Інформацію про навколишній світ на 90% людина отримує через орган зору. Роль сітківки - зорова функція. Сітківка складається з фоторецепторів особливої будови - колбочок і паличок.
Палички і колбочки - фотографічні рецептори з високим ступенем чутливості, вони перетворюють світлові сигнали, що надходять ззовні, на імпульси, що сприймаються центральною нервовою системою - головним мозком.
При освітленні - протягом світлового дня - підвищене навантаження відчувають колбочки. Палички відповідають за сутінковий зір - якщо вони недостатньо активні, з'являється куряча сліпота.
Колбочки і палички в сітківці ока мають різну будову, оскільки їх функції різні.
Будова органу зору людини
- Рогівка - прозора оболонка з судинами і нервовими закінченнями, що межує зі склерою, знаходиться на передній частині органу зору.
- Передня камера між рогівкою і райдужкою, в ній знаходиться внутрішньоочна рідина.
- Райдужка - область ока з отвором для зіниці. Її будова: м'язи, що змінюють діаметр зіниці при зміні освітлення і регулюють надходження світла.
- Зіниць - це отвір, через нього світло проходить всередину ока.
- Кришталик - еластична прозора лінза, здатна миттєво підлаштовуватися під зорові образи - змінювати фокус для оцінки величини предметів і відстані до них.
- Склоподібне тіло - абсолютна прозора субстанція гелеобразної консистенції, завдяки їй око має сферичну форму. Виконує обмінну функцію в органі зору.
- Сітківка - складається з 3 шарів, відповідає за зір і квіткосприйняття, в неї входять кровоносні судини, нервові волокна і фоторецептори високої чутливості. Саме завдяки подібній будові сітківки в головний мозок надходять імпульси, які виникають внаслідок сприйняття світлових хвиль різної довжини. Завдяки цій здатності сітківки людина розрізняє основні кольори та їх численні відтінки. У різних типів людей квіточутливість різна.
- Склера - зовнішня оболонка ока, яка переходить у рогівку.
До складу органу зору також входять судинна частина і зоровий нерв, що передає сигнали, одержувані ззовні, в головний мозок. Відділ головного мозку, який отримує і перетворює інформацію, також вважається одним з відділів зорової системи.
Де знаходяться палички і колбочки? Чому вони не відображені в переліку? Це рецептори нервової тканини, що складають сітківку. Завдяки ковбочкам і паличкам сітківка отримує картинку, зафіксовану ділянкою рогівки і кришталиком. Імпульси передають зображення в центральну нервову систему, де і відбувається обробка інформації. Цей процес здійснюється за лічені частки секунди - практично миттєво.
Більшість з чутливих фоторецепторів розташовані в макулі - так називається центральна область сітківки. Друга назва макули - жовта пляма ока. Цю назву отримала макула тому, що при огляді даної зони ясно видно жовтуватий відтінок.
У будову зовнішньої частини сітківки входить пігмент, у внутрішню - світлочутливі елементи.
Колбочки в оці
Колбочки отримали назву тому, що вони за формою схожі саме на колби, тільки дуже маленькі. У дорослої людини сітківка включає 7 млн. цих рецепторів.
Кожна колбочка складається з 4 шарів:
- зовнішній - мембранні диски з колірним пігментом йодопсином; саме цей пігмент забезпечує високу чутливість при сприйнятті світлових хвиль різної довжини;
- зв'язуючий ярус - другий шар - перетяжка, що дозволяє сформувати форму чутливого рецептора - складається з мітохондрій;
- внутрішня частина - базальний сегмент, сполучна ланка;
- синаптична область.
В даний час повністю вивчені тільки 2 світлочутливих пігменти у складі фоторецепторів даного виду - хлоролаб і еритролаб. Перші відповідають за сприйняття жовто-зеленої спектральної області, другий - жовто-червоної.
Палички в очах
Палички сітківки ока мають циліндричну форму, довжина перевищує величину діаметра в 30 разів.
До складу паличок входять такі елементи:
- мембранні диски;
- реснички;
- мітохондрії;
- нервова тканина.
Максимальна світлочутливість забезпечена пігментом родопсином (зоровим пурпуром). Він не може розрізнити колірні відтінки, але зате реагує навіть на мінімальні світлові спалахи, які отримує ззовні. Рецептор паличок збуджується навіть на спалах, енергія якого становить всього один фотон. Саме ця здатність дозволяє бачити в сутінках.
Родопсин - білок з групи зорових пігментів, відноситься до хромопротеїнів. Свою другу назву - зоровий пурпур - він отримав під час досліджень. У порівнянні з іншими пігментами він різко виділяється яскраво-червоним відтінком.
У складі родопсина два компоненти - безбарвний білок і жовтий пігмент.
Реакція родопсина на світловий промінь наступна: при впливі світла пігмент розкладається, викликаючи збудження зорового нерва. У денний час чутливість ока зміщується в синю область, в нічний - відбувається відновлення зорового пурпуру протягом 30 хвилин.
За цей час око людини пристосовується до сутінків і починає більш чітко сприймати навколишню інформацію. Саме цим і можна пояснити, що в темряві з часом починають бачити виразніше. Чим менше надходить світла, тим більше загострюється сутінковий зір.
Колбочки і палички ока - функції
Не можна розглядати фоторецептори окремо - в зоровому апараті вони складають єдине ціле і відповідають за зорові функції і колірне сприйняття. Без узгодженої роботи рецепторів обох видів центральна нервова система отримує спотворену інформацію.
Кольоровий зір забезпечується за рахунок симбіозу паличок і колбочок. Палички чутливі в зеленій частині спектру - 498 нм, не більше, а далі за сприйняття відповідають колбочки з різними типами пігменту.
Для оцінки жовто-червоного і синьо-зеленого діапазону залучаються довгохвильові і середньохвильові колбочки з широкими світлочутливими зонами і внутрішнім перекриттям цих зон. Тобто фоторецептори реагують одночасно на всі кольори, але на свій вони збуджуються більш інтенсивно.
У нічний час розрізняти кольори неможливо, один колірний пігмент здатний тільки реагувати на світлові спалахи.
Дифузні біополярні клітини в сітківці ока утворюють синапси (місце контакту між нейроном і клітиною, що отримує сигнал, або між двома нейронами) відразу з кількома паличками - це називається синаптичною конвергенцією.
Підвищене сприйняття світлового випромінювання забезпечують моносинаптичні біполярні клітини, що зв'язують колбочки з гангліозною кліткою. Гангліозна клітина - це нейрон, який знаходиться в очній сітківці і генерує нервові імпульси.
Разом палички і колбочки пов'язують амакрилові і горизонтальні клітини, завдяки чому перша обробка інформації відбувається ще в самій сітківці ока. Це забезпечує швидку реакцію людини на події навколо неї. Амакрилові та горизонтальні клітини відповідають за латеральне гальмування - тобто збудження одного нейрона справляє «заспокійливу» дію на інший, що збільшує гостроту сприйняття інформації.
Незважаючи на різну будову фоторецепторів, вони доповнюють функції один одного. Завдяки їх узгодженій роботі і можливо отримати чітке і ясне зображення.
