Anatomie Lexique

Bâtonnets et cônes dans l'œil

définition

L'œil humain possède deux types de photorécepteurs qui nous permettent de voir. D'une part, il y a les récepteurs de tige et d'autre part les récepteurs de cône, qui sont encore subdivisés: récepteurs bleus, verts et rouges. Ces photorécepteurs représentent une couche de la rétine et envoient un signal aux cellules émettrices qui leur sont liées si elles détectent une incidence de lumière. Les cônes sont utilisés pour la vision photopique (vision des couleurs et vision de jour) et les bâtonnets, d'autre part, pour la vision scotopique (perception dans l'obscurité).

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construction

La rétine humaine aussi rétine appelé, a une épaisseur totale de 200 µm et se compose de différentes couches de cellules. Les cellules épithéliales pigmentaires, très importantes pour le métabolisme, se trouvent à l'extérieur rétine en absorbant et en décomposant les photorécepteurs morts ainsi que les composants cellulaires sécrétés qui surviennent au cours du processus visuel.

Les photorécepteurs réels, qui sont séparés en bâtonnets et cônes, suivent maintenant vers l'intérieur. Les deux ont en commun d'avoir un membre externe, qui pointe vers l'épithélium pigmentaire et qui est également en contact avec lui. Ceci est suivi d'un mince cil, à travers lequel le lien externe et le lien interne sont connectés l'un à l'autre. Dans le cas des tiges, le lien externe est une couche de disques membranaires, semblable à un empilement de pièces de monnaie. Dans le cas des tenons, cependant, le lien externe est constitué de plis membranaires de sorte que le lien externe ressemble à une sorte de peigne à cheveux en coupe longitudinale, les dents représentant les plis individuels.

La membrane cellulaire du membre externe contient le pigment visuel des photorécepteurs. La couleur des cônes est appelée rhodopsine et se compose d'une glycoprotéine opsine et de 11-cis rétinienne, une modification de la vitamine A1. Les pigments visuels des cônes diffèrent de la rhodopsine et les uns des autres par différentes formes d'opsine, mais ont également la rétine. Le pigment visuel dans les disques membranaires et les plis membranaires est consommé par le processus visuel et doit être régénéré. Les disques et plis membranaires sont toujours nouvellement formés. Ils migrent de l'élément interne vers l'élément externe et sont finalement libérés et absorbés et décomposés par l'épithélium pigmentaire. Un dysfonctionnement de l'épithélium pigmentaire provoque un dépôt de débris cellulaires et de pigment visuel, comme cela se produit par exemple dans la maladie du Rétinite pigmentaire est.

Le membre interne est le corps cellulaire réel des photorécepteurs et contient le noyau cellulaire et les organites cellulaires. Des processus importants ont lieu ici, tels que la lecture de l'ADN, la production de protéines ou de substances messagères cellulaires; dans le cas des photorécepteurs, le glutamate est la substance messagère.

Le membre interne est mince et a un soi-disant pied récepteur à l'extrémité, à travers lequel la cellule est connectée à des cellules dites bipolaires (cellules de transmission). Les vésicules émettrices contenant la substance messagère glutamate sont stockées dans la base du récepteur. Ceci est utilisé pour transmettre des signaux aux cellules bipolaires.

Une particularité des photorécepteurs est que lorsqu'il fait sombre, la substance émettrice est libérée en permanence, ce qui diminue lorsque la lumière tombe. Ce n'est donc pas comme avec les autres cellules de perception qu'un stimulus conduit à une libération accrue d'émetteurs.

Il existe des cellules bipolaires à bâtonnets et cônes, qui à leur tour sont interconnectées avec les cellules ganglionnaires, qui constituent la couche de cellules ganglionnaires et dont les processus cellulaires forment finalement ensemble le nerf optique. Il existe également une interconnexion horizontale complexe des cellules du rétinequi est réalisé par des cellules horizontales et des cellules amacrines.

La rétine est stabilisée par les cellules dites de Müller, les cellules gliales du rétinequi couvrent toute la rétine et agissent comme un cadre.

fonction

Les photorécepteurs de l'œil humain sont utilisés pour détecter la lumière incidente. L'œil est sensible aux rayons lumineux dont les longueurs d'onde sont comprises entre 400 et 750 nm. Cela correspond aux couleurs du bleu au vert au rouge. Les rayons lumineux inférieurs à ce spectre sont appelés ultraviolets et au-dessus, infrarouges. Les deux ne sont plus visibles à l'œil humain et peuvent même endommager l'œil et provoquer l'opacité du cristallin.

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Les cônes sont responsables de la vision des couleurs et nécessitent plus de lumière pour émettre des signaux. Afin de réaliser la vision des couleurs, il existe trois types de cônes, dont chacun est responsable d'une longueur d'onde différente de la lumière visible et a son maximum d'absorption à ces longueurs d'onde. Les photopigments, les opsines du pigment visuel des cônes, diffèrent donc et forment 3 sous-groupes: les cônes bleus avec un maximum d'absorption (AM) de 420 nm, les cônes verts avec un AM de 535 nm et les cônes rouges avec un AM de 565 nm. Si la lumière de ce spectre de longueurs d'onde atteint les récepteurs, le signal est transmis.

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Pendant ce temps, les tiges sont particulièrement sensibles à l'incidence de la lumière et sont donc utilisées pour détecter même très peu de lumière, en particulier dans l'obscurité. Il se différencie uniquement entre le clair et le foncé, mais pas en termes de couleur. Le pigment visuel des cellules en bâtonnets, également appelé rhodopsine, a un maximum d'absorption à une longueur d'onde de 500 nm.

Tâches

Comme déjà décrit, les récepteurs coniques sont utilisés pour la vision diurne. Grâce aux trois types de cônes (bleu, rouge et vert) et à un processus de mélange de couleurs additif, les couleurs que nous voyons peuvent être vues. Ce processus diffère du mélange de couleurs physique et soustractif, ce qui est le cas, par exemple, lors du mélange des couleurs des peintres.

En outre, les cônes, en particulier dans la fosse d'observation - le lieu de la vision la plus nette - permettent également une vision nette avec une haute résolution. Ceci est également dû notamment à leur interconnexion neurale. Moins de cônes conduisent à un neurone ganglionnaire respectif qu'avec les bâtonnets; la résolution est donc meilleure qu'avec les baguettes. dans le Fovea centralis il y a même un renvoi 1: 1.

Les tiges, par contre, ont un maximum avec un maximum d'absorption de 500 nm, ce qui se situe juste au milieu de la plage de lumière visible. Vous réagissez donc à la lumière d'un large spectre. Cependant, comme ils ne contiennent que de la rhodopsine, ils ne peuvent pas séparer la lumière de différentes longueurs d'onde. Cependant, leur grand avantage est qu'ils sont plus sensibles que les cônes. Une incidence de lumière significativement moindre est également suffisante pour atteindre le seuil de réaction des tiges. Ils sont donc habitués à voir dans l'obscurité lorsque l'œil humain est daltonien. La résolution, cependant, est bien pire qu'avec les cônes. Plus de bâtonnets convergent, c'est-à-dire convergent, conduisent à un neurone ganglionnaire. Cela signifie que quelle que soit la tige du bandage qui est excitée, le neurone ganglionnaire est activé. Il n'y a donc pas de séparation spatiale aussi bonne possible qu'avec les tenons.

Il est intéressant de noter que les ensembles de tiges sont également les capteurs du système dit magnocellulaire, responsable du mouvement et de la perception des contours.

De plus, l'un ou l'autre a peut-être déjà remarqué que les étoiles ne sont pas au centre du champ de vision la nuit, mais plutôt sur le bord.C'est parce que le focus se projette sur le trou de la vue, mais il n'a pas de baguettes. Ceux-ci se trouvent autour d'eux, de sorte que vous pouvez voir les étoiles autour du centre du regard.

Distribution

En raison de leurs différentes tâches, les cônes et les bâtonnets de l'œil sont également répartis différemment en termes de densité. Les cônes sont utilisés pour une vision nette avec une différenciation des couleurs pendant la journée. Vous êtes donc au centre de la rétine le plus commun (tache jaune - Macula lutea) et dans la fosse centrale (Fovea centralis) sont les seuls récepteurs présents (pas de bâtonnets). La fosse d'observation est le lieu de la vision la plus nette et se spécialise dans la lumière du jour. Les tiges ont leur densité maximale parafovéale, c'est-à-dire autour de la fosse centrale de vision. Dans la périphérie, la densité des photorécepteurs diminue rapidement, de sorte que dans les parties les plus éloignées, presque seuls des bâtonnets sont présents.

Taille

Les cônes et les baguettes partagent le plan dans une certaine mesure, mais varient ensuite. En général, les baguettes sont légèrement plus longues que les cônes.

Les photorécepteurs en bâtonnets ont en moyenne environ 50 µm de longueur et environ 3 µm de diamètre aux emplacements les plus densément remplis, c'est-à-dire pour les tiges, la région parafovéale.

Les photorécepteurs coniques sont un peu plus courts que les bâtonnets et ont un diamètre de 2 µm dans la fovea centralis, la fosse de vision, dans la région de densité la plus élevée.

nombre

L'œil humain possède un nombre impressionnant de photorécepteurs. Un œil à lui seul possède environ 120 millions de récepteurs en bâtonnets pour la vision scotopique (dans l'obscurité), alors qu'il existe environ 6 millions de récepteurs à cône pour la vision de jour.

Les deux récepteurs font converger leurs signaux vers environ un million de cellules ganglionnaires, les axones (extensions cellulaires) de ces cellules ganglionnaires constituant le nerf optique (nervus opticus) sous forme de faisceau et pénétrant dans le cerveau afin que les signaux puissent y être traités de manière centrale.

Plus d'informations peuvent être trouvées ici: Centre visuel

Comparaison des baguettes et des cônes

Comme déjà décrit, les tiges et les cônes présentent de légères différences de structure, qui ne sont cependant pas graves. Leur fonction différente est bien plus importante.

Les bâtonnets sont beaucoup plus sensibles à la lumière et peuvent donc détecter même une faible incidence de lumière, mais ne différencient que la lumière et l'obscurité. De plus, ils sont légèrement plus épais que les cônes et sont transmis de manière convergente, de sorte que leur résolution est plus faible.

Les cônes, en revanche, nécessitent plus d'incidence de la lumière, mais peuvent permettre la vision des couleurs à travers leurs trois sous-formes. En raison de leur diamètre plus petit et de la transmission moins convergente, jusqu'à une transmission 1: 1 dans la fovea centralis, ils ont une excellente résolution, qui ne peut être utilisée que pendant la journée.

Point jaune

le Macula lutea, également connu sous le nom de point jaune, est l'endroit sur la rétine avec lequel les gens voient principalement. Le nom a été donné par la coloration jaunâtre de ce point dans le fond de l'œil. La tache jaune est le lieu de la rétine avec la plupart des photorécepteurs. À l'exception de Macule il ne reste presque plus que des tiges censées faire la différence entre la lumière et l'obscurité.

le Macule contient encore au centre ce que l'on appelle la fosse d'observation, Fovea centralis. C'est le point de la vision la plus nette. La fosse d'observation ne contient que des cônes dans leur densité de remplissage maximale, dont les signaux sont transmis 1: 1, de sorte que la résolution est ici la meilleure.

Dystrophie

Dystrophies, modifications pathologiques des tissus corporels qui provoquent rétine sont généralement génétiquement ancrés, c.-à-d. ils peuvent être hérités des parents ou acquis par une nouvelle mutation. Certains médicaments peuvent provoquer des symptômes similaires à la dystrophie rétinienne. Les maladies ont en commun que les symptômes n'apparaissent qu'au cours de la vie et qu'ils ont une évolution chronique, mais progressive. L'évolution des dystrophies peut varier considérablement d'une maladie à l'autre, mais elle peut également varier considérablement au sein d'une même maladie. Le cours peut même varier au sein d'une famille affectée, de sorte qu'aucune déclaration générale ne peut être faite. Dans certaines maladies, cependant, il peut évoluer vers la cécité.

Selon la maladie, l'acuité visuelle peut diminuer très rapidement ou se détériorer progressivement sur plusieurs années. Les symptômes, que le champ de vision central change en premier ou que la perte du champ de vision progresse de l'extérieur vers l'intérieur, sont variables en raison de la maladie.

Diagnostiquer la dystrophie rétinienne peut être difficile au début. Cependant, il existe de nombreuses procédures de diagnostic qui peuvent rendre un diagnostic possible; voici une petite sélection:

Ophtalmoscopie: des changements visibles tels que des dépôts dans le fond de l'œil apparaissent souvent
électrorétinographie, qui mesure la réponse électrique de la rétine aux stimuli lumineux
l'électrooculographie, qui mesure les changements du potentiel électrique de la rétine lorsque les yeux bougent.

Malheureusement, il est actuellement le cas qu'aucune thérapie causale ou préventive n'est connue pour la plupart des maladies dystrophiques d'origine génétique. Cependant, de nombreuses recherches sont actuellement menées dans le domaine du génie génétique, ces thérapies n'étant actuellement qu'en phase d'étude.

Pigment visuel

Le pigment visuel humain se compose d'une glycoprotéine appelée opsine et du soi-disant 11-cis-rétinal, qui est une modification chimique de la vitamine A1. Cela explique également l'importance de la vitamine A pour l'acuité visuelle. Dans le cas de symptômes de carence sévères, la cécité nocturne et, dans les cas extrêmes, la cécité peuvent survenir.

Avec le rétinien 11-cis, l'opsine produite par le corps lui-même, qui existe sous diverses formes pour les bâtonnets et les trois types de cônes («cône opsine»), est intégrée dans la membrane cellulaire. Lorsqu'il est exposé à la lumière, le complexe change: la rétine 11-cis se transforme en rétine tout-trans et l'opsine est également modifiée. La métarhodopsine II, par exemple, est produite dans les tiges, qui met en mouvement une cascade de signaux et rapporte l'incidence de la lumière.

Faiblesse rouge vert

La faiblesse ou la cécité rouge-vert est un dysfonctionnement de la vision des couleurs congénitale et héréditaire liée à l'X avec une pénétrance incomplète. Cependant, il se peut aussi que ce soit une nouvelle mutation et donc aucun des parents ne présente ce défaut génétique. Étant donné que les hommes n'ont qu'un seul chromosome X, ils sont beaucoup plus susceptibles de contracter la maladie et jusqu'à 10% de la population masculine est touchée. Cependant, seulement 0,5% des femmes sont touchées, car elles peuvent compenser un chromosome X défectueux par un deuxième chromosome sain.

La faiblesse rouge-vert est basée sur le fait qu'une mutation génétique a eu lieu pour la protéine opsine visuelle dans son isoforme verte ou rouge. Cela modifie la longueur d'onde à laquelle l'opsine est sensible et par conséquent, les tons rouge et vert ne peuvent pas être suffisamment distingués. La mutation se produit plus fréquemment dans l'opsine pour la vision verte.

Il est également possible que la vision des couleurs pour l'une des couleurs soit complètement absente, par exemple si le gène codant n'est plus présent. Une faiblesse rouge ou cécité est appelée Protanomalie ou. Protanopie (pour le vert: Deutéranomalie ou. Deutéranopie).

Une forme spéciale est le monochromatisme à cône bleu, c.-à-d. seuls les cônes bleus et la vision bleue fonctionnent; Le rouge et le vert ne peuvent pas non plus être séparés.

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