fotoreceptory

fotoreceptory sú senzorické bunky špecializované na svetlo na ľudskej sietnici. Absorbujú rôzne elektromagnetické svetelné vlny a premieňajú tieto podnety na bioelektrickú excitáciu. Pri dedičných chorobách, ako je napríklad retinitída pigmentóza alebo dystrofia kužeľových tyčí, fotoreceptory hynú postupne kúsok, až kým nenastane slepota.

Čo sú PR?

Fotoreceptory sú senzorické bunky citlivé na svetlo, ktoré sa špecializujú na proces videnia. Potenciál elektrického napätia sa vytvára zo svetla v senzorických bunkách oka. Ľudské oko obsahuje tri rôzne typy fotoreceptorov.

Okrem tyčí sem patria aj kužele a fotosenzitívne gangliové bunky. Biológia rozlišuje medzi fotobunkami stavovcov a bezstavovcov. Depolarizácia sa uskutočňuje v fotobunkách bezstavovcov. To znamená, že bunky reagujú na svetlo znížením napätia. U stavovcov sa však vyskytuje hyperpolarizácia. Vaše fotoreceptory zabezpečujú zvýšenie napätia, keď je svetlo.

Na rozdiel od bezstavovcov sú fotoreceptory stavovcov sekundárne receptory. Transformácia stimulu na akčný potenciál sa preto uskutočňuje iba mimo receptor. Rastliny okrem ľudí a zvierat obsahujú aj fotoreceptory, aby boli schopné pôsobiť proti dopadu svetla.

Anatómia a štruktúra

Na sietnici oka je asi 120 miliónov tyčiniek. Šišky tvoria až okolo 6 miliónov z približne jedného milióna gangliových buniek v oku, približne jedno percento je citlivé na svetlo. Najcitlivejšie na svetlo citlivé fotoreceptory sú tyčinky. Slepá škvrna oka neobsahuje žiadne receptory okrem kužeľov.

Preto by ľudia mali skutočne vidieť dieru, kde je slepá škvrna. To jednoducho nie je tak, pretože mozog zapĺňa prázdnotu vnímavými spomienkami. Tyčinky sietnice obsahujú takzvané disky. Kužele však obsahujú membránové záhyby. V týchto oblastiach sú vybavené tzv. Vizuálnou fialovou. Celkovo majú tyče a kužele podobnú štruktúru. Každý z nich má vonkajší segment, v ktorom sa vykonávajú najdôležitejšie úlohy.

Vonkajšie segmenty kužeľov majú kónický tvar a sú širšie ako dlhé a úzke vonkajšie segmenty tyčí. Vonkajšie a vnútorné segmenty receptorov spája riasina, t.j. výbežok plazmatickej membrány. Vnútorné segmenty pozostávajú vždy z elipsoidu a myoidu s endoplazmatickým retikulom. Vonkajšia granulovaná vrstva fotoreceptorov spája telo bunky s bunkovým jadrom. K telu bunky sa pripája axón so synaptickým koncom v tvare stuhy alebo platne. Tieto synapsie sa nazývajú aj stuhy.

Funkcia a úlohy

Elektromagnetické vlny svetla sú fotoreceptormi ľudského oka premieňané na bioelektrickú excitáciu. Funkciou všetkých troch typov fotoreceptorov je absorbovať a konvertovať svetlo. Tento proces je známy aj ako fototransdukcia. Aby to bolo možné dosiahnuť, receptory zachytávajú fotóny svetla a iniciujú komplexnú biochemickú reakciu na zmenu membránového potenciálu. Zmena potenciálu zodpovedá hyperpolarizácii na stavovcoch.

Tri rôzne typy receptorov majú rôzne absorpčné limity, a preto sa líšia z hľadiska ich citlivosti na určité vlnové dĺžky. Hlavným dôvodom je rozdielny vizuálny pigment v jednotlivých typoch buniek. To znamená, že tieto tri typy sa trochu líšia vo svojej funkcii. Gangliové bunky napríklad regulujú rytmus deň-noc. Tyčinky a kužele na druhej strane zohrávajú úlohu pri rozpoznávaní obrazu. Tyče sú primárne zodpovedné za videnie svetlom a tmou.

Kužele, na druhej strane, hrajú úlohu iba pri dennom svetle a umožňujú rozpoznávanie farieb. Transdukcia fotografií sa uskutočňuje vo vonkajších segmentoch fotočlánkov. V tme je väčšina fotoreceptorov v nestimulovanom stave a má nízky pokojový membránový potenciál v dôsledku otvorených sodíkových kanálov. Keď ste v pokoji, natrvalo uvoľníte neurotransmiter glutamát. Akonáhle však svetlo dopadne do oka, otvorené sodíkové kanály sa zatvoria. Potenciál buniek sa zvyšuje a dochádza k hyperpolarizácii.

Počas tejto hyperpolarizácie je aktivita receptora inhibovaná a uvoľňuje sa menej vysielačov. Toto klesajúce uvoľňovanie glutamátu otvára iónové kanály za bipolárnymi a horizontálnymi bunkami. Impulz z fotoreceptorov sa prenáša cez otvorené kanály do nervových buniek, ktoré potom aktivujú samotné bunky ganglií a amakrin. Signál z receptorov sa posiela do mozgu, kde sa hodnotí pomocou vizuálnych spomienok.

Svoje lieky nájdete tu

choroby

Pokiaľ ide o fotoreceptory ľudského oka, môžu vzniknúť rôzne choroby a choroby. Mnohé z nich sa prejavujú ako progresívna strata zraku. Napríklad kužeľová dystrofia je forma dedičnej retinálnej dystrofie, ktorá spôsobuje, že fotoreceptory hynú.

S týmto dedičným ochorením pacient neustále stráca kužele a tyčinky prostredníctvom usadenín pigmentu sietnice. Tento proces sa prejavuje v ranej fáze ako znížená ostrosť zraku, zvyšujúca sa citlivosť na svetlo a zvyšujúca sa slepota farieb. Citlivosť v centrálnom zornom poli klesá. Neskôr choroba tiež útočí na periférne zorné pole. Môžu sa objaviť príznaky, ako je nočná slepota. Po chvíli je pravdepodobné, že pacient úplne oslepne.

Sietnica pigmentosa, tiež známa ako dystrofia tyčiniek a tyčí, sa musí od tohto ochorenia odlišovať. Nakoniec sa u tejto formy retinálnej choroby vyskytujú rovnaké príznaky ako pri dystrofii kuželových tyčí, ale príznaky sú opačné. To znamená, že retinitída pigmentosa sa najprv prejavuje ako nočná slepota, zatiaľ čo nočná slepota pri ochoreniach na tyčinky a kužele je až neskôr symptomatická.

Priebeh sietnice pigmentosa je zvyčajne menej závažný ako priebeh dystrofie z tyčiniek. Okrem týchto degeneratívnych chorôb môžu byť senzorické bunky zariadenia na vizuálne vnímanie tiež postihnuté zápalom alebo môžu byť poškodené nehodami.