Leksikon Anatomi

Batang dan kerucut di mata

takrif

Mata manusia mempunyai dua jenis fotoreseptor yang membolehkan kita melihat. Di satu sisi terdapat reseptor batang dan di sisi lain reseptor kon, yang dibahagi lagi: reseptor biru, hijau dan merah. Penerima fotoreseptor ini mewakili lapisan retina dan menghantar isyarat ke sel pemancar yang dihubungkan dengannya jika mereka mengesan kejadian cahaya. Kerucut digunakan untuk penglihatan photopic (penglihatan warna dan penglihatan hari) dan batang, sebaliknya, untuk penglihatan scotopic (persepsi dalam kegelapan).

Lebih banyak mengenai perkara ini: Bagaimana penglihatan berfungsi?

pembinaan

Retina manusia juga retina disebut, setebal 200 µm dan terdiri daripada lapisan sel yang berbeza. Di bahagian luar terdapat sel-sel epitelium pigmen, yang sangat penting untuk metabolisme retina adalah dengan menyerap dan memecah fotoreseptor mati dan juga komponen sel yang dirembeskan yang timbul semasa proses visual.

Lebih jauh ke dalam, ikuti alat fotoreseptor sebenar, yang dipisahkan menjadi batang dan kerucut. Kedua-duanya mempunyai persamaan bahawa mereka mempunyai anggota badan luar yang menunjuk ke epitel pigmen dan juga bersentuhan dengannya. Ini diikuti oleh cilium nipis, di mana pautan luar dan pautan dalaman disambungkan. Dalam kes rod, pautan luar adalah lapisan disk membran, serupa dengan timbunan syiling. Bagaimanapun, dalam hal tenon, pautan luar terdiri daripada lipatan membran sehingga pautan luarnya kelihatan seperti sisir rambut di bahagian membujur, dengan gigi mewakili lipatan individu.

Membran sel anggota luar mengandungi pigmen visual dari fotoreseptor. Warna kerucut disebut rhodopsin dan terdiri daripada glikoprotein opsin dan retina 11-cis, pengubahsuaian vitamin A1. Pigmen visual kon berbeza dari rhodopsin dan satu sama lain dengan bentuk opsin yang berbeza, tetapi mereka juga mempunyai retina. Pigmen visual pada cakera membran dan lipatan membran dimakan oleh proses visual dan harus dijana semula. Cakera dan lipatan membran selalu terbentuk. Mereka berpindah dari anggota dalaman ke anggota luar dan akhirnya dilepaskan dan diserap dan dipecahkan oleh epitel pigmen. Kerosakan epitel pigmen menyebabkan pemendapan serpihan sel dan pigmen visual, seperti yang berlaku dalam penyakit Retinitis pigmentosa adalah.

Anggota dalam adalah badan sel sebenar dari fotoreseptor dan mengandungi inti sel dan organel sel. Di sinilah proses penting berlaku, seperti pembacaan DNA, penghasilan protein atau bahan utusan sel; dalam hal fotoreseptor, glutamat adalah bahan utusan.

Bahagian bawah kaki nipis dan mempunyai kaki reseptor yang disebut di hujung, di mana sel disambungkan ke sel bipolar (sel hadapan). Vesikel pemancar dengan bahan utusan glutamat disimpan di pangkalan reseptor. Ini digunakan untuk menghantar isyarat ke sel bipolar.

Ciri khas dari fotoreseptor adalah bahawa dalam gelap, bahan pemancar dilepaskan secara kekal, di mana pelepasan berkurang apabila cahaya jatuh. Jadi tidak seperti sel persepsi lain bahawa rangsangan membawa kepada peningkatan pelepasan pemancar.

Terdapat sel bipolar batang dan kerucut, yang pada gilirannya saling berkaitan dengan sel ganglion, yang membentuk lapisan sel ganglion dan proses selnya bersama-sama membentuk saraf optik. Terdapat juga interkoneksi mendatar kompleks sel-sel retinayang disedari oleh sel mendatar dan sel amakrin.

Retina ditstabilkan oleh apa yang disebut sel Müller, sel glial dari retinayang merangkumi seluruh retina dan bertindak sebagai kerangka.

fungsi

Fotoreseptor mata manusia digunakan untuk mengesan cahaya kejadian. Mata sensitif terhadap sinar cahaya dengan panjang gelombang antara 400 - 750 nm. Ini sesuai dengan warna dari biru ke hijau hingga merah. Sinar cahaya di bawah spektrum ini disebut sebagai ultraviolet dan di atas sebagai inframerah. Kedua-duanya tidak lagi dapat dilihat oleh mata manusia malah boleh merosakkan mata dan menyebabkan kelegapan lensa.

Lebih banyak mengenai topik ini: Katarak

Kon bertanggungjawab untuk penglihatan warna dan memerlukan lebih banyak cahaya untuk mengeluarkan isyarat. Untuk mewujudkan penglihatan warna, terdapat tiga jenis kerucut, yang masing-masing bertanggungjawab untuk panjang gelombang cahaya yang berbeza dan mempunyai daya serap maksimum pada panjang gelombang ini. Fotopigmen, opsin pigmen visual kerucut, oleh itu berbeza dan membentuk 3 subkumpulan: kerucut biru dengan maksimum penyerapan (AM) 420 nm, kerucut hijau dengan AM 535 nm dan kerucut merah dengan AM 565 nm. Sekiranya cahaya spektrum panjang gelombang ini menyentuh reseptor, isyarat akan diteruskan.

Lebih banyak mengenai topik ini: Pemeriksaan penglihatan warna

Sementara itu, rod sangat sensitif terhadap kejadian cahaya dan oleh itu digunakan untuk mengesan cahaya yang sangat sedikit, terutama dalam gelap. Ia hanya dibezakan antara cahaya dan gelap, tetapi tidak dari segi warna. Pigmen visual sel batang, juga disebut rhodopsin, mempunyai maksimum penyerapan pada panjang gelombang 500 nm.

tugas

Seperti yang telah dijelaskan, reseptor kon digunakan untuk penglihatan siang hari. Melalui tiga jenis kon (biru, merah dan hijau) dan proses pencampuran warna aditif, warna yang kita lihat dapat dilihat. Proses ini berbeza dengan pencampuran warna fizikal dan subtraktif, seperti halnya, ketika mencampurkan warna pelukis.

Selain itu, kerucut, terutama di lubang pandang - tempat penglihatan paling tajam - juga memungkinkan penglihatan tajam dengan resolusi tinggi. Ini juga disebabkan oleh hubungan neural mereka. Lebih sedikit kon menyebabkan neuron ganglion masing-masing berbanding dengan batang; penyelesaiannya lebih baik daripada dengan penyepit. Di dalam Fovea centralis malah ada pemajuan 1: 1.

Batang, sebaliknya, mempunyai maksimum dengan maksimum penyerapan 500 nm, yang tepat di tengah-tengah jarak cahaya yang dapat dilihat. Oleh itu, mereka bertindak balas terhadap cahaya dari spektrum yang luas. Namun, kerana mereka hanya memiliki rhodopsin, mereka tidak dapat memisahkan cahaya dengan panjang gelombang yang berbeza. Walau bagaimanapun, kelebihan mereka adalah mereka lebih sensitif daripada kerucut. Kejadian cahaya yang kurang jelas juga mencukupi untuk mencapai ambang tindak balas bagi rod. Oleh itu, mereka biasa melihat dalam gelap ketika mata manusia buta warna. Namun, penyelesaiannya jauh lebih buruk daripada pada kerucut. Lebih banyak batang berkumpul, iaitu menyatu, membawa kepada neuron ganglion. Ini bermakna bahawa tanpa mengira batang mana dari pembalut yang teruja, neuron ganglion diaktifkan. Oleh itu, tidak mungkin melakukan pemisahan spasial yang baik seperti dengan tenon.

Sangat menarik untuk diperhatikan bahawa pemasangan batang juga merupakan sensor untuk sistem magnoselular yang disebut, yang bertanggungjawab untuk pergerakan dan persepsi kontur.

Sebagai tambahan, satu atau yang lain mungkin telah memperhatikan bahawa bintang tidak berada dalam fokus bidang penglihatan pada waktu malam, melainkan di pinggir. Ini kerana fokus memproyeksikan ke lubang pandangan, tetapi tidak memiliki sumpit. Ini terletak di sekitarnya, jadi anda dapat melihat bintang-bintang di sekitar fokus pusat pandangan.

pengedaran

Oleh kerana tugasnya berbeza, kerucut dan batang mata juga diedarkan secara berbeza dari segi ketumpatannya. Kerucut digunakan untuk penglihatan tajam dengan pembezaan warna pada siang hari. Oleh itu, anda berada di pusat retina paling biasa (bintik kuning - Macula lutea) dan di lubang pusat (Fovea centralis) adalah satu-satunya reseptor yang ada (tiada batang). Lubang melihat adalah tempat penglihatan paling tajam dan mengkhususkan diri pada waktu siang. Batang mempunyai ketumpatan maksimum parafoveal, iaitu di sekitar lubang visual pusat. Di pinggiran ketumpatan fotoreseptor menurun dengan cepat, di mana di bahagian yang lebih jauh hampir hanya batang yang ada.

ukuran

Cone dan sumpit berkongsi cetak biru hingga tahap tertentu, tetapi kemudian berbeza-beza. Secara umum, penyepit sedikit lebih panjang daripada kerucut.

Fotoreseptor batang mempunyai panjang purata kira-kira 50 µm dan diameter kira-kira 3 µm di tempat yang paling padat, iaitu kawasan parafoveal untuk batang.

Fotoreseptor kerucut agak lebih pendek daripada batang dan mempunyai diameter 2 µm di fovea centralis, yang disebut lubang penglihatan, di kawasan dengan ketumpatan tertinggi.

nombor

Mata manusia mempunyai sejumlah besar fotoreseptor. Satu mata sahaja mempunyai sekitar 120 juta reseptor batang untuk penglihatan scotopic (dalam kegelapan), sementara ada sekitar 6 juta reseptor kerucut untuk penglihatan siang hari.

Kedua-dua reseptor menyatukan isyarat mereka kepada kira-kira sejuta sel ganglion, di mana akson (peluasan sel) sel ganglion ini membentuk saraf optik sebagai ikatan dan menariknya ke otak sehingga isyarat dapat diproses secara terpusat di sana.

Lebih banyak maklumat boleh didapati di sini: Pusat visual

Perbandingan penyepit dan kon

Seperti yang telah dijelaskan, batang dan kerucut mempunyai sedikit perbezaan dalam struktur, tetapi ini tidak serius. Yang lebih penting adalah fungsi mereka yang berbeza.

Batang jauh lebih sensitif terhadap cahaya dan oleh itu dapat mengesan kejadian cahaya walaupun rendah, tetapi hanya membezakan antara cahaya dan gelap. Selain itu, mereka sedikit lebih tebal daripada kerucut dan diteruskan dengan cara yang saling bertumpu, sehingga daya penyelesaiannya lebih rendah.

Sebaliknya, kerucut memerlukan lebih banyak kejadian cahaya, tetapi dapat memungkinkan penglihatan warna kerana tiga sub-bentuknya. Kerana diameternya yang lebih kecil dan transmisi yang kurang kuat, sehingga transmisi 1: 1 di fovea centralis, mereka mempunyai resolusi yang sangat baik, yang hanya dapat digunakan pada siang hari.

Titik kuning

The Macula lutea, juga disebut titik kuning, adalah tempat di retina yang sering dilihat orang. Nama itu diberikan oleh warna kekuningan pada titik ini di fundus mata. Titik kuning adalah tempat retina dengan kebanyakan fotoreseptor. Kecuali untuk Makula terdapat hampir hanya batang yang tersisa yang seharusnya membezakan antara cahaya dan gelap.

The Makula masih mengandungi lubang visual yang disebut di tengah, Fovea centralis. Ini adalah titik penglihatan paling tajam. Lubang tontonan hanya mengandungi kerucut dalam kepadatan pembungkusan maksimumnya, isyaratnya dihantar 1: 1, sehingga resolusi terbaik di sini.

Distrofi

Distrofi, perubahan patologi pada tisu badan yang menyebabkan retina biasanya berlabuh secara genetik, iaitu ia boleh diwarisi daripada ibu bapa atau diperoleh melalui mutasi baru. Beberapa ubat boleh menyebabkan simptom yang serupa dengan distrofi retina. Penyakit ini mempunyai kesamaan bahawa gejala hanya muncul dalam perjalanan hidup dan mereka mempunyai jalan yang kronik tetapi progresif. Perjalanan distrofi boleh berbeza-beza dari penyakit ke penyakit, tetapi juga boleh berubah-ubah dalam penyakit. Kursus ini boleh berbeza-beza dalam keluarga yang terjejas, sehingga tidak ada pernyataan umum yang dapat dibuat. Namun, dalam beberapa penyakit, penyakit ini boleh menjadi buta.

Bergantung pada penyakit, ketajaman penglihatan dapat berkurang dengan cepat atau merosot secara beransur-ansur selama beberapa tahun. Gejala, sama ada bidang penglihatan pusat berubah terlebih dahulu atau kehilangan bidang penglihatan berkembang dari luar ke bahagian dalam, juga berubah-ubah bergantung pada penyakitnya.

Mendiagnosis distrofi retina mungkin sukar pada mulanya. Walau bagaimanapun, terdapat banyak prosedur diagnostik yang dapat membuat diagnosis dapat dilakukan; berikut adalah pilihan kecil:

Ophthalmoscopy: perubahan yang dapat dilihat seperti deposit di fundus mata sering muncul
electroretinography, yang mengukur tindak balas elektrik retina terhadap rangsangan cahaya
elektrookulografi, yang mengukur perubahan potensi elektrik retina ketika mata bergerak.

Sayangnya, pada masa ini tidak ada terapi kausal atau pencegahan yang diketahui untuk kebanyakan penyakit distrofik yang disebabkan oleh genetik. Walau bagaimanapun, banyak penyelidikan sedang dilakukan dalam bidang kejuruteraan genetik, walaupun terapi ini hanya dalam fasa kajian.

Pigmen visual

Pigmen visual manusia terdiri daripada glikoprotein yang disebut opsin dan yang disebut 11-cis-retinal, yang merupakan pengubahsuaian kimia vitamin A1. Ini juga menjelaskan kepentingan vitamin A untuk ketajaman penglihatan. Gejala kekurangan yang teruk boleh menyebabkan kebutaan malam dan, dalam kes yang teruk, kebutaan.

Bersama dengan retina 11-cis, opsin badan sendiri, yang terdapat dalam pelbagai bentuk untuk batang dan ketiga jenis kon ("cone opsine"), dimasukkan ke dalam membran sel. Apabila terkena cahaya, kompleks berubah: retina 11-cis berubah menjadi retina all-trans dan opsin juga berubah. Dalam contoh batang, misalnya, metarhodopsin II dihasilkan, yang menetapkan lata isyarat bergerak dan melaporkan kejadian cahaya.

Kelemahan Hijau Merah

Kelemahan atau buta merah-hijau adalah kerusakan penglihatan warna yang kongenital dan diwariskan berkaitan dengan X dengan penembusan yang tidak lengkap. Walau bagaimanapun, ia juga boleh menjadi mutasi baru dan oleh itu tidak ada ibu bapa yang mengalami kecacatan genetik ini. Oleh kerana lelaki hanya mempunyai satu kromosom X, mereka cenderung mendapat penyakit dan mempengaruhi sehingga 10% populasi lelaki. Walau bagaimanapun, hanya 0.5% wanita yang terjejas, kerana mereka dapat mengimbangi kromosom X yang cacat dengan kromosom X yang kedua.

Kelemahan merah-hijau didasarkan pada fakta bahawa mutasi genetik telah berlaku untuk opsin protein visual dalam isoform hijau atau merahnya. Ini mengubah panjang gelombang yang sensitif terhadap opsin dan oleh itu nada merah dan hijau tidak dapat dibezakan dengan cukup. Mutasi berlaku lebih kerap di opsin untuk penglihatan hijau.

Ada juga kemungkinan penglihatan warna untuk salah satu warna tidak ada sama sekali jika, misalnya, gen pengekodan tidak lagi ada. Kelemahan atau kebutaan merah disebut Protanomali atau. Protanopia (untuk hijau: Deuteranomali atau. Deuteranopia).

Bentuk khas adalah monokrom kerucut biru, iaitu hanya kerucut biru dan penglihatan biru yang berfungsi; Merah dan hijau tidak boleh dipisahkan.

Baca lebih lanjut mengenai topik ini: