Tyčinky jsou fotoreceptory sítnice odpovědné za světlo citlivé jednobarevné noční vidění a periferní vidění. Hlavní koncentrace tyčí je mimo žlutá skvrna (fovea centralis) umístěný centrálně na sítnici, která je osídlena hlavně třemi různými druhy kužele pro barevné a ostré vidění během dne a za jasného soumraku.
Co jsou pruty?
Přibližně 110 milionů tyčinek na sítnici jsou fotoreceptory, které jsou mnohem citlivější na světelné impulsy než přibližně 6 milionů kuželů. Tyče jsou proto předurčeny pro noční vidění (skotopické vidění) a vidění v temném soumraku. Protože v modrozeleném spektrálním rozsahu existuje pouze jeden typ tyče, který je zvláště citlivý na světlo, stane se vidění monochromatické pod určitou jasností. Různé barvy již nejsou vnímány. Vysoká citlivost na světlo je částečně na úkor kontrastu. Protože až 20 tyčí hlásí světelné impulzy stejným způsobem ganglion prostřednictvím bipolárních buněk vizuální centrum v mozek již nedokáže lokalizovat světelný impuls tak přesně jako u kuželů, které jsou často spojeny s „jejich“ gangliemi v poměru 1: 1. Ačkoli je princip přeměny světelných impulzů na elektrické nervové signály v zásadě téměř stejný pro tyče a kužely, zprávy z tyčí jsou podstatně rychlejší než ty z kuželů, protože existuje méně mezilehlých spojení. Výsledkem je, že tyče jsou extrémně citlivé nejen na světlo, ale také na pohybující se objekty v periferním zorném poli.
Anatomie a struktura
Struktura tyčinek je podobná jako u kuželů, ale tyčinky jsou štíhlejší a používají jako svůj vizuální pigment rhodopsin, jehož nejvyšší citlivost v modrozeleném rozsahu je 498 nanometrů. Tyče se skládají z těla buňky, synapse, vnitřního segmentu, spojovacího cilium a vnějšího segmentu. Vnitřní segment zajišťuje buněčný metabolismus a prostřednictvím tisíců mitochondrie v jádru, energetický metabolismus, zatímco vnější segment je místem, kde dochází ke konverzi světelných pulsů na elektrické nervové signály, k vizuální transdukci signálu. Vnější segment obsahuje více než 1,000 9 takzvaných disků, ve kterých je uložen vizuální pigment rhodopsin. Disky se vyvinuly z dřívějších invaginací membrán, které se v průběhu evoluce oddělily od vnější membrány. Naproti tomu jsou membránové invaginace ve vnějších segmentech kuželů jako takové stále rozeznatelné, protože zůstaly součástí membrány. Okrajové spojovací cilium, které se skládá z neagonálních mikrotubulů (XNUMXstranný polygon), slouží k mechanické stabilizaci spojení mezi vnitřním a vnějším segmentem a k transportu hmoty mezi dvěma segmenty.
Funkce a úkoly
Hlavní funkcí tyčí je přeměna (slabých) světelných impulzů na elektrické nervové impulsy. Proces zahrnuje složitou kaskádu přenosu signálu a probíhá hlavně ve vnějším segmentu. První stupeň spočívá v reakci vizuálního pigmentu rhodopsinu, který je složen z opsinu a karotenoidu 11-cis-retinálu. Po vystavení světlu 11-cis-retinal izomerizuje na all-trans izomer a znovu se oddělí od rhodopsinu. Na rozdíl od aktivace jiných neuronů, které jsou obvykle stimulovány k uvolnění a neurotransmiter krátkou depolarizací z -65 mV na +10 až +30 mV to ve fotoreceptorech funguje opačně; the synapsy, které jsou záporně nabité při asi -40 mV, jsou krátce hyperpolarizovány na -65 mV, což způsobí jejich krátké snížení nebo zastavení uvolňování glutamát, jejich specifický neurotransmiter. K tvorbě odpovídajícího nervového impulsu tedy nedochází uvolněním a neurotransmiter, ale snížením jeho uvolnění. Pokud na receptory nenarazí žádné světlo (klidová poloha), glutamát je neustále vydáván na synapsy fotoreceptorů. To má tu výhodu, že dolní ganglia mohou měnit nervový stimul postupně podle pevnost dopadu světla, tj. generovat druh analogového signálu, který umožňuje vizuálním centrům nejen prostorově přiřadit světelné body, ale také určit jejich jas. Vlastnost tyčí reagovat extrémně citlivě na objekty v periferním zorném poli, které se pohybují vzhledem k jejich okolí, původně sloužila naší ochraně. Nepřátelé nebo dravci, kteří se blíží ze strany, si všimli brzy. Dnes tato schopnost prutů hraje roli ve vizuálním letectví tím, že si všimne včasného přístupu k objektům včas a zahájí úhybné manévry.
Nemoci
Dysfunkce prutů je nejvíce patrná u zhoršeného nočního vidění. Rozšířená oboustranná noc slepota představuje s nedostatečnou nabídkou vitamin protože na discích ve vnějším segmentu tyčinek může být poté uložen nedostatečný vizuální pigment rhodopsin. Příznaky dysfunkce tyčí lze rozpoznat také podle zvýšené citlivosti na oslnění, např. V důsledku protijedoucího provozu. Na rozdíl od nedostatek vitaminu A a nervové léze v důsledku traumatické mozek zranění (SHT), mozkový nádor nebo jiná zranění, dysfunkce tyčinek je většinou způsobena genetickými vadami. To jsou obvykle genetické vady vést retinální dystrofie různých typů a způsobují postupnou destrukci fotoreceptorů v sítnici. Retinitis pigmentosa je retinální dystrofie, která postupuje zvenčí dovnitř. To znamená, že tyčinky jsou postiženy jako první a typická noc slepota a citlivost na oslnění se rozvíjí, i když denní vidění (stále) není narušeno, pokud jde o ostrost a barevné vidění. Jiné dystrofie sítnice, jako je dystrofie kuželíkových tyčí (ZSD), postupují zevnitř ven, takže nejdříve jsou postiženy čípky a tyčinky později.
