Fotoreceptorji so za svetlobo specializirane senzorične celice na človeški mrežnici. Absorbirajo različne elektromagnetne svetlobne valove in te dražljaje pretvorijo v bioelektrično vzbujanje. Pri dednih boleznih, kot so retinitis pigmentosa ali stožčaste distrofije, fotoreceptorji po malo poginejo do slepota se zgodi.
Kaj so fotoreceptorji?
Fotoreceptorji so svetlobno občutljive senzorične celice, ki so specializirane za vizualni proces. Električni potencial se ustvari iz svetlobe v senzoričnih celicah očesa. Človeško oko vsebuje tri različne vrste fotoreceptorjev. Poleg palic vključujejo še storže in fotoobčutljive ganglija celic. Biologija razlikuje med fotocelicami vretenčarjev in nevretenčarjev. Depolarizacija poteka v fotocelicah nevretenčarjev. To pomeni, da celice reagirajo na svetlobo z znižanjem napetosti. V nasprotju s tem hiperpolarizacija poteka pri vretenčarjih. Njihovi fotoreceptorji zato povečajo napetost, kadar so izpostavljeni svetlobi. Za razliko od vretenčarjev so fotoreceptorji vretenčarjev sekundarni receptorji. Pretvorba dražljaja v akcijski potencial torej poteka zunaj receptorja. Rastline poleg ljudi in živali vsebujejo tudi fotoreceptorje, ki nasprotujejo pojavnosti svetlobe.
Anatomija in zgradba
Na območju je približno 120 milijonov palic mrežnica očesa. Stožci seštejejo približno 6 milijonov od približno enega milijona ganglija celic v očesu je približno en odstotek fotoobčutljiv. Najbolj svetlobno občutljivi fotoreceptorji so palice. The slepa pega očesa ne vsebuje nobenih receptorjev, razen storžkov. Zato bi moral človek dejansko videti luknjo, kjer je slepa pega se nahaja. To ne velja samo zato, ker možganov zapolni vrzel z zaznavnimi spomini. Palice mrežnice vsebujejo tako imenovane diske. Stožci pa vsebujejo membranske gube. Na teh območjih so opremljeni s tako imenovano vizualno vijolično barvo. Na splošno imajo palice in storži podobno strukturo. Vsak ima zunanji segment, v katerem opravljajo svoje najpomembnejše naloge. Zunanji segmenti stožcev so stožčasti in širši od dolgih in ozkih zunanjih segmentov palic. Cilij ali izboklina plazemske membrane povezuje vsak zunanji in notranji segment receptorjev. Notranji segmenti so sestavljeni iz elipsoida in mioida z endoplazmatskim retikulumom. Zunanja zrnata plast fotoreceptorjev povezuje celično telo z jedrom. An akson s sinaptičnim koncem v obliki traku ali plošče pritrdi na vsako telo celice. Te sinapse imenujemo tudi trakovi.
Funkcija in naloge
Fotoreceptorji človeškega očesa pretvorijo elektromagnetne svetlobne valove v bioelektrično vzbujanje. Tako je funkcija vseh treh vrst fotoreceptorjev, da absorbirajo in pretvorijo svetlobo. Ta postopek je znan tudi kot fototransdukcija. Da bi to naredili, receptorji absorbirajo fotone svetlobe in sprožijo zapleteno biokemično reakcijo, da spremenijo membranski potencial. Sprememba potenciala ustreza hiperpolarizaciji vretenčarjev. Tri različne vrste receptorjev imajo različne absorpcija meje in se tako razlikujejo po občutljivosti na določene valovne dolžine. Glavni razlog za to je različen vizualni pigment v vsaki vrsti celic. Tako se tri vrste nekoliko razlikujejo po svoji funkciji. The ganglija celice na primer uravnavajo dnevno-nočni ritem. Palice in stožci pa igrajo vlogo pri prepoznavanju slike. Palice so v glavnem odgovorne za vid svetlobe in teme. Stožci pa igrajo vlogo le pri dnevni svetlobi in omogočajo prepoznavanje barv. Fototransdukcija poteka v vsakem od zunanjih segmentov fotoreceptorjev. V temi je večina fotoreceptorjev v nestimuliranem stanju in ima zaradi odprtine majhen membranski potencial v mirovanju natrijev kanalov. V mirovanju trajno izpustijo nevrotransmiter glutamat. Takoj, ko svetloba vstopi v oko, se odpre natrijev kanali zaprejo. Posledično se potencial celic poveča in pride do hiperpolarizacije. Med to hiperpolarizacijo se aktivnost receptorjev zavre in sprosti se manj oddajnikov. Ta retrogradna izdaja glutamat odpira ionske kanale spodnjih bipolarnih in vodoravnih celic. Impulz iz fotoreceptorjev se preko odprtih kanalov prenaša na živčne celice, ki nato same aktivirajo ganglijske in amakrinske celice. Tako se signal iz receptorjev prenese na možganov, kjer je ovrednoten s pomočjo vizualnih spominov.
Bolezni
Glede fotoreceptorjev človeškega očesa se lahko pojavijo številne vrste pritožb in bolezni. Mnogi od njih se kažejo kot postopna izguba vida. Na primer, stožčasta distrofija je oblika podedovane distrofije mrežnice, zaradi katere fotoreceptorji propadejo. Pri tej dedni bolezni bolnik nenehno izgublja storže in palice zaradi odlaganja pigmenta na mrežnici. Ta proces se kaže v zgodnjih fazah kot zmanjšana ostrina vida, povečana občutljivost na svetlobo in začetna barva slepota. Občutljivost v osrednjem vidnem polju se zmanjša. V poznejšem poteku bolezen napada tudi periferno vidno polje. Simptomi, kot je noč slepota se lahko razvije. Po določenem času bo bolnik verjetno popolnoma oslepel. Od te bolezni je treba razlikovati pigmentozo mrežnice, znano tudi kot distrofija palčastega stožca. Pri tej obliki bolezni mrežnice so simptomi enaki kot pri distrofiji stožčaste palice, vendar so simptomi obrnjeni. To pomeni da retinitis pigmentosa prvič se kaže v nočna slepota, medtem ko je nočna slepota za stožčasto palico simptomatska šele pozneje. Potek pigmentoze mrežnice je običajno manj resen kot distrofija stožčaste palice. Poleg teh degenerativnih bolezni lahko prizadenejo tudi čutne celice vidnega sistema vnetje ali se poškodujejo zaradi nesreč.
