Anatomi-Leksikon

Stenger og kjegler i øyet

definisjon

Det menneskelige øye har to typer fotoreseptorer som gjør det mulig for oss å se. På den ene siden er det stangreseptorer og på den andre siden kjeglereseptorer, som er delt inn igjen: blå, grønne og røde reseptorer. Disse fotoreseptorene representerer et lag av netthinnen og sender et signal til de transmitterende cellene som er koblet til dem hvis de oppdager en forekomst av lys. Kjeglene brukes til fotopisk syn (fargesyn og syn om dagen) og stengene derimot for skotsk syn (persepsjon i mørket).

Mer om dette emnet: Hvordan fungerer visjon?

konstruksjon

Den menneskelige netthinnen også netthinnen kalles, er totalt 200 µm tykk og består av forskjellige cellelag. På utsiden er pigmentepitelcellene, som er veldig viktige for metabolismen av netthinnen er ved å absorbere og bryte ned døde fotoreseptorer og også utskilt cellekomponenter som oppstår under den visuelle prosessen.

Lenger innover følger de faktiske fotoreseptorene, som er skilt i stenger og kjegler. Begge har det til felles at de har et ytre lem som peker mot pigmentepitelet og også har kontakt med det. Dette følges av et tynt cilium, gjennom hvilket den ytre lenken og den indre lenken er koblet. Når det gjelder stengene, er den ytre lenken et lag med membranskiver, som ligner på en bunke med mynter. Når det gjelder tappene, består den ytre lenken imidlertid av membranfoldinger slik at den ytre lenken ser ut som en slags hårkam i lengdesnitt, med tennene som representerer de enkelte foldene.

Cellemembranen i ytre lem inneholder det visuelle pigmentet til fotoreseptorene. Fargene på kjeglene kalles rodopsin og består av en glykoprotein opsin og 11-cis retinal, en modifikasjon av vitamin A1. De visuelle pigmentene i kjeglene skiller seg fra rodopsin og fra hverandre ved forskjellige former for opsin, men de har også netthinnen. Det visuelle pigmentet i membranskivene og membranfoldene forbrukes av den visuelle prosessen og må regenereres. Membranskivene og -brettene er alltid nydannede. De vandrer fra det indre elementet til det ytre elementet og blir til slutt frigjort og absorbert og nedbrutt av pigmentepitelet. En funksjonsfeil i pigmentepitelet forårsaker avsetning av celleavfall og visuelt pigment, slik det er for eksempel i sykdommen i Retinitis pigmentosa er.

Det indre elementet er den faktiske cellekroppen til fotoreseptorene og inneholder cellekjernen og celleorganellene. Dette er hvor viktige prosesser finner sted, slik som avlesning av DNA, produksjon av proteiner eller cellebaserte stoffer; i tilfelle fotoreseptorer er glutamat messengerstoffet.

Den indre lemmen er tynn og har en såkalt reseptorfot i enden, via hvilken cellen er koblet til såkalte bipolare celler (videresendingsceller). Transmitterblemmer med messenger-stoffet glutamat lagres i reseptorbasen. Dette brukes til å overføre signaler til de bipolare cellene.

Et spesielt trekk ved fotoreseptorene er at transmitterstoffet frigjøres permanent i mørket, hvorved frigjøringen avtar når lyset faller. Så det er ikke som med andre persepsjonsceller at en stimulus fører til økt frigjøring av sendere.

Det er stang- og kjeglebipolare celler, som igjen er sammenkoblet med ganglionceller, som utgjør ganglioncellelaget og hvis celleprosesser til slutt danner synsnerven. Det er også en kompleks horisontal sammenkobling av cellene i netthinnensom realiseres av horisontale celler og amakrine celler.

Netthinnen er stabilisert av såkalte Müller-celler, gliacellene i netthinnensom spenner over hele netthinnen og fungerer som et rammeverk.

funksjon

Fotoreseptorene i det menneskelige øyet brukes til å oppdage innfallende lys. Øyet er følsomt for lysstråler med bølgelengder mellom 400 - 750 nm. Dette tilsvarer fargene fra blå til grønn til rød. Lysstråler under dette spekteret blir referert til som ultrafiolett og over som infrarød. Begge er ikke lenger synlige for menneskets øye og kan til og med skade øyet og forårsake linsens opasitet.

Mer om dette emnet: Grå stær

Kjeglene er ansvarlige for fargesyn og krever mer lys for å avgi signaler. For å realisere fargesyn er det tre typer kjegler, som hver er ansvarlige for en annen bølgelengde av synlig lys og har absorpsjonsmaksimum ved disse bølgelengdene. Fotopigmentene, opsins av det visuelle pigmentet av kjeglene, skiller seg derfor ut og danner 3 undergrupper: de blå kjeglene med et absorpsjonsmaksimum (AM) på 420 nm, de grønne kjeglene med en AM på 535 nm og de røde kjeglene med en AM på 565 nm. Hvis lys fra dette bølgelengdespekteret treffer reseptorene, sendes signalet videre.

Mer om dette emnet: Undersøkelse av fargesyn

I mellomtiden er stengene spesielt følsomme for forekomst av lys og brukes derfor til å oppdage til og med veldig lite lys, spesielt i mørket. Det skilles bare mellom lys og mørk, men ikke når det gjelder farge. Det visuelle pigmentet til stavcellene, også kalt rodopsin, har et absorpsjonsmaksimum ved en bølgelengde på 500 nm.

oppgaver

Som allerede beskrevet, brukes konusreseptorene for syn på dagtid. Gjennom de tre typer kjegler (blå, rød og grønn) og en prosess med additiv fargeblanding, kan fargene vi ser ses. Denne prosessen skiller seg fra fysisk, subtraktiv fargeblanding, noe som for eksempel er tilfelle når man blander malernes farger.

I tillegg muliggjør også kjeglene, spesielt i utsiktsgropen - stedet for skarpeste syn - skarpt syn med høy oppløsning. Dette skyldes også spesielt deres nevrale sammenkobling. Færre kjegler fører til et respektive ganglionneuron enn med stengene; oppløsningen er derfor bedre enn med spisepinnene. I Fovea centralis det er til og med en 1: 1 videresending.

Stengene har derimot et maksimum med et absorpsjonsmaksimum på 500 nm, som er midt i det synlige lysområdet. Så de reagerer på lys fra et bredt spekter. Men siden de bare har rhodopsin, kan de ikke skille lys med forskjellige bølgelengder. Imidlertid er deres store fordel at de er mer følsomme enn kjeglene. Betydelig mindre forekomst av lys er også tilstrekkelig for å nå reaksjonsterskelen for stengene. De brukes derfor til å se i mørket når det menneskelige øyet er fargeblindt. Oppløsningen er imidlertid mye verre enn med kjeglene. Flere stenger konvergerer, dvs. konvergerer, fører til en ganglionneuron. Dette betyr at ganglionneuronet aktiveres uansett hvilken stang fra bandasjen som er spent. Det er derfor ikke mulig å ha en så god romlig separasjon som med tappene.

Det er interessant å merke seg at stangsamlingene også er sensorene for det såkalte magnocellular-systemet, som er ansvarlig for bevegelse og konturoppfattelse.

I tillegg kan den ene eller den andre allerede ha lagt merke til at stjerner ikke er i fokus for synsfeltet om natten, men snarere på kanten. Dette er fordi fokuset rager ut på kilden, men det har ingen spisepinner. Disse ligger rundt dem, slik at du kan se stjernene rundt blikkets sentrum.

fordeling

På grunn av deres forskjellige oppgaver er også kjeglene og stengene i øyet fordelt forskjellig når det gjelder tetthet. Kjeglene brukes til skarpt syn med fargedifferensiering på dagtid. Du er derfor i sentrum av netthinnen vanligste (gul flekk - Macula lutea) og i sentralgropen (Fovea centralis) er de eneste tilstedeværende reseptorene (ingen stenger). Visningsgropen er stedet for skarpeste syn og spesialiserer seg i dagslys. Stengene har maksimal tetthet parafoveal, dvs. rundt den sentrale visuelle gropen. I periferien synker tettheten til fotoreseptorene raskt, hvorved i de fjernere delene er nesten bare stenger til stede.

størrelse

Kjegler og spisepinner deler tegningen til en viss grad, men varierer deretter. Generelt sett er spisepinner litt lengre enn kjegler.

Stangfotoreceptorer har en gjennomsnittlig lengde på ca. 50 µm og en diameter på ca. 3 µm på de tettest pakkede stedene, dvs. parafovealområdet for stenger.

Kegle fotoreseptorer er noe kortere enn stengene og har en diameter på 2 µm i fovea centralis, den såkalte synsgropen, i regionen med høyest tetthet.

Nummer

Det menneskelige øye har et overveldende antall fotoreseptorer. Ett øye alene har rundt 120 millioner stangreseptorer for scotopic vision (i mørket), mens det er rundt 6 million cone reseptorer for dags syn.

Begge reseptorene konvergerer signalene sine til omtrent en million ganglionceller, hvor aksonene (celleforlengelser) av disse ganglioncellene utgjør den optiske nerven som en bunt og trekker dem inn i hjernen slik at signalene kan behandles sentralt der.

Mer informasjon finner du her: Visuelt senter

Sammenligning av spisepinner og kjegler

Som allerede beskrevet har stenger og kjegler små forskjeller i struktur, men disse er ikke alvorlige. Mye viktigere er deres forskjellige funksjon.

Stenger er mye mer følsomme for lys og kan derfor oppdage selv lav forekomst av lys, men skiller bare mellom lys og mørkt. I tillegg er de litt tykkere enn kjeglene og overføres på en konvergerende måte, slik at deres oppløsningsevne blir lavere.

Kjegler krever derimot mer forekomst av lys, men kan muliggjøre fargesyn på grunn av deres tre underformer. På grunn av deres mindre diameter og den mindre sterkt konvergerende transmisjonen, opptil 1: 1-overføring i fovea centralis, har de en utmerket oppløsning, som bare kan brukes om dagen.

Gult punkt

De Macula lutea, også kalt det gule punktet, er stedet på netthinnen som folk først og fremst ser med. Navnet ble gitt av den gule fargen på dette punktet i øyets fundus. Den gule flekken er stedet for netthinnen med de fleste fotoreseptorer. Utenom Macula det er nesten bare stenger igjen som skal skille mellom lys og mørk.

De Macula inneholder fremdeles den såkalte visuelle gropen i sentrum, Fovea centralis. Dette er poenget med skarpeste syn. Visningsgropa inneholder kun kjegler i maksimal pakningstetthet, hvis signaler overføres 1: 1, slik at oppløsningen er best her.

Dystrofi

Dystrofier, patologiske endringer i kroppsvev som forårsaker netthinnen er vanligvis genetisk forankret, dvs. de kan enten arves fra foreldrene eller erverves gjennom en ny mutasjon. Noen medisiner kan forårsake symptomer som ligner på retinal dystrofi. Sykdommene har det til felles at symptomene bare vises i løpet av livet, og de har en kronisk, men progressiv forløp. Forløpet for dystrofi kan variere sterkt fra sykdom til sykdom, men det kan også svinge sterkt i en sykdom. Kurset kan til og med variere innen en berørt familie, slik at ingen generelle uttalelser kan komme. I noen sykdommer kan det imidlertid utvikle seg til blindhet.

Avhengig av sykdommen kan synsstyrken avta veldig raskt eller gradvis forverres over flere år. Symptomene, enten det sentrale synsfeltet endres først eller tapet av synsfeltet utvikler seg fra utsiden til innsiden, er også varierende avhengig av sykdommen.

Diagnostisering av retinal dystrofi kan være vanskelig i begynnelsen. Imidlertid er det mange diagnostiske prosedyrer som kan gjøre en diagnose mulig; her er et lite utvalg:

Oftalmoskopi: Synlige endringer som forekomster i øyets fundus dukker ofte opp
elektroretinografi, som måler netthinnens elektriske respons på lysstimuli
elektrookulografi, som måler endringer i netthinnets elektriske potensial når øynene beveger seg.

Dessverre er det for tiden slik at ingen årsaks- eller forebyggende terapi er kjent for de fleste genetisk forårsaket dystrofiske sykdommer. Imidlertid utføres for tiden mye forskning innen genteknologi, selv om disse terapiene for tiden bare er i studiefasen.

Visuelt pigment

Det menneskelige visuelle pigmentet består av et glykoprotein kalt opsin og den såkalte 11-cis-retinalen, som er en kjemisk modifisering av vitamin A1. Dette forklarer også viktigheten av vitamin A for synsstyrken. Alvorlige mangelsymptomer kan føre til nattblindhet og i ekstreme tilfeller blindhet.

Sammen med 11-cis retinal er kroppens egen opsin, som finnes i forskjellige former for stenger og de tre kjegletypene ("cone opsine"), innebygd i cellemembranen. Når det utsettes for lys, endres komplekset: 11-cis retinal endres til all-trans retinal og opsin endres også. For stengene produseres for eksempel metarhodopsin II, som setter en signalkaskade i bevegelse og rapporterer forekomsten av lys.

Red Green svakhet

Rødgrønn svakhet eller blindhet er en funksjonsfeil i fargesyn som er medfødt og arvet X-bundet med ufullstendig penetrasjon. Det kan imidlertid også være at det er en ny mutasjon, og derfor har ingen av foreldrene denne genetiske defekten. Siden menn bare har ett X-kromosom, er det mye mer sannsynlig at de får sykdommen og rammer opptil 10% av den mannlige befolkningen. Imidlertid er bare 0,5% av kvinnene berørt, da de kan kompensere for et defekt X-kromosom med et sunt andre.

Den rødgrønne svakheten er basert på det faktum at en genetisk mutasjon har funnet sted for det visuelle proteinet opsin i enten den grønne eller røde isoformen. Dette endrer bølgelengden som opsin er følsom for, og derfor kan ikke røde og grønne toner skilles tilstrekkelig. Mutasjonen forekommer oftere i opsin for grønn syn.

Det er også muligheten for at fargesyn for en av fargene er helt fraværende hvis for eksempel det kodende genet ikke lenger er til stede. En rød svakhet eller blindhet kalles Protanomali eller. Protanopia (for grønt: Deuteranomali eller. Deuteranopia).

En spesiell form er den blå kjeglen monokrom, dvs. bare de blå kjeglene og det blå synet fungerer; Rød og grønn kan da heller ikke skilles fra hverandre.

Les mer om emnet: