Фоторецепторите са специализирани в светлината сензорни клетки на човешката ретина. Те поглъщат различни електромагнитни светлинни вълни и превръщат тези стимули в биоелектрично възбуждане. При наследствени заболявания като ретинит пигментоза или конусовидна дистрофия, фоторецепторите загиват малко по малко до слепота на се случи.
Какво представляват фоторецепторите?
Фоторецепторите са чувствителни към светлина сензорни клетки, които са специализирани за зрителния процес. Електрически потенциал се генерира от светлината в сензорните клетки на окото. Човешкото око съдържа три различни вида фоторецептори. В допълнение към пръчките, те включват конуси и фоточувствителни ганглий клетки. Биологията прави разлика между фотоклетките на гръбначни и безгръбначни. Деполяризацията се извършва във фотоклетките на безгръбначни. Това означава, че клетките реагират на светлина, като понижават напрежението си. За разлика от тях, хиперполяризацията се извършва при тези на гръбначните животни. Затова техните фоторецептори увеличават напрежението си, когато са изложени на светлина. За разлика от тези на безгръбначните, фоторецепторите на гръбначните са вторични рецептори. Преобразуването на стимула в потенциал за действие следователно се провежда извън рецептора. В допълнение към хората и животните, растенията съдържат и фоторецептори, които се противопоставят на разпространението на светлина.
Анатомия и структура
Има около 120 милиона пръчки на ретина на окото. Конусите се събират на около 6 милиона от около един милион ганглий клетки в окото, около един процент е фоточувствителен. Най-чувствителните към светлина фоторецептори са пръчките. The сляпо петно на окото не съдържа рецептори, освен шишарките. Следователно човек всъщност трябва да види дупка, където сляпо петно се намира. Това не е така само защото мозък запълва празнината с перцептивни спомени. Пръчките на ретината съдържат така наречените дискове. Конусите, от друга страна, съдържат мембранни гънки. В тези зони те са оборудвани с така наречената визуална лилава. Като цяло пръчките и конусите имат подобна структура. Всеки от тях има външен сегмент, в който се изпълняват най-важните им задачи. Външните сегменти на конусите са конични и по-широки от дългите и тесни външни сегменти на пръчките. Цилиумът или издатината на плазмената мембрана свързва всеки от външния и вътрешния сегмент на рецепторите. Всеки от вътрешните сегменти се състои от елипсоид и миоид с ендоплазмен ретикулум. Външният гранулиран слой на фоторецепторите свързва клетъчното тяло с ядрото. An аксон със синаптичен край във форма на лента или плоча се прикрепя към всяко клетъчно тяло. Тези синапси се наричат още панделки.
Функция и задачи
Електромагнитните светлинни вълни се преобразуват в биоелектрично възбуждане от фоторецепторите на човешкото око. По този начин функцията на трите вида фоторецептори е да абсорбират и преобразуват светлината. Този процес е известен още като фототрансдукция. За целта рецепторите абсорбират фотоните на светлината и инициират сложна, биохимична реакция за промяна на мембранния потенциал. Промяната в потенциала съответства на хиперполяризация при гръбначните животни. Трите различни типа рецептори имат различни абсорбция граници и по този начин се различават по своята чувствителност към определени дължини на вълните. Основната причина за това е различният визуален пигмент във всеки тип клетка. По този начин трите типа се различават донякъде по своята функция. The ганглий клетките например регулират дневно-нощния ритъм. Пръчките и конусите, от друга страна, играят роля при разпознаването на изображения. Пръчките са отговорни главно за светло-тъмно зрение. Конусите, от друга страна, играят роля само на дневна светлина и дават възможност за разпознаване на цветовете. Фототрансдукцията се извършва във всеки от външните сегменти на фоторецепторите. В тъмнина повечето фоторецептори са в нестимулирано състояние и имат нисък мембранен потенциал в покой поради отвореността им натрий канали. В покой те освобождават за постоянно невротрансмитер глутамат. Въпреки това, веднага щом светлината попадне в окото, отвореното натрий канали се затварят. В резултат на това потенциалът на клетките се увеличава и се осъществява хиперполяризация. По време на тази хиперполяризация рецепторната активност се инхибира и се освобождават по-малко предаватели. Това ретроградно издание на глутамат отваря йонните канали на биполярните и хоризонталните клетки надолу по веригата. Импулсът от фоторецепторите се предава чрез отворените канали към нервните клетки, които след това активират самите ганглионни и амакринни клетки. По този начин сигналът от рецепторите се предава на мозък, където се оценява с помощта на визуални спомени.
Болести
По отношение на фоторецепторите на човешкото око могат да се появят много видове оплаквания и заболявания. Много от тях се проявяват като прогресивна загуба на зрение. Например, конусовидната дистрофия е форма на наследствена дистрофия на ретината, която кара фоторецепторите да загинат. При това наследствено заболяване пациентът непрекъснато губи конуси и пръчки поради отлагане на пигмент на ретината. Този процес се проявява в ранните етапи като намалена зрителна острота, повишена чувствителност към светлина и начален цвят слепота. Чувствителността в централното зрително поле намалява. В по-късния ход заболяването атакува и периферното зрително поле. Симптоми като нощ слепота може да се развие. След известно време пациентът вероятно ще ослепее напълно. Ретиналната пигментоза, известна също като дистрофия на конусовидни пръчки, трябва да се разграничава от това заболяване. При тази форма на ретинално заболяване симптомите са същите като при дистрофия на конусовидни пръчки, но симптомите са обърнати. Това означава, че ретинит пигментоза за първи път се проявява в нощна слепота, докато нощната слепота за конусовидна болест е симптоматична само в по-късния курс. Курсът на пигментозата на ретината обикновено е по-малко тежък от този на конусовидната дистрофия. В допълнение към тези дегенеративни заболявания, сензорните клетки на зрителната система също могат да бъдат засегнати от , или да бъдат повредени от инциденти.
