Fotoreceptoriai yra šviesai specializuotos jutiminės ląstelės žmogaus tinklainėje. Jie sugeria įvairias elektromagnetines šviesos bangas ir paverčia šiuos dirgiklius bioelektriniu sužadinimu. Sergant paveldimomis ligomis, tokiomis kaip retinitis pigmentosa arba kūgio-lazdelės distrofija, fotoreceptoriai po truputį žūva iki aklumas atsiranda.
Kas yra fotoreceptoriai?
Fotoreceptoriai yra šviesai jautrios jutimo ląstelės, kurios specializuojasi regėjimo procese. Elektrinis potencialas susidaro iš šviesos jutimo akies ląstelėse. Žmogaus akyje yra trys skirtingi fotoreceptorių tipai. Be strypų, jie apima kūgius ir šviesai jautrius ganglionas ląstelių. Biologija išskiria stuburinių ir bestuburių fotoelementus. Depoliarizacija vyksta bestuburių fotoelementuose. Tai reiškia, kad ląstelės reaguoja į šviesą, mažindamos savo įtampą. Priešingai, hiperpoliarizacija vyksta stuburiniams. Todėl jų fotoreceptoriai padidina įtampą veikiami šviesos. Skirtingai nuo bestuburių, stuburinių fotoreceptoriai yra antriniai receptoriai. Dirgiklio pavertimas an Veiksmo potencialas todėl vyksta už receptoriaus ribų. Be žmonių ir gyvūnų, augaluose taip pat yra fotoreceptorių, kurie priešinasi šviesos patekimui.
Anatomija ir struktūra
Ant koto yra apie 120 mln akies tinklainė. Kūgiai sudaro apie 6 milijonus iš maždaug vieno milijono ganglionas ląstelių akyje, maždaug vienas procentas yra šviesai jautrus. Labiausiai šviesai jautrūs fotoreceptoriai yra strypai. The nematymo akyje nėra receptorių, išskyrus kūgius. Todėl žmogus iš tikrųjų turėtų pamatyti skylę, kurioje nematymo yra įsikūręs. Taip nėra tik todėl, kad smegenys užpildo spragą suvokimo prisiminimais. Tinklainės strypuose yra vadinamieji diskai. Kita vertus, kūgiuose yra membranos raukšlės. Šiose vietose jie įrengti vadinamąja vizualine violetine spalva. Apskritai, strypai ir kūgiai yra panašios struktūros. Kiekvienas iš jų turi išorinį segmentą, kuriame atliekamos svarbiausios jų užduotys. Išoriniai kūgių segmentai yra kūgiški ir platesni už ilgus ir siaurus išorinius strypų segmentus. Cilija arba plazmos membranos iškyša sujungia kiekvieną išorinį ir vidinį receptorių segmentus. Kiekvienas vidinis segmentas susideda iš elipsoido ir miooido su endoplazminiu tinklu. Išorinis granulinis fotoreceptorių sluoksnis jungia ląstelės kūną su branduoliu. An Aksonas su sinapsiniu galu juostelės ar plokštelės pavidalu pritvirtinamas prie kiekvieno ląstelės kūno. Šie sinapsės dar vadinamos juostelėmis.
Funkcija ir užduotys
Šviesos elektromagnetinės bangos žmogaus akies fotoreceptorių paverčiamos bioelektriniu sužadinimu. Taigi visų trijų fotoreceptorių tipų funkcija yra sugerti ir paversti šviesą. Šis procesas taip pat žinomas kaip fototransdukcija. Norėdami tai padaryti, receptoriai sugeria šviesos fotonus ir pradeda kompleksinę, biocheminę reakciją, kad pakeistų membranos potencialą. Potencialo pokytis atitinka stuburinių gyvūnų hiperpoliarizaciją. Trys skirtingi receptorių tipai skiriasi absorbcija ribas ir todėl skiriasi savo jautrumu tam tikriems bangos ilgiams. Pagrindinė to priežastis yra skirtingas kiekvieno tipo ląstelių regos pigmentas. Taigi trys tipai šiek tiek skiriasi savo funkcija. The ganglionas pavyzdžiui, ląstelės reguliuoja dienos ir nakties ritmą. Kita vertus, lazdelės ir kūgiai vaidina svarbų vaidmenį atpažįstant vaizdą. Strypai daugiausia yra atsakingi už šviesos ir tamsos matymą. Kita vertus, kūgiai vaidina vaidmenį tik dienos šviesoje ir leidžia atpažinti spalvas. Fototransdukcija vyksta kiekviename iš išorinių fotoreceptorių segmentų. Tamsoje dauguma fotoreceptorių yra nestimuliuojami ir turi mažą membranos ramybės būseną dėl jų atvirumo natris kanalus. Ramybės būsenoje jie visam laikui išleidžia neurotransmiteris glutamatas. Tačiau, kai tik šviesa patenka į akį, atvira natris kanalai užsidaro. Dėl to padidėja ląstelių potencialas ir vyksta hiperpoliarizacija. Šios hiperpoliarizacijos metu receptorių aktyvumas yra slopinamas ir išsiskiria mažiau siųstuvų. Šis retrogradinis leidimas glutamatas atveria pasroviui esančių bipolinių ir horizontalių ląstelių jonų kanalus. Fotoreceptorių impulsas atvirais kanalais perduodamas nervinėms ląstelėms, kurios tada pačios suaktyvina ganglijas ir amakrinines ląsteles. Taigi signalas iš receptorių perduodamas į smegenys, kur jis įvertinamas pasitelkiant vaizdinius prisiminimus.
Ligos
Kalbant apie žmogaus akies fotoreceptorius, gali pasireikšti daugybė skundų ir ligų. Daugelis jų pasireiškia kaip laipsniškas regėjimo praradimas. Pavyzdžiui, kūgio-lazdelės distrofija yra paveldima tinklainės distrofija, dėl kurios fotoreceptoriai žūva. Sergant šia paveldima liga pacientas dėl tinklainės pigmento nusėdimo nuolat praranda kūgius ir strypus. Šis procesas ankstyvosiose stadijose pasireiškia kaip sumažėjęs regėjimo aštrumas, padidėjęs jautrumas šviesai ir prasidedanti spalva aklumas. Jautrumas centriniame regėjimo lauke mažėja. Vėlesniame etape liga taip pat atakuoja periferinį regos lauką. Tokie simptomai kaip naktis aklumas gali išsivystyti. Po kurio laiko pacientas tikriausiai visiškai apaks. Tinklainės pigmentozę, dar vadinamą lazdelės-kūgio distrofija, reikia atskirti nuo šios ligos. Šios formos tinklainės ligos simptomai yra tokie patys kaip ir kūgio-lazdelės distrofijos atveju, tačiau simptomai yra atvirkštiniai. Tai reiškia retinitis pigmentosa pirmiausia pasireiškia naktinis aklumas, o naktinis aklumas nuo kūgio lazdelių ligos yra simptominis tik vėlesniame etape. Tinklainės pigmentozės eiga paprastai yra ne tokia sunki, kaip kūgio-lazdelės distrofijos. Be šių degeneracinių ligų gali paveikti regos sistemos jutimo ląstelės uždegimas arba sugadinti dėl nelaimingų atsitikimų.
