Дополнительная колбочка сетчатки как определить

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.

1. 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.
2. 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.

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:

1. Наружный сегмент с мембранными дисками включает в себя пигмент родопсин.
2. Связывающий сегмент или ресничка обеспечивает надежный контакт между наружным и внутренним отделом.
3. Внутренний сегмент включает в себя митохондрии. Здесь будет идти процесс выработки энергии.
4. 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.

Особенности строения

Эти структуры очень малы, по форме они выглядят, как лабораторная колба. Их длина составляет всего 0,05 мм, ширина – 0,004 мм (в самом узком месте диаметр – 0,001 мм). При таких маленьких размерах они являются очень многочисленными: в каждом глазу их насчитывается 6–7 миллионов (у здорового человека со стопроцентным зрением).

• Наружный сегмент – содержит специальный пигмент, йодопсин, который претерпевает химические изменения под действием света. В этом отделе колбочек находится много складок плазмалемы, образующих так называемые полудиски. Их количество исчисляется сотнями.
• Перетяжка, или связующий отдел – самая узкая часть фоторецептора. Здесь цитоплазма имеет вид очень тонкого тяжа. Кроме того, через этот участок проходят две реснички, имеющие нетипичное строение (обычно они образованы девятью триплетами микротрубочек по периферии и двумя в центре, здесь же центральная пара отсутствует).

• Во внутреннем сегменте находятся важные клеточные органоиды, ответственные за процессы жизнедеятельности рецептора и его функционирование. Здесь расположены ядро, большое количество митохондрий и рибосом (полисом). Это свидетельствует об интенсивных процессах выработки энергии для работы колбочек, а также активном синтезе необходимых белковых веществ.
• Синаптическая область обеспечивает связь светочувствительных рецепторов с нервными клетками. Здесь содержатся пузырьки с веществом – медиатором, которое принимает участие в передаче нервного импульса от световоспринимающего слоя сетчатки в зрительный нерв. Отдельная колбочка может связываться с одной моносинаптической биполярной клеткой или горизонтальными и амакриловыми клетками (совместно с другими фоторецепторами, в том числе и с палочками).

Колбочки и палочки сходны по строению и состоят из четырех участков.

В строении колбочки принято различать (см. рисунок):

• наружный сегмент (содержит мембранные полудиски),
• связующий отдел (перетяжка),
• внутренний сегмент (содержит митохондрии),
• синаптическую область.

Наружный сегмент заполнен мембранными полудисками, образованными плазматической мембраной, и отделившимися от неё. Они представляют собой складки плазматической мембраны, покрытые светочувствительным пигментом. Обращённая к свету, наружная часть столбика из полудисков, постоянно обновляется — за счет фагоцитоза «засвеченных» полудисков клетками пигментного эпителия и постоянного образования новых полудисков в теле фоторецептора.

Так происходит регенерация зрительного пигмента. В среднем, за сутки фагоцитируется около 80 полудисков, а полное обновление всех полудисков фоторецептора, происходит примерно за 10 дней. В колбочках мембранных полудисков меньше, чем дисков в палочке, и их количество порядка нескольких сотен. В районе связующего отдела (перетяжки) наружный сегмент почти полностью отделен от внутреннего впячиванием наружной мембраны.

Внутренний сегмент это область активного метаболизма; она заполнена митохондриями, доставляющими энергию для процессов зрения, и полирибосомами, на которых синтезируются белки, участвующие в образовании мембранных дисков и зрительного пигмента. В этом же участке располагается ядро.

В синаптической области клетка образует синапсы с биполярными клетками. Диффузные биполярные клетки могут образовывать синапсы с несколькими палочками. Это явление называемое синаптической конвергенцией.

Моносинаптические биполярные клетки связывают одну колбочку с одной ганглиозной клеткой, что обеспечивает большую по сравнению с палочками остроту зрения. Горизонтальные и амакриновые клетки связывают вместе некоторое число палочек и колбочек. Благодаря этим клеткам зрительная информация еще до выхода из сетчатки подвергается определенной переработке; эти клетки, в частности, участвуют в латеральном торможении[5].

Как работают фоторецепторы

Функционирование колбочек и восприятие ими различных цветов и оттенков до сих пор не имеет общепризнанного научного объяснения. Но на сегодняшний день существует две основные гипотезы, описывающие эти процессы.

Сторонники этой гипотезы утверждают, что в сетчатке глаза человека имеется три разных вида колбочек, в каждом из которых содержится определенный пигмент. Дело в том, что йодопсин – это неоднородное вещество, есть три его разновидности. Из них лишь два – эритролаб и хлоролаб – найдены и описаны учеными. Третий пигмент, цианолаб, существует лишь в теории, и его присутствие подтверждается лишь косвенными доказательствами.

Колбочки сетчатки глаза, содержащие эритролаб, принимают длинноволновое излучение, то есть желто-красную часть спектра.

Логично, что должны существовать и фоторецепторы, воспринимающие коротковолновое излучение (синие оттенки), поэтому наличие цианолаба в светочувствительных клетках третьего типа весьма вероятно.

Эта теория, наоборот, отрицает наличие третьего пигмента, цианолаба. Она предполагает, что для восприятия данной части спектра излучения достаточно работы палочек. Таким образом, сетчатка воспринимает все видимые цвета при совместном функционировании обоих видов фоторецепторов. Причем, сторонники этой гипотезы подчеркивают, что эти чувствительные структуры способны определить содержание желтого цвета в смеси видимых оттенков.

Что такое дополнительная колбочка

У некоторых людей встречается редкое явление – дополнительная колбочка сетчатки. Это значит, что у них есть не три, а четыре разновидности данного фоторецептора. Такие люди называются тетрахроматами, и они способны видеть 100 миллионов оттенков вместо 10 миллионов у обычного человека. В разных исследованиях называют различные данные о частоте встречаемости тетрахроматии.

Если в фоторецепторах не вырабатывается какая-либо разновидность таких веществ, человек не может видеть часть видимого спектра излучения. Такие нарушения объединяются под общим названием дальтонизм. Люди с цветовой слепотой не способны видеть некоторые цвета в течение всей жизни, так как данная патология обусловлена генетически.

Глаз – это уникальный орган, который еще не до конца изучен человеком. Он позволяет нам видеть окружающий мир и воспринимать его. Но некоторые люди видят не так, как остальные, у них есть дополнительное восприятие оттенков. Данное явление называется генетической мутацией, и может иметь место только в женском глазу.

Для того чтобы разобраться, почему возникает генетическая мутация и как она отображается на зрительной функции человека, необходимо понять принцип строения глаза. Важно определить, как вырабатываются светочувствительные клетки, и какие их типы существуют. Для этого давайте остановимся на данном пункте подробнее. 

Наш глаз

Задняя стенка оболочки нашего глаза имеет фоторецепторы. Они являются светочувствительными клетками и бывают двух типов – палочки и колбочки. Восприятие черно-белого изображения обеспечивается палочками, в человеческом глазу которых насчитывается около 130 миллионов. Колбочки же отвечают за восприятие человеком цветовой гаммы, их количество в нашей сетчатке равно 7 миллионам. Также данный тип клеток гораздо лучше воспринимает быстрые движения.

Когда в колбочки попадает свет, то происходят фотохимические реакции, которые трансформируют свет в сигнал. При помощи зрительного нерва такой сигнал поступает в мозг. Весь этот процесс обеспечивает зрительное восприятие окружающего мира.

Колбочки являются чувствительными к свету клетками из-за специфической их пигментации йодопсина. Данный пигмент, в свою очередь имеет несколько пигментов, отвечающих за зрение:

• Хлоролаб, который отвечает за восприятие зеленого и желтого цветового спектра;
• Эритролаб, ощущающий красно-желтую гамму.

Источником цветовых клеток, то есть колбочек, является Х–хромосома. Как всем известно, мужчины имеют только одну Х-хромосому, в то время как у женщин их две. В результате в женском глазу есть больше клеток, отвечающих за восприятие цветовой гаммы. Так, женское определение цветов намного шире, нежели мужское.

Существует такое явление, как дополнительная колбочка сетчатки. Она может иметь место только у женщин, однако встречается очень редко. Как выглядит дополнительная колбочка сетчатки — фото можно найти в сети интернет или специальных медицинских журналах и литературе.

Что приводит к образованию дополнительной колбочки?

Причина того, что возникает дополнительная колбочка сетчатки – мутация; фото такой аномалии найти можно, но понять цветовосприятие этих людей довольно проблематично. Данное явление наблюдается только у 2% женщин. Они могут видеть примерно 100 миллионов цветов.

Раньше ученые считали, что цветовое восприятие у людей является примерно одинаковым. И исключение составляют только дальтоники, поскольку у них определенное количество колбочек не работает. У всех остальных людей существует примерно одинаковый набор светочувствительных клеток, и они видят одинаково. Кстати, дальтонизм тоже определяется в разных цветовых диапазонах, это может быть сниженное восприятие красного или зеленого цвета.

Но возможен обратный феномен, это и есть дополнительная колбочка сетчатки глаза. Она может быть выработана только Х-хромосомой, а это означает, что данный феномен наблюдается только у женщин. Ген способен придать человеческому глазу дополнительный набор хромосом. У здорового человека их 3, а когда образуется дополнительная колбочка – становится 4. При этом причина, по которой возникает дополнительная колбочка сетчатки – мутация генов. Данное явление называется тетрахроматизмом.

Люди, которые имеют тетрахроматизм — эту редкую аномалию в генетике, воспринимают намного больший диапазон оттенков. Если человек пройдется по обычной гравийной дорожке, которая кажется нам серой, он увидит мерцание желтых, зеленых, розовых и синих камней. Дополнительная колбочка сетчатки глаза позволяет воспринимать мир чуточку другим, а именно — позволяет видеть еще 100 оттенков каждого цвета.