Дополнительная колбочка сетчатки у женщин
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.
Источник
Мы привыкли нещадно нагружать глаза, сидя перед мониторами. И мало кто думает, что на самом деле это уникальный орган, о котором даже науке известно еще далеко не все.
AdMe.ru предлагает всем офисным работникам почаще задумываться о состоянии зрения и хотя бы иногда делать зарядку для глаз.
- Зрачки глаз расширяются почти наполовину, когда мы смотрим на того, кого любим.
- Роговица глаз человека так похожа на роговицу акулы, что последнюю используют в качестве заменителя при операциях на глазах.
- Каждый глаз содержит 107 миллионов клеток, и все они чувствительны к свету.
- Каждый 12-й представитель мужского пола — дальтоник.
- Глаз человека способен воспринимать только три участка спектра: красный, синий и желтый. Остальные цвета являются сочетанием этих цветов.
- Диаметр наших глаз составляет около 2,5 см, и они весят около 8 граммов.
- Только 1/6 часть глазного яблока видна.
- В среднем за всю жизнь мы видим около 24 миллионов разных изображений.
- Ваши отпечатки пальцев имеют 40 уникальных характеристик, в то время как радужная оболочка глаза — 256. Именно по этой причине сканирование сетчатки используется в целях безопасности.
- Люди говорят «не успеешь глазом моргнуть», так как это самая быстрая мышца в теле. Моргание длится около 100 — 150 миллисекунд, и вы можете моргнуть 5 раз в секунду.
- Глаза передают в мозг огромное количество информации каждый час. Пропускная способность этого канала сопоставима с каналами интернет-провайдеров крупного города.
- Карие глаза на самом деле голубые под коричневым пигментом. Существует даже лазерная процедура, которая позволяет превратить карие глаза в голубые навсегда.
- Наши глаза фокусируются примерно на 50 вещах в секунду.
- Изображения, которые отправляются в наш мозг, на самом деле перевернуты.
- Глаза загружают мозг работой больше всех остальных частей тела.
- Каждая ресница живет около 5 месяцев.
- Майя считали косоглазие привлекательным и пытались сделать так, чтобы их дети были косоглазыми.
- Около 10 000 лет назад у всех людей были карие глаза, пока у человека, жившего в области Черного моря, не появилась генетическая мутация, которая привела к появлению голубых глаз.
- Если на фотографии со вспышкой у вас только один глаз красный, есть вероятность, что у вас опухоль глаз (в случае если оба глаза смотрят в одном направлении в камеру). К счастью, уровень излечения составляет 95%.
- Шизофрению можно определить с точностью до 98,3% с помощью обычного теста на движение глаз.
- Люди и собаки — единственные, кто ищет зрительные подсказки в глазах других, а собаки делают это только общаясь с людьми.
- Примерно у 2% женщин есть редкая генетическая мутация, благодаря которой у них наблюдается дополнительная колбочка сетчатки. Это позволяет им видеть 100 миллионов цветов.
- Джонни Депп слеп на левый глаз и близорук на правый.
- Зафиксирован случай сиамских близнецов из Канады, у которых общий таламус. Благодаря этому они могли слышать мысли друг друга и видеть глазами друг друга.
- Глаз человека может делать плавные (не прерывистые) движения, только если следит за движущимся объектом.
- История циклопов появилась благодаря народам средиземноморских островов, которые обнаружили останки вымерших карликовых слонов. Череп слонов был в два раза больше черепа человека, а центральная носовая полость часто ошибочно принималась за глазницу.
- Космонавты не могут плакать в космосе из-за гравитации. Слезы собираются в маленькие шарики и начинают пощипывать глаза
- Пираты использовали повязку на глаза, чтобы быстро адаптировать зрение к среде над палубой и под ней. Таким образом, один глаз у них привыкал и к яркому свету, а другой — к тусклому.
- Существуют слишком «сложные» для человеческого глаза цвета, их называют «невозможные цвета».
- Мы видим определенные цвета, так как это единственный спектр света, который проходит сквозь воду — область, где появились наши глаза. Не существовало никаких эволюционных причин на земле, чтобы видеть более широкий спектр.
- Глаза начали развиваться около 550 миллионов лет назад. Самым простым глазом были частицы белков фоторецепторов у одноклеточных животных.
- Иногда люди, страдающие афакией — отсутствием хрусталика, сообщают о том, что видят ультрафиолетовый спектр света.
- У пчел в глазах есть волоски. Они помогают определять направление ветра и скорость полета.
- Астронавты миссии Аполлона рассказывали о том, что видели вспышки и полосы света, когда закрывали глаза. Позже выяснилось, что это было вызвано космической радиацией, облучавшей их сетчатку за пределами магнитосферы Земли.
- Мы «видим» мозгом, а не глазами. Размытость и некачественное изображение — это болезнь глаз, как датчика принимающего изображение с искажением. Потом свои искажения и «мертвые зоны» наложит мозг.
- Около 65-85% белых кошек с голубыми глазами — глухие.
Источник
Колбочки сетчатки – это один из видов фоторецепторов, которые входят в состав светочувствительного слоя в глазах человека. Они представляют собой очень сложные и чрезвычайно важные структуры, без которых люди не могли бы различать цвета. Преобразуя энергию света в электрический импульс, они передают в мозг информацию об окружающем мире. Нейроны зрительного центра воспринимают эти сигналы и различают огромное количество оттенков, однако механизмы этого удивительного процесса еще до сих пор не изучены.
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). Удивительно, что этот микроскопический фоторецептор имеет сложнейшую анатомию и подразделяется на четыре сегмента или отдела. Каждый из них имеет свое специфическое строение и выполняет определенные функции:
- 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).
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.
Трехкомпонентная гипотеза зрения
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.
Волны средней длины поглощаются хлоролабом, и рецепторы, в которых он находится, видят желто-зеленую часть спектра.
Логично, что должны существовать и фоторецепторы, воспринимающие коротковолновое излучение (синие оттенки), поэтому наличие цианолаба в светочувствительных клетках третьего типа весьма вероятно.
Нелинейная двухкомпонентная теория
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. Одни ученые говорят о том, что аномалия возможна лишь у женщин, причем она есть только у 2 % женского населения. Другие исследователи утверждают, что это не столь редкое явление, и до четверти населения Земли (как женщины, так и мужчины) имеют такую особенность восприятия цвета.
Сетчатка глаза человека может полноценно воспринимать зрительную информацию лишь тогда, когда в обоих типах светочувствительных рецепторов содержатся все необходимые пигменты и ферменты, необходимые для их преобразования.
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.
Источник
Сечение слоя сетчатки глаза
Строение колбочки (сетчатка).
1 — мембранные полудиски;
2 — митохондрия;
3 — ядро;
4 — синаптическая область;
5 — связующий отдел (перетяжка);
6 — наружный сегмент;
7 — внутренний сегмент.
Ко́лбочки (англ. cone) — один из двух типов фоторецепторов, периферических отростков светочувствительных клеток сетчатки глаза, названный так за свою коническую форму. Это высокоспециализированные клетки, преобразующие световые раздражения в нервное возбуждение, обеспечивают цветовое зрение. Другим типом фоторецепторов являются палочки.
Колбочки чувствительны к свету благодаря наличию в них специфического пигмента — йодопсина. В свою очередь йодопсин состоит из нескольких зрительных пигментов. На сегодняшний день хорошо известны и исследованы два пигмента: хлоролаб (чувствительный к жёлто-зелёной области спектра) и эритролаб (чувствительный к жёлто-красной части спектра).
В литературе представлены различные оценки, хотя и близкие числа колбочек в сетчатке человеческого глаза у взрослого человека со 100 % зрением. Так в[1] указывается число от шести до семи миллионов колбочек, большинство из которых содержится в жёлтом пятне.
Обычно указываемое количество в шесть миллионов колбочек в человеческом глазу было найдено Остербергом в 1935 году[2]. Учебник Ойстера (1999)[3] цитирует работу Curcio et al. (1990), с числами около 4,5 миллионов колбочек и 90 миллионов палочек в сетчатке человека[4].
Размеры колбочек: длина около 50 мкм, диаметр — от 1 до 4 мкм.
Колбочки приблизительно в 100 раз менее чувствительны к свету, чем палочки (другой тип клеток сетчатки), но гораздо лучше воспринимают быстрые движения.
Строение фоторецепторов[править | править код]
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. Связь между двумя сегментами осуществляется через цитоплазму и пару ресничек, переходящих из одного сегмента в другой. Реснички содержат только 9 периферических дублетов микротрубочек: пара центральных микротрубочек, характерных для ресничек, отсутствует.
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].
Цветное зрение[править | править код]
Нормализованные графики спектральной зависимости чувствительности к свету у человеческих клеток-колбочек различных видов — коротковолновых, средневолновых и длинноволновых (синий, зелёный и красный графики) и клеток-палочек (чёрный график). NB: ось длин волны на данном графике линейная.
Те же графики, но без нормализации светочувствительности
По чувствительности к свету с различными длинами волн различают три вида колбочек. Колбочки S-типа чувствительны в фиолетово-синей (S от англ. Short — коротковолновый спектр), M-типа — в зелено-желтой (M от англ. Medium — средневолновый), и L-типа — в желто-красной (L от англ. Long — длинноволновый) частях спектра. Наличие этих трёх видов колбочек (и палочек, чувствительных в изумрудно-зелёной части спектра) даёт человеку цветное зрение.
| Название | максимум | Название цвета |
|---|---|---|
| S | 443 нм | синий |
| M | 544 нм | зелёный |
| L | 570 нм | красный |
Длинноволновые и средневолновые колбочки (с пиками в жёлто-красном и сине-зелёном диапазонах) имеют широкие зоны чувствительности со значительным перекрыванием, поэтому колбочки определённого типа реагируют не только на свой цвет; они лишь реагируют на него интенсивнее других.[6]
Пигмент, чувствительный к фиолетово-синей области спектра, названный цианолаб, у человека кодируется геном OPN1SW[7][8][9].
В ночное время, когда поток фотонов недостаточен для нормальной работы колбочек, зрение обеспечивают только палочки, поэтому ночью человек не может различать цвета.
Пространственное разрешение глаза человека различается для разных цветов: На белом фоне ориентацию жёлтых линий определить сложно, поскольку жёлтый отличается от белого синей (коротковолновой) компонентой
Колбочки трёх видов распределены в сетчатке неравномерно[10]. Преобладают длинно- и средневолновые, коротковолновых колбочек гораздо меньше и они (как и палочки) отсутствуют в центральной ямке. Такая асимметрия объясняется цветовой аберрацией — изображение хорошо сфокусировано на сетчатке только в длинноволновой части спектра, то есть если количество «синих» колбочек и увеличить, чётче изображение не станет[11].
Примечания[править | править код]
- ↑ The Rods and Cones of the Human Eye.
- ↑ Osterberg, G. Topography of the layer of rods and cones in the human retina (англ.) // Acta Ophthalmologica (англ.)русск. : journal. — Wiley-Liss, 1935. — Vol. Suppl. 13, no. 6. — P. 1—102.
- ↑ Oyster, C. W. The human eye: structure and function (неопр.). — Sinauer Associates (англ.)русск., 1999.
- ↑ Curcio, CA.; Sloan, KR.; Kalina, RE.; Hendrickson, AE. Human photoreceptor topography (англ.) // J Comp Neurol (англ.)русск. : journal. — 1990. — February (vol. 292, no. 4). — P. 497—523. — doi:10.1002/cne.902920402. — PMID 2324310.
- ↑
Н. Грин, У.Стаут, Д.Тейлор. Биология: в 3-х т. — Пер.с англ./ под.ред. Р.Сопера. — М.: Мир, 1993. — Т. 2. — С. 280—281. - ↑
Д. Хьюбел. Глаз, мозг, зрение. — под ред. А. Л. Бызова. — М.: Мир, 1990. — 172 с. - ↑ Nathans J., Thomas D., Hogness D. S. Molecular genetics of human color vision: the genes encoding blue, green, and red pigments (англ.) // Science : journal. — 1986. — April (vol. 232, no. 4747). — P. 193—202. — PMID 2937147.
- ↑ Fitzgibbon J., Appukuttan B., Gayther S., Wells D., Delhanty J., Hunt D. M. Localisation of the human blue cone pigment gene to chromosome band 7q31.3-32 (англ.) // Hum Genet : journal. — 1994. — February (vol. 93, no. 1). — P. 79—80. — PMID 8270261.
- ↑ Entrez Gene: OPN1SW opsin 1 (cone pigments), short-wave-sensitive (color blindness, tritan).
- ↑ Rods & Cones см. раздел The Receptor Mosaic.
- ↑ Brian A. Wandell, Foundations of Vision, Chapter 3: The Photoreceptor Mosaic (недоступная ссылка). Архивировано 5 марта 2016 года.
Источник
