Фоторецепторы: строение и функции. Зрительные пигменты. Строение сетчатки

В настоящее время принято разделение фоторецепторов на 2 группы: цилиарные (производные клеток со жгутиком) и рабдомерные (производные клеток без жгутика). В обоих случаях зрительный пигмент оказывается включенным в фоторецепторную мембрану, причем во всех видах рецептор-ных клеток они обладают сходной химической природой и называются ро­допсинами.

Фоторецепторы располагаются во внутреннем слое сетчатки - свето­чувствительном слое. У человека зрительные рецепторы - цилиарные, пред­ставленные двумя типами - палочками и колбочками.

Колбочек насчитывается около 6 млн., располагаются они в централь­ной части сетчатки и отвечают за цветное зрение. Палочек значительно больше - около 120 млн., располагаются они на периферии сетчатки и отве­чают за черно-белое зрение.

Колбочки обеспечивают зрение при дневном свете (фотоническое), па­лочки - в условиях ясной ночи (скотопическое). В сумерках оба вида фото­рецепторов заняты одинаково, обеспечивая мезопическое зрение. При фото-пическом зрении наблюдается максимальная острота и временное разреше­ние быстро меняющихся фигур. При скотопическом зрении имеет место функциональная цветовая слепота, («все кошки серы»).

При переходе из освещенной комнаты в темную зрение падает прак­тически до нуля, но постепенно оно восстанавливается, приспосабливаясь к низкой интенсивности света в окружающей среде (темповая адаптация). По мере развития темновой адаптации острота зрения повышается.

Процесс, противоположный темповой адаптации, развивающийся при переходе из темной комнаты на яркий свет называется световой адапта­цией.

Тем новая адаптация длится около 30 мин, в то время как световая за­нимает всего 15-60 с.

Все виды фоторецепторов передают информацию о восприятии кванта света в ЦПС не с помощью нервного импульса, а электротоническим путем.

Кванты света поглощаются в рецепторах специализированными моле­кулами из класса каротиноидов — хромолипопротеинами.

Спектр поглощающая часть молекулы - хромофор - представлена аль­дегидами витамина А, или ретиналями. При связывании ретиналя с опсином образуется родопсин с максимумом поглощения 500 нм (отсюда его другое название - зрительный пурпур).

При поглощении фотона совершается реакция выцвечивания или обес­цвечивания родопсина (потеря цвета молекулой). При этом выделяется энергия, формирующая электрический ток в рецепторных клетках, которые таким образом передают информацию о кванте света в ЦНС.

Помимо фоторецепторов в сетчатке выделяют пигментные и глиальные, а также клетки четыре класса нервных клеток - биполярные, горизон­тальные, ганглиозные и амакриновые.

Пигментные клетки обеспечивают фоторецепторы - палочки и колбоч­ки - родопсином, глиальные клетки выполняют опорную функцию.

Биполярные клетки передают информацию от фоторецепторов к гори­зонтальным и амакриновым клеткам. В свою очередь амакриновые клетки синаптически связаны с горизонтальными и ганглиозными клетками, кото­рым и передается нервный импульс. Отростки ганглиозных клеток форми­руют зрительный нерв.

Передача нервного импульса от фоторецепторов к биполярным и ганг-лиозным клеткам представляет собой главный путь поступления информации в ЦНС, а от фоторецепторов к горизонтальным и амакриновым клеткам - ла­теральный, обеспечивающий латеральное торможение.

Ганглиозные клетки, объединяясь, формируют рецептивные поля, кото­рые могут частично или полностью перекрываться. Информация от них по­ступает по волокнам типа С.