Ключевая разница - стержневые и конусные ячейки
Фоторецепторы – это клетки сетчатки глаза, которые реагируют на свет. Отличительной чертой этих клеток является наличие плотно упакованной мембраны, содержащей фотопигмент, известный как родопсин, или родственные молекулы. Фотопигменты имеют аналогичную структуру. Все фотопигменты состоят из белка под названием опсин и небольшой присоединенной молекулы, известной как хромофор. Хромофор поглощает часть света по механизму, который включает изменение его конфигурации. Плотная упаковка в мембранах этих фоторецепторов очень ценна для достижения высокой плотности фотопигмента. Это позволяет поглощать большую часть световых фотонов, достигающих фоторецепторов. У позвоночных сетчатка состоит из двух фоторецепторов (палочек и колбочек), которые несут фотопигмент на своей внешней области. Эта конкретная область состоит из большого количества блиноподобных дисков. В клетках-палочках диски закрыты, а в клетках-колбочках диски частично открыты для окружающей жидкости. У беспозвоночных строение фоторецепторов сильно отличается. Фотопигмент образовался в виде правильно расположенной структуры, называемой микроворсинками, пальцевидными выростами диаметром около 0,1 мкм. Эта структура фоторецепторов у беспозвоночных известна как рабдом. Фотопигменты в рабдоме менее плотно упакованы, чем в дисках позвоночных. Ключевое различие между палочками и колбочками заключается в том, что палочки отвечают за зрение при низких уровнях освещенности (скотопическое зрение), а колбочки активны при более высоких уровнях освещенности (фотопическое зрение).
Что такое палочки?
Палочковые клетки - это фоторецепторы в глазу, которые могут функционировать при слабом свете, чем другие фоторецепторы глаза, называемые «колбочками». Палочки обычно концентрируются у наружных краев сетчатки и отвечают за периферическое зрение. Подсчитано, что в сетчатке человека содержится около 90 миллионов палочек. Палочки оказались более чувствительными, чем колбочки, и почти полностью ответственны за ночное зрение. Палочки играют лишь небольшую роль в цветовом зрении. По этой причине цвета менее заметны в темноте. Клетки-палочки немного длиннее и тоньше, чем клетки-колбочки по строению. Диски, содержащие опсин, видны на конце клетки, прикрепленной к пигментному эпителию сетчатки, который, в свою очередь, прикреплен к склере. Палочки (100 миллионов) встречаются чаще, чем колбочки (7 миллионов).
Стержни состоят из трех сегментов; наружный сегмент, внутренний сегмент и синаптический сегмент. Синаптический сегмент образует синапсы с другим нейроном (биполярной клеткой или горизонтальной клеткой). Внутренний и наружный сегменты соединены ресничкой. Органеллы, подобные ядру, можно наблюдать во внутреннем сегменте. Внешний сегмент содержит светопоглощающие материалы.
Рисунок 01: Палочки и колбочки
У позвоночных активация фоторецепторной клетки известна как гиперполяризация клетки, что приводит к тому, что палочка не отправляет свой нейротрансмиттер, что впоследствии приводит к биполярным клеткам при высвобождении их нейротрансмиттера в биполярном состоянии. ганглиозный синапс для возбуждения синапса. Таким образом, здесь происходит каскадная реакция. Активация одной единицы светочувствительного пигмента может вызвать большую реакцию в клетке. Таким образом, палочки могут вызывать больший ответ на меньшее количество света. Дефицит витамина А вызывает низкое количество пигмента, необходимого клеткам-палочкам. Это диагностируется как куриная слепота.
Что такое конусообразные клетки?
Конусная клетка – это один из фоторецепторов сетчатки глаза человека, который лучше всего функционирует в условиях яркого света и обеспечивает цветовое зрение. Цветовое зрение основано на способности мозга создавать цвета при получении нервных сигналов от трех типов колбочек (L-длинных, S-коротких и M-средних), каждый из которых чувствителен к разному диапазону визуального спектра света. Это определяется тремя типами фотопсинов, присутствующими в трех разных колбочках. Некоторые позвоночные могут иметь четыре типа колбочек, придающих им тетрахроматическое зрение. Частичная или полная потеря колбочковой системы может привести к дальтонизму. Клетки колбочек короче палочек. Но они более широкие и зауженные. Они имеют длину 40-50 мкм и 0.5 мкм-4 мкм в диаметре. Они плотно упакованы в основном в центре глаза (фовеа). Колбочки S расположены случайным образом и имеют меньшую частоту, чем другие колбочки (M и L) в глазу.
Рисунок 02: Конусная ячейка
Колбочки также состоят из трех сегментов (внешних сегментов, внутренних сегментов и синаптического сегмента). Внутренний сегмент состоит из ядра и нескольких митохондрий. Синаптический сегмент образует синапс с биполярной клеткой. Внутренний и наружный сегменты соединены ресничкой. Раковая ретинобластома возникает из-за дефекта одного гена, называемого RB1, в колбочках сетчатки. Такая ситуация возникает в раннем детстве. Этот конкретный ген контролирует передачу сигнала и нормальный ход клеточного цикла.
Каковы сходства между палочками и колбочками?
- Оба находятся в сетчатке глаза.
- Оба являются фоторецепторами.
- Оба содержат зрительные пигменты.
- Оба являются типами вторичных экстерорецепторов.
В чем разница между палочками и колбочками?
Стержневые клетки против конусных клеток |
|
| Палочки – это фоторецепторы, отвечающие за зрение при слабом освещении. | Колбочки – это фоторецепторы, отвечающие за зрение при высокой интенсивности света. |
| Количество фотопигментов | |
| Палочки имеют больше фотопигментов. | В колбочках меньше фотопигментов. |
| Усиление | |
| Палочки демонстрируют большую амплификацию. | Конусные клетки демонстрируют меньшую амплификацию. |
| Направленная избирательность | |
| Палочки не проявляют избирательности по направлению. | Конусные клетки демонстрируют направленную избирательность. |
| Чувствительность | |
| Палочки обладают высокой чувствительностью. | Колбочки имеют низкую чувствительность. |
| Конвергентный путь сетчатки | |
| Палочковые клетки имеют высокий конвергентный путь сетчатки. | Конусные клетки имеют менее конвергентный путь сетчатки. |
| Ответ | |
| Палочки реагируют медленно. | Конусные клетки демонстрируют быструю реакцию. |
| Острота | |
| Палочковые клетки показывают низкую остроту зрения. | Конусные клетки демонстрируют высокую остроту зрения. |
| Типы пигментов | |
| Палочки имеют только один тип пигментов | Колбочки имеют три типа пигментов. |
| Зрительные пигменты | |
| Зрительный пигмент палочек – родопсин. | Зрительный пигмент в клетках колбочек – йодопсин. |
Резюме – Стержневые и конусные клетки
Фоторецепторы (палочки и колбочки) - это клетки сетчатки глаза, которые реагируют на свет. Отличительной особенностью этих клеток является наличие плотно упакованной мембраны, содержащей фотопигмент; родопсин или родственные молекулы. Плотная упаковка в мембранах этих фоторецепторов очень ценна для достижения высокой плотности и количества фотопигмента. Это позволяет поглощать большую часть световых фотонов, достигающих фоторецепторов. У позвоночных сетчатка состоит из двух фоторецепторов (палочек и колбочек), которые несут фотопигмент, образующийся во внешней области. Эта конкретная область состоит из большого количества блиноподобных дисков. Палочки могут функционировать при низкой интенсивности света (Scotopic). С другой стороны, клетки колбочек активны при ярком свете (Photopic). В этом разница между палочками и колбочками.
Загрузить PDF-версию стержневых и конусных клеток
Вы можете загрузить PDF-версию этой статьи и использовать ее в автономном режиме в соответствии с примечанием к цитированию. Пожалуйста, загрузите PDF-версию здесь. Разница между стержнями и конусами
