Spisepinde (øje)

Stang eller stav celle , græsk-latin neuron bacilliferum , er navnet på en type fotoreceptorer i nethinden i den hvirveldyr øjet med en stangformet forlængelse, den stang , anatomisk Bacillum retinae ( Latin bacillum , stave). Stangceller er neuroner, der tjener som specialiserede sensoriske celler til scotopic vision ved lav lysstyrke, nattesyn eller tusmørkesyn . Med disse meget følsomme lyssensoriske celler kan selv svage lysstimuli fra omverdenen omdannes til et signal, som hjernen kan bruge. Evalueringen af ​​signalerne fra receptorceller alene med stænger muliggør lys-mørkt syn ; Da receptorer af denne ene type alle reagerer på lys med det samme specifikke bølgelængdeområde, kaldes dette også monokromatisk syn. Mange dyr har også de analoge, mindre følsomme kegler , hvoraf der er forskellige typer, der er nødvendige for farveopfattelse , kendt som fotopisk syn .

Layout og funktion

Skematisk gengivelse af stænger (udvendigt) og kegler (indeni) i nethinden. Se tekst for forkortelser.

Stængerne og keglernes struktur er ens og består af en cellekrop , en synaps og en cellespecialisering: det indre og det ydre segment. Den visuelle signaltransduktion af de visuelle pigmentmolekyler finder sted i det ydre segment ( OS ) . Disse er sammensat af en kromoforisk gruppe ( retinal ) og et glykoprotein ( opsin ). Disse molekyler er lagret i mange (> 1000) membranskiver ("diske"). De ydre segmenter af stængerne er lange, smalle og grænser op til retinalpigmentepitel ( RPE ), som fagocytter indsnævres, gamle stabler af membraner . Et ydre segment er forbundet til det indre segment via et modificeret cilium i en decentral position, det forbindende cilium ("Connecting cilium", CC ). Ni mikrotubuli- dubletter i et nonagonalt arrangement danner den indre struktur af dette immobile cilium. Dette efterfølges af det metabolisk aktive indre segment ("indre segment", IS ), som er opdelt i ellipsoiden , der er rig på mitokondrier, og myoiden med det endoplasmatiske retikulum ( ER ). Proteinsyntese finder blandt andet sted her. Det følgende lag er det ydre nukleare lag ("Ydre nukleare lag", ONL ), som indeholder cellelegemet med cellekernen (kerne, N ). En axon strækker sig fra dette og slutter med en synaps ( S ) i det ydre plexiforme lag (“Outer plexiform layer”, OPL ). Synapserne af fotoreceptorerne er såkaldte "båndsynapser", bånd- eller pladelignende strukturer direkte på presynapsens aktive zone.

Mange synaptiske vesikler er koblet til båndstrukturen, og et langt højere antal vesikler kan frigøres pr. Tidsenhed end normale synapser. I mørke frigives neurotransmitteren glutamat kontinuerligt . Dette har normalt en exciterende virkning på postsynapserne af vandrette og bipolære celler . Når lys rammer fotoreceptorcellen, lukkes ionkanaler i cellemembranen, udløst af signaltransduktionskaskaden . Fotoreceptorcellen hyperpolariserer og holder op med at frigive neurotransmitteren . Som et resultat åbnes ionkanalerne i downstream-cellerne, og impulsen transmitteres til dem.

Lysfølsomhed

Følsomhedsfordeling af menneskelige fotoreceptorer i stænger (sort stiplet) og de tre typer kegler (blå, grøn, rød).

Menneskelige stænger indeholder en form for det visuelle pigment rhodopsin , som er mest følsomt over for lys med en bølgelængde på omkring 500 nm (blågrøn). Disse sensoriske celler er hovedsageligt vigtige for at se i tusmørke og om natten, da de arbejder selv med lav lysintensitet. Stængerne kan ikke skelne mellem farver, fordi alle stænger i modsætning til keglerne har det samme følsomhedsspektrum. I det ydre område af midten af ​​nethinden (5-6 mm) dominerer antallet af stænger, hvilket betyder, at folk kan se bedre i periferien end i midten i skumringen . I alt er der omkring 120 millioner stænger og omkring 6 millioner kegler i det menneskelige øje.

Stangernes større lysfølsomhed sammenlignet med keglerne har to hovedårsager:

• På den ene side er de lysfølsomme pigmentskiver i den øverste del af stængerne mere lysfølsomme. Selv en enkelt absorberet foton fører til en membranspændingsændring på omkring 1 mV efter en række intracellulære processer. Kegler kræver derimod et meget større antal fotoner (mindst omkring 200) for at overføre en excitation til nedstrømscellerne.
• Den anden årsag er den neuronale sammenkobling af receptorer med nedstrøms celler. Omtrent mange sticks leder sit signal til en enkelt ganglioncelle (over bipolære celler osv.) På, mens en stift i mange tilfælde endda til hver enkelt stammer ganglion. Dette betyder, at informationen fra stængerne konvergerer meget stærkere end informationen fra keglerne. Dette er også årsagen til den dårlige rumlige opløsning af stangvision (for eksempel om natten). Hvis en ganglioncelle (via hvilken informationen i sidste ende videregives til hjernen) modtager et stangsignal, kan dette komme fra mange forskellige stænger, der danner synapser med det, og det punkt på nethinden, hvor billedet vises, er derfor relativt vagt . Hvis en ganglioncelle på den anden side modtager kegleinformation, kan lyspunktet lokaliseres meget godt på nethinden, da kun meget få kegler er forbundet til den.

Transmission af excitation i stænger og kegler

Langt størstedelen af ​​nerveceller (neuroner) videregiver deres information til andre neuroner via såkaldte handlingspotentialer . Kort sagt, stimulering af en neuron forårsager en spændingsændring (den faktisk negativt ladede celle er positivt ladet i kort tid), hvilket betyder, at neuronen frigiver messenger-stoffer ( neurotransmittere ) via en synaptisk forbindelse . Disse neurotransmittere binder til receptorer i nedstrøms neuron og fører også til spændingsændringer der osv. Med denne sædvanlige type excitationstransmission kodes informationen ikke af styrken af ​​et handlingspotentiale (ændringen i spænding forårsaget), men kun af hyppigheden af ​​handlingspotentialerne i et bestemt tidsrum.

Transmissionen af ​​excitation i stænger og kegler fungerer dog på en anden måde: De koder lysinformationen ikke via frekvens af handlingspotentialer, men via omfanget af deres transmembrane spændingsændring. De fleste af de andre neuroner er i deres hvileposition (når der ikke modtages nogen stimulus) negativt ladet med ca. -65 mV. Hvis en stimulus virker på dem, stiger opladningen i kort tid til omkring +10 til +30 mV, og et handlingspotentiale udløses af denne depolarisering. I deres hvilestilling er stænger og kegler mindre negativt ladede ved omkring -40 mV - dvs. let depolariseret. Så snart lys virker på dem, oplades de endnu mere negativt (op til et maksimum på omkring -65 mV) - dvs. hyperpolariseret - i stedet for at blive mere positive som de andre neuroner. Groft sagt frigiver hver neuron flere messenger-stoffer, jo mere positivt er den ladet. Mens normale neuroner pludselig frigiver meget flere messenger-stoffer, når en stimulus (som forårsager depolarisering), er denne reaktion nøjagtigt det modsatte med fotoreceptorer: Hvis der opstår en lysstimulus, bliver de endnu mere negative (hyperpolariserede) og frigiver færre messenger-stoffer end i en hvileposition. Lysstimulus signaliseres ikke til downstream-celler af mere, men af mindre messenger-stoffer. Lysstimulens intensitet kommunikeres til downstream-cellerne (bipolære celler) gennem omfanget af reduktionen i messenger-stoffer - jo færre messenger-stoffer, jo stærkere er lysstimuleringen.

Weblinks

Wiktionary: spisepinde  - forklaringer på betydninger, ordets oprindelse, synonymer, oversættelser

Individuelle beviser

1. ↑ Terminologia Histologica (TH, nuværende nomenklatur ), se post H3.11.08.3.01030 s.109 .