Что такое палочки и колбочки сетчатки глаза

→ Сетчатка

Ко́лбочки

— (англ. cone — конус) один из типов экстерорецепторов (фоторецепторов) периферических отростков светочувствительных нервных клеток сетчатки глаза. Названы колбочками из-за формы, подобной конической лабораторной колбе.

Колбочки — группа рецепторов, состоящая из различных типов специализированных нервных клеток, воспринимающих и преобразующих световые раздражения в нервное возбуждение в биоэлектрические сигналы, идущие в зрительные отделы головного мозга.

Палочки сетчатки глаза

Данные фоторецепторы имеют форму цилиндра, длина которого составляет примерно 0,06 мм, а диаметр около 0,002 мм. Таким образом, подобный цилиндр действительно весьма похож на палочку. Глаз здорового человека содержит примерно 115-120 млн. палочек.
Палочку глаза человека можно разделить на 4 сегментарные зоны:

1 — Наружная сегментарная зона (включает мембранные диски, содержащие родопсин), 2 — Связующая сегментарная зона (ресничка), 3 — Внутренняя сегментарная зона (включает митохондрии), 4 — Базальная сегментарная зона (нервное соединение).

Палочки в высшей степени светочувствительны. Так, для их реакции, достаточно энергии 1 фотона (мельчайшей, элементарной частицы света). Данный факт очень важен при ночном зрении, что позволяет видеть при низком освещении.

Палочки не могут различать цвета, это, в первую очередь, связано с присутствием в них только одного пигмента — родопсина. Пигмент родопсин, называемый иначе зрительным пурпуром, благодаря включенным группам белков (хромофорам и опсинам) имеет 2 максимума светопоглощения. Правда, один из максимумов существует за гранью света, видимого человеческим глазом (278 нм – область уф-излучения), поэтому, наверное стоит называть его максимумом волнопоглощения. Но, второй максимум виден глазу — он существует на отметке 498 нм, расположенной на границе зелёного и синего цветового спектра.

Достоверно известно, родопсин, присутствующий в палочках, реагирует на свет много медленнее, чем йодопсин, содержащийся в колбочках. Потому, для палочек характерна слабая реакция на динамику световых потоков, и кроме того, они плохо различают движения объектов. И острота зрения не является их прерогативой.

Что это такое?

Сетчатка выстилает глазное яблоко изнутри, в норме ее толщина достигает 281 микромиллиметр. Причем в области желтого пятна оболочка в несколько раз тоньше, чем на периферии. Элемент тянется от оптического диска до зубчатой линии. У ДЗН ретина прикреплена очень крепко, на остальных участках соединение неплотное. Это объясняет столь легкое развитие отрыва сетчатки.

Слои оболочки отличаются по строениям и функциям, образуя сложную структуру. Благодаря тесному взаимодействию разных элементов зрительного аппарата человек способен различать цвета, размеры предметов, оценивать расстояние.

Проникая в глаз, световые потоки проходят несколько преломляющих сред. При отсутствии отклонений в рефракции людям на сетчатку попадает уменьшенное и перевернутое, но реальное изображение. В дальнейшем импульсы трансформируются и поступают в головной мозг, где проводится окончательная обработка картинки внешнего мира.

Колбочки сетчатки глаза

Эти фоторецепторы, также получили свое название благодаря характерной форме, схожей с формой лабораторных колб. Длина колбочки составляет приблизительно 0,05 мм, диаметр ее в наиболее узком месте равен примерно 0,001 мм, а в самом широком — 0,004. Сетчатка здорового взрослого человека содержит около 7 млн. колбочек.

Колбочки имеют меньшую чувствительность к свету. То есть для возбуждения их деятельности потребуется световой поток, который в десятки раз более интенсивен, чем для возбуждения работы палочек. Но колбочки обрабатывают световые потоки значительно интенсивнее палочек, поэтому они лучше воспринимают и их изменение (к примеру, лучше различают свет при движении объектов, в динамике относительно глаза). Кроме того, они более четко определяют изображения.

Колбочки человеческого глаза, также включают 4 сегментарные зоны:

1 — Наружная сегментарная зона (включает мембранные диски, содержащие йодопсин), 2 — Связующая сегментарная зона (перетяжка), 3 — Внутренняя сегментарная зона (включает митохондрии), 4 — Зона синаптического соединения или базальный сегмент.

Причина вышеописанных свойств колбочек — это содержание в них специфического пигмента йодопсина. Сегодня выделены и доказаны 2 вида данного пигмента: эритролаб (йодопсин, чувствительный к красному спектру и длинным L-волнам), а также хлоролаб (йодопсин, чувствительный к зеленому спектру и средним M-волнам). Пигмент, который чувствителен к синему спектру и коротким S-волнам, пока не найден, хотя название за ним уже закрепилось – цианолаб.

Подразделение колбочек по видам доминирования в них цветового пигмента (эритролаба, хлоролаба, цианолаба) обусловлено трехкомпонентной гипотезой зрения. Существует, однако, и другая теория зрения — нелинейная двухкомпонентная. Ее приверженцы считают, что все колбочки, включают в себя эритролаб, и хлоролаб одновременно, а потому способны воспринимать цвета и красного, и зеленого спектра. Роль цианолаба, при этом, выполняет выцветший родопсин палочек. Эту теорию подтверждают и примеры людей, страдающих дальтонизмом, а именно невозможностью различать синюю часть спектра (тританопия). Они так же испытывают затруднения с сумеречным зрением (гемералопия), что является признаком аномальной деятельности палочек сетчатки глаза.

Особенности передачи световых импульсов

Палочки и колбочки воспринимают поток света и направляют его в центральную нервную систему. Обе клеточки способны плодотворно трудиться в дневное время суток. Главное отличие заключается в том, что колбочки обладают более высокой светочувствительностью, чем палочки.

Палочки и колбочки способны воспринимать световой поток и передавать его в ЦНС. Оба типа клеток способны работать в дневное время. Отличием является то, что светочувствительность колбочек гораздо выше, чем палочек. Передача полученных сигналов осуществляется благодаря интернейронам, к каждому из которых присоединяется несколько рецепторов.

а также способность улавливать различные движения, происходящие вокруг нас.

Строение

Сетчатка представляет собой многослойную оболочку, состоящую из:

• фоточувствительных клеток;
• пигментного слоя;
• сосудистой оболочки;
• нервного слоя.

Анатомия и физиология сетчатки:

Фоторецепторный аппарат

Представлен 2 видами световосприимчивых клеток:

1. Палочки. Большое количество клеток улавливает слабые световые лучи и обеспечивает человеку зрение в сумерках или ночью.
2. Колбочки. Они малочисленны, так как обладают высокой чувствительностью к дневному свету. Обеспечивают зрение в условиях хорошего освещения.

Макулярная область

Зона наилучшего видения или макула — это область с наибольшей концентрацией светочувствительных клеток. В данном месте достигается максимальная острота зрения человека. Область располагается над зоной выхода зрительного нерва.

Диск зрительного нерва

Альтернативное название — головка зрительного нерва. Это выход для длинных отростков нервных клеток сетчатой оболочки. В этой области нет фоточувствительных клеток, поэтому зрение в заданной области отсутствует и называется слепым пятном.

Слепое пятно

В диаметре составляет до 5 мм. Является зоной выхода зрительного нерва из сетчатки. Черепно-мозговая пара формируется из 1,2 млн аксонов нервных клеток, расположенных по всей поверхности сетчатки. Также это точка выхода кровеносных сосудов, обеспечивающих сетчатую оболочку кислородом и питательными веществами.

Кровоснабжение ретины

Под пигментным слоем располагается сосудистая оболочка, состоящая из хориокапилляров. Это мелкие сосуды, обеспечивающие трофику и дыхание нервных клеток глазного дна. При тромбозе капилляров развиваются дистрофически-дегенеративные изменения сетчатки и начинается ее отслоение.

Профилактика

Генетически обусловленные заболевания предотвратить невозможно, но в некоторых случаях возможно отсрочить последствия. Приобретенных патологий вполне реально избежать при некоторых мерах профилактики.

• Сбалансированное питание;
• Соблюдение зрительного режима – гимнастика, тренировки, своевременный отдых после нагрузки на орган зрения;
• Адекватный профессиональный подбор корригирующих очков при миопии, пресбиопии, астигматизме, гиперметропии. И использование в соответствии с рекомендациями офтальмолога;
• Умеренная физическая общеукрепляющая нагрузка;
• Соблюдение светового режима;
• Защита глаз от ультрафиолета с помощью солнцезащитных очков с качественными фильтрами.

Существуют очень маленькие части нашего организма, выполняющие огромную роль. Безустанно трудятся фоторецепторы – колбочки и палочки сетчатки глаза – для того, чтобы наша жизнь расцветала красками.

Примечания[править]

1. “Род-опсин”. Humbio. Retrieved 16 августа, 2012.
2. https://webvision.med.utah.edu/book/part-viii-gabac-receptors/color-perception/
3. https://www.conesandcolor.net/home.htm
4. https://www.conesandcolor.net/home.htm
5. Finn, J. T., Grunwald, M. E, and Yau, K-W. 1996. Cyclic nucleotide-gated ion channels: An ex-tended family with diverse functions. Annu. Rev. Physiol.58: 395‒426.
6. Nakanishi, S., Nakajima, Y., Masu, M., Ueda, Y, Nakahara, K., Watanabe, D., Yamaguchi, S., Kawabata, S., and Okada, M. 1998. Glutamate receptors: Brain function and signal trans-duction.
7. https://www.conesandcolor.net/home.htm
8. https://www.ghuth.com/
9. ↑ “photoreceptors”. Retrieved 16 августа, 2012.
10. В. П. Тыщенко ФИЗИОЛОГИЯ НАСЕКОМЫХ М., «ВЫСШАЯ ШКОЛА» 1986, с. 223
11. Загальская, Е. О. Морфологические особенности ретиномоторной реакции у молоди симы (oncorhynchus masou) в магнитном поле и красном свете / Е. О. Загальская, В. П. Гнюбкина, А. А. Максимович // Морфология : научно-теоретический медицинский журнал. — 2004. — Том 126,N 6 . — С. 32‒36.
12. https://zoometod.com/ixt/ixtiolog_63.html Анисимова И. М., Лавровский В. В. Ихтиология
13. Е. О. Загальская, В. П. Гнюбкина (2006). “Ультраструктура пигментного эпителия сетчатки глаз молоди симы” (PDF) 32
    (1). Биология моря Oncorhynchus Masou. pp. 55–59. Retrieved 16 августа, 2012.

Аномалии развития и болезни

Сбой в работе зрительного аппарата возникает в результате травм или носят врожденный характер. Некоторые патологии появляются из-за развития аллергических, эндокринных или паразитарных болезней.

Чаще всего врачи диагностируют следующие аномалии:

• Близорукость. Миопия характеризуется отклонением в рефракции, в результате чего возникают проблемы с рассматриванием объектов, расположенной на удалении.
• Гиперметропия или дальнозоркость. Предметы, находящиеся на дистанции, видны хорошо. А вот ближние объекты становятся расплывчатыми.
• Астигматизм. Нарушение четкости зрения, проявляющееся из-за изменения формы глазного яблока.
• Катаракта. Частичное или полное помутнение хрусталика.
• Увеит. Воспалительная патология, затрагивающая сосудистую оболочку зрительного аппарата.

• Отслоение сетчатой оболочки. Структура отсоединяется от сосудистого шара, что отрицательно сказывается на зрительном процессе.
• Глаукома. Повышение внутриглазного давления обычно проходит без ярко выраженной симптоматики. Может привести к слепоте.
• Кератоконус. Изменение формы роговой оболочки (из сферы в конус), падает острота зрения.
• Агенезия. Отсутствие или недоразвитость глазного яблока либо определенного его участка.
• Ретинит. Воспалительные процессы сетчатки.
• Атрофия глазного яблока. Сопровождается уменьшением элемента в размере и нарушением его функционирования.
• Диабетический ретинопатит. Патологические процессы в сетчатой оболочки, вызванные повышением уровня сахара в крови.
• Конъюнктивит. Острое воспаление слизистой глаза.

Внешнее строение глазного яблока

При проведении визуального осмотра данного элемента зрительного аппарата видна только небольшая его часть (роговая оболочка, веки, ресницы). Все важные структуры надежно защищены от внешних воздействий костьми черепной коробки, жировой клетчаткой, мускулатурой. Данные «детали» можно рассмотреть только с помощью специализированного оборудования.

В среднем размер глазного яблока человека составляет примерно двадцать четыре миллиметра и имеет форму сферы. Изнутри оно заполнено водянистой влагой. В состав элемента входит хрусталик, расположенный напротив зрачка. Его толщина достигает одного сантиметра.

Горизонтальный разрез визуально длит яблоко на две части: заднюю и переднюю. Экватором глаза является окружность, мысленно проведенная по белочной оболочке на дистанции равноудаленной от его полюсов. Зрительный аппарат находится под защитой век, они же предотвращают пересыхание слизистой.

Симптоматика

Офтальмологические заболевания сопровождаются проявлением характерных признаков. При появлении следующих симптомов, стоит незамедлительно обратиться в клинику:

• Мутное или размытое зрение.
• Болевые ощущения в глазном яблоке.
• В поле видимости возникают темные точки, полоски, блики.
• Если посмотреть на свет, появляется радуга или паутинки.
• Краснота и зуд век, белков.
• Изменение оттенка радужной оболочки.
• Непереносимость яркого света.
• На поверхности ока возникают темные пятна.

Также глазные недуги сопровождаются появлением сложностей при передвижении, человеку приходится придерживаться за стенки. Наблюдаются проблемы с ориентацией в пространстве.