GiảI PhẫU-VựNg

Hình que và tế bào hình nón trong mắt

Định nghĩa

Mắt người có hai loại tế bào cảm 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 lại được chia nhỏ: 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 dẫn 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. Bên ngoài là các tế bào biểu mô sắc tố, rất quan trọng đối với sự trao đổi chất của võng mạc là bằng cách hấp thụ và phá vỡ các thụ thể quang chết và các thành phần tế bào được tiết ra phát sinh trong quá trình thị giác.

Các cơ quan tiếp nhận ánh sáng thực tế được tách ra thành hình que và hình nón. Cả hai đều có điểm chung là chúng có một chi ngoài hướng vào 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. 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 chúng 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, hấp thụ và bị phân hủy bởi biểu mô sắc tố. Sự trục trặc của biểu mô sắc tố gây ra sự lắng đọng các mảnh vụn tế bào và sắc tố thị giác, như trường hợp của bệnh Viêm võng mạc sắc tố Là.

Thành viên bên trong là cơ thể tế bào thực tế của các tế bào cảm quang và chứa nhân tế bào và các bào quan của tế bào. Đây là nơi diễn ra các quá trình quan trọng, chẳng hạn như đọc DNA, sản xuất protein hoặc các 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 với chất truyền tin glutamate 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 trong bóng tối, chất phát được giải phóng vĩnh viễn, theo đó sự phóng thích 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 tế bào của chúng cùng nhau xử lý cuối cùng tạo thành dây thần kinh thị giác. Ngoài ra còn có một kết nối phức tạp theo chiều ngang của các tế bào 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 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 làm hỏng 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 lá cây với AM là 535 nm và tế bào hình nón màu đỏ với AM 565 nm. Nếu ánh sáng của quang phổ có bước sóng này chạm vào các thụ thể, 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 được 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, chúng 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 đối với 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. Do đó, không thể 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. Chúng 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 các 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 của chúng, nghĩa là xung quanh hố thị giác trung tâm. Ở vùng ngoại vi, mật độ của các tế bào cảm quang giảm nhanh chóng, do đó ở những phần xa hơn hầu như chỉ có các tế bào hình que.

kích thước

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

Tế bào cảm quang hình que có chiều dài trung bình khoảng 50 µm và đường kính khoảng 3 µm ở những nơi đông đúc nhất, tức là vùng parafoveal của que.

Tế bào cảm quang hình nón có phần ngắn hơn hình que và có đường kính 2 µm ở trung tâm hố mắt, 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, nhờ đó các sợi trục (phần mở rộng tế bào) của các tế bào hạch này tạo nên dây thần kinh thị giác như một bó và kéo chúng vào não để tín hiệu có thể được xử lý tập trung ở đó.

Xem 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, nhưng những điều này 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 ánh sáng có tần suất thấp, 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 kích hoạt khả năng nhìn màu do ba dạng phụ của chúng. Do đường kính nhỏ hơn và truyền dẫn hội tụ ít mạnh hơn, truyền dẫn tối đa 1: 1 trong fovea centralis, 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 vẫn chứa cái gọi là hố thị giác ở trung tâm, 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, 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 chứng 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. Tiến trình của loạn dưỡng có thể rất khác nhau giữa các bệnh, nhưng nó cũng có thể dao động 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 đầu tiên hoặc mất trường thị lực tiến triển từ bên ngoài vào bên trong, cũng có thể thay đổi tùy theo bệnh.

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

Soi đáy mắt: những thay đổi có thể nhìn thấy được như cặn lắng trong đáy mắt thường xuất hiện
Electroretinography, đo phản ứng điện của võng mạc đối với các kích thích ánh sáng
Đo điện thế, 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, mặc dù 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. Các triệu chứng thiếu hụt nghiêm trọng có thể dẫn đến quáng gà và trong trường hợp nghiêm trọng là mù lòa.

Cùng với retinal 11-cis, opsin của cơ thể, 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. Trong trường hợp của các thanh, ví dụ, metarhodopsin II được tạo ra, thiết lập một dòng tín hiệu chuyển động và báo cáo tỷ lệ ánh sáng.

Đỏ xanh điểm yếu

Điểm yếu hoặc mù màu xanh đỏ là một sự cố về khả năng nhìn 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 nhiều khả năng mắc bệnh và ảnh hưởng đến 10% dân số nam. 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 lá cây 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 các 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 nếu, ví dụ, gen mã hóa không còn tồn tại. 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 thị lực màu xanh lam hoạt động; Đỏ và xanh lá cây cũng không thể tách rời nhau.

Đọc thêm về chủ đề: