Фоторецептори (сравнение на пръчици и колбички)

Да разгледаме разликите между пръчиците и колбичките в окото. Ще нарисувам опростена схема на пръчица, за да покажа как изглежда. Пръчицата се нарича така, защото прилича на пръчица – когато я погледнем под микроскоп, виждаме, че тя има удължено клетъчно тяло, заради което прилича на пръчица. Пръчицата е фоторецептор. Какво точно е фоторецепторът? Неврон ли е? Или вид нерв? Всъщност фоторецепторът е много специализиран вид неврон, който може да приеме светлина и да я превърне в нервен импулс. В пръчицата има множество структури, наречени дискчета. Дискчетата са големи мембранни структури, разположени в пръчиците. В една пръчица има хиляди дискчета. В мембраната на всяко дискче има много протеини, които поглъщат светлина и могат да започнат процеса на фототрансдукция, който кара пръчицата да създаде акционен потенциал, който ще достигне до мозъка. Аналогично, колбичките или конусчетата се наричат така, защото имат форма на конус. Колбичките също са фоторецептори. Те са специализирани неврони, които имат вътрешна структура, подобна на тази на пръчиците. Колбичките също имат дискчета, разположени едно върху друго, а във всяко дискче има много протеини. Както споменах преди, протеинът в пръчиците се нарича родопсин. В колбичките на практика имаме същия протеин. Но той има друго име, нарича се йодопсин. Когато светлинен лъч навлезе в окото, ако стигне до пръчица и до родопсин, светлината ще задейства процесът на фототрансдукция, в резултат на което пръчицата ще създаде акционен потенциал. Същият процес протича и в колбичките. Това са основните прилики между пръчиците и колбичките. Сега да разгледаме разликите. Средностатистическата ретина има около 120 милиона пръчици, но само около 6 милиона колбички. Във всяко око има около 20 пъти повече пръчици, отколкото колбички. Друга голяма разлика между пръчиците и колбичките е разположението им в окото. Ако нарисуваме опростена диаграма на окото, това е зрителният нерв, който излиза от задната част на окото. Това е предната част на окото. Това е задната част. Както споменах в предното видео, задната част на окото е покрита от ретината. Пръчиците са разположени в периферията на окото. Те се намират в ето тази зона, тази зона тук. Има и участък от ретината, ето тук, който е вдлъбнат. Тази част се нарича централна ямка (фовея централис). Колбичките са концентрирани основно в тази зона пред централната ямка. И така, пръчиците са разположени основно в периферията на окото, докато колбичките са основно около централната ямка. Друга голяма разлика между пръчиците и колбичките е, че пръчиците не участват в цветното зрение, а колбичките участват. Пръчиците са много чувствителни към светлина. Всъщност те са около 1000 пъти по-чувствителни към светлина, отколкото колбичките. Затова пръчиците са много добри в реакцията на светлинни дразнители. Благодарение на тях можем да разберем дали има светлина, или не. Друг начин да обясним функцията на пръчиците е да кажем, че те са отговорни за черно-бялото виждане. От друга страна, колбичките не са толкова чувствителни. Но те могат да отговарят на светлинни дразнители и участват в цветното зрение. Всъщност имаме три вида колбички. Има червени колбички, които са около 60% от всички колбички в окото. Има зелени колбички, които са около 30% от всички колбички в ретината. Имаме и сини колбички, които са приблизително 10% от всички колбички в окото. Друга основна разлика между пръчиците и колбичките е рефрактерният им период. При пръчиците той е много дълъг, докато при колбичките е кратък. Какво означава дълъг или кратък рефрактерен период? Щом пръчицата се активира от лъч светлина... Да си представим, че лъч светлина идва и активира тази пръчица, тя създава акционен потенциал. На пръчицата ѝ е нужно много по-дълго време, за да създаде следващ акционен потенциал, отколкото на колбичката, и ние можем да усетим този разлика. Ако сме навън през деня и играем футбол, но се приберем за чаша вода, има много голяма промяна в светлината, въпреки това не се блъскаме в предмети. Зрението ни привиква от външната към вътрешната светлина много бързо. Тъй като колбичките могат да се адаптират към промени в светлината, докато на пръчиците им е необходимо много повече време. Вечер, когато влезем от светла в тъмна стая, очите ни се нуждаят от известно време, за да се адаптират към тъмнината. Това се случва, тъй като пръчиците трябва да се "рестартират", за да можем да ги използваме отново и да виждаме с тях.