Paličice in stožci so svetlobno občutljivi receptorji v očesu. Funkcije palic in stožcev

Mrežnica je glavni del očesa vizualni analizator. Tu se elektromagnetni svetlobni valovi zaznajo, pretvorijo v živčne impulze in prenesejo na optični živec. Dnevni (barvni) in nočni vid zagotavljajo posebni mrežnični receptorji. Skupaj tvorijo tako imenovano fotosenzorično plast. Glede na obliko se ti receptorji imenujejo stožci in paličice.

Pokaži vse

Splošni pojmi

Mikroskopska struktura očesa

Histološko je na mrežnici izoliranih 10 celičnih plasti. Zunanjo fotoobčutljivo plast sestavljajo fotoreceptorji (paličice in stožci), ki so posebne tvorbe nevroepitelnih celic. Vsebujejo vizualne pigmente, ki lahko absorbirajo svetlobne valove določene valovne dolžine. Palice in stožci so na mrežnici neenakomerno razporejeni. Večina stožcev se nahaja v središču, medtem ko so palice na obrobju. Vendar to ni njihova edina razlika:

1. Palice zagotavljajo nočni vid. To pomeni, da so odgovorni za zaznavanje svetlobe v slabih svetlobnih pogojih. Skladno s tem lahko oseba s pomočjo palic vidi predmete le črno-belo.
2. Stožci zagotavljajo ostrino vida ves dan. Z njihovo pomočjo človek vidi svet v barvni podobi.

Palice so občutljive le na kratke valove, katerih dolžina ne presega 500 nm (modri del spektra). Aktivni pa so tudi v razpršeni svetlobi, ko je gostota fotonskega toka zmanjšana. Stožci so bolj občutljivi in lahko zaznajo vse barvne signale. Toda za njihovo vzbujanje je potrebna svetloba veliko večje intenzivnosti. V temi vizualno delo izvajajo palice. Kot rezultat, v mraku in ponoči lahko oseba vidi silhuete predmetov, vendar ne čuti njihovih barv.

Kršitve funkcij fotoreceptorjev mrežnice lahko povzročijo različne patologije vida:

kršitev zaznavanja barv (barvna slepota);
vnetne bolezni mrežnica;
stratifikacija membrane mrežnice;
oslabljen vid v somraku (nočna slepota);
fotofobija.

stožci

Ljudje z dober vid imajo približno sedem milijonov stožcev v vsakem očesu. Njihova dolžina je 0,05 mm, širina - 0,004 mm. Njihova občutljivost na tok žarkov je nizka. Toda kvalitativno zaznavajo celotno paleto barv, vključno z odtenki.

Zaslužni so tudi za sposobnost prepoznavanja premikajočih se predmetov, saj se bolje odzivajo na dinamiko osvetlitve.

Zgradba stožcev

Shema strukture stožcev in palic

Stožec ima tri glavne segmente in zožitev:

1. Zunanji segment. Prav on vsebuje svetlobno občutljiv pigment jodopsin, ki se nahaja v tako imenovanih poldiskih - gubah plazemske membrane. To področje fotoreceptorske celice se nenehno posodablja.
2. Oblikovana zožitev plazemska membrana, služi za prenos energije iz notranjega segmenta v zunanji. To povezavo izvajajo tako imenovane cilije.
3. Notranji segment je območje aktivnega metabolizma. Tu so mitohondriji - energetska osnova celic. V tem segmentu se intenzivno sprošča energija, ki je potrebna za izvajanje vizualnega procesa.
4. Sinaptični konec je območje sinaps - stikov med celicami, ki prenašajo živčne impulze na optični živec.

Trikomponentna hipoteza zaznavanja barv

Znano je, da stožci vsebujejo poseben pigment - jodopsin, ki jim omogoča zaznavanje celotnega barvnega spektra. Po trikomponentni hipotezi barvnega vida obstajajo tri vrste stožcev. Vsak od njih vsebuje svojo vrsto jodopsina in je sposoben zaznati le njegov del spektra.

1. L-tip vsebuje pigment eritrolab in zajema dolge valove in sicer rdeče-rumeni del spektra.
2. M-tip vsebuje pigment klorolab in je sposoben zaznati srednje valove, ki jih oddaja zeleno-rumena regija spektra.
3. S-tip vsebuje pigment cianolab in reagira na kratke valove, zaznava modri del spektra.

Mnogi znanstveniki, ki se ukvarjajo s problemi sodobne histologije, ugotavljajo inferiornost trikomponentne hipoteze o zaznavanju barv, saj še ni bilo potrjenih obstoja treh vrst stožcev. Poleg tega še ni bil odkrit pigment, ki je prej dobil ime cianolab.

Dvokomponentna hipoteza zaznavanja barv

Po tej hipotezi vsi stožci mrežnice vsebujejo tako eritolab kot klorolab. Zato lahko zaznavajo tako dolge kot srednji del spekter. In njen kratki del v tem primeru zaznava pigment rodopsin, ki ga vsebujejo palice.

V prid tej teoriji je dejstvo, da ljudje, ki ne zaznavajo kratkih valov spektra (to je njegovega modrega dela), hkrati trpijo zaradi okvare vida v slabih svetlobnih pogojih. V nasprotnem primeru se ta patologija imenuje " nočna slepota in je posledica disfunkcije retinalnih palic.

palice

Razmerje med številom paličic (sivo) in stožcev (zeleno) na mrežnici

Palice izgledajo kot majhni podolgovati valji, dolgi približno 0,06 mm. Odrasel zdrav človek ima približno 120 milijonov teh receptorjev v vsakem očesu na mrežnici. Zapolnjujejo celotno mrežnico, koncentrirajo se predvsem na periferiji. Lutea makula (območje mrežnice, kjer je vid najbolj akuten) praktično ne vsebuje palic.

Pigmentne palčke visoka občutljivost proti svetlobi, imenovani rodopsin ali vizualni vijolični . Pri močni svetlobi pigment zbledi in izgubi to sposobnost. Na tej točki je dovzeten le za kratke svetlobne valove, ki sestavljajo modro območje spektra. V temi se njegova barva in lastnosti postopoma povrnejo.

Struktura palic

Palice imajo podobno zgradbo kot stožci. Sestavljeni so iz štirih glavnih delov:

1. Zunanji segment z membranskimi diski vsebuje pigment rodopsin.
2. Povezovalni segment ali cilium vzpostavi stik med zunanjim in notranjim delom.
3. Notranji segment vsebuje mitohondrije. Tukaj obstaja proces močna generacija.
4. Bazalni segment vsebuje živčnih končičev in izvaja prenos impulzov.

Izjemna občutljivost teh receptorjev na učinke fotonov jim omogoča pretvorbo svetlobnega dražljaja v živčno razburjenje in ga pošlje v možgane. Tako poteka proces zaznavanja svetlobnih valov. človeško oko- fotorecepcija.

Človek je edino živo bitje, ki je sposobno dojemati svet v vsem njegovem bogastvu barv in odtenkov. Zaščita oči pred škodljivi učinki in preprečevanje okvare vida bo pomagalo ohraniti to edinstveno sposobnost za več let.

Informacije o svetu okoli 90% osebe prejme skozi organ vida. Vloga mrežnice je vizualna funkcija. Mrežnica je sestavljena iz fotoreceptorjev posebne strukture - stožcev in palic.

Paličice in stožci so fotografski receptorji visoko stopnjo občutljivostjo, preobrazijo svetlobni signali ki prihajajo od zunaj, v impulze, ki jih zazna centralni živčni sistem – možgani.

Ko je osvetljen - podnevi - povečana obremenitev stožci so testirani. Palice so odgovorne za vid v somraku – če niso dovolj aktivne, se pojavi nočna slepota.

Stožci in paličice v mrežnici očesa imajo drugačna struktura ker so njihove funkcije različne.

Zgradba človeškega očesa

Organ vida vključuje tudi žilni del in optični živec, ki prenaša signale, prejete od zunaj, v možgane. Del možganov, ki sprejema in pretvarja informacije, prav tako velja za enega od delov vidnega sistema.

Kje se nahajajo palice in stožci? Zakaj niso navedeni? To so receptorji živčnega tkiva ki sestavljajo mrežnico. Zahvaljujoč stožcem in palicam mrežnica prejme sliko, ki jo pritrdita roženica in leča. Impulzi prenašajo sliko v centralni živčni sistem, kjer se informacije obdelajo. Ta postopek se izvede v nekaj delčkih sekunde – skoraj v trenutku.

Večina občutljivih fotoreceptorjev se nahaja v makuli - to je ime osrednjega dela mrežnice. Drugo ime makule je rumena lisa oči. To ime je dobila makula, ker je pri pregledu tega območja jasno viden rumenkast odtenek.

Struktura zunanjega dela mrežnice vključuje pigment, notranji del vsebuje elemente, občutljive na svetlobo.

Stožci v očesu

Storži so dobili ime, ker so po obliki podobni bučkam, le zelo majhni. Pri odraslem mrežnica vključuje 7 milijonov teh receptorjev.

Vsak stožec je sestavljen iz 4 plasti:

zunanji - membranski diski z barvnim pigmentom jodopsinom; prav ta pigment zagotavlja visoko občutljivost pri zaznavanju svetlobnih valov različnih dolžin;
povezovalni sloj - drugi sloj - zožitev, ki omogoča oblikovanje oblike občutljivega receptorja - sestavljen iz mitohondrijev;
notranji del - bazalni segment, povezava;
sinaptično področje.

Trenutno sta v celoti raziskana samo 2 svetlobno občutljiva pigmenta v sestavi fotoreceptorjev te vrste, klorolab in eritrolab. Prvi je odgovoren za zaznavanje rumeno-zelenega spektralnega območja, drugi - rumeno-rdečega.

Palice v oči

Palice mrežnice so cilindrične oblike, dolžina presega premer za 30-krat.

Sestava palic vključuje naslednje elemente:

membranski diski;
migetalke;
mitohondrije;
živčnega tkiva.

Največjo svetlobno občutljivost zagotavlja pigment rodopsin (vidno vijoličen). Ne razlikuje barvnih odtenkov, reagira pa že na minimalne svetlobne bliske, ki jih prejme od zunaj. Receptor palice vzbudi tudi blisk, katerega energija je samo en foton. Ta sposobnost vam omogoča, da vidite v mraku.

Rodopsin je beljakovina iz skupine vidnih pigmentov, spada med kromoproteine. Med raziskavami je prejela svoje drugo ime - vizualno vijolična. V primerjavi z drugimi pigmenti močno izstopa s svetlo rdečim odtenkom.

Rhodopsin vsebuje dve komponenti - brezbarvni protein in rumen pigment.

Reakcija rodopsina na svetlobni žarek je naslednja: ko je izpostavljen svetlobi, pigment razpade, kar povzroči vzbujanje optičnega živca. IN podnevi občutljivost očesa se premakne na modro območje, na noč - vizualno vijolično se obnovi v 30 minutah.

V tem času se človeško oko prilagodi mraku in začne bolj jasno zaznavati okoliške informacije. Prav to lahko pojasni, da v temi sčasoma začnejo videti jasneje. Manj ko vstopi svetloba, bolj oster je vid v somraku.

Stožci in očesne palice – funkcije

Fotoreceptorjev je nemogoče obravnavati ločeno - v vizualnem aparatu tvorijo eno celoto in so odgovorni za vizualne funkcije in zaznavanje barv. Brez usklajenega delovanja obeh vrst receptorjev, centralnega živčni sistem prejema popačene informacije.

Barvni vid zagotavlja simbioza paličic in stožcev. Palice so občutljive v zelenem delu spektra - 498 nm, ne več, nato pa stožci z različni tipi pigment.

Za oceno rumeno-rdečega in modro-zelenega območja so vključeni dolgovalovni in srednjevalovni stožci s širokimi svetlobno občutljivimi conami in notranjim prekrivanjem teh con. To pomeni, da fotoreceptorji hkrati reagirajo na vse barve, vendar se bolj intenzivno vzburjajo na svoje.

Ponoči je nemogoče razlikovati barve, en barvni pigment se lahko odzove le na svetlobne utripe.

Razpršene biopolarne celice v mrežnici tvorijo sinapse (točka stika med nevronom in celico, ki sprejema signal, ali med dvema nevronoma) z več palicami hkrati – to imenujemo sinaptična konvergenca.

Povečano zaznavanje svetlobnega sevanja zagotavljajo monosinaptične bipolarne celice, ki povezujejo stožce z ganglijsko celico. Ganglijska celica je nevron, ki se nahaja v očesna mrežnica in ustvarja živčne impulze.

Paličice in čepnice skupaj vežejo amakrilne in vodoravne celice, tako da do prve obdelave informacij pride že v sami mrežnici. To zagotavlja hitra odzivnostčlovek na dogajanje okoli njega. Amakrilne in vodoravne celice so odgovorne za lateralno inhibicijo - to pomeni, da vzbujanje enega nevrona povzroči "pomirjujoče" delovanje na drugega, kar poveča ostrino zaznavanja informacij.

Kljub različni zgradbi fotoreceptorjev le-ti med seboj dopolnjujejo funkcije. Zahvaljujoč njihovemu usklajenemu delu je mogoče dobiti ostro in jasno sliko.

Stožci in palice spadajo v receptorski aparat zrklo. Odgovorni so za prenos svetlobne energije tako, da jo pretvorijo v živčni impulz. Slednji prehaja po vlaknih vidnega živca do osrednjih struktur možganov. Palice zagotavljajo vid v pogojih medla svetloba, so sposobni zaznavati le svetlo in temno, torej črno-bele slike. Stožci so sposobni zaznavati različne barve, so tudi pokazatelj ostrine vida. Vsak fotoreceptor ima strukturo, ki mu omogoča opravljanje njegovih funkcij.

Zgradba palic in stožcev

Palice so oblikovane kot valj, zato so tudi dobile ime. Razdeljeni so na štiri segmente:

Bazalne, povezovalne živčne celice;
Vezivo, ki zagotavlja povezavo s cilijami;
Zunanji;
Notranji, ki vsebuje mitohondrije, ki proizvajajo energijo.

Energija enega fotona je dovolj, da vzbudi palico. To človek zaznava kot svetlobo, kar mu omogoča, da vidi tudi v zelo slabih svetlobnih pogojih.

Palice imajo poseben pigment (rodopsin), ki absorbira svetlobne valove v območju dveh razponov.
stožci po videz izgledajo kot bučke, zato imajo svoje ime. Vsebujejo štiri segmente. Znotraj stožcev je še en pigment (jodopsin), ki omogoča zaznavanje rdeče in zelene barve. Pigment, odgovoren za prepoznavanje modre barveše ni nameščen.

Fiziološka vloga paličic in stožcev

Stožci in paličice opravljajo glavno funkcijo, to je zaznavanje svetlobnih valov in njihovo preoblikovanje v vizualno sliko (fotorecepcija). Vsak receptor ima svoje značilnosti. Na primer, palice so potrebne, da vidimo v mraku. Če iz nekega razloga prenehajo opravljati svojo funkcijo, oseba ne vidi v slabih svetlobnih pogojih. Stožci so odgovorni za jasno barvni vid pri normalni osvetlitvi.

Na drug način lahko rečemo, da palice spadajo v sistem zaznavanja svetlobe, stožci pa v sistem zaznavanja barv. To je osnova za diferencialno diagnozo.

Video o strukturi palic in stožcev

Simptomi poškodbe palice in stožca

Pri boleznih, ki jih spremlja poškodba palic in stožcev, se pojavijo naslednji simptomi:

Zmanjšana ostrina vida;
Pojav utripov ali bleščanja pred očmi;
Zmanjšan vid v mraku;
Nezmožnost razlikovanja barv;
Zožitev vidnih polj (in zadnje zatočišče nastanek tubularnega vida).

Nekatere bolezni so zelo specifični simptomi, ki lahko zlahka diagnosticira patologijo. To velja za hemeralopijo oz. Prisotni so lahko tudi drugi simptomi različne patologije, v zvezi s katerim je treba opraviti dodaten diagnostični pregled.

Diagnostične metode za paličaste in stožčaste lezije

Za diagnosticiranje bolezni, pri katerih pride do lezije palic ali stožcev, je treba opraviti naslednje preglede:

z opredelitvijo stanja ;
(preučevanje vidnih polj);
Diagnoza zaznavanja barv z uporabo Ishiharovih tabel ali testa 100 odtenkov;
ultrazvok;
Fluorescentna hagiografija, ki omogoča vizualizacijo krvnih žil;
Računalniška refraktometrija.

Še enkrat se je treba spomniti, da so fotoreceptorji odgovorni za zaznavanje barv in zaznavanje svetlobe. Zaradi dela lahko oseba zazna predmet, katerega podoba se oblikuje v vizualnem analizatorju. S patologijami

Obstajata dve vrsti fotoreceptorjev: paličice, ki so občutljive na nizka stopnja osvetlitev in stožci, ki so občutljivi na svetlobo iz različnih območij spektra.

Velika večina fotoreceptorjev v očesu so paličice. Ocenjuje se, da mrežnica vsebuje približno 120 milijonov paličic in skupaj 6 milijonov stožcev. Poleg tega so paličice približno 300-krat bolj občutljive na svetlobo kot stožci.

Nočni vid

Zaradi številčnosti in visoke svetlobne občutljivosti so palice idealne za opazovanje v mraku in pri šibki svetlobi. Vendar pa palice v možgane prenašajo samo črno-belo sliko nizke ločljivosti. To pa zato, ker »število paličic, zlasti na periferiji mrežnice, močno presega število bipolarnih celic, ki pa prenašajo električne impulze v možgane prek še manjšega števila ganglijskih nevronov.

Tako se izkaže, da ena ganglijska celica, ki prenaša informacije iz očesa skozi vidni živec, daje možganom informacije, zbrane iz veliko število palice. Zato se zdi, da je vidna slika v mraku sestavljena iz velikega števila velikih sivih lis.

Elektronski mikrograf skupine palic (prikazano zeleno). Palice so zelo občutljive na svetlobo, zato se uporabljajo predvsem v mraku.

dnevna vizija

Za razliko od paličic stožci delujejo pretežno pri močni svetlobi in omogočajo možganom, da zgradijo barvno sliko visoke ločljivosti. To je olajšeno z dejstvom, da ima "vsak posamezen stožec 'ravno linijo', ki ga povezuje z možgani: en stožec je povezan z eno bipolarno celico, ta pa sodeluje samo z enim ganglijskim nevronom. Tako možgani prejmejo informacije o aktivnosti vsakega posameznega stožca.

Glavni del vidnega analizatorja je mrežnica. Tu poteka zaznavanje svetlobnih elektromagnetnih valov, njihova transformacija v živčne impulze in nadaljnji prenos v vidni živec. Dnevni (barvni) in nočni vid zagotavljajo posebni mrežnični receptorji. Skupaj tvorita plast fotosenzorja. Glede na obliko se ti receptorji imenujejo paličice in stožci.

Funkcije palic in stožcev

V tem članku smo poskušali podrobneje razumeti vprašanje, kje se nahajajo palice in stožci, in ugotovili, katere funkcije opravljajo.

Splošne informacije

Histološko lahko na mrežnici ločimo 10 celičnih plasti. Fotosenzitivna plast je sestavljena iz posebnih fotoreceptorjev, ki so posebne tvorbe nevroepitelnih celic. Vsebujejo edinstvene vizualne pigmente, ki absorbirajo svetlobne valove določene dolžine. Palice in stožci so na mrežnici neenakomerno razporejeni. Glavni del stožcev se najpogosteje nahaja v središču. Palice se običajno nahajajo na obrobju. Dodatne razlike vključujejo:

Palice so bistvene za nočno gledanje. To pomeni, da so odgovorni za zaznavanje svetlobe v slabih svetlobnih pogojih. Skladno s tem bo oseba s pomočjo palic lahko videla predmete le črno-belo.
Stožci zagotavljajo ostrino vida ves dan. Z njihovo pomočjo lahko vsi vidijo svet v barvni sliki.

Palice so občutljive samo na tiste valove, katerih dolžina ne presega 500 nm. Vendar ostanejo aktivni tudi, ko se fotonski tok zmanjša. Stožci se lahko štejejo za bolj občutljive in so sposobni zaznati vse barvne signale. Vendar pa lahko včasih potrebujejo veliko večjo intenzivnost svetlobe, da jih vznemirijo.

IN temen čas dni se vizualno delo izvaja s palicami. Zaradi tega lahko oseba dobro vidi obrise predmetov, vendar preprosto ne more razlikovati njihove barve. Če je delovanje fotoreceptorjev okvarjeno, lahko pride do naslednje težave in vidna patologija

različne vnetne bolezni mrežnice;
stratifikacija membrane mrežnice;
oslabljen vid v mraku;
fotofobija.

Ljudje z dobrim vidom imajo v vsakem očesu približno milijon stožcev. Njihova dolžina je 0,05 mm in širina 0,004 mm. Njihova občutljivost na tok žarkov je nizka. Vendar pa bodo vsi kakovostno zaznali barvno paleto, vključno z različnimi odtenki.

stožčasti fotoreceptorji

Odgovorni so tudi za sposobnost prepoznavanja premikajočih se predmetov, zato se veliko bolje odzivajo na dinamiko osvetlitve.