Fotoreceptori ir uz gaismu specializētas sensoro šūnas uz cilvēka tīklenes. Viņi absorbē dažādus elektromagnētiskos gaismas viļņus un pārveido šos stimulus bioelektriskā ierosmē. Iedzimtu slimību gadījumā, piemēram retinīts pigmentosa vai konusa-stieņa distrofija, fotoreceptori iet bojā pa daļai līdz aklums notiek.
Kas ir fotoreceptori?
Fotoreceptori ir gaismas jutīgas maņu šūnas, kas ir specializētas vizuālajam procesam. Elektriskais potenciāls rodas no gaismas acs maņu šūnās. Cilvēka acī ir trīs dažādi fotoreceptoru veidi. Papildus stieņiem tie ietver konusus un gaismjutīgus ganglijs šūnas. Bioloģija izšķir mugurkaulnieku un bezmugurkaulnieku fotoelementus. Depolarizācija notiek bezmugurkaulnieku fotoelementos. Tas nozīmē, ka šūnas reaģē uz gaismu, pazeminot to spriegumu. Turpretī hiperpolarizācija notiek mugurkaulniekiem. Tāpēc viņu fotoreceptori, pakļauti gaismai, palielina spriegumu. Atšķirībā no bezmugurkaulnieku, mugurkaulnieku fotoreceptori ir sekundārie receptori. Stimula pārveidošana par darbības potenciāls tāpēc notiek ārpus receptora. Papildus cilvēkiem un dzīvniekiem augos ir arī fotoreceptori, kas vērsti pret gaismas parādīšanos.
Anatomija un struktūra
Ir apmēram 120 miljoni stieņu acs tīklene. Konusi veido apmēram 6 miljonus no aptuveni viena miljona ganglijs šūnas acī, aptuveni viens procents ir gaismjutīgs. Visvairāk gaismas jutīgie fotoreceptori ir stieņi. The neredzamās zonas acī nav receptoru, izņemot konusus. Tāpēc personai faktiski vajadzētu redzēt caurumu, kur neredzamās zonas atrodas. Tas tā nav tikai tāpēc, ka smadzenes aizpilda plaisu ar uztveres atmiņām. Tīklenes stieņos ir tā sauktie diski. Savukārt konusi satur membrānas krokas. Šajās jomās tie ir aprīkoti ar tā saukto vizuālo purpursarkanu. Kopumā stieņiem un konusiem ir līdzīga struktūra. Viņiem katram ir ārējais segments, kurā tiek veikti viņu vissvarīgākie uzdevumi. Konusu ārējie segmenti ir koniski un platāki nekā garie un šaurie stieņu ārējie segmenti. Ciliums jeb plazmas membrānas izvirzījums savieno katru receptoru ārējo un iekšējo segmentu. Katrs iekšējais segments sastāv no elipsoīda un mioīda ar endoplazmas retikulumu. Fotoreceptoru ārējais granulētais slānis savieno šūnu ķermeni ar kodolu. An Aksons ar sinaptisku galu lentes vai plāksnes formā piestiprinās katram šūnas ķermenim. Šie sinapses sauc arī par lentēm.
Funkcija un uzdevumi
Gaismas elektromagnētiskos viļņus cilvēka acs fotoreceptori pārvērš bioelektriskā ierosmē. Tādējādi visu trīs veidu fotoreceptoru funkcija ir absorbēt un pārveidot gaismu. Šo procesu sauc arī par fototransdukciju. Lai to izdarītu, receptori absorbē gaismas fotonus un uzsāk sarežģītu, bioķīmisku reakciju, lai mainītu membrānas potenciālu. Potenciālu izmaiņas atbilst mugurkaulnieku hiperpolarizācijai. Trīs dažādi receptoru veidi ir atšķirīgi absorbcija robežas un tādējādi atšķiras pēc jutības pret noteiktiem viļņu garumiem. Galvenais iemesls tam ir atšķirīgais vizuālais pigments katrā šūnu tipā. Tādējādi trīs veidi savā ziņā nedaudz atšķiras. The ganglijs šūnas, piemēram, regulē dienas-nakts ritmu. Savukārt stieņiem un konusiem ir nozīme attēla atpazīšanā. Stieņi galvenokārt ir atbildīgi par gaiši tumšu redzamību. Savukārt konusi spēlē lomu tikai dienasgaismā un ļauj atpazīt krāsas. Fototransdukcija notiek katrā no fotoreceptoru ārējiem segmentiem. Tumsā lielākā daļa fotoreceptoru ir nestimulētā stāvoklī, un to atvērtā dēļ ir zems membrānas atpūtas potenciāls nātrijs kanālus. Mierīgā stāvoklī viņi neatgriezeniski atbrīvo neiromeditors glutamāts. Tomēr, tiklīdz gaisma nonāk acī, tā ir atvērta nātrijs kanāli aizveras. Tā rezultātā palielinās šūnu potenciāls un notiek hiperpolarizācija. Šīs hiperpolarizācijas laikā tiek inhibēta receptoru aktivitāte un tiek atbrīvots mazāk raidītāju. Šī retrograde versija glutamāts atver lejupvērsto bipolāro un horizontālo šūnu jonu kanālus. Fotoreceptoru impulss pa atvērtajiem kanāliem tiek pārnests uz nervu šūnām, kuras pēc tam pašas aktivizē ganglija un amakrīna šūnas. Tādējādi signāls no receptoriem tiek pārraidīts uz smadzenes, kur to novērtē ar vizuālo atmiņu palīdzību.
Slimības
Attiecībā uz cilvēka acs fotoreceptoriem var rasties daudz veidu sūdzības un slimības. Daudzi no tiem izpaužas kā pakāpenisks redzes zudums. Piemēram, konusa-stieņa distrofija ir iedzimta tīklenes distrofija, kas izraisa fotoreceptoru bojāeju. Šajā iedzimtajā slimībā tīklenes pigmenta nogulsnēšanās dēļ pacients nepārtraukti zaudē konusus un stieņus. Šis process agrīnā stadijā izpaužas kā redzes asuma samazināšanās, paaugstināta jutība pret gaismu un sākuma krāsa aklums. Jutīgums centrālajā redzes laukā samazinās. Vēlākā gaitā slimība skar arī perifēro redzes lauku. Simptomi, piemēram, nakts aklums var attīstīties. Pēc kāda laika pacients, iespējams, paliks pilnīgi akls. No šīs slimības ir jānošķir tīklenes pigmentosa, kas pazīstama arī kā stieņa-konusa distrofija. Šajā tīklenes slimības formā simptomi ir tādi paši kā konusa stieņa distrofijā, bet simptomi tiek mainīti. Tas nozīmē ka retinīts pigmentosa vispirms izpaužas nakts aklums, savukārt nakts aklums konusa stieņu slimībai ir simptomātisks tikai vēlāk. Tīklenes pigmentozas gaita parasti ir mazāk izteikta nekā konusa-stieņa distrofijas gaita. Papildus šīm deģeneratīvajām slimībām var ietekmēt arī redzes sistēmas maņu šūnas iekaisums vai arī to var sabojāt negadījumi.
