Палочки сетчатки обеспечивают сумеречное зрение

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 18 июля 2018;
проверки требуют 9 правок.

У этого термина существуют и другие значения, см. Палочки.

Сечение слоя сетчатки глаза

Строение палочки сетчатки глаза: 1 — наружный сегмент (содержит мембранные диски), 2 — связующий отдел (ресничка), 3 — внутренний отдел (содержит митохондрии), 4 — основание с нервными окончаниями.

Па́лочки (англ. rod cells) — один из двух типов фоторецепторов, периферических отростков светочувствительных клеток сетчатки глаза, названный так за свою цилиндрическую форму. Это высокоспециализированные клетки, преобразующие световые раздражения в нервное возбуждение. Вторым типом фоторецепторов являются колбочки.

В среднем сетчатка глаза человека содержит около 92 миллионов палочек.[1]

Размеры палочек: длина 0,06 мм, диаметр 0,002 мм.

Палочки чувствительны к свету благодаря наличию в них специфического пигмента — родопсина (или зрительный пурпур). Под действием света происходит ряд очень быстрых превращений и обесцвечивание зрительного пигмента. Чувствительность палочки достаточна, чтобы зарегистрировать попадание даже 2-3 фотонов.

Плотность размещения палочек на различных участках сетчатки глаза неравномерна и может составлять от 20 до 200 тысяч на квадратный миллиметр. Причём на периферии сетчатки их плотность выше, чем к её середине, что определяет их участие в ночном и периферийном зрении. В центре сетчатки, в центральной ямке (жёлтом пятне), палочки практически отсутствуют.

Строение фоторецепторов[править | править код]

Палочки и колбочки сходны по строению и состоят из четырех отделов.

В строении палочки принято различать (см. рисунок):

Наружный сегмент (содержит мембранные диски с родопсином),
Связующий отдел (ресничка),
Внутренний сегмент (содержит митохондрии),
Область с нервными окончаниями.

В наружном сегменте палочки находится столбик содержащий большое количество мембранных дисков (около тысячи). Мембраны дисков содержат множество молекул светочувствительного пигмента родопсина. Диски представляют собой уплощенные мембранные мешочки, уложенные в виде стопки. Обращённая к свету, наружная часть столбика из дисков, постоянно обновляется, за счет фагоцитоза «засвеченных» дисков клетками пигментного эпителия, и постоянного образования новых дисков, в теле фоторецептора. Диски в колбочке постоянно обновляются (до сотни дисков в сутки). На полное обновление всех дисков фоторецептора требуется около 10 дней.

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

К одному интернейрону, собирающему сигнал c сетчатки, как правило, подсоединяются несколько палочек, что дополнительно увеличивает чувствительность глаза (конвергенция). Такое объединение палочек в группы делает периферийное зрение очень чувствительным к движениям и отвечает за феноменальные способности отдельных индивидов к зрительному восприятию событий лежащих вне угла их зрения.

Палочки обладают интересной особенностью. В связи с тем, что все палочки содержат один и тот же светочувствительный пигмент — родопсин, их спектральная характеристика сильно зависит от уровня освещения. При слабом освещении, максимум поглощения родопсина составляет около 500 нм. (спектр сумеречного неба), при этом палочки ответственны за ночное зрение, когда цвета предметов неразличимы. При высоком уровне освещения, родопсин выцветает, его чувствительность падает, и максимум поглощения смещается в синюю область, что позволяет глазу, при достаточном освещении, использовать палочки как приёмник коротковолновой (синей) части спектра[2]. Доказательством того, что приёмником синей части спектра в глазу является палочка, может служить и тот факт, что при цветоаномалии третьего типа (тританопия), глаз человека не только не воспринимает синюю часть спектра, но и не различает предметы в сумерках (куриная слепота), а это указывает именно на отсутствие нормальной работы палочек. Сторонники трёхкомпонентных теорий объяснить эту закономерность до сих пор не могут (почему всегда, одновременно с прекращением работы синего приёмника, перестают работать и палочки).

Таким образом, при ярком свете, палочки совместно с колбочками (которые чувствительны к жёлто-зелёной и жёлто-красной частям спектра)[3] позволяют глазу различать и цвета окружающего нас мира.

Цветное зрение[править | править код]

Нормализованные графики чувствительности человеческих клеток-колбочек различных видов (К, С, Д) и клеток-палочек (П) к различным частям спектра. NB: ось длин волны на данном графике логарифмическая.

Палочки чувствительны в изумрудно-зеленой части спектра (максимум — 498 нм). В остальных частях спектра чувствительны колбочки разных видов. Наличие палочек и разных видов колбочек даёт человеку цветное зрение.

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.[4]

В ночное время, когда поток электромагнитных волн недостаточен для нормальной работы колбочек, зрение обеспечивают только палочки, поэтому ночью человек не может различать цвета.

См. также[править | править код]

Анкирин 3
Колбочки

Примечания[править | править код]

↑ Curcio, C. A.; Sloan, K. R. et al. Human photoreceptor topography (англ.) // The Journal of Comparative Neurology (англ.)русск. : journal. — 1990. — Vol. 292, no. 4. — P. 497—523. — doi:10.1002/cne.902920402. — PMID 2324310.
↑ С. Д. Ременко, «Цвет и зрение», «Картеа Молдовеняскэ», Кишинёв, 1982 г.
↑ W. B. Marks, W. U. Dobelle, E. F. Mac Nichol. «Science», v 143, 1964, p 1181.
↑
Д. Хьюбел. Глаз, мозг, зрение. — под ред. А. Л. Бызова. — М.: Мир, 1990. — 172 с.

Источник

Сумеречное зрение — это механизм зрительного восприятия, который работает при низком уровне освещенности окружающего пространства. Кроме термина «сумрачное зрение» также может использоваться понятие мезопическое зрение (происходит от древнегреческих слов «средний взгляд»). В данном случае понятие «сумерки» обозначает степень освещенности в диапазоне от периода, когда солнце ушло уже на несколько градусов за горизонт до количества света, которое создает на ясном небе луна в половинной фазе. К «сумеркам» при описании качества освещенности относится также состояние внутри помещения, к примеру, в случае использования свечи для освещения пространства внутри дома. Далее мы более подробно расскажем что такое куриная слепота.

Определение сумеречного зрения

Человеческий орган зрения обладает достаточно большой степенью чувствительности. Зрительное ощущение появляется при условии попадания света на область сетчатой оболочки глаза (сетчатки). Этот орган содержит два вида воспринимающих элементов: колбочки и палочки. Колбочки функционируют, обеспечивая восприятие цвета – цветовое зрение. Палочки не различают цветов. Но их чувствительность значительно превосходит чувствительность колбочек.

Эти воспринимающие элементы и обеспечивают сумеречное и ночное зрение (болезнь куриная слепота) . Колбочки являются элементами светочувствительного аппарата дневного зрения. Таким образом, в зависимости от степени силы освещенности окружающего пространства, функционируют или палочки, или колбочки сетчатки. Это и определяет различие между дневным, ночным и сумеречным зрением.

Сумеречное зрение обеспечивает «работа» одновременно и палочек и колбочек. В случае изменения степени яркости освещения происходит изменение большего или меньшего «вклада» в механизм восприятия палочек и колбочек.

Сумеречное зрение по своему качеству черно-белое. Оно дает только ощущение темноты и света.

Показатели нормы

При изменении степени освещенности окружающего пространства глаза «перенастраиваются» для работы в новых условиях. Воспринимающим элементам необходимо определенное время для того чтобы начать функционировать эффективно. Процесс «настройки» называется темнотой адаптацией. Чувствительность органов зрения напрямую связана процессом адаптации.

Светоощущением называют способность анализатора глаза воспринимать различные степени яркости света. Воспринимающие элементы преобразуют энергию светового излучения в физиологическое возбуждение.

Глаз человека способен воспринимать свет довольно низкой интенсивности. Минимальная величина светового потока, которая позволяет происходить зрительному восприятию – называется «порогом раздражения». Предел минимальной разницы яркости света между освещенными объектами – это «порог различения».

«Порог раздражения» может меняться и зависит от степени яркости света, который воздействовал на глаза человека в предшествующий момент времени. После некоторого времени проведенного в хорошо освещенном пространстве глаз не сможет хорошо воспринимать окружающее. Но через некоторое время предметы становятся различимы.

Максимум зрительного восприятия при темновой адаптации достигается в течение первых 30-45 минут. При более продолжительном пребывании в условиях ограниченного освещения светочувствительность глаз продолжает повышаться.

Функционирование сумеречного зрения обеспечивается и палочками, и колбочками, и в формировании спектральной зависимости светочувствительности задействованы рецепторы обоих типов. При исследовании уровня сумеречного зрения принимается во внимание соотношение в воспринимающей системе глаза количественного соотношения «палочек» и «колбочек». В норме их соотношение должно быть 18:1.

Но изменение яркости светового потока вызывает изменение соотношения «вклада в работу» палочек и колбочек. Изменяется и спектральная зависимость светочувствительности: ослабление освещенности приводит к ослаблению чувствительности к красному свету и усилению восприятия к синему. Максимум чувствительности при сумеречном освещении смещается в сторону фиолетового края видимого спектра и располагается на 510 нм.

Отклонения и заболевания

Нарушение сумеречного зрения является заболеванием, которое в офтальмологии обозначается термином гемералопия. Болезнь не имеет разграничения по степени сложности или интенсивности. Гемералопия, которую в просторечии именуют «куриной слепотой» – это расстройство зрения со следующими симптомами:

Ослабление зрения в условиях значительного снижения яркости освещения.
Нарушение пространственной ориентации в темноте или сумерках.
Изменения, происходящие в механизме световой адаптации.
Сужение полей зрения.
Проблемы, связанные с восприятием желтого и синего цветов (довольно редко).

Дополнительным признаком наличия «куриной слепоты» считается сухость и ороговение эпидермиса вокруг глаза. Кроме того, у больного может наблюдаться также ломкость волос. Гемералопию вызывает обусловленное различными причинами поражение сетчатки и зрительного нерва. Проблемы сумеречного зрения могут быть:

Симптоматическими. Этот вид патологии вызывается поражением фоторецепторов, причиной которого становятся глаукома, невриты, пигментные дегенерации и другие органические болезни сетчатки, зрительного нерва или сосудистой оболочки. В этом случае при обследовании обнаруживается также изменение глазного дна и поля зрения.
Функциональными. Заболевание возникает по причине развития в организме гиповитаминоза А. У больного также происходит образование ксеротических бляшек. Бляшки, возникают на конъюнктиве, что сопровождается отшелушиванием эпителия и гиперкератозом.
Врожденными. Особенности развития такого вида заболевания до настоящего времени неясны. Болезнь не сопровождается изменениями на глазном дне.

Причинами развития приобретенной могут стать:

Недостаток в организме витамина А, В2, никотиновой кислоты.
Заболевания печени.
Физическое истощение.
Анемия.
Заболевания глаз: глаукома, дистрофия сетчатки, высокие степени близорукости, пигментные патологии сетчатки, атрофия зрительного нерва, застойный диск.
Детские болезни (корь, ветрянка).
Токсическое отравление.
Злоупотребление алкогольными напитками, наркомания.
Солнечный ожог конъюнктивы, воздействие на органы зрения чрезмерно яркого света.
Нарушения в работе зрительного отдела мозга, вызванные травмой головы.

Беременность также может вызывать “куриную слепоту”.

Профилактика

Врожденная «куриная слепота» лечению не поддается. Лечить другие виды гемералопии необходимо, принимая во внимание основную причину развития болезни. Профилактика гемералопии:

Полноценное питание, включающее те продукты, которые могут обеспечение поступление в достаточном количестве необходимых витаминов.
Защита сетчатки глаз. Использование специальных очков для защиты от чрезмерного воздействия солнечного света, а также в условиях работы при вредном излучении.
Лечение патологических процессов, вызывающих гемералопию.

При наличии близорукости важно проводить своевременную коррекцию зрения. При ухудшении сумеречного зрения важно провести обследование для определения в крови уровня витамина А, ретинола и каротина. Необходимо получить консультацию гастроэнтеролога и эндокринолога.

Видео

Выводы

В тех случаях, когда гемералопия не является врожденной, она может быть вызвана рядом причин, связанных как с работой органов зрения, так и с другими заболеваниями и общим состоянием организма. Болезнь, вызванная проблемами с сетчаткой, проявляется в связи с нехваткой витаминов, а также истощением, злоупотреблением алкоголем, болезнями пищеварительной системы. Некоторые формы «куриной слепоты», объясняются заболеваниями глаз: атрофией зрительного нерва, глаукомой и даже сильной близорукостью.

При развитии гемералопии дневное зрение сохраняется в норме. Однако нарушение сумеречного зрения опасно влияет на качество жизни больного. Такое состояние может иметь пагубные последствия. К примеру, человек, страдающий этим недугом, в сумерках практически не видит опасностей на дороге. Это чрезвычайно важно для водителей автотранспорта. Также у страдающих гемералопией пациентов могут развиваться фобии, связанные с темнотой. Это вызывает навязчивые состояния и другие деформации психики.

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