Fotoreceptoren

De Fotoreceptoren zijn licht-gespecialiseerde sensorische cellen op het menselijk netvlies. Ze absorberen verschillende elektromagnetische lichtgolven en zetten deze prikkels om in bio-elektrische excitatie. Bij erfelijke ziekten zoals retinitis pigmentosa of kegelstaafdystrofie vergaan de fotoreceptoren beetje bij beetje totdat blindheid optreedt.

Wat zijn PR's?

Fotoreceptoren zijn lichtgevoelige sensorische cellen die gespecialiseerd zijn in het zien. Licht creëert een elektrisch spanningspotentieel in de sensorische cellen van het oog. Het menselijk oog bevat drie verschillende soorten fotoreceptoren.

Dit zijn naast de staafjes ook de kegeltjes en de lichtgevoelige ganglioncellen. Biologie maakt een onderscheid tussen de fotocellen van gewervelde en ongewervelde dieren. Depolarisatie vindt plaats in de fotocellen van de ongewervelde dieren. Dit betekent dat de cellen op licht reageren door de spanning te verlagen. Bij gewervelde dieren vindt echter hyperpolarisatie plaats. Je fotoreceptoren zorgen ervoor dat de spanning toeneemt als er licht is.

In tegenstelling tot ongewervelde dieren zijn fotoreceptoren van gewervelde dieren secundaire receptoren. De transformatie van de stimulus in een actiepotentiaal vindt alleen plaats buiten de receptor. Planten bevatten naast mens en dier ook fotoreceptoren, zodat ze lichtinval kunnen tegengaan.

Anatomie en structuur

Er zijn ongeveer 120 miljoen staafjes op het netvlies van het oog. De kegeltjes vormen samen ongeveer 6 miljoen van ongeveer een miljoen ganglioncellen in het oog en is ongeveer een procent gevoelig voor licht. De meest lichtgevoelige fotoreceptoren zijn de staafjes. De blinde vlek van het oog bevat geen andere receptoren dan de kegeltjes.

Daarom zouden mensen eigenlijk een gat moeten zien waar de blinde vlek is. Dit is alleen niet het geval omdat de hersenen de leegte vullen met perceptuele herinneringen. De staafjes van het netvlies bevatten zogenaamde schijven. De kegels bevatten echter membraanplooien. In deze gebieden zijn ze uitgerust met het zogenaamde visuele paars. Over het algemeen hebben staafjes en kegels een vergelijkbare structuur. Ze hebben elk een buitensegment waarin hun belangrijkste taken worden uitgevoerd.

De buitensegmenten van de kegels zijn conisch van vorm en zijn breder dan de lange en smalle buitensegmenten van de staven. Een cilia, d.w.z. een uitsteeksel van het plasmamembraan, verbindt de buitenste en binnenste segmenten van de receptoren. De binnenste segmenten bestaan ​​elk uit de ellipsoïde en een myoïde met een endoplasmatisch reticulum. De buitenste korrelige laag van de fotoreceptoren verbindt het cellichaam met de celkern. Een axon met een synaptisch uiteinde in lint- of plaatvorm hecht zich aan het cellichaam. Deze synapsen worden ook wel linten genoemd.

Functie en taken

De fotoreceptoren van het menselijk oog zetten de elektromagnetische lichtgolven om in bio-elektrische excitatie. De functie van alle drie soorten fotoreceptoren is om licht te absorberen en om te zetten. Dit proces wordt ook wel fototransductie genoemd. Om dit te doen, pikken de receptoren de fotonen van het licht op en starten een complexe, biochemische reactie om de membraanpotentiaal te veranderen. De verandering in potentieel komt overeen met hyperpolarisatie bij gewervelde dieren.

De drie verschillende soorten receptoren hebben verschillende absorptielimieten en verschillen dus in hun gevoeligheid voor bepaalde golflengten. De belangrijkste reden hiervoor is het verschillende visuele pigment in de individuele celtypen. Dit betekent dat de drie typen enigszins verschillen in hun functie. De ganglioncellen regelen bijvoorbeeld het dag-nachtritme. De staafjes en kegeltjes spelen daarentegen een rol bij beeldherkenning. De staven zijn primair verantwoordelijk voor het zien van licht en donker.

De kegels spelen daarentegen alleen een rol bij daglicht en maken kleurherkenning mogelijk. De fototransductie vindt plaats in de buitenste segmenten van de fotocellen. In het donker bevinden de meeste fotoreceptoren zich in een niet-gestimuleerde toestand en hebben ze een laag rustmembraanpotentiaal vanwege hun open natriumkanalen. Als u in rust bent, geeft u permanent de neurotransmitter glutamaat af. Maar zodra er licht in het oog valt, sluiten de open natriumkanalen. Het potentieel van de cellen neemt toe en er vindt hyperpolarisatie plaats.

Tijdens deze hyperpolarisatie wordt de activiteit van de receptor geremd en komen er minder zenders vrij. Deze afnemende afgifte van glutamaat opent de ionenkanalen van de stroomafwaartse bipolaire en horizontale cellen. De impuls van de fotoreceptoren wordt via de open kanalen naar de zenuwcellen gestuurd, die vervolgens zelf ganglia- en amacriene cellen activeren. Het signaal van de receptoren wordt naar de hersenen gestuurd, waar het wordt geëvalueerd met behulp van visuele herinneringen.

Uw medicatie vindt u hier

Ziekten

Met betrekking tot de fotoreceptoren van het menselijk oog kunnen verschillende aandoeningen en ziekten optreden. Veel van deze manifesteren zich als een geleidelijk verlies van gezichtsvermogen. Kegelstaafdystrofie is bijvoorbeeld een vorm van erfelijke retinale dystrofie die ervoor zorgt dat fotoreceptoren vergaan.

Bij deze erfelijke ziekte verliest de patiënt continu kegeltjes en staafjes door afzettingen van retinale pigmenten. Dit proces manifesteert zich in de vroege fase als verminderde gezichtsscherpte, toenemende gevoeligheid voor licht en toenemende kleurenblindheid. De gevoeligheid in het centrale gezichtsveld neemt af. Later tast de ziekte ook het perifere gezichtsveld aan. Symptomen zoals nachtblindheid kunnen optreden. Na een tijdje zal de patiënt waarschijnlijk volledig blind worden.

De retina pigmentosa, ook wel staaf-en-kegeldystrofie genoemd, moet worden onderscheiden van deze ziekte. Uiteindelijk treden bij deze vorm van netvliesaandoening dezelfde symptomen op als bij kegelstaafdystrofie, maar de symptomen zijn omgekeerd. Dit betekent dat retinitis pigmentosa zich eerst manifesteert als nachtblindheid, terwijl nachtblindheid voor staaf- en kegelziekte pas later symptomatisch is.

Het verloop van de retina pigmentosa is doorgaans minder ernstig dan dat van de staaf-en-kegeldystrofie. Naast deze degeneratieve ziekten kunnen de sensorische cellen van het visuele waarnemingsapparaat ook worden aangetast door ontstekingen of worden beschadigd door ongelukken.