Anatomía-Léxico

Bastones y conos en el ojo.

definición

El ojo humano tiene dos tipos de fotorreceptores que nos permiten ver. Por un lado están los receptores de barra y por otro lado los receptores de cono, que se subdividen a su vez: receptores azules, verdes y rojos. Estos fotorreceptores representan una capa de la retina y envían una señal a las células transmisoras vinculadas a ellos si detectan una incidencia de luz. Los conos se utilizan para la visión fotópica (visión de color y visión diurna) y los bastones, por otro lado, para la visión escotópica (percepción en la oscuridad).

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construcción

La retina humana también retina llamado, tiene un grosor total de 200 µm y consta de diferentes capas de células. Las células epiteliales pigmentarias, muy importantes para el metabolismo, se encuentran en el exterior. retina absorbiendo y descomponiendo los fotorreceptores muertos y también los componentes celulares secretados que surgen durante el proceso visual.

Los fotorreceptores reales, que están separados en bastones y conos, ahora siguen hacia adentro. Ambos tienen en común que tienen una extremidad externa, que apunta hacia el epitelio pigmentario y también tiene contacto con él. A esto le sigue un cilio delgado, a través del cual el eslabón exterior y el eslabón interior están conectados entre sí. En el caso de las varillas, el eslabón exterior es una capa de discos de membrana, similar a una pila de monedas. En el caso de las espigas, sin embargo, el eslabón exterior consta de pliegues de membrana de modo que el eslabón exterior parece una especie de peine de pelo en una sección longitudinal, con los dientes que representan los pliegues individuales.

La membrana celular de la extremidad externa contiene el pigmento visual de los fotorreceptores. El color de los conos se llama rodopsina y consiste en una glicoproteína opsina y 11-cis retinal, una modificación de la vitamina A1. Los pigmentos visuales de los conos se diferencian de la rodopsina y entre sí por diferentes formas de opsina, pero también tienen la retina. El pigmento visual en los discos de la membrana y los pliegues de la membrana es consumido por el proceso visual y debe regenerarse. Los discos de membrana y los pliegues siempre se forman de nuevo. Migran desde el miembro interior al miembro exterior y finalmente son liberados, absorbidos y degradados por el epitelio pigmentario. Un mal funcionamiento del epitelio pigmentario provoca un depósito de restos celulares y pigmento visual, como ocurre, por ejemplo, en la enfermedad del Retinitis pigmentosa es.

El miembro interno es el cuerpo celular real de los fotorreceptores y contiene el núcleo celular y los orgánulos celulares. Aquí tienen lugar procesos importantes, como la lectura de ADN, la producción de proteínas o sustancias mensajeras celulares; en el caso de los fotorreceptores, el glutamato es la sustancia mensajera.

La extremidad interna es delgada y tiene un llamado pie receptor en el extremo, a través del cual la célula se conecta a las llamadas células bipolares (células de transmisión). Las vesículas transmisoras con la sustancia mensajera glutamato se almacenan en la base del receptor. Se utiliza para transmitir señales a las células bipolares.

Una característica especial de los fotorreceptores es que cuando está oscuro, la sustancia transmisora se libera permanentemente, por lo que la liberación disminuye cuando cae la luz. Por lo tanto, no es como con otras células de percepción que un estímulo conduce a una mayor liberación de transmisores.

Hay células bipolares de bastón y cono, que a su vez están interconectadas con las células ganglionares, que forman la capa de células ganglionares y cuyas extensiones celulares finalmente juntas forman el nervio óptico. También hay una compleja interconexión horizontal de las células del retinaque se realiza mediante células horizontales y células amacrinas.

La retina está estabilizada por las llamadas células de Müller, las células gliales de la retinaque abarcan toda la retina y actúan como marco.

función

Los fotorreceptores del ojo humano se utilizan para detectar la luz incidente. El ojo es sensible a los rayos de luz con longitudes de onda entre 400 - 750 nm. Esto corresponde a los colores del azul al verde y al rojo. Los rayos de luz por debajo de este espectro se denominan ultravioleta y los superiores como infrarrojos. Ambos ya no son visibles para el ojo humano e incluso pueden dañar el ojo y causar opacidad del cristalino.

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Los conos son responsables de la visión del color y requieren más luz para emitir señales. Para realizar la visión del color, existen tres tipos de conos, cada uno de los cuales es responsable de una longitud de onda diferente de luz visible y tiene su máximo de absorción en estas longitudes de onda. Los fotopigmentos, las opsinas del pigmento visual de los conos, por lo tanto, se diferencian y forman 3 subgrupos: los conos azules con un máximo de absorción (AM) de 420 nm, los conos verdes con un AM de 535 nm y los conos rojos con una AM de 565 nm Si la luz de este espectro de longitud de onda incide en los receptores, la señal se transmite.

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Mientras tanto, las varillas son particularmente sensibles a la incidencia de la luz y, por lo tanto, se utilizan para detectar incluso muy poca luz, especialmente en la oscuridad. Solo se diferencia entre claro y oscuro, pero no en términos de color. El pigmento visual de los bastoncillos, también llamado rodopsina, tiene un máximo de absorción a una longitud de onda de 500 nm.

Tareas

Como ya se describió, los receptores de cono se utilizan para la visión diurna. A través de los tres tipos de conos (azul, rojo y verde) y un proceso de mezcla aditiva de colores, se pueden ver los colores que vemos. Este proceso difiere de la mezcla de colores física sustractiva, que es el caso, por ejemplo, cuando se mezclan los colores de los pintores.

Además, los conos, especialmente en el foso de visualización, el lugar de la visión más nítida, también permiten una visión nítida con una alta resolución. Esto también se debe, en particular, a su interconexión neuronal. Menos conos conducen a una neurona ganglionar respectiva que con los bastones; por tanto, la resolución es mejor que con los palillos. En el Fovea centralis incluso hay un reenvío 1: 1.

Las varillas, por otro lado, tienen un máximo con un máximo de absorción de 500 nm, que está justo en el medio del rango de luz visible. Entonces reaccionas a la luz de un amplio espectro. Sin embargo, dado que solo tienen rodopsina, no pueden separar la luz de diferentes longitudes de onda. Sin embargo, su gran ventaja es que son más sensibles que los conos. También es suficiente una incidencia de luz significativamente menor para alcanzar el umbral de reacción de las varillas. Por lo tanto, se utilizan para ver en la oscuridad cuando el ojo humano es daltónico. La resolución, sin embargo, es mucho peor que con los conos. Más barras convergen, es decir, convergen, conducen a una neurona ganglionar. Esto significa que independientemente de qué barra del vendaje esté excitada, la neurona ganglionar se activa. De modo que no existe una separación espacial tan buena como con las espigas.

Es interesante notar que los conjuntos de varillas también son los sensores del llamado sistema magnocelular, que es responsable del movimiento y la percepción del contorno.

Además, es posible que uno u otro ya hayan notado que las estrellas no están en el foco del campo de visión de noche, sino en el borde.Esto se debe a que el foco se proyecta en el foso de la vista, pero no tiene palillos. Estos se encuentran alrededor de ellos, por lo que puede ver las estrellas alrededor del foco del centro de la mirada.

distribución

Debido a sus diferentes tareas, los conos y bastones del ojo también se distribuyen de manera diferente en términos de densidad. Los conos se utilizan para una visión nítida con diferenciación de color durante el día. Por tanto, estás en el centro de la retina más común (mancha amarilla - Mácula lútea) y en el foso central (Fovea centralis) son los únicos receptores presentes (sin bastones). El hoyo de observación es el lugar de la visión más nítida y se especializa en la luz del día. Las varillas tienen su densidad máxima parafoveal, es decir, alrededor del foso central de la visión. En la periferia, la densidad de los fotorreceptores disminuye rápidamente, por lo que en las partes más distantes casi solo están presentes los bastones.

Talla

Los conos y los palillos comparten el plano hasta cierto punto, pero luego varían. En general, los palillos son un poco más largos que los conos.

Los fotorreceptores de varilla tienen un promedio de aproximadamente 50 µm de longitud y aproximadamente 3 µm de diámetro en las ubicaciones más densamente empaquetadas, es decir, para varillas, la región parafoveal.

Los fotorreceptores de cono son algo más cortos que los bastones y tienen un diámetro de 2 µm en la fovea centralis, el llamado hoyo de visión, en la región de mayor densidad.

número

El ojo humano tiene una cantidad abrumadora de fotorreceptores. Un solo ojo tiene alrededor de 120 millones de receptores de bastón para la visión escotópica (en la oscuridad), mientras que hay alrededor de 6 millones de receptores de cono para la visión diurna.

Ambos receptores convergen sus señales en aproximadamente un millón de células ganglionares, por lo que los axones (procesos celulares) de estas células ganglionares forman el nervio óptico como un haz y atraen hacia el cerebro para que las señales puedan procesarse centralmente allí.

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Comparación de palillos y conos.

Como ya se describió, los bastones y los conos tienen ligeras diferencias de estructura, que, sin embargo, no son graves. Mucho más importante es su función diferente.

Las varillas son mucho más sensibles a la luz y, por lo tanto, pueden detectar incluso una pequeña incidencia de luz, pero solo diferencian entre la luz y la oscuridad. Además, son algo más gruesos que los conos y se transmiten de forma convergente, por lo que su poder de resolución es menor.

Los conos, por otro lado, requieren más incidencia de luz, pero pueden permitir la visión del color a través de sus tres subformas. Debido a su menor diámetro y a la transmisión menos convergente, transmisión hasta 1: 1 en la fóvea central, tienen una excelente resolución, que solo se puede utilizar durante el día.

Punto amarillo

los Mácula lútea, también conocido como el punto amarillo, es el lugar de la retina con el que las personas ven principalmente. El nombre le fue dado por la coloración amarillenta de este punto en el fondo del ojo. La mancha amarilla es el lugar del retina con la mayoría de los fotorreceptores. Excepto por Mancha casi solo quedan barras que se supone que diferencian entre la luz y la oscuridad.

los Mancha centralmente todavía contiene el llamado foso de observación, Fovea centralis. Este es el punto de la visión más nítida. El foso de visualización contiene solo conos en su máxima densidad de empaquetamiento, cuyas señales se transmiten 1: 1, por lo que la resolución es mejor aquí.

Distrofia

Distrofias, cambios patológicos en el tejido corporal que provocan la retina generalmente están anclados genéticamente, es decir, pueden heredarse de los padres o adquirirse mediante una nueva mutación. Algunos medicamentos pueden causar síntomas similares a la distrofia retiniana. Las enfermedades tienen en común que los síntomas solo aparecen a lo largo de la vida y tienen un curso crónico, pero progresivo. El curso de las distrofias puede variar mucho de una enfermedad a otra, pero también puede variar mucho dentro de una enfermedad. El curso puede incluso variar dentro de una familia afectada, por lo que no se pueden hacer declaraciones generales. En algunas enfermedades, sin embargo, puede progresar a ceguera.

Dependiendo de la enfermedad, la agudeza visual puede disminuir muy rápidamente o deteriorarse gradualmente durante varios años. Los síntomas, ya sea que el campo de visión central cambie primero o que la pérdida del campo de visión progrese desde el exterior hacia el interior, es variable debido a la enfermedad.

El diagnóstico de distrofia retiniana puede ser difícil al principio. Sin embargo, existen numerosos procedimientos de diagnóstico que pueden hacer posible un diagnóstico; aquí hay una pequeña selección:

Oftalmoscopia: a menudo aparecen cambios visibles, como depósitos en el fondo del ojo
electrorretinografía, que mide la respuesta eléctrica de la retina a los estímulos luminosos
electrooculografía, que mide los cambios en el potencial eléctrico de la retina cuando los ojos se mueven.

Desafortunadamente, actualmente es el caso que no se conoce ninguna terapia causal o preventiva para la mayoría de las enfermedades distróficas causadas genéticamente. Sin embargo, actualmente se están llevando a cabo muchas investigaciones en el área de la ingeniería genética, siendo estas terapias actualmente solo en la fase de estudio.

Pigmento visual

El pigmento visual humano consiste en una glicoproteína llamada opsina y el llamado 11-cis-retinal, que es una modificación química de la vitamina A1. Esto también explica la importancia de la vitamina A para la agudeza visual. En el caso de síntomas de deficiencia grave, puede producirse ceguera nocturna y, en casos extremos, ceguera.

Junto con la retina 11-cis, la opsina producida por el propio cuerpo, que existe en varias formas para los bastones y los tres tipos de conos ("cono opsine"), está incorporada en la membrana celular. Cuando se expone a la luz, el complejo cambia: la retina 11-cis cambia a la retina todo-trans y la opsina también cambia. La metarodopsina II, por ejemplo, se produce en las varillas, lo que pone en movimiento una cascada de señales e informa la incidencia de la luz.

Rojo verde debilidad

La debilidad o ceguera rojo-verde es un mal funcionamiento de la visión del color que es congénita y heredada ligada al cromosoma X con penetrancia incompleta. Sin embargo, también puede ser que se trate de una nueva mutación y por tanto ninguno de los progenitores tenga este defecto genético. Dado que los hombres solo tienen un cromosoma X, tienen muchas más probabilidades de contraer la enfermedad y hasta el 10% de la población masculina se ve afectada. Sin embargo, solo el 0,5% de las mujeres se ven afectadas, ya que pueden compensar un cromosoma X defectuoso con un segundo sano.

La debilidad rojo-verde se basa en el hecho de que ha tenido lugar una mutación genética para la proteína visual opsina en su isoforma verde o roja. Esto cambia la longitud de onda a la que la opsina es sensible y, por lo tanto, los tonos rojos y verdes no se pueden distinguir suficientemente. La mutación ocurre con mayor frecuencia en la opsina para la visión verde.

También existe la posibilidad de que la visión del color para uno de los colores esté completamente ausente, por ejemplo, si el gen codificador ya no está presente. Un rojo debilidad o ceguera se llama Protanomalía o. Protanopia (para verde: Deuteranomalía o. Deuteranopia).

Una forma especial es el monocromatismo de cono azul, es decir sólo funcionan los conos azules y la visión azul; Entonces tampoco se pueden separar el rojo y el verde.

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