pręt

Tak jak pręt nazywane są fotoreceptory siatkówki odpowiedzialne za wrażliwe na światło monochromatyczne widzenie w nocy i widzenie peryferyjne. Główne skupisko pręcików znajduje się poza centralną żółtą plamą (dołek centralny) na siatkówce, która jest wyposażona głównie w trzy różne typy czopków zapewniających kolor i ostre widzenie w ciągu dnia i o zmierzchu.

Co to są pałeczki?

Około 110 milionów pręcików na siatkówce to fotoreceptory, które reagują na impulsy świetlne o wiele bardziej wrażliwie niż około 6 milionów czopków. Dlatego pręty są predestynowane do widzenia w nocy (widzenia skotopowego) i widzenia o zmierzchu. Ponieważ istnieje tylko jeden typ pręta, który jest szczególnie wrażliwy na światło w niebiesko-zielonym zakresie widmowym, widzenie staje się monochromatyczne poniżej pewnej jasności.

Nie widać już różnych kolorów. Wysoka wrażliwość na światło odbywa się częściowo kosztem kontrastu. Ponieważ do 20 pręcików przekazuje impulsy świetlne do tego samego zwoju za pośrednictwem komórek dwubiegunowych, ośrodek wzrokowy w mózgu nie może już zlokalizować impulsu świetlnego tak precyzyjnie, jak w przypadku czopków, które często są połączone z „ich” zwojami w stosunku 1: 1. Chociaż zasada przetwarzania impulsów świetlnych na elektryczne sygnały nerwowe jest zasadniczo taka sama dla prętów i czopków, komunikaty z prętów są znacznie szybsze niż te z czopków, ponieważ jest mniej połączeń międzysystemowych. Oznacza to, że pręty reagują niezwykle wrażliwie nie tylko na światło, ale także na poruszające się obiekty w peryferyjnym polu widzenia.

Anatomia i budowa

Struktura prętów jest podobna do struktury czopków, ale pręciki są cieńsze i wykorzystują rodopsynę jako wizualny pigment, którego najwyższa czułość znajduje się w zakresie niebiesko-zielonym przy 498 nanometrach. Pręciki składają się z korpusu komórki, synapsy, segmentu wewnętrznego, łączącego rzęskę i segmentu zewnętrznego.

Segment wewnętrzny dba o metabolizm komórki i za pośrednictwem tysięcy mitochondriów w jądrze o metabolizm energetyczny, natomiast w segmencie zewnętrznym zachodzi konwersja impulsów świetlnych na elektryczne sygnały nerwowe, czyli wizualna transdukcja sygnału. Segment zewnętrzny zawiera ponad 1000 tak zwanych krążków, w których przechowywany jest wizualny pigment rodopsyna.

Dyski są wynikiem dawnych wgłębień błony, które oddzieliły się od błony zewnętrznej w toku ewolucji. W przeciwieństwie do tego, wgłębienia membrany w zewnętrznych segmentach kołków są nadal rozpoznawalne jako takie, ponieważ pozostały częścią membrany. Brzegowa rzęska łącząca, która składa się z nieagonalnych mikrotubul (9-stronny wielokąt), służy do mechanicznej stabilizacji połączenia między segmentami wewnętrznymi i zewnętrznymi oraz do transportu substancji między dwoma segmentami.

Funkcja i zadania

Główną funkcją prętów jest przekształcanie (słabych) impulsów świetlnych w elektryczne impulsy nerwowe. Proces ten obejmuje złożoną kaskadę transdukcji sygnału i zachodzi głównie w segmencie zewnętrznym. Pierwszy etap polega na reakcji barwnika wzrokowego rodopsyny, który składa się z opsyny i karotenoidu 11-cis-siatkówkowego. Po ekspozycji na światło 11-cis-retinal izomeryzuje do izomeru all-trans i ponownie oddziela się od rodopsyny.

W przeciwieństwie do aktywacji innych neuronów, które są zwykle stymulowane do uwolnienia neuroprzekaźnika przez krótką depolaryzację od -65 mV do +10 do +30 mV, fotoreceptory działają dokładnie odwrotnie, te z ujemnym około -40 mV Naładowane synapsy są na krótko hiperpolaryzowane do -65 mV, dzięki czemu tymczasowo zmniejszają lub zatrzymują uwalnianie glutaminianu, twojego specyficznego neuroprzekaźnika.

Odpowiedni impuls nerwowy nie jest generowany przez uwolnienie substancji przekaźnikowej, ale przez zmniejszenie uwalniania. Jeśli żadne światło nie uderza w receptory (pozycja spoczynkowa), glutaminian jest stale uwalniany w synapsach fotoreceptorów. Ma to tę zaletę, że zwoje znajdujące się poniżej mogą stopniowo zmieniać bodziec nerwowy w zależności od natężenia padającego światła, tj. Generować rodzaj sygnału analogowego, który nie tylko pozwala ośrodkom wzroku na przestrzenne przypisywanie punktów świetlnych, ale także ich jasność.

Pierwotnie chroniła nas zdolność prętów do niezwykle wrażliwej reakcji na obiekty w peryferyjnym polu widzenia, które poruszają się w stosunku do otoczenia. Wcześnie zauważono wrogów lub drapieżników zbliżających się z boku. Dziś ta zdolność pałeczek odgrywa rolę w lataniu wizualnym, ponieważ obiekty zbliżające się z boku są zauważane na wczesnym etapie i można zainicjować manewry unikowe.

Tutaj znajdziesz swoje leki

Choroby

Zaburzenia czynnościowe pręcików są szczególnie widoczne przy zaburzeniach widzenia w nocy. Powszechna odwracalna ślepota nocna występuje przy niewystarczającej podaży witaminy A, ponieważ wtedy na krążkach w zewnętrznym odcinku pręcików może gromadzić się niewystarczająca ilość pigmentu rodopsyny.

Objawy dysfunkcji pręcików można również przypisać zwiększonej wrażliwości na olśnienie, np. B. rozpoznać nadjeżdżające pojazdy. Oprócz niedoboru witaminy A i uszkodzeń nerwów w wyniku urazowego uszkodzenia mózgu (TBI), guza mózgu lub innych urazów, zaburzenia czynnościowe pręcików są głównie spowodowane wadami genetycznymi. Są to głównie wady genetyczne, które prowadzą do różnego rodzaju dystrofii siatkówki i stopniowo niszczą fotoreceptory w siatkówce.

Barwnikowe zwyrodnienie siatkówki to dystrofia siatkówki, która postępuje od zewnątrz do wewnątrz. Oznacza to, że pręciki są dotknięte jako pierwsze i pojawia się typowa ślepota nocna i wrażliwość na oślepianie, chociaż widzenie w dzień nie ma (jeszcze) żadnych ograniczeń w zakresie ostrości i widzenia kolorów. Inne dystrofie siatkówki, takie jak dystrofia czopkowo-pręcikowa (ZSD), postępują od wewnątrz na zewnątrz, tak że najpierw dotknięte są czopki, a dopiero później pręciki.