Stænger og kegler i øjet

definition

Det menneskelige øje har to typer fotoreseptorer, der sætter os i stand til at se. På den ene side er der stavreceptorerne og på den anden side keglereceptorerne, som yderligere er opdelt: 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 detekterer en forekomst af lys. Keglerne bruges til fotopsyn (farvesyn og syn om dagen) og på den anden side stængerne til scotopisk syn (opfattelse i mørke).

Mere om dette emne: Hvordan fungerer vision?

konstruktion

Den menneskelige nethinde også nethinde kaldes, er i alt 200 um tyk og består af forskellige cellelag. Pigmentepitelcellerne, som er meget vigtige for stofskiftet, ligger på ydersiden nethinde ved at absorbere og nedbryde døde fotoreceptorer og også secernerede cellekomponenter, der opstår under den visuelle proces.

De faktiske fotoreceptorer, som er adskilt i stænger og kegler, følger nu indad. 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 til hinanden. For stængerne er det ydre led et lag af membranskiver svarende til en stak mønter. I tilfælde af tænder består den ydre led imidlertid af membranfoldninger, så det ydre led ser ud som en slags hårkam i et længdesnit, hvor tænderne repræsenterer de individuelle folder.

Cellemembranen i den ydre lem indeholder det visuelle pigment af fotoreceptorerne. Keglenes farve kaldes rhodopsin og består af en glycoprotein-opsin og 11-cis nethinde, en ændring af vitamin A1. De visuelle pigmenter i keglerne adskiller sig fra rhodopsin og fra hinanden ved forskellige former af opsin, men har også nethinden. Det visuelle pigment i membranskiverne og membranfolderne konsumeres af den visuelle proces og skal regenereres. Membranskiverne og foldene er altid nydannet. De vandrer fra det indre element til det ydre element og frigives til sidst og absorberes og nedbrydes af pigmentepitelet. En funktionsfejl i pigmentepitelet forårsager en deponering af celledyr og visuelt pigment, som for eksempel forekommer i sygdommen i Retinitis pigmentosa er.

Det indre element er den faktiske cellelegeme af fotoreceptorerne og indeholder cellekernen og celleorganelerne. Vigtige processer finder sted her, såsom læsning 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, gennem hvilken cellen er forbundet til såkaldte bipolære celler (videresendceller). Sendervesikler med messenger-stoffet glutamat opbevares i receptorbasen. Dette bruges til at transmittere signaler til de bipolære celler.

Et specielt træk ved fotoreceptorerne er, at når det er mørkt, frigøres sendersubstansen permanent, hvorved frigivelsen aftager, 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, der udgør ganglioncellelaget, og hvis celleprocesser i sidste ende sammen danner synsnerven. Der er også en kompleks vandret sammenkobling af cellerne i nethindesom realiseres af vandrette celler og amacrine celler.

Nethinden stabiliseres af såkaldte Müller-celler, glialcellerne i nethindeder spænder over hele nethinden og fungerer som en ramme.

fungere

Fotoreceptorerne i det menneskelige øje bruges til at detektere hændende 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 benævnes ultraviolet og ovenfor som infrarød. Begge er ikke længere synlige for det menneskelige øje og kan endda skade øjet og forårsage linsens opacitet.

Mere om dette emne: Cataract

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 ansvarlig for en anden bølgelængde af synligt lys og har sit absorptionsmaksimum ved disse bølgelængder. Fotopigmenterne, opinserne for 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 receptorerne, overføres signalet.

Mere om dette emne: Undersøgelse af farvesyn

I mellemtiden er stængerne især følsomme over for forekomsten af ​​lys og bruges derfor til at detektere endda meget lidt lys, især i mørke. Det 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 syn på dagen. 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, når man blander malernes farver.

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

På den anden side har stængerne et maksimum med et absorptionsmaksimum på 500 nm, hvilket er lige midt i det synlige lysområde. Så du reagerer på lys fra et bredt spektrum. Da de kun har rhodopsin, kan de imidlertid ikke adskille lys med forskellige bølgelængder. Deres store fordel er imidlertid, at de er mere følsomme end keglerne. Betydelig 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 fargeblind. Opløsningen er imidlertid meget værre end med keglerne. Flere stænger konvergerer, dvs. konvergerer, fører til en ganglionneuron. Dette betyder, at uanset hvilken stang fra bandagen, der er ophidset, aktiveres ganglion-neuronet. Så der er ingen så god rumlig adskillelse som med tænderne mulig.

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

Derudover har den ene eller den anden muligvis allerede bemærket, at stjerner ikke er i fokus i synsfeltet om natten, men snarere på kanten.Dette skyldes, at fokuset projicerer på synspunktet, men det har ingen spisepinde. Disse ligger omkring dem, så du kan se stjernerne omkring fokus på blikcentret.

fordeling

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

størrelse

Kegler og spisepinde deler planen i nogen grad, men varierer derefter. Generelt er spisepinde lidt længere end kegler.

Stangfotoreceptorer har gennemsnitligt ca. 50 um i længde og ca. 3 um i diameter på de mest tætpakkede steder, dvs. for stænger, parafovealregionen.

Keglefotoreceptorerne er noget kortere end stængerne og har en diameter på 2 um i fovea centralis, den såkaldte synergrop, i det område med den højeste tæthed.

nummer

Det menneskelige øje har et overvældende antal fotoreseptorer. Et øje alene har omkring 120 millioner stavreceptorer til scotopisk syn (i mørke), mens der er omkring 6 millioner keglereceptorer til dagsyn.

Begge receptorer konvergerer deres signaler til omkring en million ganglionceller, hvorved axloner (celleprocesser) af disse ganglionceller udgør synsnerven (nervus opticus) som et bundt og trækker dem ind i hjernen, så signalerne kan behandles centralt der.

Mere information kan findes her: Visuelt centrum

Sammenligning af spisepinde og kegler

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

Stænger er meget mere følsomme over for lys og kan derfor opdage endnu lille forekomst af lys, men kun skelne mellem lys og mørke. Derudover er de lidt tykkere end keglerne og føres videre på en konvergerende måde, så deres opløsningsevne er lavere.

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

Gult punkt

Det Macula lutea, også kendt som det gule punkt, er det sted på nethinden, som folk primært ser. Navnet blev givet af den gule gule farve af dette punkt i fundus af øjet. Den gule plet er stedet for nethinde med de fleste fotoreseptorer. Med undtagelse af macula der er næsten kun stænger tilbage, der formodes at skelne mellem lys og mørke.

Det macula centralt indeholder stadig den såkaldte visningsgrube, Fovea centralis. Dette er punktet med den skarpeste vision. Seergrappen 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 nethinde er normalt genetisk forankret, dvs. de kan enten arves fra forældrene eller erhverves gennem en ny mutation. Nogle medikamenter kan forårsage symptomer, der ligner retinal dystrofi. Sygdommene har til fælles, at symptomer kun vises i løbet af livet, og de har et kronisk, men progressivt forløb. Forløbet af dystrofier kan variere meget fra sygdom til sygdom, men det kan også variere meget inden for en sygdom. Kurset kan endda variere inden for en berørt familie, så der ikke kan fremsættes generelle udsagn. I nogle sygdomme kan det dog udvikle sig til blindhed.

Afhængig af sygdommen kan synsskarphed falde meget hurtigt eller gradvist forringes over flere år. Symptomerne, uanset om det centrale synsfelt ændrer sig først, eller tabet af synsfelt skrider frem fra ydersiden til indersiden, varierer på grund af sygdommen.

Det kan være vanskeligt at starte med at diagnosticere retinal dystrofi. Der er imidlertid adskillige diagnostiske procedurer, der kan gøre en diagnose mulig; her er et lille udvalg:

• Oftalmoskopi: synlige ændringer som aflejringer i fundus i øjet vises ofte
• elektroretinografi, som måler nethindens elektriske respons på lysstimuli
• elektrookulografi, som måler ændringer i nethindets elektriske potentiale, når øjnene bevæger sig.

Desværre er det i øjeblikket tilfældet, at ingen kausal eller forebyggende behandling er kendt for de fleste af de genetisk forårsagede dystrofiske sygdomme. Imidlertid udføres der i øjeblikket en hel del forskning inden for genteknologi, idet disse behandlinger i øjeblikket kun er i undersøgelsesfasen.

Visuelt pigment

Det menneskelige visuelle pigment består af et glycoprotein kaldet opsin og det såkaldte 11-cis-nethinde, som er en kemisk modifikation af vitamin A1. Dette forklarer også vitamin A's betydning for synsskarphed. I tilfælde af alvorlige mangelsymptomer kan natblindhed og i ekstreme tilfælde forekomme blindhed.

Sammen med 11-cis nethinden er opsin produceret af kroppen selv, som findes i forskellige former for stænger og de tre kegeltyper (“kegleopsine”), indbygget i cellemembranen. Når de udsættes for lys, ændrer komplekset sig: 11-cis nethindeskift ændres til altrans retinal og opsin ændres også. For eksempel produceres Metarhodopsin II i stængerne, der sætter en signalkaskade i bevægelse og rapporterer forekomsten af ​​lys.

Rødgrøn 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 op til 10% af den mandlige befolkning påvirkes. Dog er kun 0,5% af kvinderne berørt, 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 proteinopsin i enten dets grønne eller røde isoform. Dette ændrer den bølgelængde, som opsinet er følsomt til, og derfor kan røde og grønne toner ikke skelnes tilstrækkeligt. Mutationen forekommer hyppigere i opsinet til grønt syn.

Der er også muligheden for, at farvesyn for en af ​​farverne er helt fraværende, for eksempel hvis det kodende gen ikke længere er til stede. En rød svaghed eller blindhed kaldes Protanomaly eller. Protanopi (for grønt: deuteranomali eller. Deuteranopi).

En speciel form er den blå kegle monokromatisme, dvs. kun blå kegler og blå vision fungerer; Rødt og grønt kan ikke heller adskilles.

Læs mere om emnet:

• Rødgrøn svaghed
• Farveblind
• Test af rødgrøn svaghed
• Undersøgelse af farvesyn