Hình que và tế bào hình nón trong mắt

Định nghĩa

Mắt người có hai loại thụ thể quang giúp chúng ta có thể nhìn thấy. Một mặt có các thụ thể hình que và mặt khác là các thụ thể hình nón, chúng được chia nhỏ hơn nữa: các thụ thể màu xanh lam, xanh lục và đỏ. Các cơ quan thụ cảm ánh sáng này đại diện cho một lớp của võng mạc và gửi tín hiệu đến các tế bào truyền liên kết với chúng nếu chúng phát hiện ra một tia sáng. Các tế bào hình nón được sử dụng cho thị giác quang học (nhìn theo màu sắc và nhìn theo ngày) và mặt khác, các thanh này cho thị giác viễn thị (nhận thức trong bóng tối).

Thêm về chủ đề này: Thị lực hoạt động như thế nào?

xây dựng

Võng mạc của con người cũng vậy võng mạc được gọi là, dày tổng cộng 200 µm và bao gồm các lớp tế bào khác nhau. Các tế bào biểu mô sắc tố, rất quan trọng cho quá trình trao đổi chất, nằm ở bên ngoài võng mạc bằng cách hấp thụ và phá vỡ các thụ thể quang chết và các thành phần tế bào được tiết ra trong quá trình thị giác.

Các tế bào cảm thụ ánh sáng thực tế, được phân tách thành hình que và hình nón, giờ đi vào trong. Cả hai đều có điểm chung là chúng có một chi ngoài, hướng về phía biểu mô sắc tố và cũng có tiếp xúc với nó. Tiếp theo là một lớp cilium mỏng, qua đó liên kết bên ngoài và liên kết bên trong được kết nối với nhau. Trong trường hợp của các que, liên kết bên ngoài là một lớp đĩa màng, tương tự như một xấp tiền xu. Tuy nhiên, trong trường hợp của các tenons, liên kết bên ngoài bao gồm các nếp gấp màng để liên kết bên ngoài trông giống như một loại lược chải tóc ở mặt cắt dọc, với các răng đại diện cho các nếp gấp riêng lẻ.

Màng tế bào của chi ngoài chứa sắc tố thị giác của các tế bào cảm quang. Màu sắc của tế bào hình nón được gọi là rhodopsin và bao gồm glycoprotein opsin và 11-cis retinal, một biến đổi của vitamin A1. Các sắc tố thị giác của tế bào hình nón khác với rhodopsin và khác nhau bởi các dạng opsin khác nhau, nhưng cũng có võng mạc. Sắc tố thị giác trong các đĩa màng và các nếp gấp màng bị tiêu hao bởi quá trình thị giác và phải được tái tạo. Các đĩa màng và các nếp gấp luôn được hình thành mới. Chúng di chuyển từ thành viên bên trong ra thành viên bên ngoài và cuối cùng được giải phóng và hấp thụ và bị phân hủy bởi biểu mô sắc tố. Sự trục trặc của biểu mô sắc tố gây ra sự lắng đọng của các mảnh vụn tế bào và sắc tố thị giác, như xảy ra trong bệnh Viêm võng mạc sắc tố Là.

Thành viên bên trong là cơ thể tế bào thực sự của các tế bào cảm thụ quang và chứa nhân tế bào và các bào quan của tế bào. Các quá trình quan trọng diễn ra ở đây, chẳng hạn như đọc DNA, sản xuất protein hoặc chất truyền tin tế bào; trong trường hợp chất nhận cảm quang, glutamate là chất truyền tin.

Chi trong mỏng và có cái gọi là chân thụ thể ở cuối, qua đó tế bào được kết nối với cái gọi là tế bào lưỡng cực (tế bào chuyển tiếp). Các túi dẫn truyền chứa glutamate chất truyền tin được lưu trữ trong cơ sở thụ thể. Điều này được sử dụng để truyền tín hiệu đến các tế bào lưỡng cực.

Điểm đặc biệt của chất nhận quang là khi trời tối, chất phát được giải phóng vĩnh viễn, theo đó sự giải phóng giảm khi ánh sáng chiếu xuống. Vì vậy, nó không giống như với các tế bào tri giác khác rằng một kích thích dẫn đến việc tăng giải phóng các chất dẫn truyền.

Có các tế bào lưỡng cực hình que và hình nón, lần lượt được liên kết với các tế bào hạch, tạo nên lớp tế bào hạch và các quá trình tế bào của chúng cuối cùng cùng nhau tạo thành dây thần kinh thị giác. Ngoài ra còn có một liên kết phức tạp theo chiều ngang của các ô của võng mạcđược thực hiện bởi các tế bào ngang và tế bào amacrine.

Võng mạc được ổn định bởi cái gọi là tế bào Müller, tế bào thần kinh đệm của võng mạctrải dài toàn bộ võng mạc và hoạt động như một khuôn khổ.

chức năng

Các cơ quan thụ cảm của mắt người được sử dụng để phát hiện ánh sáng tới. Mắt nhạy cảm với các tia sáng có bước sóng từ 400 - 750 nm, tương ứng với các màu từ xanh lam đến xanh lục đến đỏ. Các tia sáng dưới quang phổ này được gọi là tia cực tím và trên là tia hồng ngoại. Cả hai đều không còn nhìn thấy bằng mắt người và thậm chí có thể gây hại cho mắt và gây mờ ống kính.

Thêm về chủ đề này: Đục thủy tinh thể

Các tế bào hình nón chịu trách nhiệm về tầm nhìn màu sắc và cần nhiều ánh sáng hơn để phát ra tín hiệu. Để thực hiện tầm nhìn màu sắc, có ba loại hình nón, mỗi loại hình nón chịu trách nhiệm cho một bước sóng ánh sáng nhìn thấy khác nhau và có mức hấp thụ cực đại ở các bước sóng này. Các tế bào quang học, các opsin của sắc tố thị giác của tế bào hình nón, do đó khác nhau và tạo thành 3 phân nhóm: tế bào hình nón màu xanh lam với cực đại hấp thụ (AM) là 420 nm, tế bào hình nón màu xanh lục có AM là 535 nm và tế bào hình nón màu đỏ với AM có bước sóng 565 nm. Nếu ánh sáng của quang phổ có bước sóng này chạm vào các cơ quan nhận cảm thì tín hiệu sẽ được truyền đi.

Thêm về chủ đề này: Kiểm tra thị lực màu

Trong khi đó, các que đặc biệt nhạy cảm với ánh sáng chiếu tới và do đó được sử dụng để phát hiện ngay cả rất ít ánh sáng, đặc biệt là trong bóng tối. Nó chỉ được phân biệt giữa sáng và tối, nhưng không phân biệt về màu sắc. Sắc tố thị giác của tế bào hình que, còn được gọi là rhodopsin, có cực đại hấp thụ ở bước sóng 500 nm.

nhiệm vụ

Như đã mô tả, các thụ thể hình nón được sử dụng để nhìn ban ngày. Thông qua ba loại hình nón (xanh lam, đỏ và xanh lá cây) và một quá trình pha trộn màu phụ gia, chúng ta có thể thấy màu sắc. Quá trình này khác với quá trình trộn màu vật lý, trừ đi, ví dụ như khi trộn màu của các họa sĩ.

Ngoài ra, các hình nón, đặc biệt là trong hố quan sát - nơi có tầm nhìn sắc nét nhất - cũng cho phép tầm nhìn sắc nét với độ phân giải cao. Điều này đặc biệt là do sự kết nối thần kinh của chúng. Ít tế bào hình nón dẫn đến một tế bào thần kinh hạch tương ứng hơn so với tế bào hình que; do đó độ phân giải tốt hơn so với đũa. bên trong Fovea centralis thậm chí còn có chuyển tiếp 1: 1.

Mặt khác, các thanh có cực đại với cực đại hấp thụ là 500 nm, nằm ngay giữa dải ánh sáng nhìn thấy. Vì vậy, bạn phản ứng với ánh sáng từ một quang phổ rộng. Tuy nhiên, vì chúng chỉ có rhodopsin nên chúng không thể tách ánh sáng có bước sóng khác nhau. Tuy nhiên, ưu điểm lớn của chúng là nhạy hơn côn. Ánh sáng chiếu tới ít hơn đáng kể cũng đủ để đạt đến ngưỡng phản ứng của các thanh. Do đó, chúng được sử dụng để nhìn trong bóng tối khi mắt người bị mù màu. Tuy nhiên, độ phân giải kém hơn nhiều so với các hình nón. Nhiều thanh hơn hội tụ, tức là hội tụ, dẫn đến một tế bào thần kinh hạch. Điều này có nghĩa là bất kể thanh nào từ băng bị kích thích, nơron hạch đều được kích hoạt. Vì vậy, không có sự phân tách không gian tốt như với các tenons.

Điều thú vị cần lưu ý là các cụm thanh cũng là cảm biến cho cái gọi là hệ thống magnocellular, chịu trách nhiệm về chuyển động và nhận thức đường viền.

Ngoài ra, người này hoặc người kia có thể đã nhận thấy rằng các ngôi sao không nằm trong tiêu điểm của trường nhìn vào ban đêm, mà là ở rìa.Điều này là do tiêu điểm chiếu vào hố quan sát, nhưng nó không có đũa. Những thứ này nằm xung quanh chúng, vì vậy bạn có thể nhìn thấy các ngôi sao xung quanh tiêu điểm của trung tâm ánh nhìn.

phân phối

Do nhiệm vụ khác nhau, các tế bào hình nón và tế bào hình que trong mắt cũng được phân bố khác nhau về mật độ của chúng. Các tế bào hình nón được sử dụng để có tầm nhìn sắc nét với sự phân biệt màu sắc trong ngày. Do đó, bạn đang ở trung tâm của võng mạc phổ biến nhất (đốm vàng - Macula lutea) và trong hố trung tâm (Fovea centralis) là các thụ thể duy nhất có mặt (không có que). Hố quan sát là nơi có tầm nhìn sắc nét nhất và chuyên đón ánh sáng ban ngày. Các thanh có mật độ cực đại parafoveal, tức là xung quanh hố trung tâm của tầm nhìn. Ở vùng ngoại vi, mật độ của các tế bào cảm quang giảm nhanh chóng, do đó ở các phần xa hơn hầu như chỉ có các que.

kích thước

Côn và đũa có chung bản thiết kế ở một mức độ nào đó, nhưng sau đó khác nhau. Nói chung, đũa dài hơn một chút so với hình nón.

Các tế bào cảm quang hình que có chiều dài trung bình khoảng 50 µm và đường kính khoảng 3 µm ở những vị trí đông đúc nhất, tức là đối với thanh, vùng parafoveal.

Các tế bào cảm quang hình nón hơi ngắn hơn hình que và có đường kính 2 µm ở trung tâm lỗ hổng, cái gọi là hố thị giác, trong vùng có mật độ cao nhất.

con số

Mắt người có một số lượng lớn các cơ quan thụ cảm ánh sáng. Chỉ riêng một mắt đã có khoảng 120 triệu thụ thể hình que cho tầm nhìn xa (trong bóng tối), trong khi có khoảng 6 triệu thụ thể hình nón cho tầm nhìn ban ngày.

Cả hai thụ thể đều hội tụ tín hiệu của chúng đến khoảng một triệu tế bào hạch, theo đó các sợi trục (quá trình tế bào) của các tế bào hạch này tạo nên dây thần kinh thị giác như một bó và kéo vào não để tín hiệu có thể được xử lý tập trung ở đó.

Tìm thêm thông tin tại đây: Trung tâm thị giác

So sánh đũa và côn

Như đã mô tả, thanh và nón có sự khác biệt nhỏ về cấu trúc, tuy nhiên, không nghiêm trọng. Quan trọng hơn nhiều là chức năng khác nhau của chúng.

Các que nhạy cảm hơn nhiều với ánh sáng và do đó có thể phát hiện ra ngay cả những góc nhỏ của ánh sáng, nhưng chỉ phân biệt giữa ánh sáng và bóng tối. Ngoài ra, chúng dày hơn một chút so với hình nón và được truyền theo cách hội tụ, do đó khả năng phân giải của chúng thấp hơn.

Mặt khác, hình nón đòi hỏi nhiều ánh sáng hơn, nhưng có thể cho phép nhìn màu thông qua ba dạng phụ của chúng. Do đường kính nhỏ hơn và truyền dẫn hội tụ ít mạnh hơn, truyền dẫn lên đến 1: 1 trong trung tâm ổ mắt, chúng có độ phân giải tuyệt vời, chỉ có thể được sử dụng vào ban ngày.

Điểm vàng

Các Macula lutea, còn được gọi là điểm vàng, là vị trí trên võng mạc mà mọi người chủ yếu nhìn thấy. Cái tên này được đặt bởi màu hơi vàng của điểm này ở đáy mắt. Điểm vàng là nơi của võng mạc với hầu hết các tế bào cảm quang. Ngoại trừ Macula hầu như chỉ còn lại các thanh được cho là phân biệt giữa ánh sáng và bóng tối.

Các Macula về trung tâm vẫn chứa cái gọi là hố xem, Fovea centralis. Đây là điểm của tầm nhìn sắc nét nhất. Hố xem chỉ chứa các hình nón ở mật độ đóng gói tối đa của chúng, có tín hiệu được truyền 1: 1, để độ phân giải ở đây là tốt nhất.

Loạn dưỡng

Loạn dưỡng, những thay đổi bệnh lý trong mô cơ thể gây ra võng mạc thường được cố định về mặt di truyền, tức là chúng có thể được di truyền từ cha mẹ hoặc mắc phải thông qua một đột biến mới. Một số loại thuốc có thể gây ra các triệu chứng tương tự như loạn dưỡng võng mạc. Các bệnh có điểm chung là các triệu chứng chỉ xuất hiện trong quá trình sống và chúng có diễn biến mãn tính, nhưng tiến triển. Diễn biến của loạn dưỡng có thể rất khác nhau giữa các bệnh, nhưng nó cũng có thể khác nhau rất nhiều trong một bệnh. Khóa học thậm chí có thể thay đổi trong một gia đình bị ảnh hưởng, do đó không thể đưa ra tuyên bố chung. Tuy nhiên, trong một số bệnh, nó có thể tiến triển đến mù lòa.

Tùy theo bệnh mà thị lực có thể giảm rất nhanh hoặc suy giảm dần trong vài năm. Các triệu chứng, cho dù trường nhìn trung tâm thay đổi trước hay mất thị lực tiến triển từ bên ngoài vào bên trong, đều có thể thay đổi do bệnh tật.

Ban đầu, chẩn đoán loạn dưỡng võng mạc có thể khó khăn. Tuy nhiên, có rất nhiều thủ tục chẩn đoán có thể giúp chẩn đoán; đây là một lựa chọn nhỏ:

• Soi đáy mắt: những thay đổi có thể nhìn thấy được chẳng hạn như cặn lắng trong đáy mắt thường xuất hiện
• Electroretinography, đo phản ứng điện của võng mạc với các kích thích ánh sáng
• điện cơ đo sự thay đổi điện thế của võng mạc khi mắt di chuyển.

Thật không may, hiện nay không có liệu pháp phòng ngừa hoặc nhân quả nào được biết đến đối với hầu hết các bệnh loạn dưỡng do di truyền gây ra. Tuy nhiên, rất nhiều nghiên cứu hiện đang được thực hiện trong lĩnh vực kỹ thuật di truyền, với những liệu pháp này hiện mới chỉ trong giai đoạn nghiên cứu.

Sắc tố thị giác

Sắc tố thị giác của con người bao gồm một glycoprotein được gọi là opsin và cái gọi là 11-cis-retinal, là một biến đổi hóa học của vitamin A1. Điều này cũng giải thích tầm quan trọng của vitamin A đối với thị lực. Trong trường hợp các triệu chứng thiếu hụt nghiêm trọng, có thể bị quáng gà và trong trường hợp nghiêm trọng có thể bị mù.

Cùng với retinal 11-cis, opsin do chính cơ thể sản xuất, tồn tại ở nhiều dạng khác nhau đối với hình que và ba dạng hình nón ("hình nón opsine"), được xây dựng trong màng tế bào. Khi tiếp xúc với ánh sáng, sự thay đổi phức tạp: võng mạc 11 cis chuyển thành võng mạc all-trans và opsin cũng bị thay đổi. Ví dụ, Metarhodopsin II được tạo ra trong các thanh, thiết lập dòng tín hiệu chuyển động và báo cáo tỷ lệ ánh sáng.

Đỏ xanh điểm yếu

Điểm yếu hoặc mù màu xanh lá cây đỏ là một sự cố của thị lực màu sắc bẩm sinh và di truyền liên kết X với khả năng thâm nhập không hoàn toàn. Tuy nhiên, nó cũng có thể là một đột biến mới và do đó không cha mẹ nào bị khiếm khuyết di truyền này. Vì nam giới chỉ có một nhiễm sắc thể X nên họ có khả năng mắc bệnh cao hơn nhiều và có tới 10% dân số nam bị ảnh hưởng. Tuy nhiên, chỉ 0,5% phụ nữ bị ảnh hưởng, vì họ có thể bù đắp nhiễm sắc thể X bị khiếm khuyết bằng nhiễm sắc thể thứ hai khỏe mạnh.

Điểm yếu của màu xanh đỏ dựa trên thực tế là một đột biến di truyền đã xảy ra đối với opsin protein thị giác ở dạng đồng dạng màu xanh lá cây hoặc màu đỏ của nó. Điều này làm thay đổi bước sóng mà opsin nhạy cảm và do đó tông màu đỏ và xanh lục không thể được phân biệt đầy đủ. Đột biến xảy ra thường xuyên hơn trong opsin để có thị lực xanh.

Cũng có khả năng là khả năng nhìn màu đối với một trong các màu hoàn toàn không có, ví dụ như nếu gen mã hóa không còn nữa. Điểm yếu hoặc mù màu đỏ được gọi là Protanomaly hoặc là. Protanopia (đối với màu xanh lá cây: Deuteranomaly hoặc là. Deuteranopia).

Một dạng đặc biệt là đơn sắc hình nón màu xanh lam, tức là chỉ có hình nón màu xanh lam và tầm nhìn màu xanh lam hoạt động; Đỏ và xanh lá cây cũng không thể tách rời nhau.

Đọc thêm về chủ đề:

• Đỏ xanh điểm yếu
• Mù màu
• Kiểm tra điểm yếu xanh đỏ
• Kiểm tra thị lực màu