Anatomi-Lexikon

Stänger och kottar i ögat

definition

Det mänskliga ögat har två typer av fotoreceptorer som gör att vi kan se. Å ena sidan finns det stavreceptorer och å andra sidan konreceptorerna, som är uppdelade igen: blå, gröna och röda receptorer. Dessa fotoreceptorer representerar ett skikt av näthinnan och skickar en signal till de sändande celler som är länkade till dem om de upptäcker en förekomst av ljus. Kottarna används för fotopisk syn (färgsyn och syn om dagen) och stavarna å andra sidan för skottsyn (uppfattning i mörkret).

Mer om detta ämne: Hur fungerar vision?

konstruktion

Den mänskliga näthinnan också näthinnan kallas, är totalt 200 µm tjock och består av olika cellskikt. På utsidan är pigmentepitelcellerna, som är mycket viktiga för ämnesomsättningen näthinnan är genom att absorbera och bryta ner döda fotoreceptorer och även utsöndrade cellkomponenter som uppstår under den visuella processen.

Längre inåt följer de faktiska fotoreceptorerna, som är separerade i stavar och kottar. Båda har gemensamt att de har en yttre lem som pekar mot pigmentepitelet och också har kontakt med det. Detta följs av ett tunt cilium, genom vilket den yttre länken och den inre länken är anslutna. När det gäller stavarna är den yttre länken ett lager av membranskivor, som liknar en stapel mynt. När det gäller tapparna består emellertid den yttre länken av membranveck så att den yttre länken ser ut som en slags hårkam i ett längsgående snitt, med tänderna som representerar de enskilda veckningarna.

Cellmembranet i den yttre lemmen innehåller fotoreceptorernas visuella pigment. Kottens färg kallas rodopsin och består av ett glykoprotein opsin och 11-cis retinal, en modifiering av vitamin A1. De visuella pigmenten i kottarna skiljer sig från rodopsin och från varandra genom olika former av opsin, men de har också näthinnan. Det visuella pigmentet i membranskivorna och membranvecken konsumeras av den visuella processen och måste regenereras. Membranskivorna och vikningarna är alltid nybildade. De migrerar från det inre elementet till det yttre elementet och släpps slutligen och absorberas och bryts ner av pigmentepitelet. En funktionsstörning i pigmentepitelet orsakar avsättning av cellrester och visuellt pigment, vilket är fallet till exempel vid sjukdomen i Retinitis pigmentosa är.

Det inre elementet är fotoreceptorernas faktiska cellkropp och innehåller cellkärnan och cellorganellerna. Det är här viktiga processer äger rum, såsom avläsning av DNA, produktion av proteiner eller cellbaserade ämnen; när det gäller fotoreceptorer är glutamat budbärare.

Den inre lemmen är tunn och har en så kallad receptorfot i slutet, via vilken cellen är ansluten till så kallade bipolära celler (vidarebefordrande celler). Sändarblåsor med budbärarämnet glutamat lagras i receptorbasen. Detta används för att sända signaler till de bipolära cellerna.

En speciell egenskap hos fotoreceptorerna är att sändarsubstansen i mörkret frigörs permanent, varigenom frisättningen minskar när ljuset faller. Så det är inte som med andra perceptionsceller att en stimulans leder till en ökad frisättning av sändare.

Det finns stav- och konbipolära celler, som i sin tur är sammankopplade med ganglionceller, som utgör ganglioncellskiktet och vars cellprocesser tillsammans slutligen bildar optisk nerv. Det finns också en komplex horisontell sammankoppling av cellerna i näthinnansom realiseras av horisontella celler och amakrina celler.

Näthinnan stabiliseras av så kallade Müller-celler, gliacellerna i näthinnansom spänner över hela näthinnan och fungerar som en ram.

fungera

Fotoreceptorerna i det mänskliga ögat används för att detektera infallande ljus. Ögat är känsligt för ljusstrålar med våglängder mellan 400 - 750 nm. Detta motsvarar färgerna från blått till grönt till rött. Ljusstrålar under detta spektrum kallas ultraviolett och ovan som infrarött. Båda är inte längre synliga för det mänskliga ögat och kan till och med skada ögat och orsaka linsens opacitet.

Mer om detta ämne: Grå starr

Kottarna är ansvariga för färgsyn och kräver mer ljus för att avge signaler. För att förverkliga färgvisionen finns det tre typer av kottar, som var och en ansvarar för en annan våglängd för synligt ljus och har sin absorptionsmaximum vid dessa våglängder. Fotopigmenten, opsinerna för det visuella pigmentet i kottarna, skiljer sig därför och bildar tre undergrupper: de blå kottarna med ett absorptionsmaximum (AM) på 420 nm, de gröna kottarna med en AM på 535 nm och de röda konerna med en AM av 565 nm. Om ljus från detta våglängdsspektrum träffar receptorerna vidarebefordras signalen.

Mer om detta ämne: Undersökning av färgvision

Under tiden är stavarna särskilt känsliga för ljusintensitet och används därför för att detektera till och med mycket lite ljus, särskilt i mörker. Den skiljer sig bara mellan ljus och mörk, men inte när det gäller färg. Det visuella pigmentet hos stavcellerna, även kallat rodopsin, har ett absorptionsmaximum vid en våglängd på 500 nm.

uppgifter

Som redan beskrivits används konreceptorerna för dagtidssyn. Genom de tre typerna av kottar (blå, röd och grön) och en process för tillsats av färgblandning kan de färger vi ser ses. Denna process skiljer sig från fysisk, subtraktiv färgblandning, vilket exempelvis är fallet när man blandar målarfärger.

Dessutom möjliggör kottarna, särskilt i betraktningsgropen - platsen för den skarpaste sikten - även skarp syn med hög upplösning. Detta beror också särskilt på deras neurala sammankoppling. Färre kottar leder till en respektive ganglionneuron än med stavarna; upplösningen är därför bättre än med ätpinnarna. I Fovea centralis det finns till och med 1: 1 vidarebefordran.

Stavarna har å andra sidan ett maximum med ett absorptionsmaximum på 500 nm, vilket är mitt i det synliga ljusområdet. Så de reagerar på ljus från ett brett spektrum. Men eftersom de bara har rodopsin, kan de inte separera ljus med olika våglängder. Men deras stora fördel är att de är känsligare än konerna. Signifikant lägre förekomst av ljus räcker också för att nå reaktionströskeln för stavarna. De används därför för att se i mörkret när det mänskliga ögat är färgblindt. Upplösningen är dock mycket sämre än med kottarna. Fler stavar konvergerar, dvs. konvergerar, leder till en ganglionneuron. Detta betyder att ganglionneuronen aktiveras oavsett vilken stav från bandaget som är upphetsad. Det är därför inte möjligt att ha en så god rumsskillnad som med tapparna.

Det är intressant att notera att stavaggregaten också är sensorer för det så kallade magnocellulära systemet, som ansvarar för rörelse och konturuppfattning.

Dessutom kan den ena eller den andra redan ha märkt att stjärnor inte är i fokus för synfältet på natten utan snarare på kanten. Detta beror på att fokus projiceras på utsikten, men det har inga ätpinnar. Dessa ligger runt dem, så att du kan se stjärnorna runt blickcentrumets fokus.

distribution

På grund av deras olika uppgifter är kottarna och stavarna i ögat också fördelade olika när det gäller deras densitet. Kottarna används för skarp syn med färgdifferentiering under dagen. Du är därför i centrum av näthinnan vanligaste (gul fläck - Macula lutea) och i den centrala gropen (Fovea centralis) är de enda receptorerna (inga stavar). Betraktningsgropen är platsen för den skarpaste synen och specialiserar sig på dagsljus. Stavarna har sin maximala densitet parafoveal, dvs runt den centrala visuella gropen. I periferin minskar fotoreceptorernas densitet snabbt, varvid i de mer avlägsna delarna nästan bara stavar finns.

storlek

Kottar och ätpinnar delar ritningen till viss del, men varierar sedan. I allmänhet är ätpinnar något längre än kottar.

Stångfotoreceptorer har en genomsnittlig längd på cirka 50 µm och en diameter på cirka 3 µm på de tätast packade platserna, dvs parafovealområdet för stavar.

Konfotoreceptorer är något kortare än stavarna och har en diameter på 2 µm i fovea centralis, den så kallade synhålan, i regionen med den högsta densiteten.

siffra

Det mänskliga ögat har ett överväldigande antal fotoreceptorer. Endast ett öga har cirka 120 miljoner stavreceptorer för skottsyn (i mörkret), medan det finns cirka 6 miljoner konreceptorer för dagsvision.

Båda receptorerna konvergerar sina signaler till cirka en miljon ganglionceller, varigenom axlarna (cellförlängningar) av dessa ganglionceller utgör den optiska nerven som en bunt och drar dem in i hjärnan så att signalerna kan bearbetas centralt där.

Mer information finns här: Visuellt centrum

Jämförelse av ätpinnar och kottar

Som redan beskrivits har stavar och kottar små skillnader i struktur, men dessa är inte allvarliga. Mycket viktigare är deras olika funktion.

Stavar är mycket känsligare för ljus och kan därför detektera även låg förekomst av ljus, men skiljer bara mellan ljus och mörker. Dessutom är de något tjockare än konerna och skickas på ett konvergerande sätt så att deras upplösningskraft blir lägre.

Kottar å andra sidan kräver mer ljusintensitet, men kan möjliggöra färgsyn på grund av deras tre underformer. På grund av deras mindre diameter och den mindre starkt konvergerande överföringen, upp till 1: 1-transmission i fovea centralis, har de en utmärkt upplösning, som bara kan användas under dagen.

Gul punkt

De Macula lutea, även kallad den gula punkten, är den plats på näthinnan som människor främst ser med. Namnet gavs av den gulaktiga färgen på denna punkt i ögonens fundus. Den gula fläcken är platsen för näthinnan med de flesta fotoreceptorer. Förutom Macula det finns nästan bara stavar kvar som ska skilja mellan ljus och mörker.

De Macula innehåller fortfarande den så kallade visuella gropen i mitten, Fovea centralis. Detta är punkten med den skarpaste synen. Visningsgropen innehåller endast kottar i sin maximala packningstäthet, vars signaler sänds 1: 1, så att upplösningen är bäst här.

Dystrofi

Dystrofier, patologiska förändringar i kroppsvävnad som orsakar näthinnan är vanligtvis genetiskt förankrade, dvs. de kan antingen ärvas från föräldrarna eller förvärvas genom en ny mutation. Vissa mediciner kan orsaka symtom som liknar retinal dystrofi. Sjukdomarna har gemensamt att symtom bara uppträder under livet och de har en kronisk men progressiv kurs. Förloppet för dystrofi kan variera mycket från sjukdom till sjukdom, men det kan också variera kraftigt inom en sjukdom. Kursen kan till och med variera inom en drabbad familj, så att inga allmänna uttalanden kan göras. I vissa sjukdomar kan det dock utvecklas till blindhet.

Beroende på sjukdomen kan synskärpan minska mycket snabbt eller gradvis försämras under flera år. Symtomen, huruvida det centrala synfältet ändras först eller förlusten av synfältet fortskrider från utsidan till insidan, är också varierande beroende på sjukdomen.

Att diagnostisera retinal dystrofi kan vara svårt först. Det finns dock många diagnostiska procedurer som kan göra en diagnos möjlig; här är ett litet urval:

Oftalmoskopi: synliga förändringar som avlagringar i ögonbotten dyker ofta upp
elektroretinografi, som mäter näthinnans elektriska svar på ljusstimuli
elektrookulografi, som mäter förändringar i näthinnans elektriska potential när ögonen rör sig.

Tyvärr är det för närvarande så att ingen kausal eller förebyggande behandling är känd för de flesta genetiskt orsakade dystrofiska sjukdomar. Men mycket forskning utförs för närvarande inom genteknik, även om dessa terapier för närvarande endast är i studiefasen.

Visuellt pigment

Det mänskliga visuella pigmentet består av ett glykoprotein som kallas opsin och den så kallade 11-cis-retinalen, vilket är en kemisk modifiering av vitamin A1. Detta förklarar också vikten av vitamin A för synskärpa. Svåra bristsymtom kan leda till nattblindhet och i extrema fall blindhet.

Tillsammans med 11-cis-näthinnan är kroppens eget opsin, som finns i olika former för stavar och de tre kontyperna ("cone opsine"), inbyggt i cellmembranet. När det utsätts för ljus förändras komplexet: 11-cis-näthinnan ändras till all-trans-näthinnan och opsinet ändras också. När det gäller stavar, till exempel, produceras metarhodopsin II, som sätter en signalkaskad i rörelse och rapporterar förekomsten av ljus.

Röd grön svaghet

Rödgrön svaghet eller blindhet är ett funktionsfel i färgsyn som är medfödd och ärvt X-kopplat med ofullständig penetration. Det kan dock också vara så att det är en ny mutation och därför har ingen av föräldrarna denna genetiska defekt. Eftersom män bara har en X-kromosom är de mycket mer benägna att få sjukdomen och drabbar upp till 10% av den manliga befolkningen. Men endast 0,5% av kvinnorna påverkas, eftersom de kan kompensera för en defekt X-kromosom med en hälsosam andra.

Den rödgröna svagheten baseras på det faktum att en genetisk mutation har ägt rum för det visuella proteinet opsin i antingen dess gröna eller röda isoform. Detta ändrar våglängden för vilken opsinet är känsligt och därför kan röda och gröna toner inte differentieras tillräckligt. Mutationen förekommer oftare i opsin för grön syn.

Det finns också möjligheten att färgvision för en av färgerna är helt frånvarande om till exempel den kodande genen inte längre är närvarande. En röd svaghet eller blindhet kallas Protanomali eller. Protanopia (för grönt: Deuteranomali eller. Deuteranopia).

En speciell form är den blå konen monokrom, dvs bara de blå kottarna och blå synen fungerar; Rött och grönt kan inte heller separeras.

Läs mer om ämnet: