Kegler (netthinnen)

Caps - (English. Cone - cone) er en av de typer exteroreceptorene (fotoreceptorene) av de perifere prosessene til de lysfølsomme nervecellene i netthinnen. Kalt kegler på grunn av formen som ligner en konisk laboratoriekolbe.

Kegler er en gruppe reseptorer som består av ulike typer spesialiserte nerveceller som oppfatter og omdanner lysstimuli til nervøs spenning i bioelektriske signaler som går til de visuelle seksjonene i hjernen.

innhold


Kegler er følsomme for lys i et bredt spekter. I skumring, når belysningen ikke er tilstrekkelig til bruk av kjegler, fungerer bare spisepinner for en person. Om natten blir vi "fargeblind" - verden oppfattes som monokrom.

Fotosensitivitetsreseptorer er assosiert med tilstedeværelsen av et spesifikt pigment i dem - iodopsin; med cis-trans overgang av retinal og andre mekanismer. Iod består av flere visuelle pigmenter. Til dags dato er to pigmenter godt kjent og studert: klor-labore (følsom for den gule grønne regionen av spekteret) og erythrolab (følsom for den gule-røde delen av spekteret).

I netthinnen hos en voksen er det ca 6 millioner. [1] kegler. Deres størrelser er svært små: lengde ca 50 mikron, diameter - fra 1 til 4 mikron. Kegler er omtrent 100 ganger mindre følsomme for lys enn pinner (en annen type retinale celler), men de er mye mer lydhør overfor raske bevegelser.

Retina er en kompleks, lagdelt struktur med flere lag av nevroner forbundet med synapser. Enkle neuroner som er direkte lysfølsomme - celler av fotoreceptorene av kjegler og stenger.

Strukturen til fotoreceptorer - kegler Rediger

Kegler i forskjellige dyrearter har en annen struktur, i enkelte arter kan du finne en annen konesstruktur.

Human Cones Edit

Konstruksjonen av kjeglene (netthinnen)

Kegler og stenger er like i struktur og består av fire seksjoner.

  • 1 - UTEN SEGMENT (inneholder iodopsin-membranplater),
  • 2 - KOBLING AV DEPARTEMENT (transport)
  • 3 - INNER SEGMENT (inneholder mitokondrier),
  • 4 - SYNAPTISK OMRÅDE

Det ytre segmentet av keglen er fylt med membranhalvskiver dannet av plasmamembranen, skilt fra den. De er foldene til plasmamembranen. I kjegler er membranhalvskiver mye mindre enn disker i en pinne, og deres nummer er omtrent flere hundre.

I området av forbindelsesdelen (innsnevring) er det ytre segmentet nesten fullstendig skilt fra det indre ved å stikke den ytre membran. Forbindelsen mellom de to segmentene utføres gjennom cytoplasma og et par cilia, som beveger seg fra ett segment til et annet. Cilia inneholder kun 9 perifere dubletter av mikrotubuli: et par sentrale mikrotubuli som er karakteristiske for cilia er fraværende.

Det indre segmentet er et område med aktivt metabolisme. Den er fylt med mitokondrier som gir energi til synsprosessene, samt polyribosomer, som syntetiserer proteiner som deltar i dannelsen av membranskiver og visuelt pigment. I samme område er kjernen.

I den synaptiske regionen synapser celleformene med bipolare celler.

Diffuse bipolare celler kan danne synapser med flere stenger. Dette fenomenet kalles synaptisk konvergens.

Monosynaptiske bipolære celler binder en kegle til en ganglioncelle, noe som gir større synsstyrke sammenlignet med stenger.

De horisontale og amakrylceller binder sammen et antall stenger og kjegler. Takket være disse cellene er visuell informasjon gjenstand for viss behandling selv før den forlater netthinnen; Disse cellene er spesielt involvert i lateral inhibering. [2], [3]

Caps av krypdyr og fugler Rediger

Kegler i netthinnen av fugler, amfibier og andre vertebrater varierer i sin struktur fra kjegler som ligger i netthinnen til primater.

Spesielt i fugler, fisk, skilpadder i kjeglens struktur er det "oljedråper". I tillegg er de i deres retina skilt som "vanlige" kjegler, og de såkalte "doble" kjeglene.

Fargevisjon Rediger

Kurvene til absorpsjonsspektrene av pigmenter inneholdt i kjegler og stenger av det menneskelige netthinnen. Spektra av korte (S), medium (M) og langbølge (L) pigmenter og et spektrum av et pigment av en pinne ved svak (twilight) belysning (R). NB: Bølgelengdeaksen er ikke-lineær i denne grafen.

Spektralfølsomhetskurver for koniske mottakere for normalt trichromat, bestemt ved den kolorimetriske metoden (A), og absorpsjonsspektrene målt i ytre segmentene av enkeltkegle av makaken (B). (Po.Marks et al., 1964). De faste kurver på A representerer resultatet av beregningen av spektralfølsomhetskurver fra tilleggskurver av normalt trichromat (Bongard, Smirnov, 1955); sirkler - resultatene av eksperimenter med dikromater [4].

Ifølge supportere av trekomponentteoriens visjon, da tre absorpsjonstoppe ble funnet i det synlige området av nesenavn, skulle dette skyldes tilstedeværelsen av tre typer visuelle pigmenter, og de tror at det skulle være tre typer kjegler som er følsomme for forskjellige bølgelengder av lys (farger). Tilstedeværelsen av S-type kjegler følsomme i blått (S fra engelsk. Kort - kortbølgespektrum), M-type - i grønt (M fra engelsk. Middels-medium bølge) og L-type - rød (L fra engelsk. Lang-langbølge ) deler av spekteret. Samtidig antas det at hver type konus inneholder bare en av de tre pigmentene. [5] Disse forutsetningene har hittil ikke blitt bekreftet.

Det er for tiden kjent at det lysfølsomme pigmentet iodopsin i øyekeglene inneholder slike pigmenter som klorab (maksimalt ca. 540 nm.) Og erythrolab (maksimalt ca. 570 nm.); Den første absorberer strålene som svarer til gulgrønnen, og den andre gultrøde delen av spektret. Deres absorpsjonsmaksimum er plassert i nærheten. Dette stemmer ikke overens med de vanlige "grunnleggende" farger og er ikke i samsvar med prinsippene for trekomponentmodellen.

Det tredje, et hypotetisk pigment som er følsomt for den violetblå regionen av spekteret, tidligere kalt cyanolab, har heller ikke blitt funnet å være eller har ikke blitt studert.

I tillegg var det ikke mulig å finne noen forskjell mellom kjegler i øyets netthinne, og det var ikke mulig å bevise tilstedeværelsen av bare en type pigment i hver kjegle. Videre ble det anerkjent at pigmentet samtidig kan inneholde pigmenter chlorab og erythrolab. [6]

Ifølge en annen modell (ikke-lineær tokomponentteori av S. Remenko) er det tredje "hypotetiske" pigmentet ikke nødvendig, mottakeren av den blå delen av spekteret er en pinne. Dette forklares ved det faktum at når lysets lysstyrke er tilstrekkelig til å skille farger, beveger den maksimale spektrale følsomheten til pinnen (på grunn av fading av rhodopsin som er inneholdt i den) fra det grønne spekteret til det blå. I følge denne teorien skal en kegle kun inneholde to pigmenter med tilstøtende maksimalt følsomhet: kloro-lab (følsom for den gule grønne regionen av spektret) og erythrolab (følsom for den gule-røde delen av spekteret). Disse to pigmentene har lenge blitt funnet og studert nøye. Samtidig er kjeglen en ikke-lineær forholdssensor, og utsender ikke bare informasjon om forholdet mellom rødt og grønt, men markerer også gulvnivået i denne blandingen.

Bevis på at mottakeren av den blå delen av spekteret i øyet er en tryllestav kan også være det faktum at det med menneskelige øyne med fargeforstyrrelser av den tredje typen (tritanopia) ikke bare oppfatter den blå delen av spektret, men skiller ikke objekter i skumringen (blindheten) Og dette indikerer nettopp fraværet av normale arbeidspinner. Tilhengere av trekomponentteorier forklarer hvorfor de alltid slutter å jobbe samtidig som den blå mottakeren slutter å jobbe og stavene fortsatt ikke kan fungere (hvorfor alltid, samtidig med at den blå mottakeren slutter å virke, stopper pinnene også). [7]

I tillegg er bekreftelsen av denne mekanismen den lenge kjente Purkinje-effekten, hvis essens er at i skumring, når belysningen faller, blir de røde fargerne svarte, og de hvite blir blåaktig. R. F. Feynman skriver at: "Dette er fordi stengene ser den blå kanten av spekteret bedre enn kjegler, men kjegler ser for eksempel en mørk rød farge, mens stenger ikke helt kan se den." [8]

Til dags dato, å komme til enighet om prinsippet om fargeoppfattelse med øyet og mislyktes.

Om natten, når strømmen av fotoner er utilstrekkelig for normal drift av øyet, er syn gitt hovedsakelig av pinner, så om natten kan en person ikke skille farger.

Retina stenger og kjegler

Stengene og kjeglene er følsomme reseptorer av retina som forvandler lysstimulering til nervene, dvs. de konverterer lys til elektriske impulser som beveger seg gjennom optisk nerve til hjernen. Stengene er ansvarlige for oppfatningen i svake lysforhold (ansvarlig for nattesyn), kegler for synsfare og fargeoppfattelse (dagsvisjon). Tenk på hver type fotoreceptor separat.

Retina Sticks

Stengene har formen på en sylinder med en ujevn, men omtrent lik diameteren av en sirkel langs lengden. I tillegg er lengden (0,000006 m eller 0,06 mm) 30 ganger diameteren (0.000002 m eller 0.002 mm), på grunn av hvilken sylinderen som er forlenget i lengden, er veldig lik en pinne. I øynene til en sunn person er det ca 115-120 millioner pinner.

En menneskelig øyestokk består av 4 segmenter:

1 - Ytre segment (inneholder membranplater),

2 - Bindende segment (cilium),

3 - Internt segment (inneholder mitokondrier),

4 - Basal segment (nerveforbindelse)

Stengene er ekstremt lysfølsomme. Nok energi av en foton (den minste, elementære partikkel av lys) for reaksjon av stenger. Dette faktum hjelper med den såkalte nattsynet, slik at du kan se i skumringen.

Stokkene er ikke i stand til å skille farger, i første omgang skyldes tilstedeværelsen av bare ett pigment rhodopsin i pinnene. Rhodopsin, ellers kalles det visuelt lilla, på grunn av de inkluderte to proteingruppene (kromofor og opsin) har to maksima for lysabsorpsjon, selv om gitt at en av disse maksima er utenfor det synlige lyset av det menneskelige øye (278 nm er en ultrafiolett region, ikke synlig for øyet), er det verdt å kalle dem maksimal bølgeabsorpsjon. Imidlertid er det andre absorpsjonsmaksimumet fortsatt synlig for øyet - det ligger på rundt 498 nm, som er som det var ved grensen mellom det grønne fargespektret og det blå.

Det er pålitelig kjent at rhodopsin inneholdt i stengene reagerer på lys langsommere enn iodopsin i keglene. Derfor reagerer stengene svakere på lysstyrkenes dynamikk og skiller mellom objekter i bevegelse dårlig. Av samme grunn er også synlighet ikke spesialiseringen av stenger.

Retinal kjegler

Kegler mottok dette navnet på grunn av sin form, ligner laboratoriekolber. Keglens lengde er 0.00005 meter, eller 0,05 mm. Diameteren på det smaleste punktet er omtrent 0,000001 meter, eller 0,001 mm og 0,004 mm på sitt bredeste. På netthinnen til en sunn voksen ca 7 millioner kegler.

Kegler er mindre følsomme for lys, med andre ord, for å opphisse dem, en lysstrøm er nødvendig ti ganger mer intens enn å spenne stenger. Kegler kan imidlertid behandle lyset mer intensivt enn stenger, og derfor oppfatter de bedre endringer i lysflommen (for eksempel skiller lyset mer dynamisk når objekter beveger seg i forhold til øyet), og bestemmer også et klarere bilde.

Keglen i det menneskelige øyet består av 4 segmenter:

1 - Ytre segment (inneholder iodopsin membranplater),

2 - Bindende segment (midje),

3 - Internt segment (inneholder mitokondrier),

4 - Området for det synaptiske veikrysset (basal segment).

Årsaken til de ovenfor beskrevne egenskapene til kjegler er innholdet av det biologiske pigmentet iodopsin. På tidspunktet for denne skrivelsen ble to typer iodopsin funnet (isolert og bevist): erythrolab (pigment følsomt for den røde delen av spektret, til lange L-bølger), klor-labore (pigment følsomt for den grønne delen av spektret, til gjennomsnittlige M-bølger). Til dags dato er det ikke funnet et pigment som er følsomt for den blå delen av spekteret, til korte S-bølger, selv om navnet cyanolab allerede er tildelt det.

Adskillelsen av kegler i 3 typer (på grunn av dominans av fargepigmenter i dem: erythrolab, kloro-lab, cyanolab) kalles tre-komponent synshypotesen. Imidlertid er det også en ikke-lineær tokomponentteori av visjon, hvis tilhenger mener at hver kjegle samtidig inneholder både erythrolab og klor-labore, og derfor er i stand til å oppleve farger i det røde og grønne spekteret. I dette tilfellet tar rollen cyanolab på den falmede rhodopsinen fra pinnene. Denne teorien støttes også av det faktum at personer med fargeblindhet, nemlig blindhet i den blå delen av spekteret (tritanopia), også har vanskeligheter med twilight vision (nattblindhet), noe som er et tegn på det unormale arbeidet til stengene i netthinnen.

Pinner og kjegler

Hoveddelen av den visuelle analysatoren er netthinnen. Det er her at oppfatningen av lyse elektromagnetiske bølger, deres transformasjon i nerveimpulser og videre overføring til optisk nerve finner sted. Dagtid (farge) og nattesyn gir spesielle reseptorer av netthinnen. Sammen danner de et fotosensorlag. Avhengig av skjemaet kalles disse reseptorene stenger og kjegler.

Funksjoner av stenger og kjegler

I denne artikkelen forsøkte vi å finne ut mer om spørsmålet om hvor stenger og kjegler er og funnet ut hvilke funksjoner de utfører.

Generell informasjon

Histologisk kan 10 cellulære lag skille seg på netthinnen. Det lysfølsomme laget består av spesielle fotoreceptorer, som representerer de spesielle formasjonene av neuroepiteliale celler. De inneholder unike visuelle pigmenter som absorberer lysbølger av en viss lengde. Pinner og kjegler er ujevnt plassert på netthinnen. Hoveddelen av kjeglene ligger ofte i sentrum. Sticks i sin tur er vanligvis plassert på periferien. Ytterligere forskjeller inkluderer:

  1. Staver er avgjørende for nattesyn. Dette betyr at de er ansvarlige for oppfatningen av lys i svake lysforhold. Følgelig kan en person ved hjelp av spisepinner se objekter bare i et svart og hvitt bilde.
  2. Kegler gir skarphet hele dagen. Med deres hjelp kan hver person se verden rundt oss i et fargebilde.

Stenger er følsomme bare for de bølgene hvis lengde ikke overstiger 500 nm. Imidlertid forblir de aktive selv når fotfluxen senkes. Kegler kan betraktes som mer følsomme, og de kan oppleve alle fargesignaler. For spenningen kan det imidlertid være nødvendig med lys med mye større intensitet.

Om natten utføres visuelt arbeid av pinnene. Som et resultat kan en person tydelig se oversikten over objekter, men kan ikke skille fargen sin helt enkelt. Når fotoreceptoren er svekket, kan det oppstå følgende problemer og synsfelter:

  • brudd på fargeoppfattelsen;
  • ulike inflammatoriske sykdommer i netthinnen;
  • laminering av netthinnen;
  • uskarpt skumring
  • lysskyhet.

kjegler

Personer med god syn har omtrent en million kegler i hvert øye. Lengden er 0,05 mm, og bredden er 0,004 mm. Følsomhet for strømmen av stråler fra dem er liten. Imidlertid vil alle av dem kvalitativt oppdage fargespektret, inkludert forskjellige nyanser.

De er også ansvarlige for evnen til å gjenkjenne bevegelige gjenstander, slik at de reagerer mye bedre på lysets dynamikk.

Cones struktur

I kjeglene er det tre hovedsegmenter og transport:

  1. Ytre segment. Den inneholder lysfølsomt pigment iodopsin, som ligger i halvdisplayene - foldene til plasmamembranen. Dette området med fotoreceptorceller oppdateres kontinuerlig.
  2. Padding - dannes av plasmamembranen og tjener til å overføre energi fra det indre segmentet til utsiden. Hvis du ser nærmere på det, vil du legge merke til at den representerer de såkalte cilia som gjør denne tilkoblingen.
  3. Internt segment. Dette er et område med aktiv metabolisme. Her er mitokondrier - energibasen til celler. I dette segmentet er det også en intens frigjøring av energi, som er nødvendig for implementeringen av den visuelle prosessen.
  4. Den synaptiske endingen representerer regionen av synapsene. Disse kontaktene mellom celler vil senere overføre nerveimpulser til optisk nerve.

Tre-komponent fargeoppfattelse hypotesen

Mange vet allerede at det er et spesielt pigment i kjeglene, iodopsin, som lar deg oppleve hele fargespektret. I følge tre-komponenthypotesen om fargesyn er det tre typer koner. I hver spesifikk form er det en type iodopsin, som bare oppfatter sin del av spekteret:

  1. L-typen inneholder et pigment kalt erythrolab og etablerer lange bølger, nemlig den rødgule delen av spekteret.
  2. M-typen inneholder pigment klor-rob og er i stand til å oppleve mediumbølger som den gulgrønne regionen av spektret utsender.
  3. S - inneholder cyanoab pigment og reagerer kun på korte bølger, og oppfatter den blå delen av spekteret.

Viktig å vite! Hittil er mange forskere engasjert i problemene med moderne histologi, og noterer seg underverdien av tre-komponent-fargevalueringshypotesen. Dette skyldes at ingen bekreftelse har blitt funnet for eksistensen av tre typer kjegler. Dessuten har de ennå ikke oppdaget pigmentet, som tidligere ble kalt cyanolab.

To-komponent fargeoppfattelse hypotesen

Hvis du tror på denne hypotesen, kan du forstå at alle retinalkegler inneholder erytolab og også klorab. Derfor kan de perfekt oppleve den lange og midtre delen av spekteret. I dette tilfellet oppfatter rhodopsinpigmentet som finnes i stengene en kort del av spekteret.

Til fordel for en slik teori kan det faktum at folk som ikke er i stand til å oppleve de korte bølgene i spekteret, samtidig lider av synshemming under dårlige lysforhold. En slik patologi kalles nattblindhet.

pinner

Hvis vi ser nærmere på stengene, kan vi se at de ser ut som langstrakte sylindere med en lengde på ca 0,06 mm. I en voksen er ca 120 millioner av disse reseptorene tilstede i hvert øye. De fyller hele netthinnen mens de konsentrerer seg om periferien.

Pigmentet som gir stenger med tilstrekkelig høy følsomhet mot lys kalles rhodopsin eller visuell lilla. I sterkt lys svimmer et slikt pigment og taper helt sin evne. På dette punktet vil det bare være utsatt for korte lysbølger som utgjør det blå området i spektret. I mørket blir fargene og egenskapene gradvis restaurert.

Stokkens struktur

Stokkens struktur er praktisk talt ikke forskjellig fra konesens struktur. Det er 4 hoveddeler:

  1. Ytre segmentet med membranskiver inneholder rhodopsinpigment.
  2. Koblingssegmentet eller ciliumet gir pålitelig kontakt mellom ytre og indre divisjoner.
  3. Det indre segmentet inkluderer mitokondrier. Det vil bli en prosess med energiproduksjon.
  4. Det basale segmentet inneholder nerveender og overfører impulser.

Sensitiviteten til slike reseptorer til effekten av fotoner lar deg konvertere lysstimulering til nervøs spenning og overføre den til hjernen. Dermed er prosessen med oppfatning av lysbølger ved det menneskelige øye - fotoreception.

funn

Som du kan se, er mannen det eneste levende vesen som kan oppfatte verden i alle sine forskjellige farger. Pålitelig beskyttelse av synets organer fra skadelige effekter, samt forebygging av synshemming, vil bidra til å bevare den unike evnen i de kommende årene. Vi håper at denne informasjonen var nyttig og interessant.

Sticks and cones eyes - hva er det?

Informasjon om verden rundt 90% av befolkningen mottar gjennom visjonssystemet. Retina er en visuell funksjon. Retina består av fotoreceptorer av en spesiell struktur - kjegler og stenger.

Stenger og kjegler er fotografiske reseptorer med høy sensitivitet, de konverterer lyssignaler fra utsiden til impulser oppfattet av sentralnervesystemet - hjernen.

Når belyset - i løpet av dagslyset opplever ølene økt belastning. Sticks er ansvarlig for twilight vision - hvis de ikke er aktive nok, vises nattblindhet.

Kegler og stenger i netthinnen har en annen struktur, siden deres funksjoner er forskjellige.

Strukturen av det menneskelige organ av syn

  1. Hornhinnen er en gjennomsiktig membran med kar og nerveender, som grenser til sclera, som ligger på forsiden av synets organ.
  2. Forkammer mellom hornhinnen og iris, det inneholder intraokulært væske.
  3. Iris er øyets område med et hull for eleven. Dens struktur: muskler som forandrer elevens diameter med skiftende belysning og regulerer lysstrømmen.
  4. Eleven er et hull, lyset passerer gjennom det inn i øyet.
  5. Linsen er en elastisk gjennomsiktig linse som umiddelbart kan tilpasse seg visuelle bilder - endre fokus for å vurdere størrelsen på objekter og avstanden til dem.
  6. Den glansede kroppen er et absolutt gjennomsiktig stoff av gelaktig konsistens, takket være det har øynene en sfærisk form. Utfører byttefunksjonen i visningsorganet.
  7. Retina - består av 3 lag, er ansvarlig for syn og fargeoppfattelse, det inkluderer blodkar, nervefibre og fotoreceptorer med høy følsomhet. Det er på grunn av den lignende strukturen i netthinnen at impulser kommer til hjernen, som oppstår som et resultat av oppfatningen av lysbølger av forskjellige lengder. På grunn av denne retina evnen, skiller en person mellom primære farger og deres mange nyanser. Ulike typer mennesker har forskjellig fargegennlighet.
  8. Sclera - det ytre skallet i øyet, som passerer inn i hornhinnen.

Visjonsorganet omfatter også den vaskulære delen og den optiske nerveen, som sender signaler mottatt fra utsiden til hjernen. Delingen av hjernen som mottar og forvandler informasjon anses også som en av divisjonene i det visuelle systemet.

Hvor er stengene og kjeglene? Hvorfor de ikke reflekteres i listen? Dette er reseptorene i nervesystemet som utgjør retina. Takket være kegler og spisepinner får netthinnen et bilde festet av en del av hornhinnen og linsen. Pulsene overfører bildet til sentralnervesystemet, der informasjonsprosessering finner sted. Denne prosessen utføres i løpet av sekunder - nesten umiddelbart.

De fleste av de sensitive fotoreceptorene ligger i makulaen, den såkalte sentrale delen av netthinnen. Det andre navnet på makulaen er det gule øyepunktet. Dette navnet ble gitt til makulaen fordi en gulaktig fargetone er tydelig synlig når man undersøker dette området.

Pigmentet går inn i strukturen på den ytre delen av netthinnen, og de lysfølsomme elementene kommer inn i den indre delen.

Kegler i øyet

Kegler kalles fordi de er formet som flasker, bare svært små. Hos en voksen omfatter netthinnen 7 millioner av disse reseptorene.

Hver kjegle består av 4 lag:

  • ytre membranskiver med iodopsin fargepigment; det er dette pigmentet som gir høy følsomhet i oppfatningen av lysbølger av forskjellige lengder;
  • bindende lag - det andre laget - innsnevring, som gjør det mulig å danne formen av en sensitiv reseptor - består av mitokondrier;
  • Den indre delen er det basale segmentet, en lenke;
  • synaptisk region.

For tiden studeres kun 2 lysfølsomme pigmenter i sammensetningen av fotoreceptorene av denne typen - klorab og erythrolab. Den første er ansvarlig for oppfatningen av den gulgrønne spektrale regionen, den andre - den gule-røde.

Stikker i øynene

Stengene til netthinnen er sylindriske, lengden overskrider diameteren med 30 ganger.

Sammensetningen av pinnene inneholder følgende elementer:

  • membranplater;
  • cilia;
  • mitokondrier;
  • nervevev.

Den maksimale lysfølsomheten leveres av pigment rhodopsin (visuell lilla). Det kan ikke skille mellom farge nyanser, men det reagerer til og med på de minste lysflammene som den mottar fra utsiden. Chop-reseptoren er begeistret selv med et blunk, hvis energi er bare en foton. Det er denne evnen som lar deg se i skumringen.

Rhodopsin er et protein fra gruppen av visuelle pigmenter, refererer til kromoproteiner. Hans etternavn - visuelt lilla - mottok han under undersøkelsen. Sammenlignet med andre pigmenter, står det skarpt ut med en lys rødt fargetone.

Sammensetningen av rhodopsin to komponenter - et fargeløst protein og et gul pigment.

Reaksjonen av rhodopsin til lysstrålen er som følger: når det eksponeres for lys, dekomponerer pigmentet, forårsaker eksitering av optisk nerve. Om dagen skifter øyets følsomhet til det blå området, om natten - restaureringen av visuell purpura skjer innen 30 minutter.

I løpet av denne tiden tilpasser det menneskelige øyet seg til skumring og begynner å forstå den omgivende informasjonen tydeligere. Dette er hva som forklarer hvorfor i mørket begynner de å se tydeligere over tid. Jo mindre lys kommer inn, jo mer blir skumringen synlig.

Øyekegler og stenger - funksjoner

Fotoreceptorer kan ikke betraktes separat - i det visuelle apparatet danner de en enkelt helhet og er ansvarlig for visuelle funksjoner og fargeoppfattelse. Uten koordinert arbeid av reseptorene av begge typer mottar sentralnervesystemet forvrengt informasjon.

Fargesyn er gitt av symbiose av stenger og kjegler. Stengene er følsomme i den grønne delen av spektret - 498 nm, ikke mer, og deretter kjegler med forskjellige typer pigment er ansvarlige for oppfatningen.

For å vurdere det gulrøde og blågrønne området, brukes lange bølgelengder og mediumbølgekoner med brede lysfølsomme soner og intern overlapping av disse sonene. Det vil si at fotoreceptorene reagerer samtidig på alle fargene, men de er begeistret mer intenst for seg selv.

Om natten er det umulig å skille farger, en fargepigment kan bare reagere på lysknapper.

Diffuse biopolarceller i retinaformsynapsene (kontaktpunktet mellom en neuron og en celle som mottar et signal, eller mellom to nevroner) med flere stenger samtidig - dette kalles synaptisk konvergens.

Økt oppfatning av lysstråling er gitt av monosynaptiske bipolære celler som forbinder kjegler til ganglioncellen. Ganglioncellen er en neuron som er lokalisert i øyets netthinnen og genererer nerveimpulser.

Sammen forbinder stengene og kjeglene de amakryliske og horisontale cellene, slik at den første behandlingen av informasjonen foregår selv i netthinnen. Dette gir et raskt svar på hva som skjer rundt ham. Amakrilovye og horisontale celler er ansvarlige for lateral inhibering - det vil si at eksitering av en neuron gir en "beroligende" effekt på den andre, noe som øker skarpheten av oppfatningen av informasjon.

Til tross for den forskjellige strukturen til fotoreceptorer, utfyller de funksjonene til hverandre. Takket være deres samordnede arbeid er det mulig å få et klart og presist bilde.

Retina stenger og kjegler - struktur og funksjon

Kegler og stenger tilhører øyebegrensningsapparatet. De er ansvarlige for overføring av lysenergi ved å forvandle den til en nerveimpuls. Sistnevnte passerer gjennom fibrene i optisk nerve inn i hjernens sentrale strukturer. Stengene gir syn under svake lysforhold, de er i stand til å oppleve bare lys og mørk, det vil si et svart og hvitt bilde. Kegler er i stand til å oppleve forskjellige farger, de er også en indikator på synsskarphet. Hver fotoreceptor har en struktur som gjør det mulig å utføre funksjoner.

Strukturen av stenger og kjegler

Stengene er formet som en sylinder, og derfor fikk de navnet sitt. De er delt inn i fire segmenter:

  • Basal, sammenkoble nerveceller;
  • Binder, som gir en forbindelse med cilia;
  • utendørs;
  • Internt inneholdende mitokondrier som produserer energi.

Energien til en foton er ganske nok til å føre til excitering av en pinne. Dette oppfattes av mennesket som lys, noe som gjør at han kan se selv under svært svake lysforhold.

Pinnene har et spesielt pigment (rhodopsin), som absorberer lysbølger i to områder.
Kegler i utseende ligner kolber, og har derfor sitt eget navn. De inneholder fire segmenter. Inne i konene er et annet pigment (iodopsin), som gir oppfatningen av rød og grønn. Det pigment som er ansvarlig for å gjenkjenne blå farge, er ennå ikke fastslått.

Den fysiologiske rollen til stenger og kjegler

Kegler og stenger utfører hovedfunksjonen, som er å oppleve lysbølger og omdanne dem til et visuelt bilde (fotoreceptor). Hver reseptor har sine egne egenskaper. For eksempel er det behov for pinner for å kunne se i skumringen. Hvis de av en eller annen grunn slutter å utføre sin funksjon, kan en person ikke se under svake lysforhold. Kegler er også ansvarlige for klar fargesyn i normal belysning.

På en annen måte kan vi si at stengene tilhører lyssystemet, og kjegler til fargevirkningssystemet. Dette er grunnlaget for differensialdiagnosen.

Video om strukturen av stenger og kjegler

Symptomer på pinner og kegler

For sykdommer som involverer lesjoner av stenger og kegler, oppstår følgende symptomer:

  • Redusert synsstyrke;
  • Utseendet blinker eller blinker foran øynene dine;
  • Redusert twilight visjon;
  • Manglende evne til å skille farger;
  • Innsnevringen av de visuelle feltene (i ekstreme tilfelle, dannelsen av en rørformet syn).

Noen sykdommer har svært spesifikke symptomer som lett kan diagnostisere patologi. Dette gjelder hemeralopi eller fargeblindhet. Andre symptomer kan være tilstede i ulike patologier, i forbindelse med hvilke det er nødvendig å utføre tilleggsdiagnostisk undersøkelse.

Diagnostiske metoder for lesjoner av stenger og kjegler

For å diagnostisere sykdommer der det er en lesjon av stenger eller kegler, bør følgende undersøkelser utføres:

  • Oftalmoskopi for å bestemme tilstanden til fundus;
  • Perimetri (studier av visuelle felt);
  • Diagnostikk av fargeoppfattelse ved bruk av Ishihara-bord eller 100-tones test;
  • Ultralyd undersøkelse;
  • Fluorescerende hagiografi for visualisering av blodkar;
  • Computer refraktometri.

Det er verdt å huske igjen at fotoreceptorer er ansvarlige for fargeoppfattelse og lysoppfattelse. På grunn av arbeidet til en person kan oppfatte objektet, hvis bilde er dannet i den visuelle analysatoren. Med nervepatienter, hvor kegler og stenger befinner seg, er funksjonen til fotoreceptorene svekket, noe som fører til nedsatt visuell funksjon som helhet.

Sykdommer i øyet med lesjoner av stenger og kjegler

Patologier som påvirker fotoreseptorapparatet i øyeklokken inkluderer:

  • Fargeblindhet (manglende evne til å skille farger) er en arvelig medfødt patologi av kegleapparatet;
  • Skrevet degenerasjon av netthinnen;
  • Chorioretinitis, som påvirker både choroid og retina;
  • Nattblindhet (hemeralopi) kjennetegnes av en isolert nedsatt syn om natten på grunn av keglepatologi;
  • Retinal detachment;
  • Macular dystrofi.

Pinner og kjegler på netthinnen og deres rolle i farge og lysoppfattelse

Viktig å vite! Hvis visjonen begynte å mislykkes, legg umiddelbart dette til kostholdet ditt. Les mer >>

Retina er hoveddelen av den visuelle analysatoren. Her er det en oppfatning av elektromagnetiske lysbølger, deres transformasjon i nerveimpulser og overføring til optisk nerve. Dagtid (farge) og nattesyn er gitt av spesielle retinale reseptorer. Sammen danner de det såkalte fotosensorlaget. I overensstemmelse med deres form kalles disse reseptorene kjegler og stenger.

Mikroskopisk struktur av øyet

Histologisk isoleres 10 cellulære lag på netthinnen. Det ytre lysfølsomme laget består av fotoreceptorer (stenger og kjegler), som er spesielle formasjoner av neuroepiteliale celler. De inneholder visuelle pigmenter som kan absorbere lysbølger av en viss lengde. Pinner og kjegler arrangeres uregelmessig på netthinnen. Hovedtallet av kjegler er plassert i sentrum, mens stengene er på periferien. Men dette er ikke deres eneste forskjell:

  1. 1. Sticks gir nattesyn. Dette betyr at de er ansvarlige for oppfatningen av lys i svake lysforhold. Følgelig kan ved hjelp av pinner en person kun se objekter i et svart og hvitt bilde.
  2. 2. Kegler gir skarphet i løpet av dagen. Med deres hjelp ser en person verden i et fargebilde.

Stengene er følsomme bare for korte bølger hvis lengde ikke overstiger 500 nm (den blå delen av spekteret). Men de er aktive selv i diffust lys når tettheten av fotonflensen senkes. Kegler er mer følsomme og kan oppfatte alle fargesignaler. Men for deres excitasjon er lys kreves av mye større intensitet. I mørket utfører wands visuelt arbeid. Som et resultat, kan man i skumring og om natten se silhuetter av gjenstander, men føler ikke fargene sine.

Forringede retinale fotoreceptorfunksjoner kan føre til ulike sykehistorier:

  • svekket fargeoppfattelse (fargeblindhet);
  • inflammatoriske sykdommer i netthinnen;
  • laminering av netthinnen;
  • nedsatt skumring (nattblindhet);
  • lysskyhet.

Retinal kjegler (MiG versjon)

Caps eller kjegler - (født c700) -celler er en av tre typer fotoreseptorer i netthinnen til pattedyr (for eksempel menneskelige øyne). De er ansvarlige for fargesyn og fungerer bedre i relativt sterkt lys, i motsetning til stenger, som fungerer bedre i svakt lys. Kegler er ansvarlige for farge, fargesyn; Kegler fungerer best i relativt sterkt lys med bølgelengder større enn 498 nm, i motsetning til sticks photoreceptor-celler, som fungerer best i svakt lys med bølgelengder mindre enn 498 nm. Kegler er tett pakket i fovea "sentral" fossa, med en diameter på 0,3 mm av stangen - en fri sone med svært tynne, tett pakket kegler, som raskt reduserer kvantitativt til periferien av retina. [5]

Varianten kjenner med tre opsinpigmenter S, M, L) (se figur 1a), som ofte ikke er riktig illustrert i form av tre kjegler (som trikromatisme), preges av at kjeglen inneholder forskjellige pigmenter som definerer fargesensasjon (syn), nemlig: S-kegler (blå), M-kegler (grønn) og L-kegler (rød). Keglen er derfor følsom for synlige bølgelengder av lys som tilsvarer bølgelengder: kortbølge, gjennomsnittlig bølgelengde og lange bølgelengder av lys RGB (se figur 1a). Hvor kom trichromatisme (tre farger). [6] [7]

innhold

Kegler er spesialiserte nerveceller som oppfatter og forvandler lysstråler, som er mest følsomme for lys og ligger hovedsakelig i den sentrale delen av retina (macula fovea) og er ansvarlige for klar, sentral fargesyn. Celler som overfører nervøs excitasjon i form av bioelektriske fargesignaler som går til hjernen.

Kegler er mer følsomme overfor lysere, svakere lysstråler enn stenger av stenger (arbeider i svake lysforhold) i netthinnen, takket være at keglene støtter syn i lysforhold S, M, L), som gjør det mulig å oppleve farge. De kan derfor også føle seg finere detaljer og raskere endringer i bilder (for eksempel under objektbevegelser), fordi deres responstider til stimuli er raskere enn stavene. [8]

Reaksjonen mot lys eksponering forekommer i en organoid som kalles ytre lobes med en membranøs skiveformet struktur (membran), hvor nestede lysabsorberende proteiner av photopigments opsins (Mig versjon) (opsins) er lokalisert. Det er to hovedtyper av fotoreceptorer hos de fleste vertebrater i netthinnen i fokaloverflaten - kegler og stenger. Kegler er mindre følsomme for lys, men de er raske og kan tilpasse seg de lyseste lysene, men nesten utilgjengelige for metning med lys fra dem (Direkte hit av solen, lysbuesveising etc.). Stengene er svært følsomme, men sakte, og deres respons oppstår når de er mettede med lys under forhold med lysnivåer av belysning (kveld og natt) hvor konene fungerer optimalt.

Kegelen reagerer kun på energien den absorberer (Maxwell 1872). Lysets full bølgelengde kan produsere identiske svar med en kjegle hvis energien som er absorbert av kjeglen, er lik denne bølgelengden (figur 2). Kegler - fargeblind, som skaper en univariant respons, reflekterer bare mengden energi de absorberer. Deteksjon av gjenstander av energi reflektert fra deres overflater, kan imidlertid mislykkes når gjenstander reflekterer en tilsvarende mengde energi som deres bakgrunn.

Fotoreseptorer er følsomme for ulike typer synlig spektrum. For mennesker ligger det synlige spektrum av lysspektrum omtrent i bølgelengdeområdet fra 380 til 740 nm. Generelt er oppfatningen av farge (lys) av fotoreseptorene i øyet delt inn i:

  • Oppfattelsen av lysfarge når det gjelder dagslys (normal) belysning; [9]
  • Oppfattelse under forholdene til natt-natt (lav) belysning.

Kegler er følsomme for lys på grunn av tilstedeværelsen hos dem av varianter av photopigment opsin, et spesifikt pigment - con-opsin - iodopsin. Iod består av tre visuelle pigmenter. Hittil har to pigmenter blitt identifisert: kloro-lab (følsom for den gultgrønne regionen av spekteret) og erythrolab (følsom for den gule-røde delen av spekteret). Det har imidlertid nå blitt oppdaget at en type fotopiement av opsin-rhodopsin har en modifiserbar struktur, som har en struktur avhengig av typen monokromatisk stråling som virker på den i området synlige og ultrafiolette stråler. Hvor kjeglen har ingen egen photopigment rhodopsin - tsianolab (versjon Mig), som reagerer på den blå spekteret S, for derved å kjeglene utstyrt med tre typer pigment S, M, L (RGB), som definerer prinsippet trihromatizma eller tre-komponentmodell av fargesyn fra og laget tre-komponent fargesynteori. Samtidig er prinsippet om trichromatisme hos mennesker på grunn av konusstrukturen, som er biologisk den samme i strukturen og består av en ekstern kegemembran, som har tre seksjoner av tverrsnittet hvor pigmentene av opsin-artene som oppfatter S, M, L-fargestrålene ligger. Samtidig inneholder det første laget av det største tverrsnittet av kjeglen rødt pigment (L), det andre laget er grønt (M) og det tredje laget er blått (L).

Naturen tok seg av slik at med fargesyn, dagslysrød, grønn og blå stråling (mindre enn 498 nm) av lys oppfattes mer lyst, slik at dyr overlever og får mat i naturen. (Selv om lyset brytes, fokuserer de blå strålene nærmere, men membranen bremser dem ned og lar de røde, grønne og blåstrålene passere gjennom. (Se Figur 1)).

Samtidig ipRGC lysfølsomme netthinneceller (versjon Mig) forbundet med kjegler og hjernen som er involvert i fargesynet når de utsettes for høyfrekvent elektromagnetisk stråling blå-S, UV-UV) inneholdende photopigment melanopsin (versjon Mig). [10]

I netthinnen hos en voksen er det omtrent

6 millioner. [11] Oyster Textbook (1999) sitater Curcio et al. (1990), som viser gjennomsnitt nærmere 4,5 millioner kegleceller og 90 millioner stavceller i det menneskelige netthinnen. [12] "Acta Oftalmol., Suppl. 13: 6, s. 1-102. Størrelsen på kjeglene er svært liten: lengde ca. 50 mikron, diameter - fra 1 til 5 mikron. Keglene er ca. 100 ganger mindre følsomme for lys enn stengene (en annen type retinale celler), som er mye mer lydhør overfor raske bevegelser.

Fordi folk vanligvis har kjegler med forskjellige typer opinet, som har forskjellige responskurver og dermed reagerer på en endring i farge annerledes, men de er morfologisk de samme og alle kegler fungerer i systemet med trichromatisk syn. (Fargeblind personer faller ikke under trichromatisme). Det var også meldinger fra personer med fire eller flere typer kjegler i systemet med fire-matematikk av visjon. [13] [14] [15]

Kegler og stenger er lik strukturelle og består av soner (se figur 1).

  • - Ytre segmentet (inneholder membranplater med iodopsin),
  • - Koble øyevipper (midje),
  • - Internt segment (inneholder mitokondrier),
  • - Fettfall (inneholder filtrerte, endelige grunnleggende monokromatiske videosignaler etter transduksjon, for eksempel RGB) (se figur 1a), [16]
  • - Miod - pigment av reduserbare fibriller
  • - Synapse-området

Det ytre segmentet av keglen er fylt med membranhalvskiver dannet av plasmamembranen, skilt fra den. De er foldene til plasmamembranen. I kjegler er membranhalvskiver mye mindre enn disker i en pinne, og deres nummer er omtrent flere hundre.

Den ytre delen av halvdiskkolonnen som vender mot lyset blir kontinuerlig oppdatert på grunn av fagocytosen til de "opplyste" halvdisksene av pigmentepitelcellene og den konstante dannelsen av nye halvdisks, i fotoreseptorens kropp. Dette er regenereringen av det visuelle pigmentet. I gjennomsnitt phagocytiseres omtrent 80 halvdisker per dag, og en fullstendig oppdatering av alle halvdiskene i fotoreceptoren skjer i løpet av 10 dager.

I området for delingsbindingsrommet (constriction - eyelashes) er det ytre segmentet (membranen) nesten helt skilt fra det indre segmentet av en depresjon mellom dem. Forbindelsen mellom de to segmentene utføres gjennom cytoplasma og et par cilia, som beveger seg fra ett segment til et annet. Cilia inneholder kun 9 perifere dubletter av mikrotubuli: et par sentrale mikrotubuli som er karakteristiske for cilia er fraværende.

Det indre segmentet er et område med aktivt metabolisme. Den er fylt med mitokondrier som leverer bioenergi til synsprosessene, samt polyribosomer, som syntetiserer proteiner involvert i dannelsen av membranskiver og visuelt pigment. I samme område er kjernen.

I den synaptiske regionen synapser celleformene med bipolare celler.

Diffuse bipolare celler kan danne synapser med flere stenger. Dette fenomenet kalles synaptisk konvergens.

Monosynaptisk bipolare celler koble en kolbe med en gangliecelledød - fotoreseptoren ipRGC), noe som gir større sammenlignet med synsskarphet av spisepinner, og det som er viktig i transduksjon av fiolett-blå signal til hjernen på grunn av pigment melanopsin.

De horisontale og amakrylceller binder sammen et antall stenger og kjegler. Takket være disse cellene er visuell informasjon gjenstand for viss behandling selv før den forlater netthinnen; Disse cellene er spesielt involvert i lateral inhibering, der for eksempel stavene er blokkert i klart dagslys., [17] [18]

Hvilken farge er retinal kegler følsomme for?

Kegler av øyets øyhinne er et av varianter av fotoreceptorer, som ligger i laget som er ansvarlig for lysfølsomhet. Kegler - en av de mest komplekse og viktige strukturer av strukturen i det menneskelige øye, ansvarlig for evnen til å skille farger. Ved å bytte mottatt lysenergi til elektriske impulser, sender de informasjon om verden som omgir en person til bestemte deler av hjernen. Neuroner behandler innkommende signal og gjenkjenner et stort antall farger og nyanser, men ikke alle disse prosessene har blitt studert i dag.

Cones fikk navnet sitt på grunn av at utseendet deres ligner en vanlig laboratoriekolbe.

Stengene og kjeglene er følsomme reseptorer av retina som forvandler lysstimulering til nervøsitet

Struktur og funksjoner

Keglens lengde er 0,05 millimeter, og bredden er 0,004. Diameteren på det smaleste punktet av kjeglen er 0,001 millimeter. Til tross for at størrelsen er svært liten, blir akkumuleringen av kjegler på netthinnen estimert til millioner. Denne fotoreceptoren, til tross for sin mikroskopiske størrelse, har en av de mest komplekse anatomiene og består av flere seksjoner:

  1. I ytre delen er det en klynge av plasmalem, hvorfra halvskiver dannes. Antallet av slike klynger i synets organer er beregnet i hundrevis. Også i ytre delen inneholder pigmentjodopsin, som er involvert i mekanismer for fargesynt.
  2. Tilkoblingsavdelingen er nærmeste del av kjeglen. Cytoplasma, som ligger i avdelingen, har en veldig tynn taustruktur. I samme seksjon er det to øyenvipper med en uvanlig struktur.
  3. I den indre delen er celler ansvarlige for funksjonen av reseptoren. Også her er kjernen, mitokondriene og ribosomet. Et slikt nabolag kan tyde på at det i den interne avdelingen skjer intensive prosesser for energiproduksjon som er nødvendige for fotoreseptorene.
  4. Den synaptiske delen fungerer som en kobling mellom reseptorer som er følsomme for lys og nerveceller. Det er i denne seksjonen, inneholder stoffet som spiller en viktig rolle i overføringen av impulser som kommer fra lagret av retina, som er ansvarlig for lysoppfattelse, i optisk nerve.

Prinsippet for drift av fotoreceptorer

Behandlingsprosessen av kjeglene forblir fremdeles unraveled. I dag er det to ledende versjoner som mest nøyaktig kan beskrive denne prosessen.

Kegler er ansvarlige for synsfare og fargeoppfattelse (dagsvisjon)

Tre-komponent synshypotesen

Tilhengerne til denne versjonen sier at i hodet av det menneskelige øye er det flere typer kjegler som inneholder forskjellige pigmenter. Iodopsin - det viktigste pigmentet som ligger i den ytre delen av kjegler, har 3 varianter:

Og hvis de to første typene av pigment allerede er studert i detalj, eksisterer eksistensen av den tredje kun i teorien, og dens eksistens er kun bekreftet av indirekte fakta. Så hvilken farge er retinalkeglene følsomme for? Hvis vi bruker denne teorien som den viktigste, så kan vi si følgende. Kegler som inneholder erythrolab er i stand til å oppleve bare stråling som har en lang bølgelengde, og dette er den gule-røde delen av spektret. Stråling med en gjennomsnittlig lengde eller en gulgrønn del av spekteret oppfattes av kjegler som inneholder klorlab.

Erklæringen om at det er kegler som behandler stråling av korte bølger (nyanser av blå) eksisterer uten logikk, og det er på denne utsagnet at trekomponentteorien av strukturen til øyethinnen er bygget.

Ikke-lineær to-komponent teori

Proponenter av denne teorien nekter helt eksistensen av en tredje type pigment. De er basert på det faktum at for en normal lysopplevelse av de andre delene av spekteret er det nok å ha en mekanisme som pinner. På denne bakgrunn kan det hevdes at øyets øyhinne er i stand til å oppfatte hele fargegruppen bare når kegler og stenger arbeider sammen. Også denne teorien innebærer at samspillet mellom disse strukturene, genererer evnen til å bestemme tilstedeværelsen av gule nyanser i en rekke synlige farger. Til hvilken farge er retina kjeglene selektivt sensitive, i dag er det ikke noe svar, siden dette spørsmålet ikke er løst.

På netthinnen til en sunn voksen ca 7 millioner kegler

Vitenskapelig bevist eksistensen av mennesker med en sjelden anomali - en ekstra kegle av øyethinnen. Dette betyr at i mennesker med dette fenomenet, er det en annen fotoreceptor i øyebollet. Personer med denne anomali kan skille ti ganger flere nyanser enn en person med et normalt antall reseptorer. Kontradiktoriske studier gir følgende data.

Den avslørte patologien finnes bare i 2% av befolkningen, og i tillegg er den utelukkende kvinnelig. Den andre forskergruppen hevder imidlertid at en slik funksjon i dag er funnet i en fjerdedel av jordens befolkning.

Retina - øyets nesehinne, er i stand til å oppfatte informasjon fullt ut, bare med riktig drift av alle interne mekanismer. Hvis en av komponentene ikke produserer de nødvendige stoffene, er oppfatningen av fargespektret betydelig redusert. Dette fenomenet har fått det generelle navnet Daltonism. Pasienter med denne diagnosen har ikke mulighet til å skille mellom bestemte farger, siden sykdommen er en genetisk arv og ikke har en bestemt metode for behandling.