Vizuálne receptory zahŕňajú prútiky a stĺpce. Funkcie palice a kolódy v sietnici

38. Fotoreceptory (tyčinky a stĺpce), rozdiely medzi nimi. Biofyzikálne procesy vyskytujúce sa pri absorpcii kvantového svetla vo fotoreceptoroch. Vizuálne pigmenty palice a kolódy. Fotoizomerizácia rhodopsínu. Mechanizmus farebného videnia.

.3. Biofyzika Vnímanie svetla v sietnici Štruktúra sietnice

Štruktúra oka, na ktorej sa získa obrázok, píše NETYATKA (Sieťovina). V ňom vo vonkajšej vrstve sa nachádzajú fotoreceptorové bunky a Kolkovka. Ďalšia vrstva tvoria bipolárne neuróny a tretia vrstva - ganglion bunky (obr. 4). Duševné s paličkami (formy) a bipolárnymi dendritmi, ako aj medzi bipolárnymi axónmi a ganglionovými bunkami sinapsy. Kyseliny formy ganglion buniek rýchlosť. Vonku, sietnica (počítanie z stredu oka) je čiernou vrstvou pigmentového epitelu, absorbuje neplavnú sietnicu (nekomplikované fotoreceptory) žiarenie 5 *). Na druhej strane sa nachádza sietnica (bližšie k stredu) Vaskulárna škrupinaKyslík a živiny na sietnicu a živiny.

Stoly a stĺpce pozostávajú z dvoch častí (segmentov) . Vnútorný segment - Toto je obyčajná klietka s jadrom, mitochondriou (na fotografických sedadlách) a iných konštrukciách. Vonkajší segment . Je to takmer úplne naplnené diskami, ktoré sú tvorené fosfolipidovými membránami (v palička až 1000 diskov, v Kolodskoku asi 300). Disk membrány obsahujú približne 50% fosfolipidov a 50% špeciálneho vizuálneho pigmentu, ktorý sa nazýva v paličkach Rhodopsin (Vo svojej ružovej farbe; Rhodes- v grécke ružové) a v Kollovke jódopasin . Ďalej pre stručnosť, budeme hovoriť len o paličkach; Procesy v Kolzkoks sú podobné. Problémy medzi stĺpmi a paličkami sa budú zvážiť v inej časti. Rhodopsin sa skladá z proteínu opsinaNa ktorú je skupina pripojená retinál. . Retinál vo svojej chemickej štruktúre je veľmi blízko vitamínu A, z ktorého sa syntetizuje v tele. Preto nedostatok vitamínu A môže spôsobiť zníženie hodnoty.

Rozdiely medzi paličkami a stĺpcami

1. Rozdiel v citlivosti . . Prahová hodnota pocitu svetla v palice je výrazne nižšia ako v Kolku. Toto najprv je vysvetlené skutočnosťou, že v prútikoch diskov, ako v stĺpcoch a to znamená, že pravdepodobnejšie absorbuje svetlo. Ale, hlavný dôvod v inom. Susedné palice s použitím elektrických synapsov. Kombinovať v komplexoch recyklačné polia .. Elektrické synapsy ( connexon) môže otvoriť a zatvoriť; Z tohto dôvodu sa počet tyčiniek v recitšiditídskom poli môže značne líšiť v závislosti od veľkosti osvetlenia: slabšie svetlo, čím väčšie receptívne polia. S veľmi nízkym osvetlením v teréne sa môže kombinovať viac ako tisíce tyčiniek. Význam tohto zjednotenia je, že zvyšuje pomer užitočného signálu k šumu. V dôsledku tepelných výkyvov na membránach tyčiniek sa objaví chaotický potenciálny rozdiel, ktorý sa nazýva hluk. Keď je amplitúda hluku malá, amplitúda hluku môže prekročiť priaznivý signál, to znamená, že množstvo hyperpolarizácie spôsobenej akciou svetla. Môže sa zdať, že v takých podmienkach sa príjem svetla stane nemožným. Avšak v prípade vnímania svetla, nie samostatného prútika, ale veľkého receptívneho poľa, existuje zásadný rozdiel medzi hlukom a užitočným signálom. Užitočný signál v tomto prípade sa vyskytuje ako súčet signálov vytvorených paličkami v kombinácii do jedného systému receptovacie pole . Tieto signály sú koherentné., Pochádzajú zo všetkých palíc v tej istej fáze. Hlukové signály kvôli chaotickej povahe tepelného pohybu sú nekoherentné, prichádzajú v náhodných fázach. Z teórie pridania oscilácie je známe, že pre koherentné signály sa celková amplitúda rovná : Asmm \u003d A 1 n.kde ALE 1 - amplitúda jedného signálu, n.- počet signálov. V prípade nekoherentnosti. Signály (šum) Asmm \u003d 1 5,7n. Nech je napríklad amplitúda užitočného signálu 10 uV a amplitúda hluku je 50 uv. Signál je stratený na pozadí hluku. Ak bolo 1000 palice kombinované do receptívneho poľa, celkový nástroj bude 10 uV

10 mV a celkový hluk je 50 uv 5. 7 \u003d 1650 μV \u003d 1,65 mV, to znamená, že signál bude 6-krát väčší hluk. S týmto rešpektom bude signál s dôverou vnímať a vytvoriť pocit svetla. Stĺpce pracujú s dobrým osvetlením, keď aj v jednom hrubom signáli (PRP) je oveľa viac hluku. Každé kolominácie sa preto zvyčajne vysiela svoj signál do bipolárneho a ganglionickej bunky bez ohľadu na ostatné. Ak však osvetlenie znižuje, stĺpce môžu byť tiež kombinované do polí receptov. TRUE, počet plodov v teréne, zvyčajne malé (niekoľko desiatok). Všeobecne platí, že stĺpce poskytujú dennú víziu, prútik-súmrak.

2.Rozdiel v rozlíšení .. Rozlíšenie Schopnosť oka sa vyznačuje minimálnym uhlom, pod ktorým sú dva susedné body predmetu stále viditeľné samostatne. Rozlíšenie je určené najmä vzdialenosťou medzi susednými fotoreceptorovými bunkami. Aby sa dva body nezlúšili do jedného, \u200b\u200bich obraz by sa mal dostať do dvoch stĺpcov, medzi ktorým bude ešte jeden (pozri. Zadný 5). V priemere zodpovedá minimálnym rohom pohľadu asi jednu minútu, to znamená, že riešenie schopnosti stĺpcov je vysoká. Choptiny sa zvyčajne kombinujú do polí receptov. Všetky body, ktorých obrazy budú spadnúť na jedno receptívne pole

je to ako jeden bod, pretože celé vnímavé pole vysiela jediný celkový signál do centrálnych CNS. teda Rozlíšenie (zraková ostrosť) S položeným (Twilight) je nízka. S nedostatočným osvetlením, palice sa tiež začínajú spojiť do polí receptov a ostrosť zrakových kvapiek. Preto pri určovaní zrakovej ostrosti musí byť tabuľka dobre zakrytá, inak môžete urobiť významnú chybu.

3. Rozdiel v ubytovaní. Keď chceme zvážiť položku, obrátime sa tak, že táto téma je v strede zraku. Vzhľadom k tomu, vysoké rozlíšenie zabezpečuje Kolkochki, v strede sietnice Presie sa, že Columbles prevládajú - to prispieva k dobrej vizuálnej ostrosti. Vzhľadom k tomu, farba plodov je žltá, toto miesto sietnice sa nazýva žlté miesto. Na okraji obvodu, naopak, oveľa viac palice (hoci existujú stĺpce). Je tu zraková ostrosť je zrozumiteľne horšia ako v strede zraku. Všeobecne platí, že palice 25-krát viac ako Kolkok.

4. Rozdiel v farebnom bode , Farebný zrak je neoddeliteľný len stĺpcami; Obrázok daný paličkami, jednou farbou.

Mechanizmus farebného videnia

Ak chcete vytvoriť vizuálny pocit, je potrebné, aby sa kvantita svetla absorboval vo fotoreceptorových bunkách, alebo skôr - v Rhodopsíne a jodopcíne. Absorpcia svetla závisí od vlnovej dĺžky svetla; Každá látka má špecifické absorpčné spektrum. Štúdie ukázali, že existujú tri typy jódopacínu s rôznym absorpčným spektrom. W.

jeden typ absorpcie maximálny leží v modrej časti spektra, ostatné - v zelenej a tretej - červenej (obr. 5). V každom stlačení je nejaký druh pigmentu a signál poslaný týmto plukom zodpovedá absorpcii svetla týmto pigmentom. Stĺpy obsahujúce iný pigment pošlú ostatné signály. V závislosti od spektra svetla padajúceho na túto časť sietnice, pomer signálov prichádzajúcich z colums odlišné typy, Ukazuje sa, že je iná a všeobecne, kombinácia signálov získaných vizuálnym centrom CNS bude charakterizovať spektrálne zloženie vnímaného svetla, ktoré dáva subjektívny pocit farby.

Sticks majú maximálnu fotosenzitivitu, zaisťuje ich odpoveď aj na najviac minimálne vonkajšie svetlo bliká. Receptor tyčiniek začne pôsobiť, aj keď sa energia získava do jedného fotónu. Táto funkcia a umožňuje prútikom poskytovať videnie Twilight a pomáha najjasnejšie vidieť objekty vo večerných hodinách.

Vzhľadom k tomu, zloženie retinálnych tyčiniek zahŕňa len jeden pigmentový prvok, označený ako rhodopsin alebo vizuálna fialová, potom odtiene a farby sa nemôžu líšiť. Rhodopsin palice proteín a nemôže reagovať tak rýchlo na ľahké stimuly, ako urobiť tieto pigmentové prvky pleľky.

Stĺpce

Dohodnutá práca palice a kolódy, napriek tomu, že ich štruktúra sa výrazne líši, pomáha osobe vidieť všetky okolité platnosti v plnej kvalite. Oba typy fotoreceptorov sietnice sú doplnené v práci, pomáha získať maximálny číry, čistý a svetlý obraz.

Stĺpce dostali svoje meno kvôli tomu, že ich forma je podobná bankám používaným v rôznych laboratóriách. Retina u dospelého pozná približne 7 miliónov stĺpcov.
Jeden Kolkka, ako aj prútik, pozostáva zo štyroch prvkov.

Vonkajšia (prvá) vrstva davu sietnice je reprezentovaná membránovými diskami. Tieto disky sú naplnené jódovým pigmentom.
Druhou vrstvou davu oka je väzbová vrstva. Pôsobí ako úlohu, ktorá vám umožňuje vytvoriť určitú formu tohto receptora.
Vnútorná časť plodov je reprezentovaná mitochondriou.
V strede receptora je bazálny segment, ktorý vykonáva úlohu odkazu.

Jódopcín je rozdelený do niekoľkých typov, čo umožňuje zabezpečiť úplnú citlivosť žliaz vizuálnej cesty, zatiaľ čo vníma rôzne časti Ľahké spektrum.

Dominanciou rôzne druhy Pigmentové prvky Všetky stĺpce môžu byť rozdelené do troch typov. Všetky tieto typy stĺpcov pracujú dôsledne, a to umožňuje osobe s normálnym víziou, aby vyhodnotili všetky bohatstvo odtieňov objektov viditeľných.

Štruktúra sietnice

V všeobecná budova Stoly sietnice a stĺpce zaberajú úplne určité miesto. Prítomnosť týchto receptorov na nervovom tkanive, z ktorej je očná sietnica pomáha rýchlo previesť výsledný svetelný prúd do sady impulzov.

Retina prijíma obraz, ktorý je navrhnutý oblasťou oka rohovky a objektívu. Po tom, recyklovaný obraz vo forme impulzov vstúpi do používania vizuálnej cesty k príslušnému oddeleniu mozgu. Komplexná a plne vytvorená štruktúra oka vám umožňuje dokončiť spracovanie informácií za pár minút.

Väčšina fotoreceptorov sa koncentruje v Makule - centrálna oblasť sietnice, ktorá vzhľadom na žltkastý tón je tiež názov žltej farby oka.

Funkcie palice a kolódy

Špeciálna štruktúra tyčiniek vám umožňuje opraviť najmenšie svetelné podnety v najnižšom stupni osvetlenia, ale odtiene ľahkého spektra nemôžu rozlíšiť tieto receptory. Stĺpce, naopak, pomôžte nám vidieť a oceniť všetko bohatstvo sveta okolo nás.

Napriek tomu, že v skutočnosti majú palice a stĺpce rôzne funkcie, zabezpečiť nepretržitú prácu celého oka môže len dohodnutá účasť oboch skupín receptorov.

Obidve fotoreceptory sú teda dôležité pre našu vizuálnu funkciu. To nám umožňuje vždy vidieť spoľahlivý obraz bez ohľadu na poveternostné podmienky a denný čas.

Rhodopsin - Budovanie a funkcie

Rhodopsin je skupina vizuálnych pigmentov, na štruktúre proteínu patriacich k chromoproteínom. Jeho meno Rhodopsin alebo vizuálna fialová, prijatá pre jasný červený odtieň. Fialová maľba retinálnych tyčiniek bola detegovaná a osvedčená počas mnohých štúdií. Rhodopín sietnice proteín pozostáva z dvoch zložiek - žltého pigmentu a bezfarebného proteínu.

Pod vplyvom svetla, Rhodopsin rozkladá a jeden z jeho produktov rozkladu ovplyvňuje výskyt vizuálneho vzrušenia. Obnovené Rhodopsin pôsobí počas súmraku osvetlenia a proteín reaguje v tomto čase na nočné videnie. S jasným osvetlením rozkladá Rhodopsin a jeho citlivosť sa posúva do modrej oblasti pohľadu. Rhodopín sietnice je úplne obnovený v osobe asi za 30 minút. Počas tejto doby, Twilight Vízia dosiahne svoje maximum, to znamená, že človek začína vidieť všetko jasnejšie v tme.

Zraková ostrosť a citlivosť na svetlo.

V sietnici, ľudské oko obsahuje jeden typ tyčiniek (v nich - jasný červený pigment rhodopsin) relatívne jednotne vnímajú takmer celý rad viditeľného spektra (od 390 do 760 nm) a tri typy stĺpcov (pigmenty - jódopcins), Z ktorých každý vníma svetlo určitej vlnovej dĺžky. V dôsledku širšieho absorpčného spektra Rhodopsínu, slabé svetlo vnímané, ktoré je potrebné v tme, stĺpce - s jasným svetlom. Stĺpce sú teda formou dennej vízie a prútiky sú súmrak.

Retina v sietnici obsahuje viac ako pleľky (120 10 6 a 6-7 106). Distribúcia tyčiniek a plôch je tiež odlišné. Tenké, podlhovasté tyčinky (veľkosti 50 x 3 um) sú rovnomerne rozložené cez celú sietnicu, s výnimkou centrálneho fossa (žlté škvrny), kde sú takmer mimoriadne predĺžené kužeľové stĺpy (60 x 1,5 μm). Vzhľadom k tomu, že v centrálnej fosse sú stĺpce veľmi pevne zabalené (15 10 4 na 1 mm 2), táto stránka sa vyznačuje vysokou naliehavosťou pohľadu (iná z dôvodov). Videnie žraloka je menej ostré, pretože palice sú menej husté (ďalší dôvod) a signály z nich sú vystavené konvergencii (najdôležitejší dôvod), ale práve to je presne to zaisťuje vysokú citlivosť potrebnú na nočné videnie. Sticks sú navrhnuté tak, aby vnímali informácie o osvetlení a forme objektov.

Ďalšie prispôsobenie sa nočným vide. V niektorých druhov zvierat (kravy, kone, najmä mačky a psov) je v tme žiara očí. Je to spôsobené prítomnosťou špeciálnej reflexnej membrány (Tipetum)leží na dne oka, dopredu vaskulárna škrupina. Membrána sa skladá z vlákien impregnovaných striebornými kryštálmi odrážajúcimi svetlo vstupujúce do oka. Svetlo nepretržite prechádza cez sietnicu a fotoreceptory získajú ďalšiu časť fotónov. Je pravda, že jasnosť obrazu je znížená na takejto odrazu, ale zvyšuje sa citlivosť.

Colorprig

Každý vizuálny pigment absorbuje časť svetla padajúceho na ňu a odráža zvyšok. Absorpčný fotón svetla, vizuálny pigment zmení svoju konfiguráciu a energia sa uvoľní, ktorá sa používa na implementáciu reťazca chemické reakcieTo vedie k výskytu nervového impulzu.

Zistený muž tri typy stĺpcovKaždý z nich obsahuje svoj vizuálny pigment - jeden z troch jódopasínyMaximálne citlivé na modré, zelené alebo žlté svetlo. Elektrický signál na výstupe kolónov typu alebo druhého závisí od počtu kvantifikácie vzrušujúceho kopírovanie fotografií. Farba pocit, je samozrejme určená pomerom medzi nervovými signálmi z každého z týchto troch typov hrubého čreva.

Môže prekvapiť zjavný nesúlad medzi tromi typmi pygmentov s pygom - modrá, zelená a žltá - a tri "hlavné" kvety - modrá, žltá a červená. Ale aj keď maximám absorpcie vizuálne pigmenty a nemajú sa zhodovať s tromi hlavnými farbami, neexistuje žiadny významný rozpor, pretože svetlo akúkoľvek vlnovú dĺžku (ako aj svetlo pozostávajúce z kombinácie vĺn rôzne dĺžky) Vytvorí jedinečný pomer medzi úrovňami excitácie troch typov farieb receptorov. Takýto pomer poskytuje nervový systém, spracovanie signálov z "trojnásobného" receptora systému, dostatočné informácie na identifikáciu všetkých svetelných vĺn viditeľnej časti spektra.

Osoba a iné primáty vo farebnom vízii sa zúčastňujú Kolkovka. Čo možno povedať o paličkach?

V sietnici palice Existuje len mimo centrálnej fossy a hry dôležitá úloha Hlavne so slabým svetlom. Toto je vysvetlené dvoma okolnosťami. Po prvé, palice sú citlivejšie na svetlo ako stĺpce ( rhodopsina je veľmi Široké spektrum Pozorovania). Po druhé, v ich nervových spojeniach je konvergencia silnejšia ako v väzbe kolónov a poskytuje väčšiu možnosť súčet slabých stimulov. Od osoby farebná vízia Stĺpce sú zodpovedné, pričom veľmi slabé osvetlenie sa líšime len s odtieňmi čiernej a sivej. A keďže v centrálnej fosse sú tu hlavne stĺpce, radšej vnímame slabé svetlo, vstupujú do pozemkov mimo centrálnej pätiny - kde je populácia palice viac. Zdá sa napríklad, že malá hviezdička na oblohe nám zdá jasnejšie, ak jeho obraz nie je v samotnom Yammer, ale v tesnej blízkosti.

Štúdie vnímania farieb u zvierat sa konajú metóda diferencizácie podmienené reflexy - Reakcie na položky natreté v rôznych farbách, s povinným vyrovnaním intenzity jasu. Takže bolo zistené, že psi a mačky farebné videnie sa vyvinuli slabo, neexistujú žiadne myši a králiky, kone a veľké hovädzí dobytok schopný rozlíšiť červenú, zelenú, modrú a žltáale; Zdá sa, že to platí pre ošípané.

Ďalší materiál je vybraný kurzívou a špeciálnym formátovaním.

V roku 1666 Isaac Newton ukázal, že biele svetlo sa dá rozložiť na množstve farebných komponentov, prejde ho cez hranol. Každá taká spektrálna farba je monochromatická, t.j. Nie je možné rozkladať viac na iných farbách. Do tej doby však bolo známe, že umelec by mohol reprodukovať akúkoľvek spektrálnu farbu (napríklad oranžovú), miešanie dvoch čistých farieb (napríklad červenej a žltej), z ktorých každý odráža svetlo, odlišuje sa od vlnovej dĺžky Táto spektrálna farba. Otvorte teda Newton skutočnosť existencie nespočetného množiny farieb a presvedčenie umelcov renesancie, že každá farba môže byť získaná kombináciou troch hlavných farieb - červená, žltá a modrá sa zdala byť v rozpore s ostatnými.

Toto je rozpor v roku 1802g. Dovolil som Thomas Jung, ktorý za predpokladu, že očné receptory selektívne vnímajú tri hlavné farby: červená, žltá a modrá. Podľa svojej teórie, každý typ farieb receptorov je viac-menej vzrušený svetlom s akoukoľvek vlnovou dĺžkou. Inými slovami, Jung navrhol, že pocit "oranžovej farby" vzniká v dôsledku simultánnej iniciácie "červených" a "žltých" receptorov. Podarilo sa teda zorganizovať skutočnosť nekonečnej škály spektrálnych farieb s výstupom o možnosti hry s obmedzeným počtom farieb.

Táto trichrómická teória JUNG bola potvrdená v XIX storočí výsledky mnohých psychofyzikálnych štúdií Jamesa Maxwella a nemeckého Helmholtzu, ako aj o neskorších údajoch William Rashton.

Priamy dôkaz existencie troch typov farieb receptorov sa však získal len v roku 1964, keď William B. Marx (spolu s Edward F. MAK NICHOLOM) študoval spektrá absorpcie jednotlivých zábleskov z sietnice zlatých rybiek. Boli objavené tri typy pladíkov, ktoré sa líšili od spektrálnych vrcholov absorpcie ľahkých vĺn a zodpovedali tri vizuálne pigmenty. Podobné štúdie o sietnici osoby a opice poskytli podobné výsledky.

Podľa jedného zo zásad fotochémie, svetlo pozostávajúce z vĺn rôznych dĺžok, stimuluje fotochemické reakcie v pomere k absorpcii svetelných vĺn každej dĺžky. Ak sa fotón nie je absorbovaný, neovplyvňuje molekulu pigmentov. Absorbovaný fotón prenáša časť svojej energie na molekulu pigmentu. Takýto spôsob prenosu energie znamená, že vlny rôznych dĺžok budú excitovať fotoreceptorovú bunku (ktorá je exprimovaná vo svojom spektre účinku), je v pomere k tomu, ako účinne sa pigment tejto bunky absorbuje tieto vlny (tj v súlade so svojím spektra absorpcie svetla).

Mikospektor fytometrický štúdie misiek zlatého rybka umožnilo identifikovať tri absorpčné spektrum, z ktorých každý zodpovedá určitému vizuálnemu pigmentu s charakteristickou maximálnou charakteristikou. U ľudí má krivka pre zodpovedajúcej "dlhodobý vlnovitý" pigment maximálne približne 560 nm, t.j. v žltej spektrálnej oblasti.

Existencia troch typov hrubších pigmentov bola potvrdená údajmi o existencii troch elektrofyziologických typov pigmentu so spektrom pôsobenia zodpovedajúce absorpčnému spektru. V súčasnosti je teda trichromatická teória JUDG formulovaná s prihliadnutím na údaje o pigmentoch Colummer.

Farebné vízie bolo odhalené zo zástupcov všetkých tried stavovcov. Je ťažké urobiť niektoré zovšeobecnenia o príspevku tyčiniek a pleľôčok vo farebnom videní. Spravidla je spojené s prítomnosťou oka mesh, avšak v niektorých prípadoch sa zistili "farebné" typy tyčiniek. Napríklad žaba mimo kolódy existujú dva typy tyčiniek - "červená" (obsahujú Rhodopsin a absorbujú modro-zelené svetlo) a "zelené" (obsahujú pigment, ktorý absorbuje svetlo modrej časti spektra). Z bezstavovcov schopnosti rozlišovať farby, vrátane ultrafialové lúče, dobre vyvinuté v hmyzu.

Úlohy:

1. Vysvetlite, prečo by konvergencia mala zvýšiť citlivosť oka na slabé svetlo.

2. Vysvetlite, prečo sú nočné položky viditeľné lepšie, ak sa na nich nepozeráte priamo.

3. Vysvetlite biologický základ hovorí: "V noci sú všetky mačky sivé."

Štruktúra tyčiniek a plutva

Tyčinky a stĺpce sú veľmi podobné v ich štruktúre a pozostávajú zo štyroch sekcií:

Vonkajší segment.

Toto je fotosenzitívna plocha, kde sa svetelná energia transformuje na receptorový potenciál. Celý vonkajší segment tyčiniek je naplnený membránovými diskami tvorenými plazmou membránou a oddelená od neho. V paličkach, počet týchto diskov je 600-1000, sú sploštené membránové vrecúška a položené ako stoh mincí. V stĺpcoch membránových diskov nižších, a nie sú oddelené záhyby plazmatická membrána. Na povrchu membránových diskov a záhybov sú shosensitívne pigmenty fotosenzitívne pigmenty.

Perie.

Vonkajší segment je tu takmer úplne oddelený od vnútornej fúzie vonkajšej membrány. Spojenie medzi týmito dvoma segmentmi sa vykonáva cytoplazmy a pár cilia, pohybujúce sa z jedného segmentu na druhé. Cilia obsahuje iba 9 periférnych duplikátov mikrotubulov: pár centrálnych mikrotrubiek charakteristických pre ciliáty chýba.

Vnútorný segment.

Toto je oblasť aktívneho metabolizmu; Je naplnený mitochondriou, ktorá dodáva energiu pre procesy pohľadu a polyribozómov, na ktorých sú proteíny syntetizované podieľajúce sa na tvorbe membránových diskov a syntézy vizuálneho pigmentu. Na tom istom mieste je jadro.

Synaptická oblasť.

V tejto časti sa bunkové formy synapizuje bipolárnymi bunkami. Difúzne bipolárne bunky môžu tvoriť synapsy s niekoľkými paličkami. Tento fenomén nazývaný synaptickú konvergenciu znižuje vizuálnu ostrosť, ale zvyšuje citlivosť očí. Monosinaptické bipolárne bunky spájajú jednu formu s jedným ganglionomČo poskytuje väčšiu vizuálnu ostrosť v porovnaní s paličkami. Horizontálne a amacrínové bunky viažu spoločne určitý počet paliva alebo misiek. Vďaka týmto bunkám sú vizuálne informácie stále vystavené určitej recyklácii; Tieto bunky sa podieľajú najmä v bočnom brzdení.

Bočné brzdenie – jeden z filtračných foriem vo vizuálnom systéme sa používa na zvýšenie kontrastu.

Od zmien v sile alebo kvalite stimulu v čase alebo priestore, spravidla, majú pre zviera veľký významV procese evolúcie boli vytvorené nervové mechanizmy pre "podčiarkovník" takýchto zmien. Na posilnenie vizuálneho kontrastu môžete získať nápad, pohľad na obrázok:

Zdá sa, že každý zvislý pás je trochu ľahší na jeho hranici s neďalekým tmavším pásom. A naopak, kde hraničí s najjasnejším pásom, zdá sa, že tmavšie. na to optická ilúzia; \\ T V skutočnosti je pás v celej šírke rovnomerne natretý (keď dobrá kvalita Tlač). Aby ste sa uistili, že stačí zatvoriť papier všetky pásy, okrem jedného.

Ako vzniká táto ilúzia? Signál prenášaný fotoreceptorom (tyčinkou alebo colummerom) excituje bunku amacrín, ktorá inhibuje prenos signálov zo susedných receptorov, čím sa zvýši zrozumiteľnosť obrazu ("Hashingové oslnenie").

Prvé fyziologické vysvetlenie bočného brzdenia sa objavilo v dôsledku štúdie programu Moss. Hoci organizácia takéhoto oka je oveľa jednoduchšie ako organizácia stavovcov, existujú aj interakcie medzi individuálnym ombatómom. Prvýkrát to bolo objavené v polovici 1950 v laboratóriu H. K. Hartlína na Rockefellerovej univerzite. Najprv v tmavej miestnosti elektrická aktivita Samostatné Ommatidium pri stimulácii s jasným lúčom svetla, nasmerovaný len na tento emutidium. Keď zahrnula celkové svetlo v miestnosti, táto ďalšia stimulácia nielen nezvýšila frekvenciu vypúšťania prenášaných Ommatidia, ale naopak viedli k jeho poklesu. Následne sa zistilo, že príčinou brzdenia (redukcia frekvencie impulzie) tohto OMMTORIÓNU bola iniciácia, ktorá ho obklopuje rozptýleným vnútorným svetlom. Tento fenomén, nazývaný bočné brzdenie, bolo neskôr pozorované vo vizuálnom systéme iných zvierat, ako aj v množstve zmyslové systémy Iný typ.

Mechanizmus fotorecepčnej správy v paličkach

Požiadajte o otázku: A kde neuróny pochádzajú z sietnice: bipolárne, ganglionové bunky, ako aj horizontálne a amacrínové bunky?

Pripomeňme, že RETINA sa vyvíja ako predný mozog. Preto je nervózna tkanina. Paradoxne, ale palice a stĺpce sú tiež neuróny, modifikované. Okrem toho nielen neuróny, ale spontánne aktívne: bez svetla ich membrány depolarizované, a vylučujú mediátory a svetlo spôsobuje brzdenie a hyperpolarizáciu membrány! Na príklade tyčiniek sa pokúsime zistiť, ako sa to stane.

Panely obsahujú fotosenzitívny pigment Rhodopsínu, ktorý sa nachádza na vonkajšom povrchu membránových diskov. Rhodopsin alebo vizuálny purpur, je komplexná molekula vyplývajúca z reverzibilnej väzby proteínu oxínu s malým molekulovým absorpčným karotenoidom - retinal (aldehyd forma vitamínu A - Retinol). Opsigns môžu existovať vo forme dvoch izomérov. Doteraz je podpora spojená s retortable, existuje vo forme chemicky neaktívneho izoméru, pretože retinal, zaberá určitú oblasť na povrchu svojej molekuly, blokuje reaktívne skupiny atómov.

Pod vplyvom svetla, Rhodopsin "FADES" sa zrúti na opsín a retinal. Tento proces je reverzibilný. Reverzný proces podklady tmavé adaptácie . V celkovej tme trvá približne 30 minút, aby sa celý rhodopcín znovu vytvoril a oči (presnejšie - tyčinky) získali maximálnu citlivosť.

Bolo zistené, že aj jeden fotón je schopný spôsobiť vyblednutie Rhodopsina. Uvoľnené OPSIN zmení jeho konformáciu, stáva sa reaktívnym a spustí štádiu kaskády. Zvážte tento reťazec vzájomne závislých procesov.

V tme:

1) rhodopsin živý a zdravý, neaktívny;

2) v cytoplazme fotoreceptorov tvorba enzým ( guanillaziclase), konverziu jedného z nukleotidov - guanilly (kyselina guanozín monofosforečná - GMF) z lineárneho v cyklickej forme - CGMF (GMF → TSGMF) ;

3) TSGMF je zodpovedný za udržiavanie otvorený stav na + -kanalov Plazmatmemmemy fotoreceptorov (CGMF-závislé na + -kanali);

4) Na + yons sú zadarmo do klietky - membránová depolarizovaná, bunka v stave excitácie;

5) V stave extácie, fotoreceptorov secretr Mediator V synaptickej medzere.

Vo svetle:

1) Absorpcia svetla rhodopsin spôsobuje sfarbenie, Opsin mení svoju konformáciu a získava činnosť.

2) Vzhľad aktívnej formy provoky Opsiny aktivácia Regulačný G-proteín (Táto membrána spojená s membránou slúži ako regulačné činidlo v bunkách najlišieho typu).

3) Aktivovaný G-proteín zase aktivuje V cytoplazme enzýmu externého segmentu - fosfodiesteráza. Všetky tieto procesy pokračujú v rovine disku membrány.

4) Aktivovaná fosfodiesteráza konvertuje cytoplazmus cyklický guanozín monofosfát na pravidelnú lineárnu formu (CGMF → GMF).

5) Zníženie koncentrácie CGMP v cytoplazme vedie zatvorenie Na + -kanalovprenos tmavého prúdu a membrána hyperpolarizuje.

6) V hyperpolarizovanom stave bunky neexistuje mediátorov.

Keď temnota príde opäť, pod akciou už uvedenej guanlates Vyskytuje sa regenerácia CGMF. Zvýšenie úrovne CGMP vedie k otvoreniu kanálov a receptorový prúd sa obnoví na jeho úplnú úroveň "Dark".

Model fotocondukcie v spinálnej prútiku.

Fotosomerizácia Rhodopsínu (PO) vedie k aktivácii G-proteínu a zase aktivuje fosfodiesterázu (FDE). Ten potom hydrolyzys TSGMF na lineárny GMF. Vzhľadom k tomu, CGMF podporuje NA + -Channels v tmavom otvorenom, transformácii na svetlo CGMF v GMF spôsobuje uzáver týchto kanálov a znížiť tmavý prúd. Signál tejto udalosti sa prenáša do predsynaptického terminálu na základni vnútorného segmentu v dôsledku distribúcie vznikajúceho hyperpolarizačného potenciálu.

Tak, čo sa deje vo fotoreceptoroch, je presne opačný k tomu, čo je zvyčajne pozorované v iných receptorových bunkách, kde podráždenie spôsobuje depolarizáciu a nie hyperpolarizáciu. Hyperpolarizácia spomaľuje uvoľnenie z palice vzrušujúceho mediátora, ktorý je v tme zvýraznený v najväčšom množstve.

Takáto komplexná kaskáda procesov je potrebná na zvýšenie signálu. Ako už bolo uvedené, absorpcia dokonca jedného fotónu je možné zaregistrovať na výstupe palice. Fotosomerizácia jednej fotopigresskej molekuly spôsobuje kaskádu Avalanche Reakcia, z ktorých každý zvyšuje účinok predchádzajúceho. Takže, ak jedna molekula Photopig aktivuje 10 g-proteínových molekúl, jedna molekula G-proteínu aktivuje molekuly 10 fosfodiesterázy a každá molekula fosfodiesterázy, zase, hydrolyzys 10 TSGMF molekuly, fotoizomerizácia jednej molekuly pigmentu bude môcť načrtnúť 1000 Molekuly TSGMF. Z týchto ľubovoľných, ale skôr podhodnotené čísla, nie je ťažké pochopiť, ako sa dátový signál môže zvýšiť kaskádou enzymatických reakcií.

To všetko vám umožní vysvetliť množstvo javov predtým tajomných.

Po prvé, je už dlho známe, že osoba, ktorá sa prispôsobila úplným temnotám, je schopný vidieť taký slabý blesk svetla, v ktorom žiadny receptor nemôže získať viac ako jeden fotón. Ako výpočty ukazujú, cítiť blesk, je potrebné, aby v krátkom časovom období asi šesť úzko usporiadaných tyčiniek stimulovali fotóny. Teraz sa stáva jasné, ako jediný fotón môže vzrušiť prútik a vytvárať signál dostatočnej sily.

Po druhé, teraz môžeme vysvetliť neschopnosť palice reagovať na zmeny v osvetlení, ak je svetlo dosť na to, aby bolo v poriadku. Zdá sa, že citlivosť tyčiniek je taká vysoká, že so silným osvetlením, napríklad, slnečné svetlo, všetky póry sodíka sú zatvorené a ďalšie získanie svetla nemusí poskytnúť žiadne dodatočný účinok. Potom hovoria, že palice sú nasýtené.

Úloha:

Jedným z právnych predpisov teoretickej biológie je zákon o ekologickej realizovateľnosti alebo zákonom Aristotes - teraz našiel vysvetlenie v učeniach Darwina na tvorivú úlohu prirodzeného výberu, ktorý sa prejavil v adaptívnej povahe biologického vývoja. Snažte sa vysvetliť, čo je prispôsobivosť spontánnej aktivity fotoreceptorov v tme konzistentná, vzhľadom na to, že na syntéze a sekréciu mediátorov sa vynakladá veľa energie (ATP).

Vďaka auditiku Ľudia vidia svet Vo všetkých jeho farbách. To všetko je spôsobené sietnicou oka, na ktoré sa nachádzajú špeciálne fotoreceptory. V medicíne sú obvyklé, aby zavolali palice a stĺpce.

Zaručujú najvyšší stupeň citlivosť objektov. Prútiky a stĺpy prevodu očí sietnice na impulzy padajúce svetelné signály. Potom sú akceptované nervový systém a prenáša informácie prijaté osobe.

Akýkoľvek typ fotoreceptorov má svoj vlastný špecifický znak. Napríklad v dennom časovom období sa najväčšie zaťaženia pociťujú Colums. Keď prietok svetla klesá, paličky prichádzajú do podnikania.

Prútik má predĺžený tvar, pripomínajúci malý valec a pozostávajúci zo štyroch dôležitých väzieb: membránové disky, cilia, mitochondrie a nervová tkanina. Tento typ fotoreceptorov má zvýšenú svetlovosť, ktorá zaručuje vplyv aj na veľmi najmenšom platení svetla. Sticks začínajú ovplyvňovať pri užívaní energie do jedného fotónu. Táto vlastnosť tyčiniek ovplyvňuje divák Za súmraku a pomáha vidieť položky v tme. Vzhľadom k tomu, len jeden pigment nazývaný Rhodopsin, potom farby nemajú rozdiely.

Funkcie colums v očiach sietnice

Stĺpce v tvare Pozrite sa na banky používané na laboratórne štúdie. V sietnici majú ľudia približne sedem miliónov takýchto receptorov. Jedno kolísanie v jeho zložení má štyri prvky.

Povrchová vrstva je reprezentovaná membránovými diskami, ktoré sú naplnené farebným pigmentom nazývaným jódpcínom.
Väzbová vrstva je druhá vrstva v stĺpcoch. Jej hlavnou úlohou je ťahanie, ktoré tvorí určitý pohľad na receptory.
Vnútorná časť colubov je mitochondria.
V centrálnej časti receptora sa nachádza hlavný segment, ktorý vykonáva funkciu prepojovacích jednotiek.

Farebný pigment jodopcínu je rozdelený do niekoľkých typov. To zaisťuje úplnú citlivosť pleľby pri určovaní rôznych častí ľahkého spektra. Počas dominancie rôznych typov pigmentov sú stĺpce rozdelené do troch hlavných typov. Všetky z nich ovplyvňujú tak pekne, že dáva ľuďom vynikajúci zrak, aby vnímali všetky farby viditeľných objektov.

Schopnosť farbenie citlivosti

Tyčinky a stĺpce sú potrebné nielen na rozlíšenie deň a večerné videnie, ale aj na určenie farieb na obrázkoch. Štruktúra vizuálneho tela vykonáva mnoho funkcií: vďaka neho je vnímaná obrovská oblasť okolitého sveta. Na to všetko má človek zaujímavé vlastnostiktorý znamená ho. Receptory sa zúčastňujú na vnímaní farebného spektra, v dôsledku čoho je osoba jediným zástupcom, ktorý odlišuje všetky farby sveta.

Štruktúra vizuálnej sietnice

Ak hovoríme o retinálnej štruktúre oka, potom sa na jednom z popredných miestach nachádzajú palice a stĺpce. Prítomnosť údajov fotoreceptorov na nervových tkanivách pomáha okamžite premeniť prijatý prúdový prúd do režimu impulzov.

Retina dostane obrázok, ktorý je vytvorený pomocou oka časť a objektív. Potom je obraz spracovaný a vstupuje impulzov pomocou vizuálnych chodníkov do požadovanej oblasti mozgu. Najťažší typ očnej štruktúry robí jednodielne spracovanie informačných dát počas najmenších sekúnd. Najväčšia časť receptorov je v Makule, ktorej umiestnenie sa nachádza v strede sietnice

Funkcie palice a kolódy v sietnici

Tyčinky a stĺpce majú na rozdiel od štruktúry a funkcií. Sticks umožňujú osobe sústrediť sa na objekty v tme a stĺpce, naopak, pomáhajú rozlíšiť vnímanie farieb okolitého sveta. Ale napriek tomu poskytujú koordinovanú prácu celého vizuálneho tela. Preto môžeme dospieť k záveru, že oba fotoreceptory sú potrebné na vykonanie vizuálnej funkcie.

Rhodopsin funkcie v očiach sietnice

Rapinsin označuje vizuálne pigmenty, v štruktúre je proteín. Týka sa chromoproteínov. V praxi sa stále nazýva vizuálna fialová. Dostal svoje meno na úkor jasne červeného tieňa. Fialové farbenie tyčiniek bolo nájdené a ukázalo sa počas mnohých prieskumov. Rhodopsin má dve zložky vo svojom zložení - žltý pigment a bezfarebný proteín.

Pri vystavení ľahkému toku sa pigment začína rozkladať. Obnovenie Rhodopsínu sa vyskytuje počas osvetlenia súmraku s proteínom. S jasným osvetľovaním sa opäť rozkladá a jeho citlivosť je nahradená modrou vizuálnou oblasťou. Belok Rhodopsin je úplne obnovený na tridsať minút. V tejto dobe, vízia Twilight typu príde na jeho maximum, to znamená, že osoba začína vidieť v tmavej miestnosti oveľa lepšie.

Známky porazených tyčiniek a pleľu

Zníženie zrakovej ostrosti.
Porušenie vnímania farieb.
Prejav.
Narsowns z vizuálneho poľa.
Vzhľad.
Pád súmraku.

Choroby, ktoré ovplyvňujú prútiky a colums v sietnici

Porážka fotoreceptorov sa vyskytuje pri rôznych anomáliách sietnice oka vo forme chorôb.

Gemerahopia. Ľudia sa nazývajú, čo ovplyvňuje videnie Twilight.
Macouture. Patológia centrálnej časti sietnice.
Pigment Abiotrofia sietnica.
Daltonizmus. Neschopnosť rozlišovať medzi oblasťou modrého spektra.
Odštiepenie rohovky.
Zápalový proces v oku sietnice.
Poranenie očí.

Auditoria hrá dôležitú úlohu v ľudskom živote a základné funkcie vo vnímaní kvetov hrajú palice a stĺpce. Preto, ak je jeden z fotoreceptorov trpí, potom je všetka práca vizuálneho systému narušená.

Auditorium je komplexný mechanizmus optické videnie. Má vo svojom zložení očné buľvy, rýchlosť z nervové tkanivá Pomocná časť je lacrimálnym systémom, viečkami, svaly očnej gule, ako aj objektív, sietnica. Vizuálny proces začína sietnicou.

Retina rozlišuje dve rôzne časti funkcií, je to súčasť vizuálnej alebo optickej; Časť slepého alebo divočiny. Retina má vnútornú náterovú škrupinu oka, ktorá je samostatnou časťou, ktorá je na obvode vizuálneho systému.

Skladá sa z receptorov fotografickej hodnoty - formy a tyčiniek, ktoré vykonávajú počiatočné spracovanie prichádzajúcich svetelných signálov vo forme elektromagnetického žiarenia. Tenká vrstva leží toto telo vnútorná strana Blízko telaa vonku susedí systém vaskulárneho systému Povrch očnej gule.

Oddelenie sietnice je rozdelené do dvoch častí: veľká časť, ktorá je zodpovedná za videnie a menšia časť je slepá. Priemer sietnice je 22 mm a trvá približne 72% povrchu očnej gule.

Palice a stĺpce nesú obrovskú úlohu vo vnímaní svetla a farby

V očnej organ - sietnici zohrávajú dostupné fotoreceptory dôležitú úlohu pri vnímaní obrázkov farieb. Toto sú receptory - stĺpce a tyčinky sa nachádzajú nerovnomerne. Hustota ich umiestnenia sa pohybuje od 20 do 200 tisíc na štvorcový milimeter.

V strede sietnice je veľký počet Cums, pozdĺž periférie sa nachádzajú viac palice. Tam je tiež umiestnený takzvaný žltá škvrnaKde vôbec nie sú žiadne palice.

Umožňujú vidieť všetky odtiene a jas okolitých položiek. Vysoká citlivosť tohto typu receptorov vám umožňuje zachytiť svetelné signály a otočiť ich na impulzy, ktoré sú potom poslané vizuálnymi nervovými kanálmi do mozgu.

Počas svetelného dňu, receptory pracujú - stĺpce oka, po výskyte súmraku a noci vízia osoby poskytujú receptory - palice. Ak človek vidí farebný obrázok počas dňa, potom v noci len v čiernej a bielej. Každý z receptorov fotografického systému je pre nich striktne pridelenej funkcii.

Štruktúra tyčiniek

Palice a stĺpce sú podobné v ich štruktúre

Stĺpce a tyčinky sú podobné v ich štruktúre, ale majú rozdiely vďaka rôznym funkčným výkonom a vnímaniu svetelného toku. Tyčinky, je to jeden z receptorov, pomenovaný tak vo svojej forme vo forme valca. Ich číselné číslo v týchto číslach dielov približne 120 miliónov.

Sú dosť krátke, 0,06 mm dlhé a 0,002 mm šírka. Receptory číslovali štyri zložky fragmentu:

vonkajšie rozdelenie - disky vo forme membrány;
medziľahlý sektor - Cilia;
vnútorná časť je mitochondria;
tkaniny s nervovými koncami.

Fotogalosť je schopná reagovať na slabé svetlá svetla do jedného fotónu, vďaka vysokej citlivosti. Kompozícia má jednu zložku nazývaný Rhodopsin alebo vizuálna fialová.

Rhodopsin sa rozloží počas jasného svetla a stáva sa citlivým na modrú oblasť pohľadu. V tme alebo súmraku, za pol hodiny, Rhodopsin sa obnoví, a oko je schopné vidieť objekty.

Rhodopsin dostal svoje meno vďaka jasne červená. Vo svetle získava žltú, potom sfarbenú. V tme sa opäť stáva svetlom červenou farbou.

Tento receptor nie je schopný rozpoznať chromatickosť a odtiene, ale umožňuje vidieť čas večer Obrysy objektov. Svetlo reaguje oveľa pomalšie ako Kolkinové receptory.

Stavebná konštrukcia

Stĺpce sú menej citlivé ako palice

Stĺpce majú kužeľovitú formu. Počet plodov v tomto oddelení je 6-7 miliónov, dĺžka až 50 μm a hrúbka do 4 mm. Kompozícia má zložku - jódpcín. Zložka pozostáva z pigmentov:

chlorolab - pigment schopný reagovať na žltú - zelenú;
erytrolab - prvok schopný pocit žltej - červenej.

Stále je tretí, samostatne reprezentovaný pigment: cyanolab - zložka, ktorá vníma fialovú, je modré spektrum.

Stĺpce majú menšiu citlivosť 100 krát ako palice, ale na pohybe je reakcia vnímania oveľa rýchlejšie. Receptor - stĺpce pozostáva zo 4 zložiek fragmentov:

vonkajšie časti - membránové disky;
medziľahlé prepojenie - ťahanie;
vnútorný segment - mitochondria;
synaptická oblasť.

Časť diskov vo vonkajšom oddelení, ktorá čelí svetelného prietoku, je neustále aktualizovaná, obnovuje sa reštaurovanie, nahradenie vizuálneho pigmentu. Dni sú vymenené viac ako 80 diskov, úplná výmena diskov sa uskutočňuje za 10 dní. Stĺpce majú rozdiel v dĺžke vĺn, existujú tri typy:

S - typ reaguje na fialovú - modrú časť;
M - typ vníma zelená - žltá časť;
L - Typ je odlíšený žltá - červená časť.

Tyčinky sú fotoreceptorom, ktorý vníma svetlo a stĺpce sú fotoreceptorom reagujúcim na farbu. Tieto typy stĺpcov a palice spolu vytvárajú možnosť vnímania farieb okolitého sveta.

Paličky a búrky oka: choroby

Skupiny receptorov, ktoré poskytujú plnohodnotné vnímanie farieb objektov, sú veľmi citlivé a môžu byť podrobené rôznym ochoreniam.

Choroby a symptómy

Slávne choroby - Daltonizmus - Porušenie práce tyčiniek a plodov

Choroby postihujúce fotoreceptory sietnice:

Daltonizmus - neschopnosť rozpoznať farby;
Degenerácia pigmentov;
Chorioretinitída - zápal sietnice a cievy škrupiny;
Expedičné vrstvy retinálneho škrupiny;
Kuracia slepota alebo heerlopia, je zrakové poškodenie, vyskytuje sa počas patológie palice;

Macouture - dysfunkcia centrálnej časti sietnice. V tomto ochorení sa pozorovali nasledujúce príznaky:

hmla pred očami;
je ťažké čítať, rozpoznať jednotlivcov;
rovné čiary sú skreslené.

S inými ochoreniami sú vyslovené príznaky:

Indikátor pohľadu sa znižuje;
Porušenie vnímania kvetov;
Bliká svetla v očiach;
Zúženie ručného okruhu;
Prítomnosť peliet pred očami;
Zníženie hodnoty za súmraku.

Wands a stĺpce sú skutočným paradoxom!

Kuracia slepota alebo heerlopia sa vyskytuje, keď je vitamín A dostatočne krátky, zatiaľ čo práca tyčiniek je narušená, keď človek nevidí večer a v tme a vidí dokonale v popoludňajších hodinách.

Funkčná porucha plesní vedie k svetlu, keď je vízia normálna so slabým osvetlením a nadchádzajúcou slepotou počas jasného svetla. Color - Achromasia slepota sa môže rozvíjať.

Príležitostná starostlivosť o vašu víziu, ochranu proti Škodlivé vplyvy, Prevencia konzervácie zrakovej ostrosti, harmonické a farebné vnímanie je prvá priorita Pre tých, ktorí chcú udržať telo vízie - oči, majú v pohľade a všestrannosti plnohodnotný život bez ochorenia.

Kognitívne video povie o paradoxoch zobrazenia: