桿体:構造、機能および病気

桿体は、感光性の単色暗視と周辺視野の原因となる網膜光受容体です。 メイン 濃度 ロッドの外にあります 黄色い斑点 (中心窩)網膜の中心に位置し、主に日中および明るい夕暮れ時の色と鮮明な視力のためにXNUMX種類の錐体が存在します。

ロッドとは何ですか?

網膜上の約110億6万本の桿体は、約20万個の錐体よりも光パルスにはるかに敏感な光受容体です。 したがって、桿体は暗視(暗所視)と暗い夕暮れの視力に運命づけられています。 青緑色のスペクトル範囲の光に特に敏感なロッドはXNUMX種類しかないため、特定の明るさを下回ると視覚は単色になります。 異なる色は認識されなくなりました。 光に対する高い感度は、部分的にコントラストを犠牲にします。 最大XNUMX本のロッドが同じに光インパルスを報告するため ガングリオン 双極細胞を介して、 錐体の場合ほど正確に光インパルスを特定することはできなくなります。錐体は、1:1の比率で「それらの」神経節と相互接続されることがよくあります。 光インパルスを電気神経信号に変換する原理は、原則として桿体と錐体でほぼ同じですが、中間接続が少ないため、桿体からのメッセージは錐体からのメッセージよりも大幅に高速です。 その結果、ロッドは光だけでなく、周辺視野内の動く物体にも非常に敏感です。

解剖学と構造

桿体の構造は錐体の構造と似ていますが、桿体はより細く、視覚色素としてロドプシンを使用しており、青緑色の範囲で最高の感度は498ナノメートルです。 桿体は、細胞体、シナプス、内側のセグメント、接続繊毛、および外側のセグメントで構成されています。 内側のセグメントは細胞代謝を提供し、何千もの手段によって ミトコンドリア 核の中で、 エネルギー代謝、外側のセグメントは、光パルスの電気神経信号への変換、視覚信号伝達が行われる場所です。 外側のセグメントには、視覚色素ロドプシンが保存されている、1,000を超えるいわゆるディスクが含まれています。 ディスクは、進化の過程で外膜から分離した以前の膜陥入から発達しました。 対照的に、錐体の外側セグメントの膜陥入は、それらが膜の一部のままであるため、依然としてそのように認識可能である。 非アゴナル微小管(9辺の多角形)で構成される辺縁の接続繊毛は、内側と外側のセグメント間の接続を機械的に安定させ、XNUMXつのセグメント間で物質を輸送するのに役立ちます。

機能とタスク

桿体の主な機能は、(弱い)光インパルスを電気神経インパルスに変換することです。 このプロセスには複雑なシグナル伝達カスケードが含まれ、主に外側のセグメントで発生します。 最初の段階は、オプシンとカロテノイド11-cis-レチナールで構成される視覚色素ロドプシンの反応で構成されます。 露光後、11-シス-レチナールはオールトランス異性体に異性化し、ロドプシンから再び分離します。 通常刺激されて放出する他のニューロンの活性化とは異なり、 神経伝達物質 -65mVから+10から+ 30mVへの短時間の偏光解消により、これは光受容体では逆に機能します。 インクルード シナプスは、約-40 mVで負に帯電し、一時的に-65 mVに過分極し、一時的に減少するか、放出を停止します。 グルタミン酸塩、それらの特定の神経伝達物質。 したがって、対応する神経インパルスの生成は、 神経伝達物質、しかしそのリリースの減少によって。 光が受容体に当たらない場合(静止位置)、 グルタミン酸塩 で絶えずリリースされています シナプス 光受容体の。 これには、下流の神経節がそれに応じて神経刺激を徐々に変化させることができるという利点があります 光の入射の、すなわち、視覚中心が光スポットを空間的に割り当てるだけでなく、それらの明るさを決定することを可能にする一種のアナログ信号を生成する。 周囲に対して動く周辺視野内の物体に非常に敏感に反応するロッドの特性は、もともと私たちの保護に役立ちました。 横から接近する敵や捕食者に早くから気づきました。今日、この桿体の能力は、横方向に接近する物体に早く気づき、回避操作を開始することで、視覚的な航空に役割を果たしています。

病気

ロッドの機能不全は、暗視障害で最も顕著です。 広範囲にわたるリバーシブルナイト 失明 供給不足で提示 ビタミンA 不十分な視覚色素ロドプシンが桿体の外側セグメントの椎間板に沈着する可能性があるためです。 桿体の機能不全の症状は、例えば対向車によるグレアに対する感受性の増加によっても認識できます。 の他に ビタミンA欠乏症 外傷性による神経病変 怪我(SHT)、 脳腫瘍 または他の怪我、ロッドの機能不全は主に遺伝的欠陥によるものです。 これらは通常、遺伝的欠陥です つながる さまざまなタイプの網膜ジストロフィに影響を及ぼし、網膜の光受容体を徐々に破壊します。 網膜色素変性症 は、外側から内側に進行する網膜ジストロフィーです。これは、桿体が最初に影響を受け、典型的な夜であることを意味します 失明 日中の視力は(まだ)鮮明さと色覚の点で損なわれていませんが、グレアに対する感度が向上します。 錐体桿体ジストロフィー(ZSD)などの他の網膜ジストロフィーは、内側から外側に向かって進行するため、錐体が最初に影響を受け、桿体が後で影響を受けます。