Ионные основы фоторецепторных потенциалов.

В темноте Na⁺-каналы мембраны наружных сегментов палочек и колбочек открыты, и течет входящий Na и Ca – ток (темновой ток).

Ток течет также в синаптическое окончание фоторецептора, вызывая постоянное выделение нейромедиатора глутамата.

(*Na, K-насос, находящийся во внутреннем сегменте, поддерживает ионное равновесие, компенсируя выход Na и входом К)

При попадании квантов света:

1 – активация родопсина в результате фотоизомеризация (под действием фотонов 11-цис-ретиналь переходит в тран-ретиналь)

2- каталитическая активность родопсином G-белка (трансдуцин)

3- трандуцин активирует фосфодиэстеразу

4 – фосфодиэстераза гидролизует цГМФ (Циклический гуанозинмонофосфат)

5 - закрытие цГМФ – зависимых Na- каналов

6- гиперполяризация (шиперполяризационный рецепторный потенциал)

7 -потенциал распространяется до синаптического окончания и уменьшает выделение глутамата

Световая адаптация

Если человек длительное время находится в условиях яркого освещения:

- в палочках и колбочках происходит превращение значительной части зрительных пигментов в ретиналь и опсин

– большая часть ретиналя превращается в витамин А.

Все это приводит к соответствующему снижению чувствительности глаза, называемому световой адаптацией

Темновая адаптация

Если человек продолжительное время остается в темноте:

- витамин А вновь превращается в ретиналь,

- ретиналь и опсин формируют зрительные пигменты

Все это приводит к повышению чувствительности глаза – темновой адаптации.

*Другие механизмы адаптации

1. Изменение размеров зрачка в течение долей секунды может в 30 раз уменьшить поступление света к сетчатке

2. В темноте увеличивается число возбужденных ганглиозных клеток, что приводит к возрастанию световой чувствительности

3. ЦНС влияет на адаптацию сетчатки к действию света (засветка одного глаза понижает чувствительность неосвещенного глаза)

4. Световая чувствительность глаза может изменяться и под воздействием звука.

Ганглиозные клетки сетчатки выступают в роли детекторов, среди которых выделяют детекторы включения-выключения, прямой линии, дуги, края, движения, угла и цвета

 

3. Цветовосприятие. Трехкомпонентная теория цветового зрения (М.В.Ломоносов, Г.Гельмгольц, Т.Юнг) и теория оппонентных цветов (Э.Геринг). Основные формы нарушения цветового зрения (протанопия, дейтеранопия, тританопия).

Рабочие теории – это теория Гельмгольца и Янга (1802) еще называют трехкомпонентная теория.

Вообще, что касается цветового восприятия, за него отвечают колбочки. Колбочек 3 вида со своими йодопсинами: три основных типов колбочек – это синий или голубой (440 нм), зеленый (533нм), красный (564 нм). Т.е. есть восприятие трех основных цветов.

Вообще представление о том, что три цвета, три типа колбочек лежат в основе нашего цветовосприятия было предложено Томасом Юнгом (он взял три стёклышка, трех цветов (зеленого, красного, синего) и друг на друга эти стеклышки наложил и на пересечении всех трех цветов возникает восприятие белого). Эти первые эксперименты доказали то, что у нас три типа колбочек, которые воспринимают три цвета. Помимо того, на пересечении двух цветов тоже есть основные цвета, которые воспринимаются нашим глазом, мозгом. Например, при пересечении желтого и красного происходит восприятие желтого – это работа нашего мозга, когда происходит суммация информации, поступающая от красночувствующих и зеленочувствующих колбочек. От красного и синего лиловый цвет. От зеленого и синего – голубой, а на пересечении – белый от пересечения 3-х основных цветов. Доказательством того, что наш мозг воспринимает эти цвета импрессионизм – техника пуантель (изображение с помощью точек).

Теория оппонентных цветов Э.Геринга (1870) не противоречит трехкомпонентной теории, существуют три системы рецепторов, которые отвечают за два опоннентных цвета (взаимодействие нескольких типов палочек и колбочек, которые возбуждаются в антагонистических взаимосвязях). Красно-зеленая пара, если активируются красным спектром, зеленый затормаживается и наоборот. Такие же пары желто-голубые и черно-белые. Каждая система рецепторов функционирует как антагонистическая пара.

Такое суммирование происходит на уровне ЦНС, также на уровне сетчатки происходит такая первичная обработка информации.

В целом сетчатка – это совокупность нервных клеток, в процессе эмбриогенеза развиваются из нейронов продолговатого мозга. И первичный анализ происходит на уровне этих нейронов. Если ганглионарная клетка возбуждается колбочками только одного цвета, то она будет тормозиться возбуждением колбочки другого типа. Если красные возбуждаются, то зеленые тормозятся и наоборот.

*Этот эффект реализуется с помощью взаимодействия м/у собой клеток сетчатки, а именно колбочка одного цвета возбуждает ганглиозную клетку через деполяризованную биполярную клетку, а колбочка другого цвета тормозит ту же ганглиозную клетку через гиперполяризованную биполярную клетку.

 

? Восприятие цвета обеспечивается колбочками. В сумерках, когда функционируют только палочки, цвета не различаются. Существует семь видов колбочек, реагирующих на лучи различной длины и вызывающих ощущение различных цветов. В анализе цвета принимают участие не только рецепторы глаза, но и центральная нервная система.

Цветовая слепота. Нарушение цветового зрения называется дальтонизмом. Им страдают примерно 8% мужчин и 0,5% женщин. Различают форму нарушения цветового зрения, при которой отсутствует восприятие красного цвета - протанопию, зеленого - дейтеранопию и фиолетового - тританопию (встречается редко). Очень редко выявляется полная слепота на цвета - ахромазия. Для таких людей мир окрашен во все оттенки серого, как на бесцветной фотографии. Не воспринимающий красный цвет не отличает светло-красный от темно-зеленого, а пурпурный и фиолетовый от синего; те, у кого отсутствует восприятие зеленого цвета, смешивают зеленые цвета с темно-красными.

Нарушения цветового зрения устанавливают при помощи специальных таблиц. Люди, страдающие дальтонизмом, не могут быть водителями транспорта, так как не различают цветовых дорожных сигналов.