Какой из пигментов содержится в палочках

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.

Колбочки и палочки глаза

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.

Видео о строении палочек и колбочек

Симптомы поражения палочек и колбочек сетчатки

Снижение остроты зрения.
Нарушение цветовосприятия.
«Молнии» перед глазами.
Сужение поля зрения.
Пелена перед глазами.
Ухудшение сумеречного зрения.

Болезни, затрагивающие палочки и колбочки

Поражение палочек и колбочек глаза возможно при различных патологиях сетчатки:

Гемералопия («куриная слепота»).
Макулодистрофия.
Пигментная абиотрофия сетчатки.
Дальтонизм.
Отслойка сетчатки.
Воспаление сетчатки (ретинит, хориоретинит).

Источник

Зрение – первое чувство, применяемое человеком для познания внешнего мира.

Сначала человек смотрит на объект интереса, затем трогает, ощущает, нюхает или пробует.

Это настолько естественный процесс, что трудно поверить в сложность его реализации зрительной системой. Она сложна, но от этого не менее интересна. Создание изображения претерпевает много этапов создания, один из которых – восприятие и обработка цветовых и световых раздражителей и превращение их в нервный импульс. Этой цели служит сетчатка глаза. Эта тонкая пластинка – самая важная составляющая глазного яблока, она является началом зрительного анализатора.

Сетчатка содержит множество чувствительных волокон, воспринимающих внешние раздражители. Волокна объединены в 3 нервных пучка:

первый – палочки и колбочки;
второй – биполярные клетки;
третий – ганглионарные клетки.

Палочки и колбочки отвечают за фоторецепцию сетчатки и находятся в ее наружном слое.

Строение колбочек

Колбочки представляют собой конусовидные рецепторы, сосредоточенные в центре сетчатки. Это мелкие нейроны длиной до 50 мкм, диаметром 1-4 мкм. У здорового человека их насчитывается около 7 млн. клеток. Колбочки, как самостоятельные структуры, состоят из отельных частей, каждая из которых выполняет соответствующую функцию. 4 части колбочки:

наружная часть;
перетяжка;
внутренний сегмент;
синапс.

Палочки и колбочки сетчатки глаза Наружный сегмент наполнен плазматическими складками. Они называются мембранными полудисками. На их поверхности содержится светочувствительный пигмент – йодопсин. Засвеченные пигментом верхушечные складки подвергаются утилизации. На их месте образуются новые полудиски их вновь отделившейся мембраны – происходит процесс регенерации, клеточка обновляется. Полностью обновленный состав мембранный полусфер сменяется каждые 10 дней.

Перетяжка – часть наружной мембраны, играет связующую роль между наружным и внутренним частями. Сообщение между сегментами происходит посредством ресничек и цитоплазмы.

Внутренняя часть клетки представляет собой скопление митохондрий и рибосом. Эта часть отвечает за синтез и передачу энергии для работы зрительного анализатора. На рибосомах синтезируется белок, необходимый для постоянного обновления мембранных полусфер и пигмента. Ядро клетки также располагается во внутреннем сегменте.

Все нервные клетки передают импульсы через специальные контакты – синапсы. Колбочки – не исключение. Посредством синапса происходит передача сигнала биполярным клеткам.

Функции колбочек

Колбочки несут ответственность за четкость и восприятие цвета, улавливают резкие движения. Обладают функцией поглощения цветовых сигналов благодаря пигменту йодопсину. Пигмент покрывает дисковидные складки наружного сегмента фоторецептора. Йодопсин одинаков не во всех клетках. Именно по разновидности пигмента и их функциям разработаны трехкомпонентная и двухкомпонентная теории восприятия цвета.

Трехкомпонентная теория цветовосприятия

Цветоощущение помогает человеку видеть картину мира во всех красках. Цветовая радуга состоит из множества электромагнитных сигналов различной длины, отвечающие за воспроизведение того или иного цвета. Глаз улавливает эти раздражители.

Палочки и колбочки сетчатки глаза В соответствии с длиной волны различают 3 типа цветового спектра:

красно-оранжевый – длинная волна излучения;
желто-зеленый – средняя волна излучения;
сине-фиолетовый – короткая волна излучения.

Каждая колбочка поглощает определенный луч раздражения, соответственный представленным типам. Происходит это из-за различий составляющего пигмента йодопсина. В зависимости от способности улавливать цветовой луч определённой длины и типа пигмента центральные фоторецепторы делятся на 3 вида: S, M и L-колбочки.

S-рецепторы (сокращение от «short») восприимчивы к коротковолновому спектру длиной 440-450 нм. Зрительный пигмент – цианолаб. Клетки располагаются преимущественно по периферии сетчатки, их количество минимально.

М-тип (medium) поглощает волны средней длины – 535 нм. Действующий пигмент – хлоролаб. L-колбочки (long) чувствительны к длинным волнам цветовой гаммы – 570 нм. Основной пигмент – эритролаб. M и L-клетки составляют основную часть цветовой рецепции и расположены в желтом пятне сетчатки. На этом основано правило трехкомпонентного цветоощущения – теория Юнга-Гельмгольца. Она была разработана М.В. Ломоносовым, в дальнейшем доработана учеными Томасом Юнгом и Германом Гельмгольцем.

Двухкомпонентная теория цветовосприятия

Двухкомпонентная, или нелинейная, теория цветоощущения предполагает наличие только 2 видов пигмента – эритролаба и хлоролаба, и соответствующих им колбочек. Функцию восприятия сине-фиолетовой ветки цветовой гаммы берут на себя палочки. В пользу двухкомпонентной теории говорит неполное изучение и недоказанная роль пигмента цианолаба в зрительном акте.

Строение палочек

Цилиндрообразные светочувствительные клетки имеют длину 0,06 мм и диаметр 0,002 мм. Они сосредоточены по периферии сетчатки. Чем ближе к центру, тем скуднее скопление палочек. По количеству они превосходят колбочки в 17 раз – их насчитано около 120 млн. По строению фоторецепторные клетки схожи. Палочки, как и колбочки, состоят из наружного и внутреннего сегментов, перетяжки, или реснички, и базальной части.

Внешняя часть клетки содержит мембранные диски с молекулами родопсина. Это специфический пигмент палочек, обладающий высокой чувствительностью к свету. Благодаря родопсину палочки восприимчивы к лучам даже в 2 фотона. При ярком освещении функции пигмента слабеют, но восстанавливаются в темноте, улавливая мельчайшие источники света.

Внутренняя часть отвечает за производство и распространение энергетического потенциала клетки, синтез белка для постоянного обновления пигментных дисков.

Базальная область содержит нервные окончания, с помощью которых палочки сообщаются с биполярными клетками. Каждая биполярная клетка (2 пучок нейронов сетчатки) соединена с несколькими палочками одновременно. Далее, несколько биполярных клеток объединены одной ганглионарной клеткой. Последняя «обобщает» сумму сигналов от первых двух пучков и обеспечивает высокую чувствительность к наименьшему количеству света.

Функции палочек

Палочки обеспечивают периферическое и ночное зрение. Они чувствительны к фиолетово-синей гамме цветового спектра. Поэтому в темноте предметы отдают черно-синими переливами. Способности к цветовому восприятию колбочек падают ночью, на их месте активную работу начинают палочки. Поэтому цвета в темное время суток не различимы, и человек видит только очертания окружающих предметов.

Заключение

Глаз – достаточно сложная структура, выполняющая множество функций одновременно. Цель – четкое цветное зрение. Согласованная работа фоторецепторов делает возможным полноценное зрение. Человек видит яркую картину мира, различает мельчайшие детали и оттенки, легко ориентируется в дневное и ночное время суток. Вся прелесть видения была бы невозможна без отлаженного непрерывного взаимодействия маленьких помощников – палочек и колбочек.

Полезное видео

Была ли статья полезной?
Оцените материал по пятибальной шкале!

Если у вас остались вопросы или вы хотите поделиться своим мнением, опытом — напишите комментарий ниже.

Что еще почитать

Источник

Основной отдел зрительного анализатора представляет сетчатка глаза. Именно здесь происходит восприятие световых электромагнитных волн, их трансформация в нервные импульсы и дальнейшая передача в зрительный нерв. Дневное (цветовое) и ночное зрение обеспечивают особыми рецепторами сетчатки. В совокупности они образуют фотосенсорный слой. В зависимости от формы подобные рецепторы называют палочки и колбочки.

Палочки и колбочки Функции палочек и колбочек

В этой статье мы постарались более детально разобраться с вопросом, где находятся палочки и колбочки и разобрались, какие они выполняют функции.

Общие сведения

Гистологически на сетчатке глаза можно выделить 10 клеточных слоев. Светочувствительный слой состоит из специальных фоторецепторов, которые представляют собою особые образования нейроэпителиальных клеток. В них содержаться уникальные зрительные пигменты, которые поглощают световые волны определенной длины. Палочки и колбочки располагаются на сетчатке неравномерно. Основная часть колбочек чаще всего расположена по центру. Палочки в свою очередь обычно расположены на периферии. К дополнительным отличиям можно отнести:

Палочки необходимы для обеспечения ночного зрения. Это означает, что они ответственны за восприятие света в условиях пониженного освещения. Соответственно, с помощью палочек человек сможет видеть предметы только в черно-белом изображении.
Колбочки обеспечивают остроту зрения на протяжении всего дня. С их помощью каждый человек может видеть окружающий мир в цветном изображении.

Палочки чувствительны только к тем волнам, длина которых не превышает 500 нм. Однако, они остаются активными, даже когда фотонный поток понижен. Колбочки можно считать более чувствительными, и они способны воспринимать все цветовые сигналы. Однако, для их возбуждения порой может потребоваться свет с гораздо большей интенсивностью.

В темное время суток зрительную работу осуществляют палочки. В результате этого человек может хорошо видеть очертания предметов, но просто не сможет различить их цвет. При нарушении функции фоторецепторов могут возникнуть следующие проблемы и патологии зрения:

нарушение восприятия цвета;
различные воспалительные заболевания сетчатки;
расслоение оболочки сетчатки;
нарушение сумеречного зрения;
светобоязнь.

Колбочки

У людей с хорошим зрением в каждом глазу присутствует около миллиона колбочек. Их длина составляет 0,05 мм, а ширина 0,004 мм. Чувствительность к потоку лучей у них невелика. Однако, все они качественно будут воспринимать цветовую гамму, включая различные оттенки.

Фоторецепторы колбочки

Также они отвечают за возможность распознавания движущихся объектов, поэтому намного лучше реагируют на динамику освещения.

Строение колбочек

В колбочках присутствует три основных сегмента и перетяжка:

Наружный сегмент. Он включает в себя чувствительный к свету пигмент йодопсин, который располагается в полудисках – складках плазматической мембраны. Этот участок фоторецепторных клеток постоянно обновляется.
Перетяжка – образуется плазматической мембраной и служит для передачи энергии из внутреннего сегмента вовне. Если рассмотреть ее более детально тогда можно заметить, что она представляет так называемые реснички, осуществляющие эту связь.
Внутренний сегмент. Это область активного обмена веществ. Здесь располагаются митохондрии – энергетическая база клеток. В этом сегменте также происходит интенсивное высвобождение энергии, которая нужна для осуществления зрительного процесса.
Синаптическое окончание представляет собою область синапсов. Эти контакты между клетками в дальнейшем будут передавать нервные импульсы в зрительный нерв.

Трехкомпонентная гипотеза цветовосприятия

Уже многим известно, что в колбочках присутствует специальный пигмент, йодопсин, который позволяет воспринимать весь цветовой спектр. Согласно трехкомпонентной гипотезе цветного зрения существует три вида колбочек. В каждом определенном виде присутствует свой тип йодопсина, который воспринимает только свою часть спектра:

L – тип содержит в себе пигмент под названием эритролаб и устанавливает длинные волны, а именно красно-желтую часть спектра.
M – тип содержит пигмент хлоролаб и способен воспринимать средние волны, которые излучает желто-зеленая область спектра.
S – содержит пигмент цианолаб и реагирует только на короткие волны, воспринимая синюю часть спектра.

Важно знать! На сегодняшний день многие ученые занимаются проблемами современной гистологии и отмечают неполноценность трехкомпонентной гипотезы цветовосприятия. Это связано с тем, что еще не найдено подтверждение существованию трех видов колбочек. Также еще не обнаружили пигмент, которому заранее присвоили название цианолаб.

Двухкомпонентная гипотеза цветовосприятия

Если верить этой гипотезе тогда можно понять, что все колбочки сетчатки содержат в себе эритолаб, а также хлоролаб. Поэтому они прекрасно могут воспринимать длинную и среднюю часть спектра. Короткую часть спектра в этом случае воспринимает пигмент родопсин, который содержится в палочках.

В пользу подобной теории может выступить тот факт, что люди, которые не способны воспринимать короткие волны спектра, одновременно страдают нарушениями зрения в условиях плохой освещенности. Подобная патология имеет название «куриная слепота».

Палочки

Если рассмотреть палочки более детально, то можно заметить, что они имеют вид вытянутых цилиндров длиною около 0.06 мм. У взрослого человека в каждом глазу присутствует около 120 миллионов таких рецепторов. Они заполняют собою всю сетчатку концентрируясь при этом на периферии.

Фоторецептор палочки

Пигмент, который обеспечивает палочкам достаточно высокую чувствительность к свету имеет название родопсин или зрительный пурпур. На ярком свету подобный пигмент выцветает и полностью теряет свою способность. В этот момент он будет восприимчивым только к коротким световым волнам, которые составляют синюю область спектра. В темноте его цвет и качества постепенно восстанавливаются.

Строение палочек

Строение палочек практически ничем не отличается от строения колбочек. В них присутствует 4 основные части:

Наружный сегмент с мембранными дисками включает в себя пигмент родопсин.
Связывающий сегмент или ресничка обеспечивает надежный контакт между наружным и внутренним отделом.
Внутренний сегмент включает в себя митохондрии. Здесь будет идти процесс выработки энергии.
Базальный сегмент содержит нервные окончания и осуществляет передачу импульсов.

Чувствительность подобных рецепторов к воздействию фотонов позволяет преобразовывать световое раздражение в нервное возбуждение и передавать его в головной мозг. Таким образом осуществляется процесс восприятия световых волн человеческим глазом – фоторецепция.

Выводы

Как видите, человек является единственным из живых существ кто может воспринимать окружающий мир во всем многообразии красок. Сохранить уникальную способность на длительные годы поможет надежная защита органов зрения от вредных воздействий, а также профилактика нарушений зрения. Надеемся, что эта информация была полезной и интересной.

Рекомендуем ознакомиться: строение глазницы.

Источник