Колбочки и палочки сетчатки глаза – функции и строение

Сетчатка — это тонкий слой нервной ткани, расположенный с внутренней стороны задней части глазного яблока. Сетчатка отвечает за восприятие изображения, которое проецируется на нее при помощи роговицы и хрусталика, и преобразовывает его в нервные импульсы, которые затем передаются в головной мозг.

Оболочки глаза

Склера выполняет функцию защиты глазного яблока от повреждений. Она является наружной оболочкой и занимает около 5/6 поверхности органа зрения. Часть склеры, которая находится снаружи и выходит непосредственно к окружающей среде, называется роговицей. Ей присущи свойства, благодаря которым мы имеем способность чётко видеть окружающий мир. Основные из них – это прозрачность, зеркальность, влажность, гладкость и способность пропускать и преломлять лучи. Остальная часть наружной оболочки глаза – склера – состоит из плотной соединительнотканной основы. Под ней находится следующий слой – сосудистый. Средняя оболочка представлена тремя образованиями, расположенными последовательно: радужка, ресничное (цилиарное) тело и хореоидея. Помимо этого, сосудистый слой включает зрачок. Он представляет собой небольшое отверстие, не покрытое радужной оболочкой. Каждое из этих образований имеет собственную функцию, которая необходима для обеспечения зрения. Последний слой – это сетчатая оболочка глаза. Она контактирует непосредственно с головным мозгом. Строение сетчатки глаза очень сложно. Это связано с тем, что она считается самой важной оболочкой органа зрения.

Колбочки сетчатки глаза

Эти фоторецепторы, также получили свое название благодаря характерной форме, схожей с формой лабораторных колб. Длина колбочки составляет приблизительно 0,05 мм, диаметр ее в наиболее узком месте равен примерно 0,001 мм, а в самом широком — 0,004. Сетчатка здорового взрослого человека содержит около 7 млн. колбочек.

Колбочки имеют меньшую чувствительность к свету. То есть для возбуждения их деятельности потребуется световой поток, который в десятки раз более интенсивен, чем для возбуждения работы палочек. Но колбочки обрабатывают световые потоки значительно интенсивнее палочек, поэтому они лучше воспринимают и их изменение (к примеру, лучше различают свет при движении объектов, в динамике относительно глаза). Кроме того, они более четко определяют изображения.

Колбочки человеческого глаза, также включают 4 сегментарные зоны:

1 — Наружная сегментарная зона (включает мембранные диски, содержащие йодопсин),2 — Связующая сегментарная зона (перетяжка),3 — Внутренняя сегментарная зона (включает митохондрии),4 — Зона синаптического соединения или базальный сегмент.

Причина вышеописанных свойств колбочек — это содержание в них специфического пигмента йодопсина. Сегодня выделены и доказаны 2 вида данного пигмента: эритролаб (йодопсин, чувствительный к красному спектру и длинным L-волнам), а также хлоролаб (йодопсин, чувствительный к зеленому спектру и средним M-волнам). Пигмент, который чувствителен к синему спектру и коротким S-волнам, пока не найден, хотя название за ним уже закрепилось — цианолаб.

Подразделение колбочек по видам доминирования в них цветового пигмента (эритролаба, хлоролаба, цианолаба) обусловлено трехкомпонентной гипотезой зрения. Существует, однако, и другая теория зрения — нелинейная двухкомпонентная. Ее приверженцы считают, что все колбочки, включают в себя эритролаб, и хлоролаб одновременно, а потому способны воспринимать цвета и красного, и зеленого спектра. Роль цианолаба, при этом, выполняет выцветший родопсин палочек. Эту теорию подтверждают и примеры людей, страдающих дальтонизмом, а именно невозможностью различать синюю часть спектра (тританопия). Они так же испытывают затруднения с сумеречным зрением (гемералопия), что является признаком аномальной деятельности палочек сетчатки глаза.

Структура сетчатки глаза

Сетчатка представляет достаточно сложную структуру. Микроскопически в сетчатке различают 10 слоев, счет которых ведется снаружи внутрь. Основные слои — пигментный эпителий и светочувствительные клетки (фоторецепторы). Затем идет наружная пограничная мембрана, наружный ядерный слой, наружный сетчатый (синаптический) слой, внутренний ядерный слой, внутренний сетчатый слой, ганглионарный слой, слой нервных волокон, внутренняя пограничная мембрана.

Первый слой — пигментный эпителий

Пигментный эпителий простирается на всем протяжении оптической части сетчатки и непосредственно граничит с подлежащей сосудистой оболочкой, имея связь со стекловидной пластинкой.

Пигментный эпителий представляет собой один слой плотно расположенных клеток, содержащих большое количество пигмента. Клетки пигментного эпителия имеют форму шестигранной призмы и расположены в один ряд. Такие клетки являются частью так называемого гематоретинального барьера, который обеспечивает избирательное поступление тех или иных веществ из кровеносных капилляров сосудистой оболочки в сетчатку.

Второй слой — светочувствительные клетки (фоторецепторы)

Колбочкоподобные и палочкоподобные клетки, а проще говоря, – палочки и колбочки, получили такое название из-за формы наружного сегмента. Данный вид клеток считается первым нейроном сетчатки.

Палочки представляют собой правильное цилиндрически образования длиной от 40 до 50 микрон. Общее число палочек во всей сетчатке около 130 млн. Они обеспечивают зрение при слабом освещении, например, ночью, и обладают очень высокой световой чувствительностью.

Колбочек в сетчатке человеческого глаза 7 млн и действуют они только в условиях яркого освещения. Они отвечают за центральное форменное зрение и цветоощущение.

Основные данные про колбочки

Колбочки по своей форме напоминают сосуды для проведения химических исследований, в честь которых и были названы. Длина этих рецепторов составляет примерно 0,05 миллиметра при ширине 0,004 миллиметра. В среднем в человеческом глазу имеется более семи миллионов колбочек, расположенных в большей степени в центральной части сетчатки. Они обладают низкой чувствительностью к световым лучам, но зато воспринимают всю цветовую гамму и быстро реагируют на движущиеся предметы.

Строение колбочек включает в себя такие сегменты:

  • Внешний, в котором имеются складки мембраны, заполненные пигментом йодопсином. Этот сегмент постоянно обновляется, обеспечивая полноценное цветное зрение.
  • Внутренний, в котором располагаются митохондрии и осуществляется энергетический обмен.
  • Синаптический, включающий в себя контакты (синапсы) передающие сигналы на зрительный нерв.
  • Перетяжку, представляющую собой мембрану плазматического типа, с помощью которой энергия перетекает из внутреннего сегмента во внешний. Для этого на ней имеется огромное количество микроскопических ресничек.
Основные данные про колбочки

Полноценное восприятие всей цветовой гаммы обеспечивает йодопсин, который в свою очередь бывает нескольких видов:

  • Эритролаб (L тип) отвечает за восприятие длинных волн, передающих красно-желтые оттенки.
  • Хлоролаб (M тип) воспринимает средние волны, характерные для зелено-желтых оттенков.
  • Цианолаб (S тип) реагирует исключительно на короткие волны, отвечающие за синие цвета.

Стоит отметить, что разделение колбочек на три категории (трехкомпонентная зрительная гипотеза) считается не единственно верной. Существует теория о том, что в колбочках присутствует только два вида родопсина – эритролаб и хлоролаб, из чего следует, что они способны воспринимать только красные, желтые и зеленые оттенки. Синий же цвет передается с помощью выгоревшего родопсина. В подтверждение этой теории используется тот факт, что люди, страдающие от тританопии (отсутствие восприятия синего спектра) дополнительно жалуются на трудности со зрением в темное время суток. А так называемая «куриная слепота» возникает при дисфункции палочек.

Особенности недуга

Отслоение сетчатки глаза — процесс отделения сетчатой оболочки глаза от сосудистой оболочки. Сетчатка глаза – структура, состоящая из множества нервных волокон, зрительных рецепторов (палочек и колбочек), выполняющая световоспринимающую и нервнопроводящую функцию.

Множество скоплений нервных и сосудистых элементов позволяет частично компенсировать недостаточность зрения при патологических изменениях. При выраженной стадии заболевания развивается полная потеря зрения, формируются необратимые изменения в зрительном центре головного мозга.

Аномалии строения сосудов, близорукость, сахарный диабет, гипертоническая болезнь, дегенеративные состояния глазного дна, астигматизм, беременность, операции на глазах, травмы глаз, опухоли, окклюзии, воспаления, диабетическая ретинопатия, серповидно-клеточная анемия, интоксикация, токсикоз, генетические дефекты.

Появление перед глазами завесы в одной из частей поля зрения. Пелена может незначительно перемещаться при движениях головой, глазами. Характерный симптом начальной отслойки сетчатки — это исчезновение пелены после ночного сна и появление её вновь в течение дня.

Наличие черных точек, «мушек» перед глазами свидетельствует о кровоизлиянии в стекловидное тело и косвенно может указывать на нарушение питания сетчатой оболочки. Молнии, искры, вспышки перед глазами возникают при уже совершившемся разрыве сетчатки из-за разрушения цепочки передачи нервного импульса.

Головные боли, боли в глазном яблоке, быстрая утомляемость глаз — менее специфичные признаки, указывающие на наличие у человека заболеваний сосудистого характера, приводящих к дистрофии и разрывам сетчатки.

Большинство разрывов происходят по периферии сетчатки, где кровоснабжение хуже всего. Осмотр глазного дна с широким зрачком при высокой квалификации офтальмолога позволяет поставить точный диагноз и определить местоположение очага для дальнейшего лечения.

Для уточнения используют дополнительные методы: измерение остроты зрения – она резко падает на пораженном глазу при центральных разрывах сетчатки. При этом может быть не изменена при периферической локализации отслойки.

Важно определить поля зрения — они сужаются при отслойке сетчатки на фоне периферической витреохориоретинальной дистрофии. Осуществляется измерение внутриглазного давления — показатели чаще всего в норме, но может быть снижено при отслойке сетчатки после травмы глаза. Повышено при экссудативной отслойке.

Строение сетчатки

В общем строении сетчатки палочки и колбочки занимают вполне определенное место. Наличие этих рецепторов на нервной ткани, из которой состоит глазная сетчатка, помогает быстро преобразовать получаемый световой поток в набор импульсов.

Сетчатка получает картинку, которая проектируется глазным участком роговицы и хрусталиком. После этого переработанное изображение в виде импульсов поступает при помощи зрительного пути в соответствующий отдел головного мозга. Сложная и полностью сформированная структура глаза позволяет совершить полную обработку информации за считанные мгновения.

Большая часть фоторецепторов сконцентрирована в макуле – центральной области сетчатки, которая за счет желтоватого оттенка носит также название желтого пятна глаза.

Функции палочек и колбочек

Особое строение палочек позволяет фиксировать малейшие световые раздражители при самой низкой степени освещенности, но при этом оттенки светового спектра эти рецепторы отличить не могут. Колбочки, напротив, помогают нам увидеть и оценить все богатство окружающих нас красок мира.

Читайте также:  Как промывать глаза фурацилином новорожденному ребенку?

Несмотря на то, что, по сути, палочки и колбочки имеют разные функции, обеспечить бесперебойную работу всего глаза может только согласованное участие обеих групп рецепторов.

Строение сетчатки

Таким образом, оба фоторецептора важны для нашей зрительной функции. Это позволяет нам всегда видеть достоверную картинку, независимо от погодных условий и времени суток.

Родопсин – строение и функции

Родопсин – это группа зрительных пигментов, по строению белок, относящийся к хромопротеинам. Свое название родопсин, или зрительный пурпур, получил за ярко-красный оттенок. Пурпурная окраска палочек сетчатки была обнаружена и доказана в ходе многочисленных исследований. Белок сетчатки родопсин состоит из двух компонентов – желтого пигмента и бесцветного белка.

Под воздействием света родопсин разлагается, и один из продуктов его разложения влияет на возникновение зрительного возбуждения. Восстановленный родопсин действует при сумеречном освещении, и отвечает белок в это время за ночное зрение. При ярком освещении родопсин разлагается и его чувствительность смещается в синюю область зрения. Белок сетчатки родопсин полностью восстанавливается у человека примерно за 30 минут. За это время сумеречное зрение достигает своего максимума, то есть человек начинает в темноте видеть все отчетливее.

Существует два типа фоторецепторов: палочки, которые чувствительны к низкому уровню освещения, и колбочки, которые чувствительны к свету различных областей спектра.

Подавляющее большинство фоторецепторов в глазу — палочки. Подсчитано, что сетчатка содержит примерно 120 миллионов палочек и всего 6 миллионов колбочек. Кроме этого, палочки примерно в 300 раз более чувствительны к свету, чем колбочки.

Палочки и колбочки – строение, основные функции, диагностика заболеваний в МГК

Данные фоторецепторы имеют форму цилиндра, длина которого составляет примерно 0,06 мм, а диаметр около 0,002 мм. Таким образом, подобный цилиндр действительно весьма похож на палочку. Глаз здорового человека содержит примерно 115-120 млн. палочек.

Палочку глаза человека можно разделить на 4 сегментарные зоны:

1 — Наружная сегментарная зона (включает мембранные диски, содержащие родопсин),2 — Связующая сегментарная зона (ресничка),3 — Внутренняя сегментарная зона (включает митохондрии),

4 — Базальная сегментарная зона (нервное соединение).

Палочки в высшей степени светочувствительны. Так, для их реакции, достаточно энергии 1 фотона (мельчайшей, элементарной частицы света). Данный факт очень важен при ночном зрении, что позволяет видеть при низком освещении.

Палочки не могут различать цвета, это, в первую очередь, связано с присутствием в них только одного пигмента – родопсина. Пигмент родопсин, называемый иначе зрительным пурпуром, благодаря включенным группам белков (хромофорам и опсинам) имеет 2 максимума светопоглощения.

 Правда, один из максимумов существует за гранью света, видимого человеческим глазом (278 нм – область уф-излучения), поэтому, наверное стоит называть его максимумом волнопоглощения.

Но, второй максимум виден глазу – он существует на отметке 498 нм, расположенной на границе зелёного и синего цветового спектра.

Достоверно известно, родопсин, присутствующий в палочках, реагирует на свет много медленнее, чем йодопсин, содержащийся в колбочках. Потому, для палочек характерна слабая реакция на динамику световых потоков, и кроме того, они плохо различают движения объектов. И острота зрения не является их прерогативой.

Колбочки сетчатки глаза

Эти фоторецепторы, также получили свое название благодаря характерной форме, схожей с формой лабораторных колб. Длина колбочки составляет приблизительно 0,05 мм, диаметр ее в наиболее узком месте равен примерно 0,001 мм, а в самом широком – 0,004. Сетчатка здорового взрослого человека содержит около 7 млн. колбочек.

Колбочки имеют меньшую чувствительность к свету. То есть для возбуждения их деятельности потребуется световой поток, который в десятки раз более интенсивен, чем для возбуждения работы палочек.

Но колбочки обрабатывают световые потоки значительно интенсивнее палочек, поэтому они лучше воспринимают и их изменение (к примеру, лучше различают свет при движении объектов, в динамике относительно глаза).

Кроме того, они более четко определяют изображения.

Палочки и колбочки – строение, основные функции, диагностика заболеваний в МГК

Колбочки человеческого глаза, также включают 4 сегментарные зоны:

1 — Наружная сегментарная зона (включает мембранные диски, содержащие йодопсин),2 — Связующая сегментарная зона (перетяжка),3 — Внутренняя сегментарная зона (включает митохондрии),

4 — Зона синаптического соединения или базальный сегмент.

Причина вышеописанных свойств колбочек – это содержание в них специфического пигмента йодопсина.

Сегодня выделены и доказаны 2 вида данного пигмента: эритролаб (йодопсин, чувствительный к красному спектру и длинным L-волнам), а также хлоролаб (йодопсин, чувствительный к зеленому спектру и средним M-волнам).

Пигмент, который чувствителен к синему спектру и коротким S-волнам, пока не найден, хотя название за ним уже закрепилось – цианолаб.

Подразделение колбочек по видам доминирования в них цветового пигмента (эритролаба, хлоролаба, цианолаба) обусловлено трехкомпонентной гипотезой зрения. Существует, однако, и другая теория зрения – нелинейная двухкомпонентная.

Ее приверженцы считают, что все колбочки, включают в себя эритролаб, и хлоролаб одновременно, а потому способны воспринимать цвета и красного, и зеленого спектра. Роль цианолаба, при этом, выполняет выцветший родопсин палочек. Эту теорию подтверждают и примеры людей, страдающих дальтонизмом, а именно невозможностью различать синюю часть спектра (тританопия).

Они так же испытывают затруднения с сумеречным зрением (гемералопия), что является признаком аномальной деятельности палочек сетчатки глаза.

Симптомы поражения палочек и колбочек сетчатки

  • Снижение остроты зрения.
  • Нарушение цветовосприятия.
  • “Молнии” перед глазами.
  • Сужение поля зрения.
  • Пелена перед глазами.
  • Ухудшение сумеречного зрения.
Читайте также:  Близорукость (миопия) у школьников: причины и лечение

Болезни, затрагивающие палочки и колбочки

Поражение палочек и колбочек глаза возможно при различных патологиях сетчатки:

  • Гемералопия (“куриная слепота”).
  • Макулодистрофия.
  • Пигментная абиотрофия сетчатки.
  • Дальтонизм.
  • Отслойка сетчатки.
  • Воспаление сетчатки (ретинит, хориоретинит).

Палочки и колбочки сетчатки глаза

Зрение – первое чувство, применяемое человеком для познания внешнего мира.

Сначала человек смотрит на объект интереса, затем трогает, ощущает, нюхает или пробует.

Это настолько естественный процесс, что трудно поверить в сложность его реализации зрительной системой. Она сложна, но от этого не менее интересна.

Создание изображения претерпевает много этапов создания, один из которых – восприятие и обработка цветовых и световых раздражителей и превращение их в нервный импульс. Этой цели служит сетчатка глаза.

Эта тонкая пластинка – самая важная составляющая глазного яблока, она является началом зрительного анализатора.

Сетчатка содержит множество чувствительных волокон, воспринимающих внешние раздражители. Волокна объединены в 3 нервных пучка:

  • первый – палочки и колбочки;
  • второй – биполярные клетки;
  • третий – ганглионарные клетки.

Палочки и колбочки отвечают за фоторецепцию сетчатки и находятся в ее наружном слое.

Функции колбочек

Колбочки несут ответственность за четкость и восприятие цвета, улавливают резкие движения. Обладают функцией поглощения цветовых сигналов благодаря пигменту йодопсину.

Пигмент покрывает дисковидные складки наружного сегмента фоторецептора. Йодопсин одинаков не во всех клетках.

Именно по разновидности пигмента и их функциям разработаны трехкомпонентная и двухкомпонентная теории восприятия цвета.

Трехкомпонентная теория цветовосприятия

Цветоощущение помогает человеку видеть картину мира во всех красках. Цветовая радуга состоит из множества электромагнитных сигналов различной длины, отвечающие за воспроизведение того или иного цвета. Глаз улавливает эти раздражители.

В соответствии с длиной волны различают 3 типа цветового спектра:

Палочки и колбочки сетчатки глаза
  • красно-оранжевый – длинная волна излучения;
  • желто-зеленый – средняя волна излучения;
  • сине-фиолетовый – короткая волна излучения.

Каждая колбочка поглощает определенный луч раздражения, соответственный представленным типам. Происходит это из-за различий составляющего пигмента йодопсина. В зависимости от способности улавливать цветовой луч определённой длины и типа пигмента центральные фоторецепторы делятся на 3 вида: S, M и L-колбочки.

S-рецепторы (сокращение от «short») восприимчивы к коротковолновому спектру длиной 440-450 нм. Зрительный пигмент – цианолаб. Клетки располагаются преимущественно по периферии сетчатки, их количество минимально.

М-тип (medium) поглощает волны средней длины – 535 нм. Действующий пигмент – хлоролаб. L-колбочки (long) чувствительны к длинным волнам цветовой гаммы – 570 нм. Основной пигмент – эритролаб.

M и L-клетки составляют основную часть цветовой рецепции и расположены в желтом пятне сетчатки. На этом основано правило трехкомпонентного цветоощущения – теория Юнга-Гельмгольца. Она была разработана М.В.

Ломоносовым, в дальнейшем доработана учеными Томасом Юнгом и Германом Гельмгольцем.

Двухкомпонентная теория цветовосприятия

Двухкомпонентная, или нелинейная, теория цветоощущения предполагает наличие только 2 видов пигмента – эритролаба и хлоролаба, и соответствующих им колбочек. Функцию восприятия сине-фиолетовой ветки цветовой гаммы берут на себя палочки. В пользу двухкомпонентной теории говорит неполное изучение и недоказанная роль пигмента цианолаба в зрительном акте.

Функции палочек

Палочки обеспечивают периферическое и ночное зрение. Они чувствительны к фиолетово-синей гамме цветового спектра. Поэтому в темноте предметы отдают черно-синими переливами. Способности к цветовому восприятию колбочек падают ночью, на их месте активную работу начинают палочки. Поэтому цвета в темное время суток не различимы, и человек видит только очертания окружающих предметов.

Заключение

Глаз – достаточно сложная структура, выполняющая множество функций одновременно. Цель – четкое цветное зрение. Согласованная работа фоторецепторов делает возможным полноценное зрение.

Человек видит яркую картину мира, различает мельчайшие детали и оттенки, легко ориентируется в дневное и ночное время суток.

Вся прелесть видения была бы невозможна без отлаженного непрерывного взаимодействия маленьких помощников – палочек и колбочек.

Была ли статья полезной?

Строение сетчатки глаза

Внутренняя оболочка зрительного аппарата является важной частью мозгового вещества. В ее состав входят многочисленные нейроны, устилающие изнутри весь глаз. Именно благодаря сетчатке человек различает объекты, окружающие его. На ней происходит сосредоточение преломленных световых лучей и формируется четкое изображение.

Нервные окончания сетчатой оболочки переходят по зрительным фибрам, откуда по волокнам сведения передаются мозгу. Также здесь расположено небольшое пятнышко жёлтого цвета под названием макула. Оно находится в центре сетчатки и обладает самой большой способностью к визуальному восприятию. В макуле «проживают» палочки и колбочки, отвечающие за дневное и ночное зрение.

Профилактика

Генетически обусловленные заболевания предотвратить невозможно, но в некоторых случаях возможно отсрочить последствия. Приобретенных патологий вполне реально избежать при некоторых мерах профилактики.

  • Сбалансированное питание;
  • Соблюдение зрительного режима – гимнастика, тренировки, своевременный отдых после нагрузки на орган зрения;
  • Адекватный профессиональный подбор корригирующих очков при миопии, пресбиопии, астигматизме, гиперметропии. И использование в соответствии с рекомендациями офтальмолога;
  • Умеренная физическая общеукрепляющая нагрузка;
  • Соблюдение светового режима;
  • Защита глаз от ультрафиолета с помощью солнцезащитных очков с качественными фильтрами.
Медик онлайн - медицинский интернет журнал