Anatomi-Leksikon

Batang dan kerucut di mata

definisi

Mata manusia memiliki dua jenis fotoreseptor yang memungkinkan kita untuk melihat. Di satu sisi ada reseptor batang dan di sisi lain reseptor kerucut, yang dibagi lagi: reseptor biru, hijau dan merah. Fotoreseptor ini mewakili lapisan retina dan mengirimkan sinyal ke sel transmisi yang terhubung dengannya jika mereka mendeteksi kejadian cahaya. Kerucut digunakan untuk penglihatan fotopik (penglihatan warna dan penglihatan pada siang hari) dan batang, di sisi lain, untuk penglihatan scotopic (persepsi dalam gelap).

Lebih lanjut tentang subjek ini: Bagaimana cara kerja visi?

konstruksi

Retina manusia juga retina disebut, adalah total tebal 200 µm dan terdiri dari lapisan sel yang berbeda. Di luar adalah sel epitel pigmen, yang sangat penting untuk metabolisme retina adalah dengan menyerap dan menghancurkan fotoreseptor yang mati dan juga mengeluarkan komponen sel yang muncul selama proses visual.

Selanjutnya ke dalam ikuti fotoreseptor yang sebenarnya, yang dipisahkan menjadi batang dan kerucut. Keduanya memiliki kesamaan yaitu mereka memiliki tungkai luar yang mengarah ke epitel pigmen dan juga bersentuhan dengannya. Ini diikuti oleh silia tipis, di mana tautan luar dan tautan dalam dihubungkan. Dalam kasus batang, mata rantai luar adalah lapisan cakram membran, mirip dengan tumpukan koin. Dalam kasus tenon, mata rantai bagian luar terdiri dari lipatan membran sehingga mata rantai bagian luar tampak seperti semacam sisir rambut pada bagian memanjang, dengan gigi yang mewakili lipatan individu.

Membran sel tungkai luar mengandung pigmen visual dari fotoreseptor. Warna kerucut disebut rhodopsin dan terdiri dari glikoprotein opsin dan retinal 11-cis, modifikasi dari vitamin A1. Pigmen visual kerucut berbeda dari rhodopsin dan satu sama lain dengan bentuk opsin yang berbeda, tetapi mereka juga memiliki retinal. Pigmen visual dalam cakram membran dan lipatan membran dikonsumsi oleh proses visual dan harus dibuat ulang. Disk dan lipatan membran selalu baru terbentuk. Mereka bermigrasi dari anggota dalam ke anggota luar dan akhirnya dilepaskan dan diserap dan dipecah oleh epitel pigmen. Kerusakan epitel pigmen menyebabkan pengendapan puing-puing sel dan pigmen visual, seperti yang terjadi misalnya pada penyakit Retinitis pigmentosa aku s.

Anggota dalam adalah badan sel sebenarnya dari fotoreseptor dan berisi inti sel dan organel sel. Di sinilah proses penting berlangsung, seperti pembacaan DNA, produksi protein atau zat pembawa pesan sel; dalam kasus fotoreseptor, glutamat adalah zat pembawa pesan.

Tungkai dalam tipis dan memiliki apa yang disebut kaki reseptor di ujungnya, yang melaluinya sel terhubung ke apa yang disebut sel bipolar (sel penerusan). Vesikel pemancar dengan zat pembawa pesan glutamat disimpan di basis reseptor. Ini digunakan untuk mengirimkan sinyal ke sel bipolar.

Ciri khusus fotoreseptor adalah bahwa dalam gelap, zat pemancar dilepaskan secara permanen, di mana pelepasannya berkurang saat cahaya jatuh. Jadi tidak seperti sel-sel persepsi lain yang stimulus mengarah pada peningkatan pelepasan pemancar.

Ada sel bipolar batang dan kerucut, yang pada gilirannya saling berhubungan dengan sel ganglion, yang menyusun lapisan sel ganglion dan yang sel prosesnya bersama-sama akhirnya membentuk saraf optik. Ada juga interkoneksi horizontal yang kompleks dari sel-sel tersebut retinayang diwujudkan oleh sel horizontal dan sel amacrine.

Retina distabilkan oleh apa yang disebut sel Müller, sel glial dari retinayang menjangkau seluruh retina dan bertindak sebagai kerangka.

fungsi

Fotoreseptor mata manusia digunakan untuk mendeteksi cahaya yang datang. Mata peka terhadap sinar cahaya dengan panjang gelombang antara 400 - 750 nm. Ini sesuai dengan warna dari biru ke hijau ke merah. Sinar cahaya di bawah spektrum ini disebut ultraviolet dan di atasnya disebut inframerah. Keduanya tidak lagi terlihat oleh mata manusia dan bahkan dapat merusak mata dan menyebabkan keburaman lensa.

Lebih lanjut tentang topik ini: Katarak

Kerucut bertanggung jawab untuk penglihatan warna dan membutuhkan lebih banyak cahaya untuk memancarkan sinyal. Untuk mewujudkan penglihatan warna, ada tiga jenis kerucut, yang masing-masing bertanggung jawab atas panjang gelombang cahaya tampak yang berbeda dan memiliki daya serap maksimum pada panjang gelombang ini. Oleh karena itu, fotopigmen, opsin pigmen visual kerucut, berbeda dan membentuk 3 subkelompok: kerucut biru dengan penyerapan maksimum (AM) 420 nm, kerucut hijau dengan AM 535 nm dan kerucut merah dengan AM 565 nm Jika cahaya dari spektrum panjang gelombang ini mengenai reseptor, sinyal akan diteruskan.

Lebih lanjut tentang topik ini: Pemeriksaan penglihatan warna

Sementara itu, batang sangat sensitif terhadap masuknya cahaya dan oleh karena itu digunakan untuk mendeteksi cahaya yang sangat sedikit, terutama dalam gelap. Itu hanya dibedakan antara terang dan gelap, tapi tidak dari segi warna. Pigmen visual sel batang, juga disebut rhodopsin, memiliki serapan maksimum pada panjang gelombang 500 nm.

tugas

Seperti yang telah dijelaskan, reseptor kerucut digunakan untuk penglihatan siang hari. Melalui tiga jenis kerucut (biru, merah dan hijau) dan proses pencampuran warna aditif, warna yang kita lihat dapat dilihat. Proses ini berbeda dengan pencampuran warna fisik dan subtraktif, yang terjadi, misalnya, saat mencampur warna pelukis.

Selain itu, kerucut, terutama di lubang pandang - tempat penglihatan paling tajam - juga memungkinkan penglihatan tajam dengan resolusi tinggi. Ini juga terutama disebabkan oleh interkoneksi saraf mereka. Lebih sedikit kerucut yang mengarah ke neuron ganglion masing-masing dibandingkan dengan batang; Oleh karena itu resolusinya lebih baik dibandingkan dengan sumpit. Dalam Fovea centralis bahkan ada penerusan 1: 1.

Batang, di sisi lain, memiliki maksimum dengan penyerapan maksimum 500 nm, yang berada tepat di tengah kisaran cahaya tampak. Jadi mereka bereaksi terhadap cahaya dari spektrum yang luas. Namun, karena mereka hanya memiliki rhodopsin, mereka tidak dapat memisahkan cahaya dengan panjang gelombang yang berbeda. Namun, keuntungan besar mereka adalah mereka lebih sensitif daripada kerucutnya. Insiden cahaya yang jauh lebih sedikit juga cukup untuk mencapai ambang reaksi untuk batang. Oleh karena itu, mereka terbiasa melihat dalam kegelapan saat mata manusia buta warna. Resolusi, bagaimanapun, jauh lebih buruk daripada dengan kerucut. Lebih banyak batang berkumpul, yaitu berkumpul, mengarah ke neuron ganglion. Ini berarti bahwa terlepas dari batang mana dari perban yang tereksitasi, neuron ganglion diaktifkan. Oleh karena itu, tidak mungkin memiliki pemisahan spasial yang bagus seperti tenon.

Menarik untuk dicatat bahwa rakitan batang juga merupakan sensor untuk apa yang disebut sistem magnoseluler, yang bertanggung jawab atas pergerakan dan persepsi kontur.

Selain itu, satu atau yang lain mungkin telah memperhatikan bahwa bintang tidak berada dalam fokus bidang penglihatan pada malam hari, melainkan di tepi. Ini karena fokusnya memproyeksikan ke lubang pandang, tetapi tidak memiliki sumpit. Ini terletak di sekitar mereka, sehingga Anda dapat melihat bintang di sekitar fokus pusat pandangan.

distribusi

Karena tugasnya yang berbeda, kerucut dan batang di mata juga didistribusikan secara berbeda dalam hal kepadatannya. Kerucut digunakan untuk penglihatan tajam dengan diferensiasi warna di siang hari. Oleh karena itu, Anda berada di tengah retina paling umum (titik kuning - Macula lutea) dan di lubang tengah (Fovea centralis) adalah satu-satunya reseptor yang ada (tidak ada batang). Lubang pandang adalah tempat penglihatan paling tajam dan mengkhususkan diri pada siang hari. Batang memiliki parafoveal dengan kepadatan maksimum, yaitu di sekitar lubang visual pusat. Di pinggiran kepadatan fotoreseptor menurun dengan cepat, di mana di bagian yang lebih jauh hampir hanya batang yang ada.

ukuran

Kerucut dan sumpit berbagi cetak biru sampai batas tertentu, tetapi kemudian berbeda-beda. Secara umum, sumpit sedikit lebih panjang dari kerucut.

Fotoreseptor batang memiliki panjang rata-rata sekitar 50 µm dan diameter sekitar 3 µm di tempat yang paling padat, yaitu daerah parafoveal untuk batang.

Fotoreseptor kerucut agak lebih pendek dari batang dan memiliki diameter 2 µm di fovea centralis, yang disebut lubang penglihatan, di wilayah dengan kepadatan tertinggi.

jumlah

Mata manusia memiliki jumlah fotoreseptor yang sangat banyak. Satu mata saja memiliki sekitar 120 juta reseptor batang untuk penglihatan skotopik (dalam gelap), sementara ada sekitar 6 juta reseptor kerucut untuk penglihatan siang hari.

Kedua reseptor menyatukan sinyalnya ke sekitar satu juta sel ganglion, di mana akson (ekstensi sel) dari sel ganglion ini membentuk saraf optik sebagai bundel dan menariknya ke otak sehingga sinyal dapat diproses secara terpusat di sana.

Informasi lebih lanjut dapat ditemukan di sini: Pusat visual

Perbandingan sumpit dan kerucut

Seperti yang telah dijelaskan, batang dan kerucut memiliki sedikit perbedaan dalam struktur, tetapi ini tidak serius. Yang jauh lebih penting adalah fungsinya yang berbeda.

Batang jauh lebih sensitif terhadap cahaya dan oleh karena itu dapat mendeteksi insiden cahaya yang rendah, tetapi hanya membedakan antara terang dan gelap. Selain itu, mereka sedikit lebih tebal dari kerucut dan diteruskan secara konvergen, sehingga daya penyelesaiannya lebih rendah.

Kerucut, di sisi lain, membutuhkan lebih banyak cahaya, tetapi dapat memungkinkan penglihatan warna karena tiga sub-bentuknya. Karena diameternya yang lebih kecil dan transmisi konvergen yang kurang kuat, transmisi hingga 1: 1 di fovea centralis, memiliki resolusi yang sangat baik, yang hanya dapat digunakan pada siang hari.

Titik kuning

Itu Macula lutea, juga disebut titik kuning, adalah tempat di retina yang paling sering dilihat orang. Nama itu diberi warna kekuningan pada titik ini di fundus mata. Bintik kuning adalah tempat dari retina dengan sebagian besar fotoreseptor. Kecuali Macula hampir hanya ada batang tersisa yang seharusnya membedakan antara terang dan gelap.

Itu Macula masih berisi apa yang disebut lubang visual di tengah, Fovea centralis. Inilah titik penglihatan paling tajam. Lubang pandang hanya berisi kerucut dalam kepadatan pengemasan maksimumnya, yang sinyalnya ditransmisikan 1: 1, sehingga resolusinya paling baik di sini.

Distrofi

Distrofi, perubahan patologis pada jaringan tubuh yang menyebabkan retina biasanya berlabuh secara genetik, yaitu dapat diwarisi dari orang tua atau diperoleh melalui mutasi baru. Beberapa obat dapat menyebabkan gejala yang mirip dengan distrofi retinal. Penyakit-penyakit tersebut memiliki kesamaan bahwa gejala-gejala hanya muncul dalam perjalanan hidup dan mereka memiliki perjalanan yang kronis tetapi progresif. Perjalanan penyakit distrofi dapat sangat bervariasi dari satu penyakit ke penyakit, tetapi juga bisa sangat berfluktuasi dalam suatu penyakit. Kursus tersebut bahkan dapat berbeda-beda di dalam keluarga yang terkena dampak, sehingga tidak ada pernyataan umum yang dapat dibuat. Pada beberapa penyakit, bagaimanapun, dapat berkembang menjadi kebutaan.

Bergantung pada penyakitnya, ketajaman penglihatan dapat menurun dengan sangat cepat atau secara bertahap memburuk selama beberapa tahun. Gejala, apakah bidang penglihatan pusat berubah pertama atau hilangnya bidang penglihatan berkembang dari luar ke dalam, juga bervariasi tergantung pada penyakitnya.

Mendiagnosis distrofi retinal bisa sulit pada awalnya. Namun, ada banyak prosedur diagnostik yang dapat membuat diagnosis menjadi mungkin; ini sedikit pilihan:

Ophthalmoscopy: perubahan yang terlihat seperti endapan di fundus mata sering muncul
electroretinography, yang mengukur respons listrik retina terhadap rangsangan cahaya
electrooculography, yang mengukur perubahan potensi listrik retina saat mata bergerak.

Sayangnya, saat ini tidak ada terapi kausal atau pencegahan yang diketahui untuk sebagian besar penyakit distrofik yang disebabkan secara genetik. Namun, banyak penelitian saat ini sedang dilakukan di bidang rekayasa genetika, meskipun terapi tersebut saat ini baru dalam tahap studi.

Pigmen visual

Pigmen penglihatan manusia terdiri dari glikoprotein yang disebut opsin dan yang disebut 11-cis-retinal, yang merupakan modifikasi kimiawi dari vitamin A1. Ini juga menjelaskan pentingnya vitamin A untuk ketajaman visual. Gejala defisiensi parah dapat menyebabkan kebutaan malam dan, dalam kasus ekstrim, kebutaan.

Bersama dengan retinal 11-cis, opsin tubuh sendiri, yang ada dalam berbagai bentuk untuk batang dan tiga jenis kerucut ("opsine kerucut"), dibangun ke dalam membran sel. Ketika terkena cahaya, kompleksnya berubah: retinal 11-cis berubah menjadi retinal all-trans dan opsin juga berubah. Dalam kasus batang, misalnya, dihasilkan metarhodopsin II, yang menggerakkan kaskade sinyal dan melaporkan kejadian cahaya.

Kelemahan Merah Hijau

Kelemahan atau kebutaan merah-hijau adalah kerusakan penglihatan warna bawaan dan diturunkan terkait-X dengan penetrasi yang tidak lengkap. Namun, bisa juga itu adalah mutasi baru dan oleh karena itu tidak ada orang tua yang memiliki cacat genetik ini. Karena pria hanya memiliki satu kromosom X, mereka lebih mungkin terkena penyakit dan mempengaruhi hingga 10% populasi pria. Namun, hanya 0,5% wanita yang terpengaruh, karena mereka dapat mengganti kromosom X yang rusak dengan kromosom kedua yang sehat.

Kelemahan merah-hijau didasarkan pada fakta bahwa mutasi genetik telah terjadi untuk opsin protein visual baik dalam isoform hijau atau merah. Ini mengubah panjang gelombang yang sensitif opsin dan oleh karena itu warna merah dan hijau tidak dapat dibedakan secara memadai. Mutasi terjadi lebih sering pada opsin untuk penglihatan hijau.

Ada juga kemungkinan bahwa penglihatan warna untuk salah satu warna sama sekali tidak ada jika, misalnya, gen pengkodean tidak lagi ada. Kelemahan atau kebutaan merah disebut Protanomali atau. Protanopia (untuk hijau: Deuteranomaly atau. Deuteranopia).

Bentuk khusus adalah monokrom kerucut biru, yaitu hanya kerucut biru dan penglihatan biru yang bekerja; Merah dan hijau juga tidak bisa dipisahkan.

Baca lebih lanjut tentang topik ini: