Tyčinky sú sietnicové fotoreceptory zodpovedné za svetlocitlivé monochromatické nočné videnie a periférne videnie. Hlavný koncentrácie tyčí je mimo žltá škvrna (fovea centralis) umiestnená centrálne na sietnici, ktorá je osídlená hlavne tromi rôznymi druhmi kužeľov na farebné a ostré videnie počas dňa a za jasného súmraku.
Čo sú to prúty?
Približne 110 miliónov tyčiniek na sietnici sú fotoreceptory, ktoré sú oveľa citlivejšie na svetelné impulzy ako približne 6 miliónov kužeľov. Tyče sú preto predurčené na nočné videnie (scotopické videnie) a videnie v tmavom súmraku. Pretože existuje iba jeden typ tyče, ktorá je obzvlášť citlivá na svetlo v modrozelenom spektrálnom rozsahu, videnie sa stáva monochromatické pod určitou jasnosťou. Rôzne farby už nie sú vnímané. Vysoká citlivosť na svetlo je čiastočne na úkor kontrastu. Pretože až 20 tyčí hlási svetelné impulzy rovnako zhluk nervových buniek prostredníctvom bipolárnych buniek vizuálne centrum v mozog už nedokáže lokalizovať svetelný impulz tak presne ako s kužeľmi, ktoré sú často navzájom spojené so „svojimi“ gangliami v pomere 1: 1. Aj keď je princíp premeny svetelných impulzov na elektrické nervové signály v zásade pre tyče a kužele takmer rovnaký, správy z tyčí sú podstatne rýchlejšie ako správy z kužeľov, pretože existuje menej medziľahlých spojení. Vďaka tomu sú tyčinky mimoriadne citlivé nielen na svetlo, ale aj na pohybujúce sa objekty v periférnom zornom poli.
Anatómia a štruktúra
Štruktúra tyčiniek je podobná ako u šišiek, ale tyčinky sú štíhlejšie a ako vizuálny pigment používajú rhodopsín, ktorého najvyššia citlivosť v modrozelenom rozmedzí je 498 nanometrov. Tyčinky pozostávajú z tela bunky, synapsie, vnútorného segmentu, spojovacieho cilium a vonkajšieho segmentu. Vnútorný segment poskytuje bunkový metabolizmus a prostredníctvom tisícov mitochondrie v jadre, energetický metabolizmuszatiaľ čo vonkajší segment je miestom, kde dochádza k premene svetelných impulzov na elektrické nervové signály, k vizuálnej transdukcii signálu. Vonkajší segment obsahuje viac ako 1,000 9 takzvaných diskov, v ktorých je uložený vizuálny pigment rhodopsín. Disky sa vyvinuli z predchádzajúcich invázií membrány, ktoré sa v priebehu evolúcie oddelili od vonkajšej membrány. Naproti tomu invázie na membránu vo vonkajších segmentoch kužeľov sú ako také stále rozpoznateľné, pretože zostali súčasťou membrány. Okrajové spojovacie cilium, ktoré sa skladá z neagonálnych mikrotubulov (XNUMX-stranný polygón), slúži na mechanickú stabilizáciu spojenia medzi vnútorným a vonkajším segmentom a na transport hmoty medzi týmito dvoma segmentmi.
Funkcia a úlohy
Hlavnou funkciou tyčí je prevádzať (slabé) svetelné impulzy na elektrické nervové impulzy. Tento proces zahŕňa zložitú kaskádu prenosu signálu a vyskytuje sa hlavne vo vonkajšom segmente. Prvý stupeň spočíva v reakcii vizuálneho pigmentu rodopsínu, ktorý je zložený z opsínu a karotenoidu 11-cis-retinalu. Po vystavení svetlu 11-cis-retinál izomerizuje na all-trans izomér a znova sa oddeľuje od rodopsínu. Na rozdiel od aktivácie iných neurónov, ktoré sú zvyčajne stimulované k uvoľneniu a neurotransmiter krátkou depolarizáciou z -65 mV na +10 až +30 mV to vo fotoreceptoroch funguje naopak; the synapsie, ktoré sú negatívne nabité pri asi -40 mV, sú krátko hyperpolarizované na -65 mV, čo spôsobí ich krátke zníženie alebo zastavenie uvoľňovania glutamát, ich špecifický neurotransmiter. Generácia zodpovedajúceho nervového impulzu teda nastáva nie uvoľnením a neurotransmiter, ale znížením jeho vydania. Ak na receptory nenarazí žiadne svetlo (pokojová poloha), glutamát sa neustále uvoľňuje na serveri synapsie fotoreceptorov. To má výhodu v tom, že následné gangliá môžu meniť nervový stimul postupne podľa pevnosť dopadu svetla, tj. generuje druh analógového signálu, ktorý umožňuje vizuálnym centrám nielen priestorovo priradiť svetelné škvrny, ale aj určiť ich jasnosť. Vlastnosť prútov reagovať mimoriadne citlivo na objekty v periférnom zornom poli, ktoré sa pohybujú vzhľadom na ich okolie, pôvodne slúžila našej ochrane. Nepriateľov alebo predátorov, ktorí sa blížili z boku, si všimli skôr. Dnes táto schopnosť tyčí hrá úlohu vo vizuálnom letectve tým, že si včas všimne bočné priblíženie sa k objektom a zaháji úhybné manévre.
Choroby
Dysfunkcia tyčiniek je viditeľná najviac pri zhoršenom nočnom videní. Rozšírená reverzibilná noc slepota predstavuje nedostatočnú ponuku vitamín pretože potom sa na diskoch vo vonkajšom segmente tyčiniek môže ukladať nedostatočné množstvo vizuálneho pigmentu rodopsínu. Príznaky dysfunkcie tyčí možno spoznať aj podľa zvýšenej citlivosti na oslnenie, napr. V dôsledku prichádzajúcej premávky. Okrem toho nedostatok vitamínu A a nervové lézie v dôsledku traumatických mozog úraz (SHT), mozgový nádor alebo iné poranenia, je dysfunkcia tyčinky spôsobená väčšinou genetickými chybami. Spravidla ide o genetické chyby, ktoré viesť na sietnicové dystrofie rôznych typov a spôsobujú postupnú deštrukciu fotoreceptorov v sietnici. Retinitis pigmentosa je sietnicová dystrofia, ktorá postupuje zvonka dovnútra. To znamená, že postihnuté sú najskôr tyčinky a typická noc slepota a citlivosť na oslnenie sa rozvíja, aj keď denné videnie (stále) nie je narušené, pokiaľ ide o ostrosť a farebné videnie. Ostatné dystrofie sietnice, ako napríklad dystrofia kužeľovej tyčinky (ZSD), postupujú zvnútra smerom von, takže kužele sú ovplyvnené najskôr a tyčinky neskôr.
