Пръчките са фоторецепторите на ретината, отговорни за светлочувствителното едноцветно нощно и периферно зрение. Основното концентрация на пръчки е извън жълто петно (fovea centralis), разположена централно върху ретината, която е населена главно с три различни вида конуси за цветно и остро зрение през деня и в ярък здрач.
Какво представляват пръчките?
Приблизително 110 милиона пръчки на ретината са фоторецептори, които са много по-чувствителни към светлинните импулси от приблизително 6 милиона конуси. Следователно пръчките са предопределени за нощно виждане (скотопично виждане) и зрение в тъмен полумрак. Тъй като има само един вид пръчки, които са особено чувствителни към светлината в синьо-зеления спектрален диапазон, зрението става едноцветно под определена яркост. Различните цветове вече не се възприемат. Високата чувствителност към светлина е отчасти за сметка на контраста. Тъй като до 20 пръчки отчитат светлинни импулси към същия ганглий чрез биполярни клетки, зрителният център в мозък вече не могат да локализират светлинния импулс толкова точно, колкото при конусите, които често са свързани помежду си с „техните“ ганглии в съотношение 1: 1. Въпреки че принципът на преобразуване на светлинните импулси в електрически нервни сигнали по принцип е почти еднакъв за пръчките и конусите, съобщенията от пръчките са значително по-бързи от тези от конусите, тъй като има по-малко междинни връзки. В резултат на това пръчките са изключително чувствителни не само към светлина, но и към движещи се обекти в периферното зрително поле.
Анатомия и структура
Структурата на пръчките е подобна на тази на конусите, но пръчките са по-тънки и използват родопсин като техен визуален пигмент, чиято най-висока чувствителност в синьо-зеления диапазон е 498 нанометра. Пръчките се състоят от клетъчно тяло, синапс, вътрешен сегмент, свързващ реснички и външен сегмент. Вътрешният сегмент осигурява клетъчен метаболизъм и посредством хиляди митохондрии в ядрото, енергиен метаболизъм, докато външният сегмент е мястото, където се извършва преобразуването на светлинните импулси в електрически нервни сигнали, визуална трансдукция на сигнала. Външният сегмент съдържа повече от 1,000 така наречени дискове, в които се съхранява зрителният пигмент родопсин. Дисковете са се развили от бивши мембранни инвагинации, които са се отделили от външната мембрана в хода на еволюцията. За разлика от тях, мембранните инвагинации във външните сегменти на конусите все още се разпознават като такива, тъй като те са останали част от мембраната. Пределната свързваща ресничка, която се състои от неогонални микротубули (9-странен полигон), служи за механично стабилизиране на връзката между вътрешния и външния сегменти и за транспортиране на материята между двата сегмента.
Функция и задачи
Основната функция на пръчките е да преобразуват (слабите) светлинни импулси в електрически нервни импулси. Процесът включва сложна каскада на предаване на сигнала и се случва главно във външния сегмент. Първият етап се състои от реакцията на зрителния пигмент родопсин, който е съставен от опсин и каротеноид 11-цис-ретината. След излагане на светлина, 11-цис-ретината се изомеризира до изцяло транс-изомера и се отделя отново от родопсин. За разлика от активирането на други неврони, които обикновено се стимулират да освобождават a невротрансмитер чрез кратка деполяризация от -65 mV до +10 до +30 mV, това работи обратно при фоторецепторите; на синапси, които са заредени отрицателно при около -40 mV, за кратко се хиперполяризират до -65 mV, което ги кара за кратко да намалят или да спрат да се освобождават глутамат, техният специфичен невротрансмитер. По този начин генерирането на съответния нервен импулс се случва не чрез освобождаването на a невротрансмитер, но чрез намаляване на освобождаването му. Ако в рецепторите не попадне светлина (в покой), глутамат се пуска постоянно в синапси на фоторецепторите. Това има предимството, че долните ганглии могат да променят нервния стимул постепенно според сила на падането на светлината, т.е. генерира един вид аналогов сигнал, който позволява на визуалните центрове не само да разпределят пространствено светлинните петна, но и да определят тяхната яркост. Свойството на пръчките да реагират изключително чувствително на обекти в периферното зрително поле, които се движат спрямо заобикалящата ги среда, първоначално ни служи за защита. Враговете или хищниците, приближаващи се отстрани, бяха забелязани рано. Днес тази способност на пръчките играе роля във визуалната авиация, като забелязва странично приближаване на обектите рано и инициира маневри за укриване.
Болести
Дисфункцията на пръчките е най-забележима при нарушено нощно виждане. Широко разпространена обратима нощ слепота представя с недостатъчно предлагане на витамин А защото след това недостатъчен зрителен пигмент родопсин може да се отложи на дисковете във външния сегмент на пръчките. Симптомите на дисфункция на пръчките също могат да бъдат разпознати от повишената чувствителност към отблясъци, например поради насрещното движение. Отделно от дефицит на витамин А и нервни лезии поради травматични мозък нараняване (SHT), мозъчен тумор или други наранявания, дисфункцията на пръчката се дължи най-вече на генетични дефекти. Това обикновено са генетични дефекти, които олово до дистрофии на ретината от различен тип и причиняват постепенно разрушаване на фоторецепторите в ретината. Ретинит пигментоза е дистрофия на ретината, която прогресира отвън. Това означава, че пръчките са първите, които са засегнати и типичната нощ слепота и чувствителността към отблясъците се развива, въпреки че дневното зрение (все още) е нарушено по отношение на остротата и цветното зрение. Други дистрофии на ретината, като дистрофия на конусни пръчки (ZSD), прогресират отвътре навън, така че конусите са засегнати първо, а пръчките по-късно.
