Палочки и колбочки

Интересные факты о цветном зрении

Интересно, что цветное зрение начинает формироваться не сразу после рождения, а только на шестом месяце жизни. Научно доказано, что все дети появляются на свет с цветовой слепотой. Это не является патологией, если цветовосприятие нормализуется через полгода. При этом, по статистике, у каждой 255 девочки и у каждого 12-го мальчика наблюдается дальтонизм (невозможность различать цвета).

С точки зрения физики, всего три цвета являются основными: красный, зеленый и синий, а остальные являются результатом их сочетания в той или иной последовательности. Считается, что глаз человека воспринимает всего семь основных цветов: синий, красный, оранжевый, зеленый, желтый, фиолетовый и голубой. При этом мы видим до 10 млн различных оттенков, среди которых только 500 вариаций серого.

Ученые доказали, что наша сетчатка не способна различать красный цвет, несмотря на наличие колбочек, отвечающих за восприятие этого спектра. Данные рецепторы улавливают только желто-зеленую и сине-зеленую гаммы. Затем головной мозг объединяет эти сигналы и превращает их в красный цвет.

Зрение у женщин и мужчин значительно отличается. Доказано, что прекрасная половина человечества способна распознавать намного больше различных оттенков, в то время как представители сильного пола могут более длительное время концентрироваться на конкретном объекте и лучше распознавать движущиеся предметы. Существует редкая генетическая мутация, при которой на сетчатке у женщин присутствует дополнительная колбочка. Благодаря этому они воспринимают до 100 млн цветов.

Кроме человека, хорошим цветовым зрением обладают рептилии и птицы. При проведении исследований в их сетчатке было обнаружено не три, а целых четыре типа колбочек, поэтому большая часть этих животных являются тетрахроматами, способными различать миллионы оттенков. В отличие от нас, птицы воспринимают ультрафиолетовый цвет. При этом зрение собак и кошек ограничено всего двумя цветовыми спектрами: синим и красным. Морские обитатели смотрят на мир преимущественно в красных оттенках.

С детства мы привыкли думать, что солнце желтое. Однако в процессе исследований было доказано, что оно является космическим объектом черного цвета. Все дело в том, что человек различает не только волновой спектр, но и температуру света: чем светлее объект, тем более теплым является его спектр излучения. Мы видим солнце желтым, поскольку эта звезда поглощает окружающие лучи света и при этом не отражает их от своей поверхности.

Ученые доказали, что с возрастом мир человека частично тускнеет и окрашивается в желтые тона, что связано с изменением оптических свойств глаза, из-за которых колбочки начинают хуже воспринимать синий цвет. Это явление легко можно заметить, если изучить картины художников, которые были написаны в молодости и более зрелом возрасте.

Интересные факты о зрении цветовом человека:

• Дети появляются на свет с цветовой слепотой. Цветовосприятие нормализуется только спустя полгода;
• У каждой 255 девочки и у каждого 12-го мальчика наблюдается дальтонизм;
• Цветовое зрение у женщин и мужчин значительно отличается (женщины воспринимают больше оттенков);
• Сетчатка человеческого глаза не способна различать красный цвет;
• С физической точки зрения, всего 3 оттенка являются основными: красный, зеленый, синий;
• Кроме человека, хорошим цветовым зрением обладают рептилии и птицы;
• Солнце — космический объект черного цвета. Мы видим его желтым из-за того, что звезда поглощает окружающие лучи света;
• С возрастом мир человека частично тускнеет и окрашивается в желтый цвет из-за изменения оптических свойств глаза.

Симптомы нарушения работы фоторецепторов

Заболевания, сопровождающиеся патологиями в области фоторецепторов, имеют следующую симптоматику:

• ухудшение «качества» зрения.
• различные световые эффекты перед глазами (блики, вспышки, пелена).
• ухудшение зрения в сумерках;
• проблемы, связанные с различием цветов;
• уменьшение размеров зрительных полей.

Большинство из заболеваний, связанных с органами зрения, имеют характерные симптомы, по которым специалисту достаточно легко выявить болезнь. Такими заболеваниями могут быть дальтонизм и гемералопия. Однако существует целый ряд болезней, которые сопровождаются одинаковыми симптомами, и выявить определенную патологию можно лишь при углубленной диагностике и продолжительном сборе данных анамнеза.

Колбочки получили такое название благодаря своей форме, похожей на лабораторные колбы

Заболевания роговицы глаза

Заболевания роговицы глаза могут быть как приобретенными, так и врожденными.

Виды заболеваний роговицы:

• травмы;
• кератиты;
• нарушения величины и формы оболочки роговицы;
• дегенеративные и дистрофические поражения и др.

Травмы

Повреждение роговицы может произойти в процессе попадания инородного предмета в глаз.

Это могут быть песчинки, металлические стружки, деревянные щепки. По степени проникновения различают глубокие и поверхностные травмы.

При поверхностной травме инородные предметы находятся в наружных слоях глаза и роговицы, а при глубоких травмах — в глубине глазного яблока. В некоторых случаях при травмировании глаза развивается эрозия роговицы.

На нашем сайте вы можете найти более полную информацию о диагностике травмы глаза и методах удаления инородного тела.

Кератит

Кератит — один из самых распространенных заболеваний роговицы глаза, ведущий к помутнению роговицы и к ухудшению зрения. Кератит вызывают инфекции из соседних оболочек. Врачи выделяют следующие виды этой патологии:

• кератиты эндогенные (развиваются на фоне инфекционных и системных заболеваний);
• кератиты экзогенные (инфекции, ожоги, травмы).

При кератите могут наблюдаться следующие симптомы: сильное слезотечение, непереносимость яркого света, блефароспазм, чувство инородного тела в глазу.

Более подробно о кератите читайте здесь.

Нарушение величины и формы оболочки

Можно выделить следующие заболевания роговицы глаза, связанные с изменением ее формы и величины.

Мегакорнеа — генетическое заболевание, при котором роговица становится больше обычного, ее размер достигает 10 мм.

Микрокорнеа — роговица, наоборот, слишком маленького, около 5 мм, размера. Это ведет к уменьшению глазного яблока. При этом состоянии развивается помутнение роговицы и глаукома.

Кератоглобус — врожденное шаровидное выпячивание роговицы вследствие нарушения развития мезодермальной ткани. Воспаление начинает проявляться уже в детском возрасте, сочетается с миопией и астигматизмом. Роговица становится выпуклой на всем протяжении, наблюдается увеличение ее диаметра.

Кератоконус — наследственное заболевание, при котором изменяется форма роговицы, она становится конической. Это происходит в результате истончения центра оболочки роговицы и потери упругости передней камеры глаза.

Патология возникает в 11-12 лет и сопровождается астигматизмом, который не поддается лечению. При данном заболевании постоянно меняются степень и оси астигматизма, поэтому необходимо каждый раз заново подбирать линзы. При сильном развитии кератоконуса линза уже не может удерживаться на роговице.

В случае сильной степени кератоконуса и кератоглобуса показано оперативное лечение по удалению части роговицы — сквозная субтотальная кератопластика.

1

Заболевания роговицы глаза: диагностика и лечение

2

Заболевания роговицы глаза: диагностика и лечение

3

Заболевания роговицы глаза: диагностика и лечение

Дистрофия роговицы

Дистрофия роговицы — врожденное заболевание, сопровождающееся быстрым развитием и помутнением роговицы. Врачи выявляют несколько форм: пятнистые, узловые, решетчатые, смешанные дистрофии и т.д.

Дистрофия роговицы может быть первичной и вторичной. При первичной дистрофии заболевание обычно захватывает оба глаза, развивается достаточно медленно, поэтому трудно выявляется.

Вторичная дистрофия обычно односторонняя и развивается на фоне травм, заболеваний или офтальмологических операций.

При этой патологии ухудшается чувствительность роговицы глаза.

При микроскопической диагностике роговицы глаза в середине роговицы могут наблюдаться незначительные помутнения в виде полос и небольших пятен. Глубокие слои эпителия оказываются незатронутыми.

Если патология проявилась в подростковом возрасте, то к 40 годам возникают близорукость, блефароспазм и светобоязнь.

Как работают фоторецепторы

Функционирование колбочек и восприятие ими различных цветов и оттенков до сих пор не имеет общепризнанного научного объяснения. Но на сегодняшний день существует две основные гипотезы, описывающие эти процессы.

Трехкомпонентная гипотеза зрения

Сторонники этой гипотезы утверждают, что в сетчатке глаза человека имеется три разных вида колбочек, в каждом из которых содержится определенный пигмент. Дело в том, что йодопсин – это неоднородное вещество, есть три его разновидности. Из них лишь два – эритролаб и хлоролаб – найдены и описаны учеными. Третий пигмент, цианолаб, существует лишь в теории, и его присутствие подтверждается лишь косвенными доказательствами.

Колбочки сетчатки глаза, содержащие эритролаб, принимают длинноволновое излучение, то есть желто-красную часть спектра.

Волны средней длины поглощаются хлоролабом, и рецепторы, в которых он находится, видят желто-зеленую часть спектра.

Логично, что должны существовать и фоторецепторы, воспринимающие коротковолновое излучение (синие оттенки), поэтому наличие цианолаба в светочувствительных клетках третьего типа весьма вероятно.

Нелинейная двухкомпонентная теория

Эта теория, наоборот, отрицает наличие третьего пигмента, цианолаба. Она предполагает, что для восприятия данной части спектра излучения достаточно работы палочек. Таким образом, сетчатка воспринимает все видимые цвета при совместном функционировании обоих видов фоторецепторов. Причем, сторонники этой гипотезы подчеркивают, что эти чувствительные структуры способны определить содержание желтого цвета в смеси видимых оттенков.

Иллюзии цветового зрения

Существует ряд ситуаций, при которых человек сталкивается с ошибками зрения (иллюзиями), в процессе рассматривания цветных объектов. Например, в сумерках появляется так называемый эффект Пуркинье. Это явление заключается в том, что при низком уровне освещения глаз человека снижает чувствительность к восприятию красного и оранжевого (длинноволнового) участка видимого спектра, но при этом улучшает восприятие его коротковолновой части (синий, фиолетовый). Таким образом, при дневном освещении красный мак и синий василек кажутся нам достаточно близкими друг к другу по яркости. В сумерках мак приобретает совершенно темный окрас, а василек кажется более светлым.

Существуют и другие иллюзии цветового зрения. Иногда о насыщенности цвета объекта человек судит по яркости близлежащих предметов или фона, на котором он находится. В данном случае действует определенная закономерность контраста: цвет воспринимается более светлым, чем в реальности, если объект расположен на темном фоне, и наоборот — более темным на светлом фоне.

Наши органы зрения наиболее приспособлены к восприятию белого солнечного света. С этим связана еще одна интересная оптическая иллюзия. Если длительное время (в течение 5-10 секунд) неподвижно смотреть на пятно красного цвета, а затем перевести взгляд на бумагу белого цвета, человек увидит на ней зеленое пятно. В свою очередь, при длительном рассматривании желтого кружка на бумаге появится синее пятно, и наоборот.

Интересно, что человек воспринимает некоторые цвета как «выступающие», а другие — как «отступающие». Рассматривая фигуру, состоящую из большого желтого и малого красного квадратов, мы представляем пирамиду, которая обращена к нам вершиной. Смотря на фигуру, состоящую из малого синего и большого зеленого квадрата, мы видим туннель с выходным отверстием вдали.

Существуют и другие иллюзии цветового зрения. В настоящее время исследования в этой области активно продолжаются.

Палочки и колбочки сетчатки глаза, строение

Палочки и колбочки несут огромную роль в свето- и цветовосприятии В глазном органе – сетчатке, имеющиеся фоторецепторы играют важную роль в цветовом восприятии изображений. Это рецепторы – колбочки и палочки, располагающиеся неравномерно. Плотность их нахождения колеблется от 20 до 200 тыс. на квадратный миллиметр.

По центру сетчатки находится большое количество колбочек, по периферии располагаются больше палочки. Там же размещается так называемое желтое пятно, где палочки вовсе отсутствуют.

Они позволяют видеть все оттенки и яркость окружающих предметов. Высокая чувствительность этого вида рецепторов позволяет улавливать сигналы света и превращать их в импульсы, которые потом посылаются по зрительным нервным каналам в мозг.

Во время светового дня работают рецепторы – колбочки глаза, при наступлении сумерек и ночью зрение человека обеспечивают рецепторы – палочки. Если днем человек видит цветную картинку, то ночью только в черно-белом цвете. Каждый из рецепторов фотографической системы подчиняется строго отведенной для них функции.

Палочки

Если рассмотреть палочки более детально, то можно заметить, что они имеют вид вытянутых цилиндров длиною около 0.06 мм. У взрослого человека в каждом глазу присутствует около 120 миллионов таких рецепторов. Они заполняют собою всю сетчатку концентрируясь при этом на периферии.

Фоторецептор палочки

Пигмент, который обеспечивает палочкам достаточно высокую чувствительность к свету имеет название родопсин или зрительный пурпур. На ярком свету подобный пигмент выцветает и полностью теряет свою способность. В этот момент он будет восприимчивым только к коротким световым волнам, которые составляют синюю область спектра. В темноте его цвет и качества постепенно восстанавливаются.

Строение палочек

Строение палочек практически ничем не отличается от строения колбочек. В них присутствует 4 основные части:

1. Наружный сегмент с мембранными дисками включает в себя пигмент родопсин.
2. Связывающий сегмент или ресничка обеспечивает надежный контакт между наружным и внутренним отделом.
3. Внутренний сегмент включает в себя митохондрии. Здесь будет идти процесс выработки энергии.
4. Базальный сегмент содержит нервные окончания и осуществляет передачу импульсов.

Чувствительность подобных рецепторов к воздействию фотонов позволяет преобразовывать световое раздражение в нервное возбуждение и передавать его в головной мозг. Таким образом осуществляется процесс восприятия световых волн человеческим глазом – фоторецепция.

[править] Распределение экстерорецепторов в сетчатке

Рис. P/T. Схема шестиугольной формы (Shestigranik pattern kolbohek v zentralnoy yamke) упаковки колбочек M/L в центральной ямке без палочек.

Рис. А. Восьмиугольная симметрия присутствует на сетчатке глаза в 7‒8° (степенях) оригинальности, где 1 колбочка окружена восьмью палочками (нано-антена), когда статистически плотность палочек сначала достаточна, чтобы полностью окружить каждое уменьшающееся число колбочек по мере удаления от центра жёлтого пятна к периферии. Джеральд К.Хат.

Для понимания организации визуальных связей важно знать пространственное распределение различных типов клеток в сетчатке. Известно, что экстерорецепторы расположены с довольно точной мозаикой

Как мы видели в фовеа, мозаика представляет собой гексагональную (шестигранную) упаковку колбочек (см. рис.P/T). За пределами ямки палочки разрушают закрытую гексагональную упаковку колбочек, но при этом позволяют организованную архитектуру с колбочками, равномерно распределенной системой палочек (восемь или шесть) вокруг окружностей палочек. Таким образом, в терминах плотностей различных популяций фоторецепторов в сетчатке человека ясно, что плотность колбочек самая высокая в ямке фовеа и быстро падает за пределами ямки до довольно ровной плотности в периферийной зоне сетчатке (фиг.20 и 21) (Osterberg, 1935; Curcio et al., 1987). Существует пик палочковых фоторецепторов в кольце вокруг ямки около 4,5 мм или 18 градусов от фовеальной ямы. (В этой области наблюдается шестиугольная симметрия, когда одна колбочка окружена шестью палочками из низкой плотности мозаики колбочек и палочек (см. рис. Аb)). Оптический нерв (слепое пятно), конечно, свободен от фоторецептора (см. рис. 1).

Особенности строения

Эти структуры очень малы, по форме они выглядят, как лабораторная колба. Их длина составляет всего 0,05 мм, ширина – 0,004 мм (в самом узком месте диаметр – 0,001 мм). При таких маленьких размерах они являются очень многочисленными: в каждом глазу их насчитывается 6–7 миллионов (у здорового человека со стопроцентным зрением).

• Наружный сегмент – содержит специальный пигмент, йодопсин, который претерпевает химические изменения под действием света. В этом отделе колбочек находится много складок плазмалемы, образующих так называемые полудиски. Их количество исчисляется сотнями.
• Перетяжка, или связующий отдел – самая узкая часть фоторецептора. Здесь цитоплазма имеет вид очень тонкого тяжа. Кроме того, через этот участок проходят две реснички, имеющие нетипичное строение (обычно они образованы девятью триплетами микротрубочек по периферии и двумя в центре, здесь же центральная пара отсутствует).

• Во внутреннем сегменте находятся важные клеточные органоиды, ответственные за процессы жизнедеятельности рецептора и его функционирование. Здесь расположены ядро, большое количество митохондрий и рибосом (полисом). Это свидетельствует об интенсивных процессах выработки энергии для работы колбочек, а также активном синтезе необходимых белковых веществ.
• Синаптическая область обеспечивает связь светочувствительных рецепторов с нервными клетками. Здесь содержатся пузырьки с веществом – медиатором, которое принимает участие в передаче нервного импульса от световоспринимающего слоя сетчатки в зрительный нерв. Отдельная колбочка может связываться с одной моносинаптической биполярной клеткой или горизонтальными и амакриловыми клетками (совместно с другими фоторецепторами, в том числе и с палочками).

Колбочки и палочки сходны по строению и состоят из четырех участков.

В строении колбочки принято различать (см. рисунок):

• наружный сегмент (содержит мембранные полудиски),
• связующий отдел (перетяжка),
• внутренний сегмент (содержит митохондрии),
• синаптическую область.

Наружный сегмент заполнен мембранными полудисками, образованными плазматической мембраной, и отделившимися от неё. Они представляют собой складки плазматической мембраны, покрытые светочувствительным пигментом. Обращённая к свету, наружная часть столбика из полудисков, постоянно обновляется — за счет фагоцитоза «засвеченных» полудисков клетками пигментного эпителия и постоянного образования новых полудисков в теле фоторецептора.

Внутренний сегмент это область активного метаболизма; она заполнена митохондриями, доставляющими энергию для процессов зрения, и полирибосомами, на которых синтезируются белки, участвующие в образовании мембранных дисков и зрительного пигмента. В этом же участке располагается ядро.

В синаптической области клетка образует синапсы с биполярными клетками. Диффузные биполярные клетки могут образовывать синапсы с несколькими палочками. Это явление называемое синаптической конвергенцией.

Моносинаптические биполярные клетки связывают одну колбочку с одной ганглиозной клеткой, что обеспечивает большую по сравнению с палочками остроту зрения. Горизонтальные и амакриновые клетки связывают вместе некоторое число палочек и колбочек. Благодаря этим клеткам зрительная информация еще до выхода из сетчатки подвергается определенной переработке; эти клетки, в частности, участвуют в латеральном торможении.

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.

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.

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),

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.

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.

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).

Что такое зрение?

Зрение — процесс обработки изображения объектов окружающего мира.

• осуществляется зрительной системой
• позволяет получать представление о величине, форме и цвете предметов, их взаимном расположении и расстоянии между ними

Зрительный процесс включает:

• проникновение светового потока через преломляющие среды глаза
• фокусировка света на сетчатке
• трансформация световой энергии в нервный импульс
• передача нервного импульса от сетчатки в головной мозг
• обработка информации с формированием увиденного образа

Зрительные функции:

• светоощущение
• восприятие движущих объектов
• поля зрения
• острота зрения
• цветовое восприятие

Светоощущение — способность глаза воспринимать свет и определять различную степень его яркости.

В глазу содержатся два типа светочувствительных клеток (рецепторов): высокочувствительные палочки, отвечающие за сумеречное (ночное) зрение, и менее чувствительные колбочки, отвечающие за цветное зрение.

Процесс приспособления глаза к различным условиям освещения называется адаптацией. Различают два вида адаптации:

• к темноте — при понижении уровня освещенности
• и к свету — при повышении уровня освещенности

Светоощущение является основой всех форм зрительного ощущения и восприятия, особенно в темноте. На светоощущение глаза также влияют такие факторы как:

• распределение палочек и колбочек (у животных центральный участок сетчатки в25 ° состоит, преимущественно, из палочек, что улучшает ночное восприятие)
• концентрация светочувствительных зрительных веществ в палочках (у собак чувствительность к свету палочек 500-510нм, у человека 400нм)
• наличие тапетума (tapetum lucidum) — особый слой сосудистой оболочки глаза (тапетум направляет назад прошедшие на сетчатку фотоны, заставляя их ещё раз воздействовать на рецепторные клетки, повышая светочувствительность глаза, что в условиях малого освещения такая оказывается весьма ценно) у кошек глаз отражает в 130 раз больше света, чем у человека (Paul E. Miller, DVM, and Christopher J. Murphy DVM, PhD )
• форма зрачка — форма, размер и положение зрачка у различных животных (зрачок бывает круглый, щелевидный, прямоугольный, вертикальный, горизонтальный)
• форма зрачка может рассказать относится ли животное к хищникам или жертвам (у хищников зрачок сужается в вертикальную полоску, у жертв в горизонтальную — эту закономерность ученые обнаружили, сравнив формы зрачков у 214 видов животных)

Итак, какие бывают формы зрачков:

Щелевидный зрачок — (у хищных животных, таких как домашние кошки, крокодилы, ящерицы гекконы, змеи, акула) позволяет точнее подстроить глаз под количество света вокруг, так, чтобы и в темноте видеть, и на полуденном солнце не ослепнуть

Оболочки глаза

Склера занимает примерно 5/6 всей поверхности ока, главное её предназначение – предотвратить травмирование органа зрения. Часть внутренней оболочки выходит наружу и постоянно контактирует с негативными внешними факторами, она называется роговицей. Данный элемент имеет ряд характеристик, благодаря которым человек четко различает предметы. К ним относят:

• Светопропускная и преломляющая способности;
• Прозрачность;
• Гладкая поверхность;
• Увлажненность;
• Зеркальность.

Скрытая часть внутренней оболочки называется склера, она состоит из плотной соединительной ткани. Под ней располагается сосудистая система. Средний отдел включает в себя радужную оболочку, цилиарное тело и хориоидею. Также в её состав входит зрачок, представляющий собой микроскопическое отверстие, на которое не заходит радужка. Каждый из элементов имеет свои функции, необходимые для обеспечения бесперебойной работы органа зрения.

Заключительный слой – сетчатка, контактирующая с головным мозгом, она отличается сложной конструкцией, поскольку считается одной из самых значимых «деталей» ока.

Способность к восприятию цветов

Оба фоторецептора требуются глазам для различения дневного и ночного зрения, выявления цветных изображений. Уникальное строение ока дарит человеку огромное количество возможностей: видеть в любое время суток, воспринимать большую площадь окружающего мира и т.д.

Также глаза человека имеют необычную способность – бинокулярное зрение, значительно расширяющее обзор. Палочки и колбочки принимают участие в восприятии всего цветового спектра, поэтому в отличие от животных, люди различают все оттенки окружающего мира.

За разноцветное зрение по большей части отвечают колбочки, которые делят на короткие, средние и длинные, в зависимости от протяженности испускаемой волны. При этом палочки также обладают способностью воспринимать часть спектра, пусть и незначительную.

Колбочковый аппарат

Форма колбочковых фоторецепторов, как не сложно догадаться, напоминает лабораторные колбы. Длина ее составляет 0,05 мм, диаметр в узком месте – 0,001 мм, а в широком месте – в четыре раза больше. В сетчатке глазного яблока в норме имеется примерно семь миллионов колбочек. Сами по себе колбочки менее восприимчивы к световым лучам, чем палочки, то есть для их возбуждения требуется в десятки раз больше количество фотонов. Однако, колбочковые фоторецепторы обрабатывают полученную информацию гораздо интенсивнее, в связи с чем им проще различить любую динамику светового потока. Это позволяет лучше воспринимать движущиеся объекты, а также определяет высокую остроту зрения человека.

В строении колбочки также имеется четыре элемента:

• Наружный сегмент, который состоит их мембранных дисков с йодопсином;
• Связующий элемент, представленный перетяжкой;
• Внутренний сегмент, в состав которого входят митохондрии;
• Базальный сегмент, ответственный за синаптическое соединение.

Колбочковые фоторецепторы могут выполнять свои функции, так как в их составе имеется йодопсин. Этот пигмент может быть разных типов, благодаря чему человек способен различать цвета. Два типа пигмента уже выделено из сетчатки глаза: эритролаб, который особенно чувствителен к волнам из красного спектра, и хлоролаб, имеющий высокую чувствительность к зеленых волнам света. Третий тип пигмента, который должен быть чувствителен к синему свету, выделить к настоящему времени не удалось, но планируется назвать его цианолабом.

Эта теория (трехкомпонентная) цветовосприятия основана на предположении, что колбочковые рецепторы бывают трех типов. В зависимости от того, какой длины световые волны попадают на них, происходит дальнейшее формирование цветового образа. Однако, помимо трехкомпонентной теории, существует также и двухкомпонентная нелинейная теория. Согласно ей, в каждом колбочковом фоторецепторе имеется оба типа пигмента (хлоролаб и эритролаб), то есть этот рецептор может воспринимать как зеленый, так и красный цвет. Роль же цианолаба играет выцветший из палочек родопсин. В поддержку этой гипотезы можно привести тот факт, что люди с дальтонизмом (тританопсией), у которых потеряно цветовосприятие в синем спектре, имеют трудности с сумеречным зрением. Это свидетельствует о нарушении работы именно палочкового аппарата.

Колбочки — их значение и строение

Вас может заинтересовать: Какие симптомы проявляются при отслоении сетчатки глаза и как это лечить?

Кроме того, колбочки имеют еще одну способность, отвечающую за опознание объектов в движении, из-за лучшей приспособленности к динамике световых частиц. Имеют они три главных участка:

Наружный. Он содержит в себе сразу несколько зрительных пигментов, которые находятся в определенных местах плазматической мембраны

Также имеет очень важное свойство – способность обновляться.
Эластическая молекулярная структура, состоящая из белков и липидов, образует так называемую перетяжку, образованную из ресничек и предназначенную для распространения энергии.
Зона повышенного обмена веществ. В этом участке находится энергетическое скопление клеток, строение которых складывается из митохондрий, выделяющих большое количество энергии для зрительных операций.
Последняя зона состоит из двух нейронов, или из нейрона и клетки, которая получает сигналы.

Существует также три вида фоторецепторных клеток – это L- тип, М- тип и S- тип. Каждый из них отвечает за определенные цвета: L – за красный и желтый, М – за зелено-желтый, а S управляет синим цветом.

Читайте по теме: Причины истончения сетчатки глаза и эффективные способы лечения