Stänger och kottar i ögat

definition

Det mänskliga ögat har två typer av fotoreceptorer som gör att vi kan se. Å ena sidan finns stångreceptorerna och å andra sidan konreceptorerna, som vidare är indelade: blå, gröna och röda receptorer. Dessa fotoreceptorer representerar ett lager av näthinnan och skickar en signal till de sändande cellerna som är kopplade till dem om de upptäcker en förekomst av ljus. Kottarna används för fotopsikt (färgvision och syn på dagen) och stavarna å andra sidan för scotopisk syn (uppfattning i mörkret).

Mer om detta ämne: Hur fungerar visionen?

konstruktion

Den mänskliga näthinnan också näthinnan kallas, är totalt 200 um tjock och består av olika cellskikt. Pigmentepitelcellerna, som är mycket viktiga för metabolismen, ligger på utsidan näthinnan genom att absorbera och bryta ner döda fotoreceptorer och även utsöndrade cellkomponenter som uppstår under den visuella processen.

De faktiska fotoreceptorerna, som är separerade i stavar och kottar, följer nu inåt. Båda har gemensamt att de har en yttre lem, som pekar mot pigmentepitelet och också har kontakt med det. Detta följs av en tunn cilium, genom vilken den yttre länken och den inre länken är förbundna med varandra. När det gäller stavarna är den yttre länken ett lager av membranskivor, liknande en myntstapel. För tenonerna består emellertid den yttre länken av membranveck så att den yttre länken ser ut som en typ av hårkam i ett längsgående snitt, med tänderna som representerar de enskilda vikarna.

Det yttre lemmets cellmembran innehåller det visuella pigmentet hos fotoreceptorerna. Kottarnas färg kallas rhodopsin och består av ett glykoproteinopsin och 11-cis retinal, en modifiering av vitamin A1. De visuella pigmenten i kottarna skiljer sig från rhodopsin och från varandra genom olika former av opsin, men har också näthinnan. Det visuella pigmentet i membranskivorna och membranvecket konsumeras av den visuella processen och måste regenereras. Membranskivorna och vikarna är alltid nybildade. De vandrar från det inre elementet till det yttre elementet och frigörs till slut och absorberas och bryts ned av pigmentepitelet. En funktionsfel i pigmentepitelet orsakar en avsättning av cellskräp och synpigment, som förekommer till exempel i sjukdomen hos Retinitis pigmentosa är.

Den inre delen är fotoreceptorns faktiska cellkropp och innehåller cellkärnan och cellorganellerna. Viktiga processer äger rum här, till exempel avläsning av DNA, produktion av proteiner eller cellmeddelandesubstanser; för fotoreceptorer är glutamat budbärarämnet.

Den inre lemmen är tunn och har en så kallad receptorfot i slutet, genom vilken cellen är ansluten till så kallade bipolära celler (vidarebefordra celler). Sändarvesiklar med messenger-substansen glutamat lagras i receptorbasen. Detta används för att överföra signaler till de bipolära cellerna.

En speciell egenskap hos fotoreseptorerna är att när det är mörkt frigörs sändarsubstansen permanent, varvid frisättningen minskar när ljuset faller. Så det är inte som med andra uppfattningsceller att en stimulans leder till en ökad frisättning av sändare.

Det finns bipolära celler med stavar och konar, som i sin tur är sammankopplade med ganglionceller, som utgör ganglioncellskiktet och vars cellförlängningar i slutändan tillsammans bildar synsnerven. Det finns också en komplex horisontell sammankoppling av cellerna i näthinnanvilket realiseras av horisontella celler och amacrinceller.

Netthinnan stabiliseras av så kallade Müller-celler, gliacellerna i näthinnansom sträcker sig över hela näthinnan och fungerar som ett ramverk.

fungera

Fotoreceptorerna för det mänskliga ögat används för att upptäcka infallande ljus. Ögat är känsligt för ljusstrålar med våglängder mellan 400 - 750 nm. Detta motsvarar färgerna från blått till grönt till rött. Ljusstrålar under detta spektrum kallas ultraviolett och ovan som infraröd. Båda är inte längre synliga för det mänskliga ögat och kan till och med skada ögat och orsaka linsens opacitet.

Mer om detta ämne: Grå starr

Kottarna är ansvariga för färgsyn och kräver mer ljus för att avge signaler. För att förverkliga färgsyn finns det tre typer av kottar, som var och en ansvarar för en annan våglängd av synligt ljus och har sitt absorptionsmaksimum vid dessa våglängder. Fotopigmenten, öppningarna för det visuella pigmentet i kottarna, skiljer sig därför och bildar 3 undergrupper: de blå kottarna med ett absorptionsmaximum (AM) på 420 nm, de gröna kottarna med en AM på 535 nm och de röda kottarna med en AM på 565 nm. Om ljus från detta våglängdsspektrum träffar receptorerna, överförs signalen.

Mer om detta ämne: Undersökning av färgvision

Under tiden är stavarna särskilt känsliga för förekomsten av ljus och används därför för att upptäcka till och med mycket lite ljus, särskilt i mörkret. Det skiljer sig bara mellan ljus och mörkt, men inte vad gäller färg. Det visuella pigmentet av stavcellerna, även kallad rodopsin, har ett absorptionsmaximum vid en våglängd av 500 nm.

uppgifter

Som redan beskrivits används konreceptorerna för syn på dagen. Genom de tre typerna av kottar (blå, röd och grön) och en process med tillsatsfärgblandning kan vi se färgerna. Denna process skiljer sig från fysisk, subtraktiv färgblandning, vilket till exempel är fallet när man blandar målarfärger.

Dessutom möjliggör kottarna, särskilt i visningsgropen - platsen för skarpaste syn - också skarp syn med hög upplösning. Detta beror också särskilt på deras neurala sammankoppling. Färre kottar leder till en respektive ganglionneuron än med stavarna; därför är upplösningen bättre än med ätpinnarna. I Fovea centralis det finns även en 1: 1-vidarebefordran.

Stängerna har å andra sidan ett maximalt med ett absorptionsmaximum på 500 nm, vilket är mitt i det synliga ljusområdet. Så du reagerar på ljus från ett brett spektrum. Eftersom de bara har rodopsin kan de emellertid inte skilja ljus med olika våglängder. Men deras stora fördel är att de är mer känsliga än kottarna. Betydligt mindre incidens av ljus är också tillräcklig för att nå reaktionströskeln för stavarna. De används därför för att se i mörkret när det mänskliga ögat är färgblint. Upplösningen är dock mycket sämre än med kottarna. Fler stavar konvergerar, dvs konvergerar, leder till en ganglionsneuron. Detta betyder att oavsett vilken stav från bandaget som är upphetsad, aktiveras ganglionsneuronen. Så det är inte så bra rumslig avskiljning möjligt som med tonerna.

Det är intressant att notera att stavmonteringarna också är sensorerna för det så kallade magnocellulära systemet, som ansvarar för rörelse och konturuppfattning.

Dessutom kan det ena eller det andra redan ha märkt att stjärnor inte är i fokus för synfältet på natten, utan snarare på kanten.Detta beror på att fokusen projicerar på synvinkeln, men det har inga pinnar. Dessa ligger runt dem, så att du kan se stjärnorna runt fokusen på blickcentret.

distribution

På grund av deras olika uppgifter fördelas kottarna och stavarna i ögat på olika sätt med avseende på densitet. Kottarna används för skarp syn med färgdifferentiering under dagen. Du är därför i centrum av näthinnan vanligaste (gul fläck - Macula lutea) och i centrala gropen (Fovea centralis) är de enda närvarande receptorerna (inga stavar). Visningsgropen är platsen för skarpast syn och är specialiserad på dagsljus. Stängerna har sin maximala densitet parafoveal, d.v.s. runt den centrala visionen. I periferin minskar fotoreceptorns densitet snabbt, varigenom i de mer avlägsna delarna nästan endast är stänger närvarande.

storlek

Kottar och ätpinnar delar ritningen i viss utsträckning, men varierar sedan. I allmänhet är ätpinnarna något längre än kottar.

Stångfotoreceptorer har i genomsnitt cirka 50 um i längd och cirka 3 um i diameter på de tätast packade platserna, d.v.s. för stavar, parafovealregionen.

Kottens fotoreceptorer är något kortare än stavarna och har en diameter på 2 um i fovea centralis, den så kallade vision pit, i området med den högsta tätheten.

siffra

Det mänskliga ögat har ett överväldigande antal fotoreceptorer. Enbart ett öga har ungefär 120 miljoner stavreceptorer för scotopisk syn (i mörkret), medan det finns cirka 6 miljoner konreceptorer för syn på dagen.

Båda receptorerna konvergerar sina signaler till ungefär en miljon ganglionceller, varvid axlarna (cellprocesserna) för dessa ganglionceller utgör synsnerven (nervus opticus) som ett bunt och drar dem in i hjärnan så att signalerna kan bearbetas centralt där.

Mer information finns här: Visuellt centrum

Jämförelse av pinnar och kottar

Såsom redan beskrivits har stavar och kottar små skillnader i struktur, som emellertid inte är allvarliga. Mycket viktigare är deras olika funktion.

Stänger är mycket mer känsliga för ljus och kan därför upptäcka till och med liten incidens av ljus, men skiljer bara mellan ljus och mörkt. Dessutom är de något tjockare än kottarna och vidarebefordras på ett konvergerande sätt, så att deras upplösningskraft är lägre.

Kottar å andra sidan kräver mer incidens av ljus, men kan möjliggöra färgsyn genom sina tre underformer. På grund av deras mindre diameter och den mindre kraftigt konvergerande transmissionen, upp till 1: 1 transmission i fovea centralis, har de en utmärkt upplösning, som endast kan användas under dagen.

Gul punkt

De Macula lutea, även känd som den gula punkten, är platsen på näthinnan som människor främst ser. Namnet gavs av den gulaktiga färgen på denna punkt i ögatets fundus. Den gula fläcken är platsen för näthinnan med de flesta fotoreceptorer. Förutom macula det finns nästan bara stavar kvar som ska skilja mellan ljus och mörkt.

De macula centralt fortfarande innehåller den så kallade visningsgropen, Fovea centralis. Detta är poängen med den skarpaste visionen. Visningsgropen innehåller endast kottar i deras maximala packningsdensitet, vars signaler överförs 1: 1, så att upplösningen är bäst här.

dystrophy

Dystrofier, patologiska förändringar i kroppsvävnad som orsakar näthinnan är vanligtvis genetiskt förankrade, d.v.s. de kan antingen ärvas från föräldrarna eller förvärvas genom en ny mutation. Vissa mediciner kan orsaka symtom som liknar näthinnedystrofi. Sjukdomen har gemensamt att symtom endast uppträder under livets gång och att de har en kronisk men progressiv kurs. Förloppet med dystrofier kan variera mycket från sjukdom till sjukdom, men det kan också variera mycket inom en sjukdom. Kursen kan till och med variera inom en drabbad familj, så att inga allmänna uttalanden kan göras. I vissa sjukdomar kan det dock utvecklas till blindhet.

Beroende på sjukdomen kan synskärpan minska mycket snabbt eller gradvis försämras under flera år. Symtomen, oavsett om det centrala synfältet förändras först eller förlusten av synfältet utvecklas från utsidan till insidan, varierar på grund av sjukdomen.

Det kan vara svårt att diagnostisera retinal dystrofi till en början. Det finns emellertid många diagnostiska procedurer som kan göra en diagnos möjlig; här är ett litet urval:

• Oftalmoskopi: synliga förändringar som avsättningar i ögonets fundus dyker ofta upp
• elektroretinografi, som mäter näthinnans elektriska svar på ljusstimuli
• elektrookulografi, som mäter förändringar i näthinnans elektriska potential när ögonen rör sig.

Tyvärr är det för närvarande så att ingen kausal eller förebyggande terapi är känd för de flesta av de genetiskt orsakade dystrofiska sjukdomarna. Emellertid bedrivs för närvarande en hel del forskning inom genteknik, med dessa terapier för närvarande bara i studiefasen.

Visuellt pigment

Det mänskliga visuella pigmentet består av ett glykoprotein som kallas opsin och det så kallade 11-cis-näthinnan, vilket är en kemisk modifiering av vitamin A1. Detta förklarar också vikten av vitamin A för synskärpa. Vid svår symtom kan nattblindhet och i extrema fall uppstå blindhet.

Tillsammans med 11-cis näthinnan, byggs uppsinet som produceras av kroppen själv, som finns i olika former för stavar och de tre kottyperna (”könsopsin”) i cellmembranet. Vid exponering för ljus förändras komplexet: 11-cis näthinnan förändras till all-trans näthinnan och opsinet ändras också. Metarhodopsin II, till exempel, produceras i stavarna, som sätter en signalkaskad i rörelse och rapporterar förekomsten av ljus.

Rödgrön svaghet

Rödgrön svaghet eller blindhet är en funktionsfel i färgvisionen som är medfödd och ärftlig X-kopplad med ofullständig penetrans. Det kan dock också vara så att det är en ny mutation och därför har ingen av föräldrarna denna genetiska defekt. Eftersom män bara har en X-kromosom är de mycket mer benägna att få sjukdomen och upp till 10% av den manliga befolkningen drabbas. Men bara 0,5% av kvinnorna drabbas, eftersom de kan kompensera för en defekt X-kromosom med en frisk andra.

Den rödgröna svagheten är baserad på det faktum att en genetisk mutation har ägt rum för det visuella proteinopsinet i antingen dess gröna eller röda isoform. Detta ändrar våglängden som opsin är känslig för och därför kan röda och gröna toner inte särskiljas tillräckligt. Mutationen förekommer oftare i opsinen för grön syn.

Det finns också möjligheten att färgvision för en av färgerna är helt frånvarande, till exempel om den kodande genen inte längre är närvarande. En röd svaghet eller blindhet kallas Protanomaly eller. protanopia (för grönt: Deuteranomaly eller. deuteranopia).

En speciell form är blåkonens monokromatism, dvs bara de blå kottarna och den blå visionen fungerar; Röd och grön kan inte heller separeras.

Läs mer om ämnet:

• Rödgrön svaghet
• Färgblind
• Test av rödgrön svaghet
• Undersökning av färgvision