مخروط: ساختار ، عملکرد و بیماری ها

مخروط ها گیرنده های نوری هستند شبکیه چشم مسئول رنگ و دید تیز است. آنها بسیار تمرکز در لکه زرد، ناحیه دید رنگی و همچنین ناحیه تیز بینایی. انسان ها دارای سه نوع مختلف مخروط هستند که هرکدام حداکثر حساسیت خود را در محدوده فرکانس آبی ، سبز و قرمز دارند.

مخروط ها چیست؟

منطقه تیز بینایی در شبکیه چشم انسان متمرکز شده است لکه زرد (fovea centralis) با قطر حدود 1.5 میلی متر. در همان زمان ، دید رنگی نیز در fovea centralis واقع شده است. لکه زرد برای "نگاه مستقیم" در محور بینایی چشم قرار دارد و مجهز به حدود 140,000،563 گیرنده نوری رنگی در هر میلی متر است. اینها به اصطلاح مخروط L- ، M- و S هستند ، که بیشترین حساسیت به نور را در محدوده زرد-سبز ، سبز و بنفش آبی دارند. اگرچه حداکثر حساسیت مخروطهای L 0.33 نانومتر در محدوده زرد-سبز است ، اما محدوده قرمز را نیز به خود اختصاص می دهند ، به طوری که معمولاً گیرنده های قرمز نامیده می شوند. در داخلی ترین قسمت fovea centralis ، foveola ، که فقط حدود 6 میلی متر قطر دارد ، فقط مخروط های M و L وجود دارد. در مجموع ، حدود 120 میلیون گیرنده رنگ (مخروط) در شبکیه چشم وجود دارد. علاوه بر مخروط ها ، شبکیه عمدتا در خارج از لکه زرد با حدود XNUMX میلیون گیرنده نوری اضافی ، اصطلاحاً میله ها مجهز شده است. ساختار آنها به مخروط شبیه است ، اما نسبت به نور بسیار حساس ترند و فقط می توانند رنگ های روشن و تاریک را از هم تشخیص دهند. آنها همچنین نسبت به اشیا moving در حال حرکت در قسمت بینایی محیطی ، یعنی در خارج از fovea centralis بسیار حساس هستند.

آناتومی و ساختار

سه نوع مختلف مخروط و میله ها که فقط در یک نوع در شبکیه وجود دارند ، در عملکرد خود به عنوان گیرنده های نوری ، بسته های نور دریافتی را به سیگنال های عصبی الکتریکی تبدیل می کنند. با وجود وظایف کمی متفاوت ، همه گیرنده های نوری مطابق با همان اصل عمل بیوشیمیایی-فیزیکی کار می کنند. مخروط ها از یک بخش خارجی و داخلی ، هسته و سیناپس برای ارتباط با سلول های دو قطبی تشکیل شده اند. بخشهای بیرونی و داخلی سلولها توسط سیلیوم ثابت ، سیلیوم اتصال دهنده به هم متصل می شوند. سیلیوم از میکروتوبولها در یک آرایش غیرآهنی (چند ضلعی نه طرفه) تشکیل شده است. میکروتوبول ها برای ایجاد ثبات مکانیکی در اتصال بین بخش های بیرونی و داخلی و انتقال مواد کار می کنند. قسمت خارجی مخروط ها دارای تعداد زیادی حمله غشایی است که اصطلاحاً دیسک نامیده می شود. آنها وزیکولهای تخت و متراکم تشکیل می دهند ، که - بسته به نوع آنها - حاوی رنگدانه های بصری خاصی هستند. بخش داخلی با هسته سلول قسمت فعال متابولیکی گیرنده نوری را تشکیل می دهد. در شبکه آندوپلاسمی سنتز پروتئین رخ می دهد و در هسته تعداد زیادی از میتوکندری مراقبت می کند سوخت و ساز انرژی. هر مخروط از طریق سیناپس با سلول دو قطبی "خود" تماس دارد ، به طوری که مرکز بینایی در مغز می تواند یک پیکسل جداگانه برای هر مخروط نمایش دهد ، دید واضح با وضوح بالا را امکان پذیر می کند.

وظایف

مهمترین وظیفه مخروط ها انتقال نیرو های نوری ، تبدیل محرک های نور دریافتی به یک فشار عصبی الکتریکی است. انتقال به طور عمده در بخش خارجی مخروط به شکل یک "آبشار انتقال سیگنال بصری" پیچیده انجام می شود. نقطه شروع یدوپسین است که از اپسین مخروطی تشکیل شده است ، قسمت پروتئینی یک رنگدانه بصری متفاوت بسته به نوع مخروط و شبکیه ، یک ویتامین A مشتق. یک فوتون حادث شده از طول موج "راست" منجر به تبدیل شبکیه به شکل دیگری می شود ، و باعث می شود دو جز molec مولکولی دوباره از هم جدا شوند و اپسین فعال شود ، و باعث ایجاد یک آبشار از واکنش ها و تبدیل های بیوشیمیایی می شود. دو ویژگی در اینجا مهم است. تا زمانی که یک مخروط پالس های نوری از موج طولی را دریافت نکند که نوع یدوپسین آن را پاسخ دهد ، مخروط به طور مداوم تولید می کند انتقال دهنده عصبی نمک اسید گلوتامیک. اگر آبشار انتقال سیگنال با ورودی نور مناسب آغاز شود ، آزاد می شود نمک اسید گلوتامیک مهار شده و باعث بسته شدن کانالهای یونی در سلول دو قطبی متصل به سیناپس می شود. این نتایج منجر به پتانسیل های عمل جدید در شبکیه پایین دست می شود گانگلیون سلول ها ، که به عنوان تکانه های الکتریکی برای پردازش بیشتر به مراکز بینایی CNS منتقل می شوند. بنابراین ، سیگنال واقعی با فعال کردن یک تولید نمی شود انتقال دهنده عصبی، اما به دلیل مهار آن. ویژگی دیگر این است که برخلاف اکثر تکانه های عصبی ، جایی که "اصل همه یا هیچ" وجود دارد ، در انتقال سلول دو قطبی می تواند سیگنال های تدریجی تولید کند ، بسته به استحکام از مهار نمک اسید گلوتامیک. بنابراین استحکام از سیگنال ساطع شده توسط سلول دو قطبی مربوط به قدرت بروز نور در مخروط مربوطه است.

بیماری

شایعترین علائم اختلال عملکرد همراه با مخروط در شبکیه چشم کمبود دید رنگ ، رنگ است کوری، و اختلال در بینایی کنتراست و حتی از دست دادن میدان دید. در کمبود دید رنگ ، نوع مخروط مربوطه عملکردی محدود دارد ، در حالی که رنگی است کوری، مخروط ها وجود ندارند یا یک عملکرد کامل دارند. نقص بینایی ممکن است مادرزادی یا اکتسابی باشد. شایع ترین کمبود بینایی رنگی در ژنتیک ، کمبود سبز (دوترانوپیا) است. این بیماری عمدتا در مردان به دلیل نقص ژنتیکی در کروموزوم X رخ می دهد. حدود 8٪ از جمعیت مرد مبتلا هستند. درک کم رنگ از رنگ در محدوده آبی تا زرد شایع ترین نقص بینایی در از دست دادن بینایی رنگ است که توسط ضایعات موجود در عصب باصره به دلیل یک تصادف ، ضربه or مغز تومور در بعضی موارد ، دیستروفی میله ای میله ای مخروطی (ZSD) با علائم آهسته پیشرونده و از بین رفتن میدان بینایی وجود دارد. این بیماری از لکه زرد آغاز می شود و در ابتدا باعث تخریب مخروط ها می شود و فقط بعداً با گسترش دیستروفی به سایر قسمت های شبکیه ، میله ها آسیب می بینند.