Anatomi-Leksikon

Stenger og kjegler i øyet

definisjon

Det menneskelige øyet har to typer fotoreseptorer som gjør oss i stand til å se. På den ene siden er det stavreseptorene og på den andre siden kjeglereseptorene, som videre er underinndelt: blå, grønne og røde reseptorer. Disse fotoreseptorene representerer et lag av netthinnen og sender et signal til de overførende celler som er koblet til dem hvis de oppdager en forekomst av lys. Kjeglene brukes til fotopsyn (fargesyn og syn om dagen) og stengene derimot for scotopisk syn (persepsjon i mørket).

Mer om dette emnet: Hvordan fungerer visjon?

konstruksjon

Den menneskelige netthinnen, også retina kalt, er totalt 200 um tykk og består av forskjellige cellelag. Pigmentepitelcellene, som er veldig viktige for stoffskiftet, ligger på utsiden retina ved å absorbere og bryte ned døde fotoreseptorer og også utsondrede cellekomponenter som oppstår under den visuelle prosessen.

De faktiske fotoreseptorene, som er separert i stenger og kjegler, følger nå innover. Begge har det til felles at de har en ytre lem, som peker mot pigmentepitelet og også har kontakt med den. Dette blir fulgt av et tynt cilium, gjennom hvilket den ytre leddet og den indre lenken er forbundet med hverandre. Når det gjelder stengene, er den ytre lenken et lag med membranskiver, som ligner en bunke med mynter. Når det gjelder tenoner, består imidlertid den ytre leddet av membranfoldinger, slik at den ytre leddet ser ut som en slags hårkam i et lengdesnitt, med tennene som representerer de individuelle folder.

Cellemembranen i ytre lem inneholder det visuelle pigmentet til fotoreseptorene. Keglenes farge kalles rhodopsin og består av et glykoproteinopsin og 11-cis retinal, en modifisering av vitamin A1. De visuelle pigmentene i kjeglene skiller seg fra rhodopsin og fra hverandre av forskjellige former for opsin, men har også netthinnen. Det visuelle pigmentet i membranskivene og membranfoldene konsumeres av den visuelle prosessen og må regenereres. Membranskivene og foldene er alltid nydannet. De vandrer fra det indre elementet til det ytre elementet og blir til slutt frigjort og absorbert og brutt ned av pigmentepitelet. En funksjonsfeil i pigmentepitel forårsaker en avsetning av cellevfall og visuelt pigment, som for eksempel forekommer i sykdommen i Retinitis pigmentosa er.

Det indre elementet er den faktiske cellelegemet til fotoreseptorene og inneholder cellekjernen og celleorganellene. Viktige prosesser finner sted her, for eksempel avlesning av DNA, produksjon av proteiner eller cellemessenger-stoffer; for fotoreseptorer er glutamat messenger-stoffet.

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

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

Det er bipolare celler av stang og kjegle, som igjen er sammenkoblet med ganglionceller, som utgjør ganglioncellelaget og hvis celleforlengelser til slutt sammen danner synsnerven. Det er også en kompleks horisontal sammenkobling av cellene i retinasom realiseres av horisontale celler og amacrine celler.

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

funksjon

Fotoreceptorene 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 blått til grønt til rødt. Lysstråler under dette spekteret blir referert til som ultrafiolett og over som infrarødt. Begge er ikke lenger synlige for det menneskelige øyet og kan til og med skade øyet og forårsake linsens uklarhet.

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 ansvarlig for en annen bølgelengde av synlig lys og har sitt absorpsjonsmaksimum ved disse bølgelengdene. Fotopigmentene, formene for det visuelle pigmentet i 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 bølgelengdsspekteret treffer reseptorene, blir signalet sendt videre.

Mer om dette emnet: Undersøkelse av fargesyn

I mellomtiden er stengene spesielt følsomme for forekomsten av lys og brukes derfor til å oppdage til og med veldig lite lys, spesielt i mørket. Det skiller seg bare mellom lys og mørk, men ikke med tanke på farger. Det visuelle pigmentet av stavcellene, også kalt rhodopsin, har et absorpsjonsmaksimum ved en bølgelengde på 500 nm.

oppgaver

Som allerede beskrevet blir kjeglereseptorene brukt til syn på dagtid. Gjennom de tre typene kjegler (blå, rød og grønn) og en prosess med additiv fargeblanding, kan fargene vi ser, sees. Denne prosessen skiller seg fra fysisk, subtraktiv fargeblanding, som for eksempel er tilfelle når du blander malernes farger.

I tillegg gir kjeglene, spesielt i visningsgropen - stedet for den skarpeste synet - også skarpt syn med høy oppløsning. Dette skyldes også særlig nevrale sammenkoblinger. Færre kjegler fører til en respektive ganglionneuron enn med stengene; oppløsningen er derfor bedre enn med spisepinner. I Fovea centralis det er til og med en 1: 1-videresending.

Stengene har derimot et maksimum med et absorpsjonsmaksimum på 500 nm, som ligger rett i midten av det synlige lysområdet. Så du reagerer på lys fra et bredt spekter. Siden de bare har rhodopsin, kan de ikke skille lys med forskjellige bølgelengder. Deres store fordel er imidlertid 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 øye er fargeblind. Oppløsningen er imidlertid mye dårligere enn med kjeglene. Flere stenger konvergerer, dvs. konvergerer, fører til en ganglionneuron. Dette betyr at uansett hvilken stang fra bandasjen som er begeistret, blir ganglion-nevronen aktivert. Så det er ikke så god romlig skille mulig som med tenonene.

Det er interessant å merke seg at stavsamlingene også er sensorer for det såkalte magnocellular-systemet, som er ansvarlig for bevegelse og konturoppfatning.

I tillegg kan den ene eller den andre allerede ha lagt merke til at stjerner ikke er i fokus i synsfeltet om natten, men heller på kanten.Dette er fordi fokuset projiserer seg mot synspunktet, men det har ingen spisepinner. Disse ligger rundt dem, slik at du kan se stjernene rundt fokuset på blikkens sentrum.

fordeling

På grunn av deres forskjellige oppgaver er også kjeglene og stavene i øyet fordelt forskjellig med tanke på dens tetthet. Kjeglene brukes til skarpt syn med fargedifferensiering i løpet av dagen. Du er derfor i sentrum av retina vanligste (gul flekk - Macula lutea) og i den sentrale gropen (Fovea centralis) er de eneste reseptorene som er til stede (ingen stenger). Seergropen er stedet for skarpeste syn og spesialiserer seg på dagslys. Stengene har sin maksimale tetthet parafoveal, d.v.s. rundt den sentrale graven av visjonen. I periferien synker tettheten til fotoreseptorene raskt, hvorved i de fjernere deler nesten bare er stenger til stede.

størrelse

Kegler og spisepinner deler blåkopien til en viss grad, men varierer deretter. Generelt er spisepinner litt lengre enn kjegler.

Stangfotoreseptorer er gjennomsnittlig 50 um i lengde og ca. 3 um i diameter på de mest tettpakete stedene, dvs. for stenger, parafovealregionen.

Keglefotoreseptorene er noe kortere enn stengene og har en diameter på 2 um i fovea centralis, den såkalte visjonsputen, i området med høyeste tetthet.

Antall

Det menneskelige øyet har et overveldende antall fotoreseptorer. Det ene øyet alene har rundt 120 millioner stavreseptorer for scotopic vision (i mørket), mens det er rundt 6 millioner kjeglereseptorer for dagsyn.

Begge reseptorene konvergerer signalene sine til omtrent en million ganglionceller, der aksonene (celleforlengelsene) til disse ganglioncellene utgjør synsnerven (nervus opticus) som en bunt og trekker 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 svake strukturforskjeller, som imidlertid ikke er alvorlige. Mye viktigere er deres forskjellige funksjon.

Staver er mye mer følsomme for lys og kan derfor oppdage enda liten forekomst av lys, men bare skille mellom lys og mørke. I tillegg er de litt tykkere enn kjeglene og blir ført videre på en konvergerende måte, slik at deres oppløsningsevne er lavere.

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

Gult punkt

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

De makula sentralt fremdeles inneholder den såkalte visningsgropen, Fovea centralis. Dette er poenget med skarpeste syn. Visningsgropen inneholder bare kjegler i sin maksimale pakningstetthet, hvis signaler sendes 1: 1, slik at oppløsningen blir best her.

dystrofi

Dystrofier, patologiske forandringer i kroppsvev som forårsaker retina er vanligvis genetisk forankret, d.v.s. de kan enten arves fra foreldrene eller skaffes gjennom en ny mutasjon. Noen medisiner kan forårsake symptomer som ligner på retinal dystrofi. Sykdommene har til felles at symptomer bare vises i løpet av livet, og at de har et kronisk, men progressivt forløp. Forløpet av dystrofier kan variere veldig fra sykdom til sykdom, men det kan også variere veldig innen en sykdom. Kurset kan til og med variere i en berørt familie, slik at ingen generelle uttalelser kan komme. I noen sykdommer kan det imidlertid utvikle seg til blindhet.

Avhengig av sykdommen kan synsskarpheten reduseres veldig raskt eller gradvis forverres over flere år. Symptomene, enten det sentrale synsfeltet endres først eller tapet av synsfelt utvikler seg fra utsiden til innsiden, er varierende på grunn av sykdommen.

Det kan være vanskelig å diagnostisere netthinnedrofi først. Imidlertid er det mange diagnostiske prosedyrer som kan gjøre en diagnose mulig; her er et lite utvalg:

Oftalmoskopi: synlige forandringer som forekomster i øyets fundus dukker ofte opp
elektroretinografi, som måler den elektriske responsen til netthinnen på lysstimuli
elektrookulografi, som måler endringer i det elektriske potensialet i netthinnen når øynene beveger seg.

Dessverre er det for øyeblikket slik at ingen kausal eller forebyggende terapi er kjent for de fleste av de genetisk forårsakede dystrofiske sykdommer. Imidlertid blir det for tiden forsket på forskning innen genteknologi, med disse behandlingene foreløpig bare i studiefasen.

Visuelt pigment

Det menneskelige visuelle pigmentet består av et glykoprotein kalt opsin og det såkalte 11-cis-netthinnet, som er en kjemisk modifisering av vitamin A1. Dette forklarer også viktigheten av vitamin A for synsskarpheten. Ved alvorlige mangelsymptomer kan nattblindhet og i ekstreme tilfeller blindhet oppstå.

Sammen med 11-cis retinal er opsinet produsert av kroppen selv, som finnes i forskjellige former for stenger og de tre kjegletypene ("cone opsine"), bygget inn i cellemembranen. Når det utsettes for lys, endres komplekset: 11-cis retinal endringer i all-trans retinal og opsin blir også endret. Metarhodopsin II blir for eksempel produsert i stengene, som setter en signalkaskade i bevegelse og rapporterer forekomsten av lys.

Rødgrønn svakhet

Rødgrønn svakhet eller blindhet er en funksjonsfeil i fargesyn som er medfødt og arvet X-koblet med ufullstendig penetranse. Imidlertid kan det 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 opptil 10% av den mannlige befolkningen er rammet. Imidlertid er bare 0,5% av kvinnene rammet, da de kan kompensere for et mangelfullt X-kromosom med et sunt andre.

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

Det er også mulighet for at fargesyn for en av fargene er helt fraværende, for eksempel hvis det kodende genet ikke lenger er til stede. En rød svakhet eller blindhet kalles Protanomaly eller. protanopia (for grønt: Deuteranomaly eller. deuteranopia).

En spesiell form er blåkjeglen monokromatisme, dvs. bare blå kjegler og blå visjon fungerer; Rød og grønn kan da heller ikke skilles.

Les mer om emnet: