Anatomi-Leksikon

Stænger og kegler i øjet

definition

Det menneskelige øje har to typer fotoreceptorer, der gør det muligt for os at se. På den ene side er der stavreceptorer og på den anden side keglereceptorer, som er opdelt igen: blå, grønne og røde receptorer. Disse fotoreceptorer repræsenterer et lag af nethinden og sender et signal til de transmitterende celler, der er knyttet til dem, hvis de registrerer en forekomst af lys. Keglerne bruges til fotopisk vision (farvesyn og syn om dagen) og stængerne på den anden side til scotopic vision (opfattelse i mørket).

Mere om dette emne: Hvordan fungerer vision?

konstruktion

Den menneskelige nethinde også nethinden kaldet, er i alt 200 µm tyk og består af forskellige cellelag. På ydersiden er pigmentepitelcellerne, som er meget vigtige for stofskiftet nethinden er ved at absorbere og nedbryde døde fotoreceptorer og også udskilles cellekomponenter, der opstår under den visuelle proces.

Længere indad følger de faktiske fotoreceptorer, som er adskilt i stænger og kegler. Begge har det til fælles, at de har en ydre lem, der peger mod pigmentepitelet og også har kontakt med det. Dette efterfølges af et tyndt cilium, gennem hvilket det ydre led og det indre led er forbundet. For stængerne er det ydre led et lag membranskiver, der ligner en stak mønter. I tilfælde af tapperne består det ydre led imidlertid af membranfoldninger, så det ydre led ligner en slags hårkam i et længdesnit, hvor tænderne repræsenterer de enkelte folder.

Cellemembranen i det ydre lem indeholder det visuelle pigment af fotoreceptorerne. Keglenes farve kaldes rhodopsin og består af et glycoprotein opsin og 11-cis retinal, en modifikation af vitamin A1. De visuelle pigmenter i keglerne adskiller sig fra rhodopsin og fra hinanden ved forskellige former for opsin, men de har også nethinden. Det visuelle pigment i membranskiverne og membranfoldene forbruges af den visuelle proces og skal regenereres. Membranskiverne og -foldene er altid nydannede. De migrerer fra det indre element til det ydre element og frigives i sidste ende og absorberes og nedbrydes af pigmentepitelet. En funktionsfejl i pigmentepitelet forårsager en aflejring af celleaffald og visuelt pigment, som det f.eks. Er tilfældet i sygdommen i Retinitis pigmentosa er.

Det indre medlem er den faktiske cellelegeme af fotoreceptorerne og indeholder cellekernen og celleorganellerne. Det er her, vigtige processer finder sted, såsom aflæsning af DNA, produktion af proteiner eller celle-messenger-stoffer. I tilfælde af fotoreceptorer er glutamat messenger-stoffet.

Den indre lem er tynd og har en såkaldt receptorfod i slutningen, via hvilken cellen er forbundet med såkaldte bipolære celler (videresendeceller). Transmittervesikler med messenger-substansen glutamat lagres i receptorbasen. Dette bruges til at transmittere signaler til de bipolære celler.

Et specielt træk ved fotoreceptorerne er, at transmitterstof frigøres permanent i mørke, hvorved frigivelsen falder, når lyset falder. Så det er ikke som med andre opfattelsesceller, at en stimulus fører til en øget frigivelse af sendere.

Der er bipolære celler af stang og kegle, som igen er forbundet med ganglionceller, som udgør ganglioncellelaget, og hvis celleprocesser i sidste ende danner synsnerven. Der er også en kompleks vandret sammenkobling af cellerne i nethindensom realiseres af vandrette celler og amacrine celler.

Nethinden er stabiliseret af såkaldte Müller-celler, glialcellerne i nethindensom spænder over hele nethinden og fungerer som en ramme.

fungere

Fotoreceptorerne i det menneskelige øje bruges til at detektere indfaldende lys. Øjet er følsomt over for lysstråler med bølgelængder mellem 400 - 750 nm. Dette svarer til farverne fra blå til grøn til rød. Lysstråler under dette spektrum kaldes ultraviolet og derover som infrarød. Begge er ikke længere synlige for det menneskelige øje og kan endda skade øjet og forårsage linsens opacitet.

Mere om dette emne: Katarakt

Keglerne er ansvarlige for farvesyn og kræver mere lys for at udsende signaler. For at realisere farvesyn er der tre typer kegler, som hver er ansvarlige for en forskellig bølgelængde af synligt lys og har dets absorptionsmaksimum ved disse bølgelængder. Fotopigmenterne, opsinerne af det visuelle pigment af keglerne, adskiller sig derfor og danner 3 undergrupper: de blå kegler med et absorptionsmaksimum (AM) på 420 nm, de grønne kegler med en AM på 535 nm og de røde kegler med en AM på 565 nm. Hvis lys fra dette bølgelængdespektrum rammer receptorer, sendes signalet videre.

Mere om dette emne: Undersøgelse af farvesyn

I mellemtiden er stængerne særlig følsomme over for forekomst af lys og bruges derfor til at detektere selv meget lidt lys, især i mørke. Den skelnes kun mellem lys og mørk, men ikke med hensyn til farve. Det visuelle pigment af stavcellerne, også kaldet rhodopsin, har et absorptionsmaksimum ved en bølgelængde på 500 nm.

opgaver

Som allerede beskrevet bruges keglereceptorerne til dagsvision. Gennem de tre typer kegler (blå, rød og grøn) og en proces med additiv farveblanding kan de farver, vi ser, ses. Denne proces adskiller sig fra fysisk, subtraktiv farveblanding, hvilket f.eks. Er tilfældet ved blanding af malers farver.

Derudover muliggør keglerne, især i udsigtsgropen - stedet for den skarpeste vision - også skarpt syn med en høj opløsning. Dette skyldes især især deres neurale sammenkobling. Færre kegler fører til en respektive ganglionneuron end med stængerne; opløsningen er derfor bedre end med spisepindene. I Fovea centralis der er endda en 1: 1 videresendelse.

Stængerne har derimod et maksimum med et absorptionsmaksimum på 500 nm, hvilket er lige midt i det synlige lysområde. Så de reagerer på lys fra et bredt spektrum. Men da de kun har rhodopsin, kan de ikke adskille lys med forskellige bølgelængder. Imidlertid er deres store fordel, at de er mere følsomme end keglerne. Væsentligt mindre forekomst af lys er også tilstrækkelig til at nå reaktionstærsklen for stængerne. De bruges derfor til at se i mørke, når det menneskelige øje er farveblind. Opløsningen er dog meget dårligere end med keglerne. Flere stænger konvergerer, dvs. konvergerer, fører til en ganglionneuron. Dette betyder, at uanset hvilken stang fra bandagen der er ophidset, aktiveres ganglionneuronen. Det er derfor ikke muligt at have en så god rumadskillelse som med tapperne.

Det er interessant at bemærke, at stangsamlingerne også er sensorer til det såkaldte magnocellulære system, som er ansvarlig for bevægelse og konturopfattelse.

Derudover har den ene eller den anden måske allerede bemærket, at stjerner ikke er i fokus for synsfeltet om natten, men snarere på kanten. Dette skyldes, at fokus rager ud på synsfeltet, men det har ingen spisepinde. Disse ligger omkring dem, så du kan se stjernerne omkring blikkets centrum.

fordeling

På grund af deres forskellige opgaver fordeles keglerne og stængerne i øjet også forskelligt med hensyn til deres tæthed. Keglerne bruges til skarpt syn med farvedifferentiering i løbet af dagen. Du er derfor i centrum af nethinden mest almindelige (gul plet - Macula lutea) og i den centrale pit (Fovea centralis) er de eneste tilstedeværende receptorer (ingen stænger). Udsigtsgropen er stedet for den skarpeste vision og har specialiseret sig i dagslys. Stængerne har deres maksimale densitet parafoveal, dvs. omkring den centrale visuelle pit. I periferien falder fotoreceptorernes tæthed hurtigt, hvorved der i de fjernere dele næsten kun er stænger til stede.

størrelse

Kegler og spisepinde deler planen til en vis grad, men varierer derefter. Generelt er spisepinde lidt længere end kegler.

Stangfotoreceptorer har en gennemsnitlig længde på ca. 50 µm og en diameter på ca. 3 µm på de tættest pakkede steder, dvs. parafovealområdet for stænger.

Kegle fotoreceptorer er noget kortere end stængerne og har en diameter på 2 µm i fovea centralis, den såkaldte synhule, i regionen med den højeste tæthed.

nummer

Det menneskelige øje har et overvældende antal fotoreceptorer. Det ene øje alene har omkring 120 millioner stangreceptorer til scotopic vision (i mørke), mens der er omkring 6 million cone receptorer til dags syn.

Begge receptorer konvergerer deres signaler til omkring en million ganglionceller, hvorved axonerne (celleforlængelser) af disse ganglionceller udgør den optiske nerve som et bundt og trækker dem ind i hjernen, så signalerne kan behandles centralt der.

Flere oplysninger kan findes her: Visuelt center

Sammenligning af spisepinde og kegler

Som allerede beskrevet har stænger og kegler små forskelle i struktur, men disse er ikke alvorlige. Meget vigtigere er deres forskellige funktion.

Stænger er meget mere følsomme over for lys og kan derfor registrere selv lav forekomst af lys, men skelner kun mellem lys og mørkt. Derudover er de lidt tykkere end keglerne og overføres konvergerende, så deres opløsningskraft er lavere.

Kegler kræver derimod mere forekomst af lys, men kan muliggøre farvesyn på grund af deres tre underformer. På grund af deres mindre diameter og den mindre stærkt konvergerende transmission, op til 1: 1 transmission i fovea centralis, har de en fremragende opløsning, som kun kan bruges om dagen.

Gul spids

Det Macula lutea, også kaldet det gule punkt, er stedet på nethinden, som folk primært ser med. Navnet blev givet ved den gule farve af dette punkt i øjenbunden. Den gule plet er stedet for nethinden med de fleste fotoreceptorer. Med undtagelse af Macula der er næsten kun stænger tilbage, som formodes at skelne mellem lys og mørk.

Det Macula indeholder stadig den såkaldte visuelle pit i midten, Fovea centralis. Dette er punktet med den skarpeste vision. Visningsgropen indeholder kun kegler i deres maksimale pakningstæthed, hvis signaler transmitteres 1: 1, så opløsningen er bedst her.

Dystrofi

Dystrofier, patologiske ændringer i kropsvæv, der forårsager nethinden er normalt genetisk forankret, dvs. de kan enten arves fra forældrene eller erhverves gennem en ny mutation. Nogle medikamenter kan forårsage symptomer svarende til retinal dystrofi. Sygdommene har det til fælles, at symptomer kun optræder i løbet af livet, og at de har et kronisk, men progressivt forløb. Forløbet af dystrofi kan variere meget fra sygdom til sygdom, men det kan også svinge meget inden for en sygdom. Kurset kan endda variere inden for en berørt familie, så der ikke kan gives generelle udsagn. I nogle sygdomme kan det dog udvikle sig til blindhed.

Afhængigt af sygdommen kan synsstyrken falde meget hurtigt eller gradvis forringes over flere år. Symptomerne, uanset om det centrale synsfelt skifter først, eller tabet af synsfelt skrider frem udefra og indefra, er også variable afhængigt af sygdommen.

Diagnose af retinal dystrofi kan være vanskelig i starten. Der er dog adskillige diagnostiske procedurer, der kan muliggøre en diagnose; her er et lille udvalg:

Oftalmoskopi: Synlige ændringer såsom aflejringer i øjenbunden dukker ofte op
elektroretinografi, som måler nethindets elektriske respons på lysstimuli
elektrookulografi, som måler ændringer i nethindenes elektriske potentiale, når øjnene bevæger sig.

Desværre er det i øjeblikket tilfældet, at der ikke er kendt kausal eller forebyggende behandling for de fleste genetisk forårsagede dystrofiske sygdomme. Imidlertid udføres der i øjeblikket meget forskning inden for genteknologi, selvom disse terapier i øjeblikket kun er i undersøgelsesfasen.

Visuelt pigment

Det menneskelige visuelle pigment består af et glykoprotein kaldet opsin og den såkaldte 11-cis-retinal, som er en kemisk modifikation af vitamin A1. Dette forklarer også betydningen af vitamin A for synsstyrken. Alvorlige mangelsymptomer kan føre til natblindhed og i ekstreme tilfælde blindhed.

Sammen med 11-cis retinal er kroppens egen opsin, der findes i forskellige former for stænger og de tre kegletyper ("cone opsine"), indbygget i cellemembranen. Når det udsættes for lys, ændrer komplekset sig: 11-cis retinal ændres til all-trans retinal og opsin ændres også. I tilfælde af stænger produceres for eksempel metarhodopsin II, som sætter en signalkaskade i bevægelse og rapporterer forekomsten af lys.

Rød grøn svaghed

Rødgrøn svaghed eller blindhed er en funktionsfejl i farvesyn, der er medfødt og nedarvet X-forbundet med ufuldstændig penetrans. Det kan dog også være, at det er en ny mutation, og derfor har ingen af forældrene denne genetiske defekt. Da mænd kun har et X-kromosom, er de meget mere tilbøjelige til at få sygdommen og påvirke op til 10% af den mandlige befolkning. Imidlertid er kun 0,5% af kvinderne ramt, da de kan kompensere for et defekt X-kromosom med et sundt andet.

Den rødgrønne svaghed er baseret på det faktum, at en genetisk mutation har fundet sted for det visuelle protein opsin i enten dets grønne eller røde isoform. Dette ændrer bølgelængden, som opsinet er følsomt overfor, og derfor kan røde og grønne toner ikke differentieres tilstrækkeligt. Mutationen forekommer hyppigere i opsinet for grøn syn.

Der er også muligheden for, at farvesyn for en af farverne er helt fraværende, hvis for eksempel det kodende gen ikke længere er til stede. En rød svaghed eller blindhed kaldes Protanomali eller. Protanopia (for grøn: Deuteranomali eller. Deuteranopia).

En særlig form er den blå kegle monokrom, dvs. kun de blå kegler og den blå vision fungerer; Rød og grøn kan derefter heller ikke adskilles.

Læs mere om emnet: