohem citlivější na světlo, a proto mohou detekovat i malý dopad světla, ale pouze rozlišují mezi světlem a tmou. Kromě toho jsou o něco silnější než kužely a jsou přenášeny konvergujícím způsobem, takže jejich rozlišovací schopnost je nižší.

Kužely, na druhé straně, vyžadují větší dopad světla, ale jejich tři podformy mohou umožnit barevné vidění. Díky svému menšímu průměru a méně silně konvergujícímu přenosu až do 1: 1 přenosu ve fovea centralis mají vynikající rozlišení, které lze použít pouze během dne.

Žlutý bod

Macula lutea, také známý jako žlutý bod, je místo na sítnici, s nímž lidé primárně vidí. Jméno bylo dáno nažloutlým zabarvením tohoto bodu v pozadí oka. Žlutá skvrna je místem sítnice s většinou fotoreceptorů. Až na Macula zbývá téměř jen prutů, které mají rozlišovat mezi světlem a tmou.

Macula centrálně stále obsahuje tzv. vyhlídkovou jámu, Fovea centralis. To je bod nejostřejšího vidění. Sledovací jáma obsahuje pouze kužele v jejich maximální hustotě balení, jejichž signály jsou přenášeny 1: 1, takže rozlišení je zde nejlepší.

Dystrofie

Dystrofie, patologické změny v tělesné tkáni, které způsobují sítnice jsou obvykle geneticky ukotveny, tj. mohou být buď zděděni od rodičů, nebo mohou být získáni novou mutací. Některé léky mohou způsobit příznaky podobné retinální dystrofii. Nemoci mají společné, že se příznaky objevují pouze v průběhu života a mají chronický, ale progresivní průběh. Průběh dystrofií se může velmi lišit od choroby k nemoci, ale může se také velmi lišit v rámci jedné choroby. Kurz se může v rámci postižené rodiny lišit, takže nelze učinit obecná prohlášení. U některých nemocí však může dojít k oslepnutí.

V závislosti na nemoci se zraková ostrost může během několika let velmi rychle snižovat nebo postupně zhoršovat. Příznaky, ať už se nejdříve změní centrální zorné pole, nebo ztráta zorného pole postupuje z vnějšku dovnitř, se v důsledku nemoci mění.

Diagnostika retinální dystrofie může být zpočátku obtížná. Existuje však řada diagnostických postupů, které umožňují diagnózu; Zde je malý výběr:

Oftalmoskopie: často se objevují viditelné změny, jako jsou vklady v očním pozadí
electroretinography, který měří elektrickou odezvu sítnice na světelné podněty
elektrooculografie, která měří změny elektrického potenciálu sítnice při pohybu očí.

Bohužel v současné době není známa žádná příčinná nebo preventivní terapie pro většinu geneticky způsobených dystrofických onemocnění. V současné době se však mnoho výzkumů provádí v oblasti genetického inženýrství, přičemž tyto terapie jsou v současné době pouze ve fázi studia.

Vizuální pigment

Lidský vizuální pigment sestává z glykoproteinu zvaného opsin a tzv. 11-cis-retinalu, což je chemická modifikace vitaminu A1. To také vysvětluje význam vitaminu A pro zrakovou ostrost. V případě příznaků závažného nedostatku může dojít k noční slepotě a v extrémních případech ke slepotě.

Spolu s 11-cis sietnicí je do buněčné membrány zabudován opsin produkovaný samotným tělem, který existuje v různých formách pro tyčinky a tři typy kuželů („kužel opsine“). Při vystavení světlu se komplex mění: změní se i 11-cis retina na all-trans sítnici a opsin. Například metarhodopsin II se vyrábí v tyčích, které uvádí do pohybu signální kaskádu a hlásí výskyt světla.

Červená zelená slabost

Červeno-zelená slabost nebo slepota je porucha barevného vidění, která je vrozená a zděděná X-spojená s neúplnou penetrací. Může se však také stát, že se jedná o novou mutaci, a proto žádný z rodičů nemá tento genetický defekt. Protože muži mají pouze jeden chromozom X, je mnohem pravděpodobnější, že onemocní a až 10% mužské populace je postiženo. Ovlivněno je však pouze 0,5% žen, protože mohou kompenzovat vadný chromozom X zdravým druhým.

Červeno-zelená slabost je založena na skutečnosti, že došlo k genetické mutaci vizuálního proteinu opsin v jeho zelené nebo červené izoformě. Tím se mění vlnová délka, na kterou je opsin citlivý, a proto červené a zelené tóny nelze dostatečně rozlišit. K mutaci dochází častěji v opsinu pro zelené vidění.

Existuje také možnost, že barevné vidění pro jednu z barev zcela chybí, například pokud již není přítomen kódující gen. Nazývá se červená slabost nebo slepota Protanomálie nebo. Protanopie (pro zelenou: Deuteranomálie nebo. Deuteranopie).

Zvláštní forma je monochromatismus modrého kužele, tj. fungují pouze modré kužely a modré vidění; Potom nelze oddělit ani červenou a zelenou.

Přečtěte si více k tématu: