Uživatel:Durecp/Pískoviště

Světlocitlivé buňky sítnice a jejich funkce

Světlocitlivé buňky sítnice jsou buňky vytvářející nervovou stimulaci na základě absorpce fotonu přicházejícího na sítnici. Tyto buňky jsou dvojího typu: tyčinky a čípky. Čípky jsou citlivé na světlo různé barvy, čili různé vlnové délky, různé intenzity a různé sytosti barev. Jsou prvními neuromni sítnice. Zajišťují fotopické vidění, jsou zodpovědné za zrakovou ostrost. Nacházejí se v nejhojnejším počtu v centrální jamce (fovea centralis), což je malá jamka ve žluté skvrně. Směrem k periferii sítnice jejich hustota postupně klesá. Celkově nacházíme na sítnici 6 milionů čípků. Rozlišujeme 3 typy čípků, které je možné rozlišit pouze podle pigmentu v cytoplasmě, nikoliv podle tvaru buňky.

Čípek	Typ	Citlivost	Největší difenciální citlivost
S - krátké (z anglického short)	β	400–500 nm	420–440 nm
M - stredne dlouhé (z anglického medium)	γ	450–630 nm	534–555 nm
L - dlouhé (z anglického long)	ρ	500–700 nm	564–580 nm

Tyčinky jsou světlocitlivé buňky reagující na nižší intenzitu osvětlení jako čípky, ale nejsou schopny rozeznávat barvy. Zajišťují skotopické vidění.

Stavba čípků a tyčinek

Struktura tyčinek a čípků

Čípky v porovnání s tyčinkami jsou vetšinou tlustší, ovšem v centrální jamce jsou stejně dlouhé a široké jako tyčinky. Na světlocitlivé buňce rozlišujeme zevní část - je to fotosenzitivní část buňky, oblast jádra a oblast synapsí. Zevní část je rozdělená na vnitřní výběžek, zevní výběžek a přechodní zónu. Světlocitlivý pigment Rhodopsin (u tyčinek) "Iodopsin" u čípků je situovaný ve diskovitých membránových strukturách vnějšího výběžku. U čípků mají tyto struktury lahvovitý tvar, u tyčinek jsou delší. Vnitřní výběžek slouží jako energetická zásobárna pro proces vidění, proto tam najdeme četné mitochondrie, nacházejí se tam i ribosomy produkující proteiny pro proces vidění.

Funkce

Funkci světlocitlivých buněk lze zosumarizovat na proměnu světelné energie dopadajícího světla na energii pohybu atomů a vyvolat uvolnění neurotransmiteru do synaptického prostoru mezi světlocitlivou buňkou a bipolárním neuronem, se kterým jsou tyto buňky synapticky spojen. V nestimulované světlocitlivé buňce je udržovaný transmembránový potenciál na buněčné membráně pomocí iontových kanálů. Kanály transpotující ionty Na⁺ dovnitř buňky a kanály transportující ionty K⁺ mimo buňku. Otevření kanálů pro Na⁺ je podmíneno cGMP (cyklický guanosínmonofosfát). Kanály pro K⁺ jsou otevřeny permanentně a udržují negativní transmembránový potenciál (-40mV) na buněčné membráně. Světlocitlivý pigment tyčinek rhodopsin je složený z proteinové části - opsinu a z neproteinové části - 11-cis-retinalu. U čípků se nachází podobný světlocitlivý pigment iodopsin. Jednotlivé druhy čípků mají trochu odlišnou opsinovou části pigmentu, proto jsou citlivé pro světlo rozličné vlnové délky.

Stimulace buňky počas osvětlení

Stimulace světlocitlivé buňky

1. Při stimulaci světlocitlivej buňky fotonem světlocitlivý 11-cis-retinal podstoupí isomerizaci na trans formu.
2. Trans forma retinalu je delší molekula, proto nesedí na fixačném míste na opsine a rhodopsin se konformačne změní na metarhodopsin II. Metarhodopsin je však nestabilní, proto se z opsinu uvolní retinal.
3. Opsin aktivuje regulační protein transducin. Transducin je složený z třích podjednotek alpha, beta, gama a v cytoplasmě váže molekulu GDP na alpha podjednotku.
4. Aktivace transducinu spůsobí navázaní GTP místo GDP.
5. Transducin se rozpadne na své podjednotky.
6. Komplex alpha podjednotky a GTP aktivuje enzym fosfodiesterázu, který mění cGMP na 5'GMP.
7. Pokles koncentrace cGMP spůsobí uzavření kanálů pro Na⁺ což vyvolá hyperpolarizaci buňky(membránový potenciál se změní z -40mV na -70mV).
8. Hyperpolarizace způsobí uzavřetí napěťových kanálú pro vstup inotů Ca²⁺.
9. Pokles koncentrace Ca²⁺ ve cytoplasme vyvolá uvolnění neurotransmiteru do synaptického prostoru v oblasti synapsí.

Obnovení rhodopsinu

1. Protein GAP (GTPase activating protein) interaguje s alpha podjednotkou transducinu a spůsobí hydrolýzu navázanej molekuly GTP na GDP. Tohle má za následek znížení aktivity fosfodiesterázy, proto sa transformace cGMP na 5'GMP spomalí.
2. S poklesem koncentrace Ca²⁺ se aktivuje enzym guanylát cykláza, která stimuluje transformaci GTP na cGMP. Při vyššej koncentraci cGMP se znovou otevřou kanály pro Na⁺ a transmembránový potenciál se vrátí na normální hodnotu (-40mV).
3. Enzym rhodopsin kináza a protein arrestin deaktivují metarhodopsin II.
4. Trans forma retinalu se transportuje do pigmentových buňek, kde se redukuje na retinol. Retinol je transportován spět do tyčinek, kde se změní na 11-cis-retinal schopen se vázat na opsin.
5. Opsin a 11-cis-retinal se navážou na sebe a vznikne rhodopsin.

Výše je pospán spůsob funkce tyčinek. U čípků se tento spůsob liší v nasledovném:

• čípky obsahují namísto rhodopsinu jiný pigment - iodopsin
• neurotransmiter pro komunikaci s bipolární buňkou je u tyčinek glutamát, zatím co u čípků je to acetylcholin.