Fotoretseptorid

Fotoretseptorid on inimese võrkkesta valgusespetsiifilised sensoorsed rakud. Nad neelavad mitmesuguseid elektromagnetilisi valguslaineid ja muudavad need stiimulid bioelektriliseks erutuseks. Pärilike haiguste, näiteks pigmendi retiniidi või koonusvarda düstroofia korral hukkuvad fotoretseptorid vähehaaval, kuni tekib pime.

Mis on PR-id?

Fotoretseptorid on valgustundlikud sensoorakud, mis on spetsialiseerunud nägemisprotsessile. Valgus loob silma sensoorsetes rakkudes elektripinge potentsiaali. Inimsilm sisaldab kolme erinevat tüüpi fotoretseptorit.

Lisaks vardadele hõlmavad need koonuseid ja valgustundlikke ganglionrakke. Bioloogia eristab selgroogsete ja selgrootute loomade fotoelemente. Depolarisatsioon toimub selgrootute fotoelementides. See tähendab, et rakud reageerivad valgusele, vähendades pinget. Selgroogsete puhul toimub aga hüperpolariseerumine. Teie fotoretseptorid tagavad, et valguse korral pinge suureneb.

Erinevalt selgrootutest on selgroogsete fotoretseptorid sekundaarsed retseptorid. Stiimuli muundamine aktsioonipotentsiaaliks toimub ainult väljaspool retseptorit. Lisaks inimestele ja loomadele sisaldavad taimed ka valguse retseptoreid, et olla võimelised valgust mõjutama.

Anatoomia ja struktuur

Silma võrkkestas on umbes 120 miljonit varrast. Koonuseid on umbes 6 miljonit silma umbes miljonist ganglionrakust, mis on umbes ühe protsendi valguse suhtes tundlikud. Kõige valgustundlikumad fotoretseptorid on vardad. Silma pimeala ei sisalda retseptoreid peale koonuste.

Seetõttu peaksid inimesed tegelikult nägema auku, kus on pimeala. See pole ainult nii, sest aju täidab tühimiku tajutavate mälestustega. Võrkkesta vardad sisaldavad niinimetatud kettaid. Koonused sisaldavad siiski membraanvoldid. Nendes piirkondades on nad varustatud niinimetatud visuaalse lillaga. Üldiselt on vardad ja koonused sarnase struktuuriga. Neil kõigil on välimine segment, milles täidetakse nende kõige olulisemaid ülesandeid.

Koonuste välimised segmendid on koonusekujulised ja laiemad kui varraste pikad ja kitsad välissegmendid. Noored, st plasmamembraani mügarik, ühendavad retseptorite välimist ja sisemist segmenti. Sisemised segmendid koosnevad ellipsoidist ja endoplasmaatilise retikulumiga müoidist. Fotoretseptorite välimine granuleeritud kiht ühendab raku keha raku tuumaga. Raku keha külge kinnitub lindi- või taldrikukujuline sünaptilise otsaga akson. Neid sünapsisid nimetatakse ka paelteks.

Funktsioon ja ülesanded

Inimsilma fotoretseptorid muudavad valguse elektromagnetilised lained bioelektriliseks erutuseks. Kõigi kolme tüüpi fotoretseptorite funktsioon on valguse neeldumine ja muundamine. Seda protsessi nimetatakse ka fototransduktsiooniks. Selleks võtavad retseptorid valguse footonid ja algatavad membraani potentsiaali muutmiseks keeruka biokeemilise reaktsiooni. Potentsiaali muutus vastab selgroogsete hüperpolariseerumisele.

Kolmel erinevat tüüpi retseptoril on erinevad neeldumispiirid ja erinevad seetõttu tundlikkuse osas teatud lainepikkuste suhtes. Selle peamiseks põhjuseks on erinev visuaalne pigment üksikutel rakutüüpidel. See tähendab, et need kolm tüüpi erinevad oma funktsioonides mõnevõrra. Gänglioni rakud reguleerivad näiteks päeva-öö rütmi. Vardad ja koonused seevastu mängivad rolli pildi äratundmisel. Vardad vastutavad peamiselt valguse ja pimeduse nägemise eest.

Koonused seevastu mängivad rolli ainult päevavalguses ja võimaldavad värvi tuvastada. Foto edastamine toimub fotoelementide välimistes segmentides. Pimedas on enamik fotoretseptoritest stimuleerimata olekus ja nende avatud naatriumikanalite tõttu on membraanipotentsiaal väike. Puhkuse ajal vabastate neurotransmitteri glutamaadi jäädavalt. Kuid niipea, kui valgus langeb silma, sulgevad avatud naatriumikanalid. Rakkude potentsiaal suureneb ja hüperpolariseerumine toimub.

Selle hüperpolarisatsiooni ajal pärsitakse retseptori aktiivsust ja vabastatakse vähem saatjaid. See glutamaadi vähenev vabanemine avab bipolaarsete ja horisontaalsete rakkude alamjooksu ioonikanalid. Fotoretseptoritest tulev impulss edastatakse avatud kanalite kaudu närvirakkudesse, mis seejärel aktiveerivad ganglionid ja amatsiini rakud. Retseptorite signaal saadetakse ajju, kus seda hinnatakse visuaalsete mälestuste abil.

Ravimid leiate siit

Haigused

Inimsilma fotoretseptoritega võib esineda mitmesuguseid tervisehäireid ja haigusi. Paljud neist avalduvad järk-järgult nägemise kaotamisena. Koonusvarraste düstroofia on näiteks päriliku võrkkesta düstroofia vorm, mis põhjustab fotoretseptorite hukkumist.

Selle päriliku haigusega kaotab patsient võrkkesta pigmendiladestuste kaudu pidevalt koonuseid ja vardaid. See protsess avaldub varases faasis nägemisteravuse vähenemise, valguse tundlikkuse suurenemise ja värvipimeduse suurenemise kaudu. Tundlikkus keskmises vaateväljas väheneb. Hiljem ründab haigus ka perifeerset nägemisvälja. Võib tekkida sellised sümptomid nagu ööpimedus. Mõne aja pärast muutub patsient tõenäoliselt täiesti pimedaks.

Retina pigmentosa, mida tuntakse ka varda- ja koonuse düstroofiana, tuleb sellest haigusest eristada. Lõpuks ilmnevad võrkkesta haiguse selles vormis samad sümptomid kui koonusvarda düstroofia korral, kuid sümptomid on vastupidised. See tähendab, et pigmentosa retiniit avaldub kõigepealt ööpimeduses, varraste ja koonusehaiguse korral esinev ööpimedus on alles hiljem sümptomaatiline.

Võrkkesta pigmentosa kulg on tavaliselt leebem kui varraste ja koonuse düstroofia korral. Lisaks neile degeneratiivsetele haigustele võivad nägemisaparaadi sensoorseid rakke mõjutada ka põletik või õnnetused kahjustada.