Pręcik - medycyna - Polski Serwis Naukowy

Pręciki - światłoczułe receptory siatkówki oka. Odpowiadają za postrzeganie kształtów i ruchu.

Względna absorpcja światła czopków (K, Ś, D) i pręcików (Pr) przez ludzkie oko. Uwaga: skala długości fali, nie jest liniowa.

Pręciki umożliwiają czarno-białe widzenie przy słabym oświetleniu. Jest to widzenie skotopowe. (Porównaj: widzenie fotopowe). Na siatkówce każdego oka znajduje się około 100 milionów pręcików, głównie na jej obrzeżach. Nie umożliwiają one jednak uzyskania tak dokładnych obrazów jak w przypadku czopków.

Gradient elektrochemiczny, siła protonomotoryczna, gradient protonowy, ΔμH+ – różnica stężeń wolnych protonów (ΔpH) i ich ładunków (ΔΨ) w poprzek błony biologicznej. Gradient elektrochemiczny wykorzystywany jest przez syntazę ATP w chloroplastach, mitochondriach oraz błonach komórek prokariotycznych do produkcji ATP. Przenoszenie protonów przez błonę biologiczną może następować w łańcuchu transportu elektronów.

Absorpcja – w optyce proces pochłaniania energii fali elektromagnetycznej przez substancję. Natężenie światła wiązki przechodzącej przez substancję ulega zmniejszeniu nie tylko w wyniku absorpcji, lecz również na skutek rozpraszania światła. O ile jednak promieniowanie rozproszone opuszcza ciało, to część zaabsorbowana zanika powodując wzrost energii wewnętrznej tego ciała.

Pręcik jest około 100 razy bardziej czuły na światło niż czopek i może zareagować nawet na pojedynczy foton. Sygnały z wielu pręcików są zbierane i wzmacniane w pojedynczych interneuronach, co powoduje mniejszą rozdzielczość widzianego obrazu. Drugim z efektów jest duża czułość w wykrywaniu poruszających się obiektów, co umożliwia tzw. "zauważanie kątem oka".

Foton (gr. φως – światło, w dopełniaczu – φοτος) jest cząstką elementarną nie posiadającą ładunku elektrycznego ani momentu magnetycznego, o masie spoczynkowej równej zero (m0 = 0), liczbie spinowej s = 1 (fotony są zatem bozonami). Fotony są nośnikami oddziaływań elektromagnetycznych, a ponieważ wykazują dualizm korpuskularno-falowy są równocześnie falą elektromagnetyczną.

Oko (Oko proste, oko złożone, plamka oczna, łac. oculus, l.m. oculi) – narządy receptorowe umożliwiające wykrywanie kierunku padania światła i jego intensywności oraz, wraz ze wzrostem złożoności konstrukcji, efektywny proces formowania obrazu, czyli widzenie.

Eksperymenty przeprowadzane min. przez George Walda pokazały że pręciki są bardziej czułe na niebieskie światło niż na czerwone, co powoduje w ciemności tzw. zjawisko Purkiniego.

Reakcja na światło

Aktywacja komórki fotoreceptorowej polega na hiperpolaryzacji jej błony komórkowej. Bez stymulacji, czopki i pręciki spontanicznie depolaryzują się i uwalniają neurotransmiter (którym jest kwas glutaminowy). Depolaryzacja zachodzi ponieważ w ciemności komórki te uzyskują stosunkowo wysokie stężenie cGMP, które otwiera kanały jonowe. Dodatnie ładunki przedostają się do komórki, zmniejszając gradient elektrochemiczny i powodując uwolnienie neurotransmitera.

Widzenie skotopowe (widzenie nocne, sklotopiczne) – termin oznaczający pracę ludzkiego narządu wzroku w warunkach skrajnie niekorzystnych, czyli przy znikomej ilości światła. W odbieraniu bodźców świetlnych biorą wtedy udział wyłącznie pręciki, natomiast czopki są zupełnie nieaktywne. Podczas widzenia skotopowego człowiek widzi świat pozbawiony barw, czyli np. taki jak na czarno-białym filmie. Możliwe jest wtedy wyłącznie rozróżnianie stopnia jasności elementów otoczenia, a i to przy niewielkiej gradacji tych stopni. Znacznie spada również rozdzielczość oka, czyli możliwość rozpoznawania szczegółów obrazu, nie występuje przy tym zjawisko szczególnie wysokiej rozdzielczości obrazu w środku pola widzenia, za które odpowiada plamka żółta (składająca się wyłącznie z czopków).

Kanał jonowy – rodzaj cylindrycznego białka błonowego, posiadającego zdolność do kontrolowanego przepuszczania jonów zgodnie z ich gradientem stężeń, przez błony biologiczne wszystkich żywych komórek. Są one obecne we wszystkich błonach każdej żywej komórki.

Padające światło jest absorbowane przez pigment rodopsynę, której cząsteczka zmienia w wyniku tego kształt. W zmienionym kształcie rodopsyna aktywuje regulatorowe białka które przekształcają cGMP w 5'-GMP, umożliwiając zamknięcie się kanałów jonowych. Ponieważ jedna cząsteczka rodopsyny może aktywować setki cząsteczek białek, a te mogą przekształcić formę tysięcy cGMP, odpowiedź nawet na jeden foton może być bardzo silna.

Widzenie fotopowe, widzenie dzienne — termin oznaczający pracę ludzkiego narządu wzroku w warunkach normalnych, czyli przy ilości światła wystarczającej do pełnego wykorzystania możliwości zmysłu wzroku. W praktyce widzenie fotopowe dotyczy przeważającej większości sytuacji, w których pracuje ludzkie oko.

Interneuron – komórka nerwowa, której aksony nie wychodzą poza obręb struktury bądź niewielkiego obszaru, w której się znajduje, na ogół osiągając nie więcej niż kilkaset mikrometrów długości. W przypadku niektórych interneuronów (np. koszyczkowych w zakręcie zębatym) aksony ich mogą jednak docierać na spore odległości (do kilku milimetrów od ciała neuronu). W odróżnieniu od interneuronów, neurony projekcyjne i inne komórki pryncypalne to komórki wysyłające połączenia do innych, często odległych struktur.

Porównanie właściwości czopków i pręcików u człowieka

Zobacz też

fotoreceptory

czopki

Literatura

Kandel E.R., Schwartz, J.H., Jessell, T.M.: Principles of neural science. Wyd. 4. New York: McGraw-Hill, 2000, s. 507-513. ISBN 0-8385-7701-6.

Przypisy

↑ CA. Curcio, KR. Sloan, RE. Kalina, AE. Hendrickson. Human photoreceptor topography.. „J Comp Neurol”. 292 (4), s. 497-523, 1990. doi:10.1002/cne.902920402. PMID 2324310.

Zapoznaj się z zastrzeżeniami dotyczącymi pojęć medycznych i pokrewnych w Wikipedii.

Rodopsyna, ze względu na barwę nazywana też purpurą wzrokową – światłoczuły barwnik występujący w narządzie wzroku (dokładniej w siatkówce) głowonogów, stawonogów i kręgowców.

Siatkówka (łac. retina) – część oka, która jest elementem odbierającym bodźce wzrokowe. Jest specyficznej budowy błoną znajdującą się wewnątrz gałki ocznej, na jej tylnej powierzchni. Jest jednym z pierwszych elementów drogi wzrokowej.