Fotoreceptori

Fotoreceptori ir gaismas tīklā specializētas maņu šūnas cilvēka tīklenē. Viņi absorbē dažādus elektromagnētiskās gaismas viļņus un pārvērš šos stimulus bioelektriskā ierosmē. Iedzimtu slimību gadījumā, piemēram, pigmentosa retinīts vai konusa stienīšu distrofija, fotoreceptori pamazām iet bojā, līdz rodas aklums.

Kas ir PR?

Fotoreceptori ir gaismas jutīgas maņu šūnas, kas specializējas vizuālajā procesā. Gaisma rada elektriskā sprieguma potenciālu acs maņu šūnās. Cilvēka acī ir trīs dažādi fotoreceptoru veidi.

Papildus stieņiem tie ietver konusus un gaismjutīgās ganglija šūnas. Bioloģija izšķir mugurkaulnieku un bezmugurkaulnieku fotoelementus. Depolarizācija notiek bezmugurkaulnieku fotoelementos. Tas nozīmē, ka šūnas reaģē uz gaismu, samazinot spriegumu. Tomēr mugurkaulniekiem notiek hiperpolarizācija. Jūsu fotoreceptori nodrošina, ka spriegums palielinās, ja ir gaisma.

Atšķirībā no bezmugurkaulniekiem, mugurkaulnieku fotoreceptori ir sekundāri receptori. Stimula pārveidošana par darbības potenciālu notiek tikai ārpus receptora. Papildus cilvēkiem un dzīvniekiem augi satur arī fotoreceptorus, lai neitralizētu gaismas iedarbību.

Anatomija un struktūra

Acs tīklenē ir aptuveni 120 miljoni stienīšu. Konusi veido apmēram 6 miljonus no aptuveni viena miljona ganglija šūnām acī, un tas ir aptuveni viens procents jutīgs pret gaismu. Gaismai jutīgākie fotoreceptori ir stieņi. Aklā acs vieta satur tikai receptorus, izņemot konusus.

Tādēļ cilvēkiem faktiski vajadzētu redzēt caurumu, kur atrodas neredzīgā vieta. Tas tā nav tikai tāpēc, ka smadzenes tukšumu piepilda ar uztveres atmiņām. Tīklenes stieņos ir tā sauktie diski. Konusi tomēr satur membrānas krokas. Šajās zonās tie ir aprīkoti ar tā saukto vizuālo purpursarkanu. Kopumā stieņiem un konusiņiem ir līdzīga struktūra. Viņiem katram ir ārējais segments, kurā tiek veikti viņu vissvarīgākie uzdevumi.

Konusu ārējie segmenti ir koniskas formas un ir platāki nekā stieņu garie un šaurie ārējie segmenti. Cilija, t.i., plazmas membrānas izvirzījums, savieno receptoru ārējo un iekšējo segmentu. Katrs iekšējais segments sastāv no elipsoīda un mioīda ar endoplazmatisku retikulumu. Fotoreceptoru ārējais granulētais slānis savieno šūnas ķermeni ar šūnas kodolu. Šūnas ķermenī piestiprinās aksons ar sinaptisku galu lentes vai plāksnes formā. Šīs sinapses sauc arī par lentēm.

Funkcija un uzdevumi

Cilvēka acs fotoreceptori pārvērš elektromagnētiskos gaismas viļņus bioelektriskā ierosmē. Visu trīs fotoreceptoru tipu funkcija ir absorbēt un pārveidot gaismu. Šis process ir pazīstams arī kā fototransdukcija. Lai to izdarītu, receptori uzņem gaismas fotonus un ierosina sarežģītu, bioķīmisku reakciju, lai mainītu membrānas potenciālu. Potenciāla izmaiņas atbilst mugurkaulnieku hiperpolarizācijai.

Trīs dažādiem receptoru tipiem ir atšķirīgas absorbcijas robežas un tādējādi atšķiras pēc to jutības pret noteiktiem viļņu garumiem. Galvenais iemesls tam ir atšķirīgais vizuālais pigments atsevišķos šūnu tipos. Tas nozīmē, ka trīs veidi savā funkcijā nedaudz atšķiras. Piemēram, ganglija šūnas regulē dienas un nakts ritmu. Stieņi un konusi, no otras puses, spēlē lomu attēla atpazīšanā. Stieņi galvenokārt ir atbildīgi par gaismas un tumsas redzēšanu.

Konusi, no otras puses, spēlē tikai dienasgaismu un nodrošina krāsu atpazīšanu. Fotoattēlu pārvade notiek fotoelementu ārējos segmentos. Tumsā lielākā daļa fotoreceptoru atrodas nestimulētā stāvoklī, un to atvērto nātrija kanālu dēļ ir mazs miera membrānas potenciāls. Kad esat miera stāvoklī, jūs neatgriezeniski atbrīvojat neirotransmitera glutamātu. Bet, tiklīdz acīs iekrīt gaisma, atvērtie nātrija kanāli aizveras. Palielinās šūnu potenciāls un notiek hiperpolarizācija.

Šīs hiperpolarizācijas laikā tiek kavēta receptora aktivitāte un atbrīvots mazāk raidītāju. Šī glutamāta samazinātā izdalīšanās atver bipolāro un horizontālo šūnu pakārtotos jonu kanālus. Impulss no fotoreceptoriem caur atvērtiem kanāliem tiek pārraidīts uz nervu šūnām, kuras pēc tam aktivizē pašas ganglijas un amakrīna šūnas. Signāls no receptoriem tiek nosūtīts smadzenēm, kur tas tiek novērtēts ar vizuālo atmiņu palīdzību.

Jūs varat atrast savus medikamentus šeit

Slimības

Cilvēka acs fotoreceptoriem var rasties dažādas kaites un slimības. Daudzi no tiem izpaužas kā progresīvs redzes zudums. Cone-rod distrofija, piemēram, ir iedzimta tīklenes distrofija, kas izraisa fotoreceptoru bojāeju.

Ar šo iedzimto slimību pacients nepārtraukti zaudē konusus un stieņus caur tīklenes pigmenta nogulsnēm. Šis process agrīnā stadijā izpaužas kā samazināts redzes asums, palielinot jutību pret gaismu un palielinot krāsu aklumu. Jutība centrālajā redzes laukā samazinās. Vēlāk slimība uzbrūk arī perifērajam redzes laukam. Var rasties tādi simptomi kā nakts aklums. Pēc kāda laika pacients, visticamāk, kļūs pilnīgi akls.

No šīs slimības jānošķir tīklenes pigmentosa, kas pazīstama arī kā stienīšu un konusu distrofija. Visbeidzot, šajā tīklenes slimības formā rodas tādi paši simptomi kā konusa stienīšu distrofijā, bet simptomi ir pretēji. Tas nozīmē, ka pigmentosa retinīts vispirms izpaužas nakts aklumā, savukārt nakts aklums stienīšu un konusu slimību gadījumā ir simptomātisks tikai vēlākā gaitā.

Tīklenes pigmentosa gaita parasti ir mazāk smaga nekā stienīšu un konusu distrofijas gaita. Papildus šīm deģeneratīvajām slimībām redzes uztveres aparāta maņu šūnas var ietekmēt arī iekaisums vai tikt bojātas nelaimes gadījumos.