Что фиксируют лучи на сетчатку глаза
Дисклеймер: многабукаф и сложных, умных и длинных слов.
За восприятие зрительного сигнала в НСП отвечает фоторецепторный пигмент родопсин, поглощающий квант света и перестраивающий себя. В процессе передачи сигнала на плазматическую мембрану принимают участие четыре белка: родопсин, трансдуцин, фосфодиэстераза сGMP и cGMP-зависимый катионный канал, а cGMP, являясь вторичным мессенджером, непосредственно передает сигнал с мембраны дисков на наружную плазматическую мембрану. Электрофизиологический ответ фоторецепторной клетки на световой стимул длится в течение сотен миллисекунд, а затем прекращается благодаря существования в НСП механизмов, ответственных за выключение фосфодиэстеразного каскада и восстановление темнового состояния.
А теперь вот тут вот всё подробно:
Как палочки, так и колбочки содержат светочувствительные пигменты – рецепторы светового излучения. Во всех палочках человека пигмент один и тот же; колбочки делятся на три типа, каждый из них со своим особым зрительным пигментом. Эти четыре пигмента чувствительны к различным длинам световых волн, и в случае колбочек эти различия составляют основу цветного зрения. В палочках большая часть зрительного пигмента (называемого родопсином) локализована в мембране фоторецепторных дисков. Под воздействием света молекула родопсина поглощает единственный квант видимого света (фотон), что приводит к химической перестройке зрительного рецептора.
В результате поглощения кванта света молекулой родопсина и последующих за этим биохимических реакций происходит закрытие катионных (Na+/Са2+) каналов, что приводит к уменьшению темнового тока и гиперполяризации (увеличению наружного положительного заряда) плазматической мембраны клетки. Свет, повышая потенциал на мембране рецепторной клетки (гиперполяризуя ее), уменьшает выделение медиатора. Таким образом, стимуляция, как ни странно на первый взгляд, выключает рецепторы.
Первый шаг процесса фототрансдукции – поглощение кванта света фоторецепторным пигментом, родопсином и переход родопсина в фотоактивированное состояние (R —> R*).
Поглощение родопсином кванта света приводит к ряду его фотохимических превращений – фотолизу. Первичным актом в этом процессе является изомеризация 11-цис-ретиналя в полностью транс-форму. Изомеризация ретиналя является единственным светозависимым процессом в ходе светоактивации родопсина, все остальные стадии фотолиза светонезависимые, они сопряжены с конформационными перестройками в молекуле опсина и реакциями протонирования–депротонирования основания Шиффа, образованного между ретиналем и e-аминогруппой остатка лизина-296 опсина. Между поглощением фотона и изомеризацией ретиналя проходит около 200 фемтосекунд. За этим событием следует образование в течение миллисекунд нескольких промежуточных форм родопсина, каждая из которых характеризуется своим спектром поглощения. Наибольшую важность для биохимических реакций, приводящих к возникновению фоторецепторного ответа, представляет один из интермедиатов фотолиза родопсина – метародопсин II, который содержит непротонированное основание Шиффа с полностью транс-ретиналем и характеризуется значительными конформационными перестройками в сравнении с темновым родопсином.
Метародопсин II (R*) выступает в роли катализатора в процессе активации следующего белка зрительнго каскада, трансдуцина (Т). Ta находится в комплексе с молекулой GDP (Ta -GDP) и связана с димером Тbg . Комплекс (Ta -GDP)-Тbg локализуется на внешней поверхности мембраны дисков и обладает повышенным сродством к метародопсину II. В результате связывания R* с (Ta -GDP)-Тbg индуцируется обмен связанного с Ta GDP на GTP. Комплекс R*-(Ta -GDP)-Тbg быстро диссоциирует на R*, активный комплекс Ta*-GTP и Тbg . Освобождающийся R* способен активировать другую молекулу трансдуцина (рис. 2, III). Активация сотен или даже тысяч молекул трансдуцина единственной молекулой фотовозбужденного родопсина является первым этапом усиления в процессе передачи зрительного сигнала.
T*a-GTP, в свою очередь, активирует следующий белок зрительного каскада – фосфодиэстеразу (PDE) циклического GMP (cGMP). PDEa- и PDEb -субъединицы осуществляют каталитическую функцию гидролица cGMP, а PDEg-субъединица является внутренним ингибитором фермента.
По аналогии с другими рецепторными системами, сопряженными с G-белками, в системе родопсин– трансдуцин-фосфодиэстераза cGMP, PDE является эффекторным белком, а сGMP – вторичным мессенджером. Однако в отличие от большинства рецепторных систем, которые служат для передачи сигнала с внешней стороны клеточной мембраны внутрь клетки, белки зрительного каскада передают сигнал с мембраны дисков, расположенной внутри НСП, на наружную плазматическую мембрану. Рассмотрим этот процесс более подробно. В темноте PDE неактивна, и в цитоплазме палочки поддерживается высокий уровень cGMP за счет активности фермента гуанилатциклазы. В результате этого большая часть сGMP-зависимых катионных (Na+/Са2+) каналов в плазматической мембране НСП находится в открытом состоянии и катионы Na+ и Са2+ свободно диффундируют из внеклеточного пространства в цитозоль, что приводит к деполяризации плазматической мембраны. Проникающие в цитоплазму катионы Na+ удаляются из клетки Na+/K+ — ATP-азой, расположенной в теле палочки (внутреннем сегменте). Внутриклеточная концентрация Са2+ поддерживается на постоянном уровне находящимся в плазматической мембране НСП Na+/Са2+, К+ -катионообменником.
Взаимодействуя с PDE, T*a-GTP снимает ингибирующее воздействие PDEg на фермент, при этом для полной активации PDE необходимо присутствие двух молекул T*a-GTP на молекулу фермента (по одной на каждую PDEg-субъединицу). Активированная фосфодиэстераза (PDE*) гидролизует множество молекул сGMP (до трех тысяч молекул на молекулу активного фермента), и этот процесс является вторым этапом усиления зрительного сигнала. Снижение внутриклеточной концентрации сGMP приводит к закрытию cGMP-зависимых катионных каналов и гиперполяризации плазматической мембраны.
А инфа взята отсюда, только удалено всё лишнее. Если вам непонятно, бегом по ссылке и читайте полный разбор с пояснениями и рисуночками.
Источник
Первую сою статью я начну с того, что расскажу вам о зрительном органе нашего организма это глаз.
Глаз – орган зрительной системы человека, обладающий способностью воспринимать свет и обеспечивать функцию зрения. У человека через глаз поступает 90% информации из окружающего мира.
Роговица – это природная линза, это передняя, наиболее выпуклая прозрачная часть глазного яблока. Роговица не содержит кровеносных сосудов, но имеет нервные окончания. Помимо защитной функции, она также выполняет функцию преломления света.
Склера – задняя, непрозрачная, белесоватая внешняя оболочка глазного яблока, переходящая в передней части глазного яблока в прозрачную роговицу. К склере крепятся глазодвигательные мышцы.
Радужная оболочка (радужка) – это «живая» диафрагма. Находится между роговицей и хрусталиком. Имеет вид фронтально расположенного диска с отверстием (зрачком) посередине. Своим наружным краем радужка переходит в ресничное тело, а внутренним ограничивает отверстие зрачка.
Хрусталик («живая линза») — прозрачное эластичное образование в капсуле, имеющее форму двояковыпуклой линзы. Хрусталик обладает интересной особенностью – с помощью связок и мышц вокруг, он может изменять свою кривизну, что, в свою очередь, изменяет направление световых лучей.
Цилиарная мышца – внутренняя парная мышца глаза, которая обеспечивает аккомодацию. С помощью цилиарной мышцы происходит изменение кривизны хрусталика и человек может четко видеть предметы на различных расстояниях.
Стекловидное тело – гелеобразная прозрачная субстанция, расположенная в заднем отделе глаза, за хрусталиком. Поддерживает форму глазного яблока, принимает участие в преломлении световых лучей.
Сетчатка – рецепторная часть зрительного анализатора. Здесь происходят восприятие света и передача информации в центральную нервную систему.
В сетчатке мы можем найти главные для нас элементы:
· Фоторецепторы – палочки и колбочки. Представляют собой нейроны с отростками разной формы. Палочки отвечают за сумеречное и ночное зрение, колбочки – за остроту зрения и цветовосприятие (дневное зрение).
· Диск выхода зрительного нерва – место выхода из глаза зрительного нерва. Здесь нет ни палочек, ни колбочек, поэтому человек не видит этим местом. По зрительному нерву импульсы попадают в наш головной мозг, который и формирует изображение.
· Жёлтое пятно (макула) – находится на сетчатке, как правило, напротив зрачка. При нормальной работе глаза лучи света должны фокусироваться четко на макуле.
За счет чего же движется глаз ?
Он самый подвижный из всех органов человеческого организма.Различные движения глаза, повороты в стороны, вверх, вниз, обеспечивают глазодвигательные мышцы, расположенные в глазнице.Всего их 6: 4 прямые мышцы крепятся к передней части склеры и 2 косые, прикрепляются к задней части склеры.
Зрительные функции.
Зрение — это основная функция глаз, которая складывается из нескольких этапов.
Свет, который отражается от предметов, движется в глаз. Далее он проходит и преломляется через роговицу, хрусталик, стекловидное тело и попадает на сетчатку.
Бинокулярное зрение – это способность зрительной системы воспринимать изображения одновременно двумя глазами, как единый объёмный образ.
Нормальное бинокулярное зрение возможно при определённых условиях:
· согласованная работа всех глазодвигательных мышц, обеспечивающая параллельное положение глазных яблок при взгляде вдаль и соответствующее сведение зрительных осей (конвергенция) при взгляде вблизи, а также правильные ассоциированные движения глаз в направлении рассматриваемого объекта.
· расположение глаз в одной фронтальной и горизонтальной плоскости.
· острота зрения обоих глаз не менее 0,3-0,4, т.е. достаточная для формирования чёткого изображения на сетчатке.
равные величины изображений на сетчатке обоих глаз (при анизометропии до 2,0 Дптр).
Анизометропия – это когда у человека глаза имеют разную рефракцию, например, левый -2.0 Дптр, а правый -1.5 Дптр. В таком примере анизометропия составит 0,5 Дптр.
Конвергенция и дивергенция.
При рассматривании предметов, глаза человека движутся координированно. Такие движения глаз называются содружественными.
При рассматривании близко расположенных предметов зрительные оси глаз сближаются (сводятся) – этот процесс называется конвергенцией.
При рассматривании предметов вдалеке, положение зрительных осей приближается к параллельному – данное разведение осей называется дивергенция.
Аккомодация.
За счет изменения формы хрусталика происходит фокусировка изображения. Хрусталик меняет кривизну в зависимости от расстояния между глазом и предметом (аккомодация глаза).
Аккомодация – это способность глаза приспосабливаться к чёткому различению предметов, расположенных на разных расстояниях от глаза. Количественно аккомодацию характеризуют две величины: длина (расстояние между ближайшей и дальнейшей точками ясного зрения) и объём (разница в показателях рефракции глаз (в диоптриях) при установке к ближайшей и самой дальней точкам ясного видения). С возрастом, волокна хрусталика уплотняются, и эластичность уменьшается, вследствие чего способность к аккомодации снижается.
Поле зрения – пространство, воспринимаемое глазом при неподвижном взгляде. Это пространство и по горизонтали, и по вертикали!
Цветоощущение — способность человека различать цвет видимых объектов (дневное видение). За эту функцию отвечают колбочки, расположенные в сетчатке.
Светоощущение — это способность зрительного анализатора воспринимать свет и различать степени его яркости (ночное видение). Это функция, за которую отвечают палочки, расположенные в сетчатке.
Светоадаптация – это способность глаза проявлять световую чувствительность при различной освещённости. Принято различать:
· световую адаптацию, которая протекает в течение первых секунд, затем замедляется и заканчивается к концу 1-й минуты, но может увеличиваться до 3 — 5 минут в зависимости от яркости светового потока, после чего светочувствительность глаза уже не увеличивается;
темновую адаптацию — изменение световой чувствительности в процессе темновой адаптации происходит медленнее. При этом световая чувствительность нарастает в течение 20-30 мин, затем нарастание замедляется, и только к 50-60 мин достигается максимальная адаптация. Дальнейшее повышение светочувствительности наблюдается не всегда и бывает незначительным.
Длительность процесса световой и темновой адаптации зависит от уровня предшествующей освещенности: чем более резок перепад уровней освещенности, тем длительнее адаптация.
Острота зрения – это способность глаза распознавать минимальные по размеру объекты на расстоянии более 5 метров. Она, в первую очередь, зависит от правильного соотношения оптической силы глаза к его длине.
Дефекты зрения.
Миопия или близорукость — дефект зрения, при котором изображение формируется не на сетчатке, а перед ней. Коррекция миопии осуществляется рассеивающими (отрицательными) линзами.
Гиперметропия или дальнозоркость — дефект зрения, при котором изображение формируется за сетчаткой. Коррекция гиперметропии осуществляется собирающими (положительными) линзами.
Астигматизм — дефект зрения, возникающий вследствие неправильной (не сферичной) формы роговицы (реже — хрусталика). Коррекция осуществляется цилиндрическими очковыми линзами.
Пресбиопия — возрастное ослабление аккомодации глаза.
Коррекция, как правило, осуществляется офисными или прогрессивными линзами (самый удобный и современный способ). Как уже говорили выше, с возрастом волокна хрусталика уплотняются, а эластичность уменьшается, вследствие чего снижается способность к аккомодации.
P.S.
Материалы взяты из личной библиотеки.
Ставьте лайки и ждите новых статей про оптику.
Источник
Оглавление темы «Температурная чувствительность. Висцеральная чувствительность. Зрительная сенсорная система.»: Зрительная сенсорная система. Зрительное восприятие. Проецирование световых лучей на сетчатку глаза. Оптическая система глаза. Рефракция.Зрительное восприятие оставляет в памяти человека наибольшую часть его чувственных впечатлений об окружающем мире. Оно происходит в результате поглощения фоторецепторами сетчатки отраженной от окружающих предметов энергии световых лучей или электромагнитных волн в диапазоне от 400 до 700 нм. Энергия поглощенных квантов света (адекватный раздражитель) преобразуется сетчаткой в нервные импульсы, поступающие по зрительным нервам к латеральным коленчатым телам, а от них — в проекционную зрительную кору. В дальнейшей переработке зрительной информации у человека участвуют свыше тридцати отделов мозга, представляющих вторичные сенсорные и ассоциативные области коры.
Проецирование световых лучей на сетчатку глазаПрежде чем попасть на сетчатку, световые лучи последовательно проходят через роговицу, жидкость передней камеры глаза, хрусталик и стекловидное тело, вместе образующие оптическую систему глаза (рис. 17.5). На каждом из этапов этого пути свет преломляется и в результате на сетчатке возникает уменьшенное и перевернутое изображение наблюдаемого предмета, этот процесс называется рефракцией. Преломляющая сила оптической системы глаза составляет около 58,6 диоптрий при рассматривании удаленных предметов и возрастает до приблизительно 70,5 диоптрий при фокусировании на сетчатку световых лучей, отраженных от близко расположенных предметов (1 диоптрия соответствует преломляющей силе линзы с фокусным расстоянием 1 м). — Также рекомендуем «Аккомодация. Ближайшая точка ясного видения. Диапазон аккомодации. Пресбиопия. Возрастная дальнозоркость.» |
Источник
Перед глазами вспышки, искры и молнии? Взор застилает пелена?
Срочно к офтальмологу!Искры, пелена и прочие странные спецэффекты, внезапно появившиеся в поле зрения, могут свидетельствовать об отслойке сетчатки, то есть о состоянии, угрожающем появлением серьезных проблем. Если подозрения подтвердятся, промедление с обращением за квалифицированной помощью может закончиться необратимой слепотой.
Отслойка сетчатки – что это такое?
Отслойка сетчатки — отделение слоя фоторецепторных клеток — палочек и колбочек — от наружного слоя.
Можно сравнить сетчатку с тончайшей вуалью, выстилающей глаз изнутри и плотно прилегающей к его сосудистой оболочке. Или с кинопленкой, на которой фиксируется изображение, – для того, чтобы затем быть отправленным на расшифровку в специальные отделы мозга, отвечающие за зрение. При отслойке сетчатка утрачивает анатомическую связь с питающей ее сосудистой оболочкой глаза, этот патологический процесс может растянуться на годы – или распространиться с ураганной скоростью.
Тревожными симптомами могут стать уже упомянутые искры в глазах – молнии, вспышки. Появление плавающих черных пятнышек и пелены, мешающей обзору, утрата бокового зрения… Хотя некоторые виды отслоений на начальных стадиях могут протекать практически бессимптомно, становясь очевидными лишь после того, как будет задета центральная, наиболее важная часть сетчатки, – макула.
Кто находится в группе риска?
Основная группа риска – люди, страдающие близорукостью средней или высокой степени, заболеванием, при котором из-за патологического роста глазного яблока сетчатка растягивается, истончается и становится очень и очень уязвимой. Также к этой группе можно причислить тех, кто имеет диагноз «сахарный диабет», страдающих нарушениями кровообращения, перенесших травмы глаз, головы и хирургические вмешательства на органах зрения.
Однако внимательно относиться к своей сетчатке стоит и людям, отличающимся, казалось бы, завидным здоровьем вообще и хорошим состоянием зрительной системы в частности. Например, спортсменам – борцам, прыгунам с трамплина и т.д., а также представителям различных экстремальных профессий. Дело в том, что причинами отслоений сетчатки могут стать чрезмерные физические нагрузки или сильные сотрясения тела при прыжках и падениях, поэтому регулярные проверки зрения актуальны даже для суперменов.
Чем помогут врачи?
В качестве лечения могут быть предложены:
- Витрэктомия – операция, в ходе которой выполняется частичное или полное удаление стекловидного тела глаза с целью получения доступа к пораженным тканям сетчатки. Стекловидное тело замещается специальным веществом, которое впоследствии заменяется естественной внутриглазной жидкостью, – анатомия глаза после витрэктомии восстанавливается.
- Эписклеральное пломбирование – процедура, в ходе которой на склеру, наружную белковую оболочку глаза, накладываются фиксирующие пломбы, обеспечивающие плотное прилегание сетчатки к сосудистой оболочке.
- Лазерная коагуляция – процедура, заключающаяся в создании сращений между сетчатой и сосудистой оболочками глаза. Является отличной мерой предупреждения отслоения сетчатки, – при помощи лазерного луча врач бесконтактно и бескровно укрепляет все нуждающиеся во внимании участки.
Итоговое качество зрения напрямую зависит от размера и локализации зоны поражения сетчатки: наиболее опасны отслойки макулы, ответственной за центральное зрение. И, конечно, огромную роль играет своевременное начало лечения, – важно регулярно проходить офтальмологические обследования, а в случае появления тревожных симптомов со стороны зрения обратиться к специалистам максимально оперативно.
Полезная информация:
— Лазерная коагуляция сетчатки – ППЛК
— Витрэктомия
— Лечение заболеваний сетчатки
_____________________________
Понравилась статья? Тогда ставьте лайк ???? и подписывайтесь на наш канал. Это поможет нам понять, что вам действительно интересно, – чтобы рассказать об этом более подробно
Источник
