Кратко: помимо основных широко известных фоторецепторов — палочек и колбочек — в сетчатке есть третий тип воспринимающих свет клеток: собственно, меланопсинчики, или ipRGCs. Основные их функции — адаптация к свету и темноте, обеспечение рефлекторных движений зрачка и регуляция циркадных ритмов.
Здарова всем сетчаточным и свято убежденным, что видим мы только за счет палочек и колбочек! Наступило великое время отбросить догмы из учебника биологии за 8 класс и утереть нос ограниченному пониманию фоторецепторов! Ибо еще с 1991 года началось наблюдение за особым слоем ганглиозных клеток сетчатки — меланопсинсодержащих. Они имеют уйму связей с остальными нейронами, гипоталамусом, шишковидной железой etc., юзают собственный зрительный пигмент (а не пресловутые родопсин и йодопсин) и возбуждены 24/7. А еще, возможно, они — самые древние фоторецепторы сетчатки.
Для введения в курс дела — три абзаца про сетчатку и собственно фоторецепторы. Посвященным — дорога дальше.
Основа зрения — механизм проекции светового потока из окружающего мира на сетчатку и доставка этой проекции к ряду подкорковых центров и коре головного мозга. В высших центрах картинка обрабатывается, а после уже «понимается». Свет попадает на глаз, глаз воспринимает, кодирует и отдает это в центры мозга на анализ. Все структуры и аппараты глаза — мышцы, хрусталик, связки, радужка и т.п. — обеспечивают деятельность одной сложноорганизованной структуры — сетчатки.
Еще В.В. Путин говорил, что глаз — часть мозга, вынесенная на периферию (в дальнейшем видные исследователи XX века опирались на данное положение в своих исследованиях). Сама сетчатка тоже состоит из уймы слоев (10!!!), и все они связаны друг с другом, но мы остановимся на двух — фоторецепторном (наружном) и ганглиозном (расположенном глубже). Коротко говоря, суть сетчатки — воспринять раздражитель, то есть световой поток, и «доставить» его с помощью зрительного нерва в высшие центры. Фоторецепторы — воспринимают, ганглиозные клетки — воспринимают (!) и участвуют в доставке.
Фоторецепторы — восприниматели света — палочки и колбочки. Палочки отвечают за сумеречное черно-белое зрение и в сложных фотохимических реакциях используют пигмент родопсин. Колбочки ответственны за дневное цветное зрение, и их — три вида: красные, зеленые, синие (RGB). Юзают они, в свою очередь, йодопсин. Все это происходит по сложным нейрофизиологическим и фотохимическим штукам. Бóльшую часть восприятия часто сводят только к этим двум фоторецепторам, работающим +/- согласованно и обеспечивающим довольно четкую и красивую картинку мира (про большие обманы зрения говорить здесь не будем). В общем-то, обычно рассматривают вот этот наружный слой фоторецепторов, говорят пару фраз про обработку в таламусе и коре и все.
А ты потом живешь с ощущением грандиозного обмана — ну не может столь сложная система зрения держаться только на двух типах рецепторов.
Зрение и не держится только на палочках и колбочках. Даже если они находятся в дисфункции, меланопсинсодержащие ганглиозные клетки реагируют на интенсивность воздействия света. У мышей даже эти клетки способны давать зрительные образы.
Меланопсиновые клетки возбуждены постоянно, независимо от степени освещенности места. Находятся они в глубоком слое ганглиозных клеток и содержат в себе особый пигмент — меланопсин, реагирующий на очень широкий спектр волн (а не на ограниченный, как палочки и колбочки). За счет него эти клетки воспринимают уровень освещенности пространства на протяжении всего дня, что является необходимым условием для регуляции циркадных ритмов (это режимы сна и бодрствования, суточной активности). И как раз-таки регуляция этих ритмов, наличие тесных связей между клетками и гипоталамусом (центром физиологических функций) — определяют физиологическое значение ipRGCs. Если бы не они, сбился бы режим дня, начались бы непонятки и десинхрон во всем организме, а это = смерть.
За счет реакции на освещенность меланопсинчики участвуют в регуляции диаметра зрачка — он работает как диафрагма фотоаппарата, регулируя количество поступающего на сетчатку света (не дает нам ослепнуть как от чрезмерного света, так и от кромешной тьмы). То есть, ipRGCs необходимы для обеспечения адаптации. А отсутствие адаптации = смерть.
За счет связей с палочками и колбочками меланопсинчики дополняют всю стройную систему цветового и светового зрения человека. Пускай их — только 2% от всех ганглиозных клеток, но они влияют даже на шишковидную железу (а она выделяет необходимый для сна мелатонин)!!
Тема — невероятно обширная и молодая. Огромное количество гипотез о функционировании клеток, об их связях. Но главное — они есть. И они безумно важны, и удивительно, что мало где вообще говорится про все это.
#зрение
#постирония
#наука
#сетчатка
#меланопсинсодержащие клетки сетчатки