Oko i proces widzenia
Oko i proces widzenia
70 % informacji o otaczającym nas
70 % informacji o otaczającym nas
świecie pochodzi ze wzroku.
świecie pochodzi ze wzroku.
Czym jest światło
Czym jest światło
Światło ma dwoisty charakter:
Światło ma dwoisty charakter:
jest
jest
falą elektromagnetyczną
falą elektromagnetyczną
, oraz –
, oraz –
równocześnie
równocześnie
jest strumieniem
jest strumieniem
cząstek - fotonów
cząstek - fotonów
Spektrum promieniowania
Spektrum promieniowania
elektromagnetycznego
elektromagnetycznego
Promieniowanie
Promieniowanie
elektromagnetyczne
elektromagnetyczne
Ludzkie ciało jest czułe na promieniowanie
Ludzkie ciało jest czułe na promieniowanie
elektromagnetyczne
elektromagnetyczne
Jak działają na organizm fale o częstotl;iwości
Jak działają na organizm fale o częstotl;iwości
radiowej ?
radiowej ?
Mikrofale i podczerwień wywołują uczucie ciepla.
Mikrofale i podczerwień wywołują uczucie ciepla.
Ultra
Ultra
f
f
iolet
iolet
i promieniowanie jonizujące powoduje
i promieniowanie jonizujące powoduje
zmiany chemiczne prowadzące do uszkodzeń
zmiany chemiczne prowadzące do uszkodzeń
biologicznych, śmierci lub raka.
biologicznych, śmierci lub raka.
Oko człowieka widzi tylko bardzo
Oko człowieka widzi tylko bardzo
małą część promieniowania
małą część promieniowania
elektromagnetycznego
elektromagnetycznego
Ale w ten sposób otrzymujemy 70 %
Ale w ten sposób otrzymujemy 70 %
informacji o otaczającym nas świecie.
informacji o otaczającym nas świecie.
Wszystkie inne zmysły mają mniejsze
Wszystkie inne zmysły mają mniejsze
znaczenie
znaczenie
Podstawy procesu widzenia
Podstawy procesu widzenia
Zdarzenia w oku i w mózgu
Zdarzenia w oku i w mózgu
Retina – jest ekranem na którym
Retina – jest ekranem na którym
wyświetlany jest obraz tego, na co
wyświetlany jest obraz tego, na co
patrzymy
patrzymy
Podstawowe zdarzenia procesu
Podstawowe zdarzenia procesu
widzenia – w oku
widzenia – w oku
1.
1.
Promień światła przechodzi przez soczewkę i
Promień światła przechodzi przez soczewkę i
powstaje obraz odwrócony na retinie.
powstaje obraz odwrócony na retinie.
2.
2.
Fotokomórki retiny są pod wpływem światła
Fotokomórki retiny są pod wpływem światła
aktywowane. Te pobudzone fotokomórki są na
aktywowane. Te pobudzone fotokomórki są na
rysunku białe. Fotokomórki które nie dostaną
rysunku białe. Fotokomórki które nie dostaną
Żadnego światła, pozostają nieczynne.
Żadnego światła, pozostają nieczynne.
Powstaje obraz pikselowy aktywowanych i
Powstaje obraz pikselowy aktywowanych i
nieaktywowanych komórek światłoczułych na
nieaktywowanych komórek światłoczułych na
retinie.
retinie.
Podstawowe zdarzenia procesu
Podstawowe zdarzenia procesu
widzenia - mózgu
widzenia - mózgu
1.
1.
Nerw (żółty) od każdej fotokomórki łączy się z
Nerw (żółty) od każdej fotokomórki łączy się z
odpowiednim obszarem mózgu. Fotokomórki które są
odpowiednim obszarem mózgu. Fotokomórki które są
aktywowane (białe) wysyłają impuls do mózgu,
aktywowane (białe) wysyłają impuls do mózgu,
komórki nieaktywowane nie wysyłają impulsu.
komórki nieaktywowane nie wysyłają impulsu.
2.
2.
Mózg, kiedy impulsy dobiegną do niego, interpretuje
Mózg, kiedy impulsy dobiegną do niego, interpretuje
skąd przybył sygnał i rekonstruuje obraz. Jest to mapa
skąd przybył sygnał i rekonstruuje obraz. Jest to mapa
pikselowa.
pikselowa.
3.
3.
Następnie mózg interpretuje mapę pikselową jako
Następnie mózg interpretuje mapę pikselową jako
obraz.
obraz.
Widzenie to współpraca oczu i
Widzenie to współpraca oczu i
mózgu
mózgu
Percepcja koloru – bardziej w
Percepcja koloru – bardziej w
mózgu niż w oku
mózgu niż w oku
Percepcja koloru odbywa się w znacznej mierze
Percepcja koloru odbywa się w znacznej mierze
poza okiem – w mózgu.
poza okiem – w mózgu.
Nawet 40 krotne zmniejszenie ilości czopków nie
Nawet 40 krotne zmniejszenie ilości czopków nie
spowodowało żadnych zmian w percepcji koloru.
spowodowało żadnych zmian w percepcji koloru.
–
Używanie różnokolorowych okularów nie zmienia naszej
Używanie różnokolorowych okularów nie zmienia naszej
percepcji kolorów, mamy je zakodowane w mózgu
percepcji kolorów, mamy je zakodowane w mózgu
–
Długotrwale, kilkutygodniowe noszenie kolorowych
Długotrwale, kilkutygodniowe noszenie kolorowych
soczewek kontaktowych zmienia postrzeganie kolorów.
soczewek kontaktowych zmienia postrzeganie kolorów.
Następny slajd przeczytaj
Następny slajd przeczytaj
szybko,
szybko,
A jednak się zawahałaś.
A jednak się zawahałaś.
Bo „obraz” koloru masz zakodowany w
Bo „obraz” koloru masz zakodowany w
mózgu.
mózgu.
Napis nie pasuje do tego obrazu.
Napis nie pasuje do tego obrazu.
Czerwień
Zieleń
Kółka się oczywiście nie ruszają,
Kółka się oczywiście nie ruszają,
ale ośrodek ruchu w mózgu jest
ale ośrodek ruchu w mózgu jest
aktywny
aktywny
Czy środkowe kółka są tej samej
Czy środkowe kółka są tej samej
wielkości?
wielkości?
Jeżeli obraz i kolory powstają w
Jeżeli obraz i kolory powstają w
mózgu, to
mózgu, to
Każdy z nas może inaczej (nieco inaczej)
Każdy z nas może inaczej (nieco inaczej)
postrzegać kształty i kolory
postrzegać kształty i kolory
Siatkówka - retina
Siatkówka - retina
W siatkówce - retinie
W siatkówce - retinie
Powstaje obraz, który następnie jest
Powstaje obraz, który następnie jest
Zamieniany w fotokomórkach na sygnał
Zamieniany w fotokomórkach na sygnał
chemiczny
chemiczny
Potem na sygnał elektryczny
Potem na sygnał elektryczny
I w tej postaci jest w wysokim stopniu
I w tej postaci jest w wysokim stopniu
przetwarzany w bardzo skomplikowanym
przetwarzany w bardzo skomplikowanym
systemie komórkach retiny i wysyłany do
systemie komórkach retiny i wysyłany do
mózgu
mózgu
Struktura retiny
Struktura retiny
Skomplikowanie retiny
Skomplikowanie retiny
Zwróć uwagę na:
Zwróć uwagę na:
Fotokomórki są na dnie oka. Światło
Fotokomórki są na dnie oka. Światło
przechodzi przez kilka warstw komórek i
przechodzi przez kilka warstw komórek i
przez nerwy, zanim dojdzie do fotokomórki
przez nerwy, zanim dojdzie do fotokomórki
Impuls nerwowy z fotokomórki jest w dużym
Impuls nerwowy z fotokomórki jest w dużym
stopniu przetwarzany przez skomplikowany
stopniu przetwarzany przez skomplikowany
system komórek
system komórek
Retina ma sześć warstw
Retina ma sześć warstw
Warstwa fotoreceptora fotokomórki
Warstwa fotoreceptora fotokomórki
Warstwa „jądrowa” fotokomórki
Warstwa „jądrowa” fotokomórki
Połączenie komórek
Połączenie komórek
Warstwa komórkowa (horyzontalne, bip[olarne,
Warstwa komórkowa (horyzontalne, bip[olarne,
ganglionowe
ganglionowe
Połączenia komórek
Połączenia komórek
Przekazywanie sygnałów przez
Przekazywanie sygnałów przez
retinę
retinę
Retina składa się z siedmiu warstw, wszystkie uczestniczą w przekazywaniu
Retina składa się z siedmiu warstw, wszystkie uczestniczą w przekazywaniu
sygnału. Warstwy „nuklearne” czyli zawierające komórki,
sygnału. Warstwy „nuklearne” czyli zawierające komórki,
oraz warstwy
oraz warstwy
zawierających połączenia komórkowe, aksony i dendryty.
zawierających połączenia komórkowe, aksony i dendryty.
Droga sygnalu (światła) przez retinę
Droga sygnalu (światła) przez retinę
:
:
-
-
Światło wchodzi od strony komórek ganglionowych i musi przejść przez
Światło wchodzi od strony komórek ganglionowych i musi przejść przez
wszystkie warstwy zanim dojdzie do pręcików czy stożków wzrokowych, gdzie
wszystkie warstwy zanim dojdzie do pręcików czy stożków wzrokowych, gdzie
jest zamieniane na prąd elektryczny i przekazywany nerwem do mózgu.
jest zamieniane na prąd elektryczny i przekazywany nerwem do mózgu.
Zewnętrzne segmenty pręcików i stożków przekształcają światło i przesyłają
Zewnętrzne segmenty pręcików i stożków przekształcają światło i przesyłają
sygnał przez komorki do zewnętrznej warstwy jądrowej i dalej na zewnątrz do
sygnał przez komorki do zewnętrznej warstwy jądrowej i dalej na zewnątrz do
ich aksonów.
ich aksonów.
Aksony fotoreceptorów kontaktują się z dendrytami komorek bipolarnych i
Aksony fotoreceptorów kontaktują się z dendrytami komorek bipolarnych i
komórek horyzontalnych. Komórki horyzontalne pomagają w przekazywanie
komórek horyzontalnych. Komórki horyzontalne pomagają w przekazywanie
sygnału.
sygnału.
Komórki bipolarne
Komórki bipolarne
–
–
przekazują sygnał dalej, „obrabiając go”. Przekazują
przekazują sygnał dalej, „obrabiając go”. Przekazują
sygnał dalej, do axonów. Tu powstaje kontrast obrazu.
sygnał dalej, do axonów. Tu powstaje kontrast obrazu.
Komórki ganglionowe posyłają ich aksony przez warstwę włoknistą oka do
Komórki ganglionowe posyłają ich aksony przez warstwę włoknistą oka do
nerwu wzrokowego.
nerwu wzrokowego.
Rola komórek ganglionowych
Rola komórek ganglionowych
Sygnał świetlny, już w postaci sygnału
Sygnał świetlny, już w postaci sygnału
elektrycznego jest „obrabiany” przez wiele typów
elektrycznego jest „obrabiany” przez wiele typów
komórek
komórek
Z ganglionów sygnał idzie bezpośrednio do
Z ganglionów sygnał idzie bezpośrednio do
mózgu.
mózgu.
Do ganglionów dociera sygnał proporcjonalny do
Do ganglionów dociera sygnał proporcjonalny do
wielkości naświetlenia. W ganglionach następuje
wielkości naświetlenia. W ganglionach następuje
zlogarytmowanie, i taki zlogarytmowany sygnał
zlogarytmowanie, i taki zlogarytmowany sygnał
idzie do mózgu. (Prawo Fechnera).
idzie do mózgu. (Prawo Fechnera).
Jasność jest prawdopodobnie
Jasność jest prawdopodobnie
wielkością w naszym otoczeniu o
wielkością w naszym otoczeniu o
największym zakresie
największym zakresie
zmienności
zmienności
Logarytmowanie sygnału – to mechanizm
Logarytmowanie sygnału – to mechanizm
obronny przed zbyt dużym i zbyt małym
obronny przed zbyt dużym i zbyt małym
sygnałem przekazywanym do mózgu
sygnałem przekazywanym do mózgu
Przyroda logarytmuje
Przyroda logarytmuje
naświetlenie
naświetlenie
Wielkość naświetlenia
Wielkość naświetlenia
Wielkość sygnału
Wielkość sygnału
zlogarytmowanego
zlogarytmowanego
1
1
0
0
10
10
1
1
100
100
2
2
1 000
1 000
3
3
Zapotrzebowanie retiny na tlen
Zapotrzebowanie retiny na tlen
Duża ilość różnych komórek w retinie
Duża ilość różnych komórek w retinie
Koniecznie duża szybkość
Koniecznie duża szybkość
przetwarzania sygnału przez te komórki
przetwarzania sygnału przez te komórki
Powodują, iż zapotrzebowanie na tlen (i
Powodują, iż zapotrzebowanie na tlen (i
glukozę) jest w retinie podobne jak w
glukozę) jest w retinie podobne jak w
mózgu !
mózgu !
–
Dlatego wszelkie zaburzenie w dopływie tlenu (miażdżyca,
Dlatego wszelkie zaburzenie w dopływie tlenu (miażdżyca,
duszenie) i glukozy (cukrzyca) powodują zanik widzenia
duszenie) i glukozy (cukrzyca) powodują zanik widzenia
Fotokomórki retiny
Fotokomórki retiny
Są fotokomórkami znacznie
Są fotokomórkami znacznie
bardziej czułymi niż najlepsze
bardziej czułymi niż najlepsze
sztuczne fotokomórki
sztuczne fotokomórki
Komórki fotoczułe retiny
Komórki fotoczułe retiny
Pręciki – dla widzenie nocnego i
Pręciki – dla widzenie nocnego i
monochromatycznego
monochromatycznego
Czopki – dla widzenie dziennego i
Czopki – dla widzenie dziennego i
kolorowego
kolorowego
Niektóre gangliony są fotoczułe. Ten sygnał
Niektóre gangliony są fotoczułe. Ten sygnał
nie służy widzeniu, lecz reguluje rytm
nie służy widzeniu, lecz reguluje rytm
dobowy.
dobowy.
Obraz pręcików i czopków w
Obraz pręcików i czopków w
mikroskopie elektronowym
mikroskopie elektronowym
Pręciki i czopki to komórki
Pręciki i czopki to komórki
Maja pełny garnitur wszystkich organelli
Maja pełny garnitur wszystkich organelli
komórkowych: jądro z chromosomami,
komórkowych: jądro z chromosomami,
mitochondria, retikulum endoplazmatyczne,
mitochondria, retikulum endoplazmatyczne,
rybosomy, itd..
rybosomy, itd..
Wymagają odżywiania, które jest
Wymagają odżywiania, które jest
dostarczane wraz z krwią
dostarczane wraz z krwią
Wytwarzają produkty przemiany materii,
Wytwarzają produkty przemiany materii,
które są odprowadzane wraz z krwią
które są odprowadzane wraz z krwią
Widzenie nocne - pręciki
Widzenie nocne - pręciki
–
Pręciki – odpowiedzialne za widzenie nocne,
Pręciki – odpowiedzialne za widzenie nocne,
nie widzą w dzień
nie widzą w dzień
Pręciki – jest ich 20 razy więcej niż czopków, w
Pręciki – jest ich 20 razy więcej niż czopków, w
świetle dziennym są całkowicie przesilone, nie
świetle dziennym są całkowicie przesilone, nie
„widzą” nic, w nocy widzą, ale monochromatycznie.
„widzą” nic, w nocy widzą, ale monochromatycznie.
Największą czułość mają dla światła księżyca (ok.
Największą czułość mają dla światła księżyca (ok.
500 nm, zielony)
500 nm, zielony)
–
Pręciki są głównie na obrzeżach retiny
Pręciki są głównie na obrzeżach retiny
Widzenie pręcikowe - nocne
Widzenie pręcikowe - nocne
Pręciki nie dają ostrego i precyzyjnego widzenia.
Pręciki nie dają ostrego i precyzyjnego widzenia.
Kilka sasiednich pręcików jest połaczone z tą sama
Kilka sasiednich pręcików jest połaczone z tą sama
komórka ganglionową.
komórka ganglionową.
Dlatego, mózg nie potrafi dokładnie określić, które
Dlatego, mózg nie potrafi dokładnie określić, które
miejsce retiny zostało pobudzone. Ale też i dlatego
miejsce retiny zostało pobudzone. Ale też i dlatego
pręciki są ekstremalnie czułe na światlo.
pręciki są ekstremalnie czułe na światlo.
Pojedyńczy foton (najmniejsza porcja światla)
Pojedyńczy foton (najmniejsza porcja światla)
absorbowany przez kilka sąsiednich komórek wysyła
absorbowany przez kilka sąsiednich komórek wysyła
już sygnał do mózgu. Ale obraz jest niewyraźny i szary.
już sygnał do mózgu. Ale obraz jest niewyraźny i szary.
Widzenie nocne jest
Widzenie nocne jest
monochromatyczne
monochromatyczne
Chociaż pręciki nie wykrywają żadnych
Chociaż pręciki nie wykrywają żadnych
informacji o kolorze, są najbardziej czułe na
informacji o kolorze, są najbardziej czułe na
zieloną część widma, czyli około
zieloną część widma, czyli około
510 nm.
510 nm.
Ruch w nocy, widziany „kątem
Ruch w nocy, widziany „kątem
oka”
oka”
Pręcików jest najwięcej, im dalej od centrum
Pręcików jest najwięcej, im dalej od centrum
retiny (od plamki żółtej, makuli).
retiny (od plamki żółtej, makuli).
Dlatego widzenie nocne jest w centrum oka
Dlatego widzenie nocne jest w centrum oka
bardzo słabe i niewyraźne,
bardzo słabe i niewyraźne,
lecz bardzo dobrze kątem oka widzimy ruch,
lecz bardzo dobrze kątem oka widzimy ruch,
choć nie wiemy czego
choć nie wiemy czego
W nocy wszystkie koty są czarne
W nocy wszystkie koty są czarne
Widzenie dzienne - czopkowe
Widzenie dzienne - czopkowe
Są trzy typy komórek (czopków), zwanych czerwone (R ),
Są trzy typy komórek (czopków), zwanych czerwone (R ),
zielone (G) i niebieskie (B), które dają sygnał, który potem
zielone (G) i niebieskie (B), które dają sygnał, który potem
jest „mieszany” w komórkach nerwowych retiny. Mamy
jest „mieszany” w komórkach nerwowych retiny. Mamy
wtedy wrażenie różnych barw, powstałych z trzech barw
wtedy wrażenie różnych barw, powstałych z trzech barw
podstawowych.
podstawowych.
System ten nazywamy RGB, czyli
System ten nazywamy RGB, czyli
Red, Green, Blue
Red, Green, Blue
I nie ma innych czopków wzrokowych
I nie ma innych czopków wzrokowych
(fioletowych, pomarańczowych itd.). Barwy
(fioletowych, pomarańczowych itd.). Barwy
te powstają na poziomie mózgu, przez
te powstają na poziomie mózgu, przez
mieszanie tych trzech sygnałów.
mieszanie tych trzech sygnałów.
Widzenie dzienne - kolorowe
Widzenie dzienne - kolorowe
W widzeniu dziennym uczestniczą komórki
W widzeniu dziennym uczestniczą komórki
– czopki (taki maja kształt).
– czopki (taki maja kształt).
Znajdują się prawie wyłącznie w centrum
Znajdują się prawie wyłącznie w centrum
oka (makula). – Pręciki były na obrzeżach.
oka (makula). – Pręciki były na obrzeżach.
Widzą tylko w dzień – są znacznie mniej
Widzą tylko w dzień – są znacznie mniej
czułe niż pręciki.
czułe niż pręciki.
Ale kolory widzimy tylko w centrum oka, nie
Ale kolory widzimy tylko w centrum oka, nie
na obrzeżach.
na obrzeżach.
Widzenie dzienne - czopkowe
Widzenie dzienne - czopkowe
Czopki s,a mniej czułe niż pręciki, co widać w
Czopki s,a mniej czułe niż pręciki, co widać w
widzeniu w nocy i w dzień.
widzeniu w nocy i w dzień.
Widzenie dzienne (widzenie czopkowe) adaptuje
Widzenie dzienne (widzenie czopkowe) adaptuje
się znacznie szybciej do zmian naświetlenia, w
się znacznie szybciej do zmian naświetlenia, w
ciągu kilku sekund. Wyjście z mieszkania na
ciągu kilku sekund. Wyjście z mieszkania na
słoneczny dzień.
słoneczny dzień.
Podobnie jak neurony, czopki pobudzone
Podobnie jak neurony, czopki pobudzone
produkują impuls elektryczny we włóknie
produkują impuls elektryczny we włóknie
nerwowym. I potem musi powrócić do stanu
nerwowym. I potem musi powrócić do stanu
spoczynkowego, aby mógł być znów pobudzony.
spoczynkowego, aby mógł być znów pobudzony.
Adaptacja do światła to właśnie ten czas powrotu
Adaptacja do światła to właśnie ten czas powrotu
do stanu spoczynkowego.
do stanu spoczynkowego.
Czopki są odpowiedzialne za widzenie precyzyjne.
Czopki są odpowiedzialne za widzenie precyzyjne.
Nasze widzenie (czopkowe –
Nasze widzenie (czopkowe –
dzienne) jest trichromatyczne
dzienne) jest trichromatyczne
To znaczy postrzegamy kolor przez trzy podstawowe
To znaczy postrzegamy kolor przez trzy podstawowe
receptory:
receptory:
–
Absorbujący światło czerwone (R)
Absorbujący światło czerwone (R)
–
Absorbujący światło zielone (G)
Absorbujący światło zielone (G)
–
Absorbujący światło niebieskie (B)
Absorbujący światło niebieskie (B)
Każdy inny kolor jest postrzegany jako złożony z tych
Każdy inny kolor jest postrzegany jako złożony z tych
barw.
barw.
Każdy typ komórek stożkowych ma różne białko ale
Każdy typ komórek stożkowych ma różne białko ale
zawsze związany z 11-cis retinalem i ma swoje
zawsze związany z 11-cis retinalem i ma swoje
charakterystyczne spektrum absorpcyjne.
charakterystyczne spektrum absorpcyjne.
Czopków R, G i B nie jest tyle
Czopków R, G i B nie jest tyle
samo
samo
Czopki G i czopki R są najbardziej upakowane w centrum
Czopki G i czopki R są najbardziej upakowane w centrum
oka.
oka.
Około
Około
64%
64%
czopków jest czułe na R, około
czopków jest czułe na R, około
32%
32%
to czopki
to czopki
G, a tylko
G, a tylko
4
4
%
%
to czopki B
to czopki B
.
.
Czopki B są najbardziej czułe,
Czopki B są najbardziej czułe,
Ale odbieranie trzech kolorów, R G B jest mniej więcej
Ale odbieranie trzech kolorów, R G B jest mniej więcej
równe, bo sygnały są przetwarzane przez komórki retiny i
równe, bo sygnały są przetwarzane przez komórki retiny i
w mózgu.
w mózgu.
Pręciki są dłuższe i maja bardziej
Pręciki są dłuższe i maja bardziej
pofałdowana powierzchnię
pofałdowana powierzchnię
fotopigmentu
fotopigmentu
Podobieństwa i różnice
Podobieństwa i różnice
Pręciki i stożki maja podobną strukturę, ale i nieco
Pręciki i stożki maja podobną strukturę, ale i nieco
różnic. Obie komórki mają segment zewnętrzny,
różnic. Obie komórki mają segment zewnętrzny,
segmenty wewnętrzny, wszystkie organelle
segmenty wewnętrzny, wszystkie organelle
komórkowe, i koniec synaptyczny.
komórkowe, i koniec synaptyczny.
I pręciki i czopki mają ten sam fotopigment – 11-cis-
I pręciki i czopki mają ten sam fotopigment – 11-cis-
retinal
retinal
Główne różnice to fragmenty z fotopigmentem. W
Główne różnice to fragmenty z fotopigmentem. W
pręcikach pigment jest pofałdowanym zewnętrznym
pręcikach pigment jest pofałdowanym zewnętrznym
dysku, w stożkach – w regionie niepofałdowanym.
dysku, w stożkach – w regionie niepofałdowanym.
Dlatego pręciki zawierają więcej pigmentu niż stożki,
Dlatego pręciki zawierają więcej pigmentu niż stożki,
co czyni je bardziej czułymi na sygnał świetlny.
co czyni je bardziej czułymi na sygnał świetlny.
Przykład widzenia pręcikowego i
Przykład widzenia pręcikowego i
czopkowego
czopkowego
Jest ciemno. Kątem oka dostrzegamy jakiś
Jest ciemno. Kątem oka dostrzegamy jakiś
ruch. W odcieniach szarości, obraz jest
ruch. W odcieniach szarości, obraz jest
nieostry i rozmyty. Nie identyfikujemy go.
nieostry i rozmyty. Nie identyfikujemy go.
Odwracamy głowę aby obiekt był w
Odwracamy głowę aby obiekt był w
centrum, oświetlamy.
centrum, oświetlamy.
Teraz widzimy, co się ruszało (w kolorach).
Teraz widzimy, co się ruszało (w kolorach).
Lampa błyskowa – zjawisko
Lampa błyskowa – zjawisko
powidoku
powidoku
Blask lampy błyskowej trwa milionowe części
Blask lampy błyskowej trwa milionowe części
sekundy, a więc nie powinien być widziany.
sekundy, a więc nie powinien być widziany.
Przez nas jest widziany nawet kilkanaście
Przez nas jest widziany nawet kilkanaście
sekund, nawet po zamknięciu oczu.
sekund, nawet po zamknięciu oczu.
To skutek przesilenia fotokomórek oka.
To skutek przesilenia fotokomórek oka.
Potrzeba czasu aby się zregenerowały (aby
Potrzeba czasu aby się zregenerowały (aby
zregenerowały pigment – 11-cis retinal – o tym
zregenerowały pigment – 11-cis retinal – o tym
później)
później)
Uszkodzenia pręcików (przede
Uszkodzenia pręcików (przede
wszystkim) i czopków ostrym światłem
wszystkim) i czopków ostrym światłem
Są to uszkodzenie nieodwracalne.
Są to uszkodzenie nieodwracalne.
Przebiegają wg mechanizmu
Przebiegają wg mechanizmu
wolnorodnikowego, wyzwalanego silnym
wolnorodnikowego, wyzwalanego silnym
promieniem światła.
promieniem światła.
Witaminy przeciwutleniające (C, E), oraz
Witaminy przeciwutleniające (C, E), oraz
mikroelementy (miedź, selen) działają
mikroelementy (miedź, selen) działają
ochronnie.
ochronnie.
Reasumując, pręciki
Reasumując, pręciki
1.
1.
Są bardzo czułe, czyli reagują na słabe światło,
Są bardzo czułe, czyli reagują na słabe światło,
uczestniczą w widzeniu nocnym i
uczestniczą w widzeniu nocnym i
peryferyjnym (bo sa położone na peryferyjnych
peryferyjnym (bo sa położone na peryferyjnych
częściach retiny)
częściach retiny)
2.
2.
Absorbują wszystkie długości fal św
Absorbują wszystkie długości fal św
widzialnego, ale emitują sygnał światła szarego
widzialnego, ale emitują sygnał światła szarego
Reasumując, czopki
Reasumując, czopki
–
1. Wymagają silniejszego światła do
1. Wymagają silniejszego światła do
pobudzenia (mają niższą czułość)
pobudzenia (mają niższą czułość)
–
2. Mają pigment które pozwalają nam widzieć
2. Mają pigment które pozwalają nam widzieć
piękny świat w kolorach.
piękny świat w kolorach.
–
Są położone w centrum retiny (plamka żołta,
Są położone w centrum retiny (plamka żołta,
makula)
makula)
Podsumowanie przed następnym
Podsumowanie przed następnym
rozdziałem
rozdziałem
1. Ludzkie oko ma trzy typy czopków
1. Ludzkie oko ma trzy typy czopków
(fotokomórek czopkowych) widzących
(fotokomórek czopkowych) widzących
kolorowo (R,G,B) w świetle dziennym
kolorowo (R,G,B) w świetle dziennym
2. Sygnał z tych stożków jest następnie
2. Sygnał z tych stożków jest następnie
obrabiany w komórkach siatkówki.
obrabiany w komórkach siatkówki.
3. Ludzkie oko ma też fotokomórki – pręciki,
3. Ludzkie oko ma też fotokomórki – pręciki,
których jest znacznie więcej niż czopków i
których jest znacznie więcej niż czopków i
które widzą w nocy, nie widzą kolorów,
które widzą w nocy, nie widzą kolorów,
Teorie widzenia
Teorie widzenia
Teoria trichromatyczna
Teoria trichromatyczna
Teoria przeciwnych procesów
Teoria przeciwnych procesów
Teoria trichromatyczna
Teoria trichromatyczna
Angielski fizyk T. Young zaproponowaŁ
Angielski fizyk T. Young zaproponowaŁ
TRICHROMATYCZNĄ TEORIĘ WIDZENIA w 1802
TRICHROMATYCZNĄ TEORIĘ WIDZENIA w 1802
roku. Malarzom wystarczą trzy podstawowe kolory; R,
roku. Malarzom wystarczą trzy podstawowe kolory; R,
G i B.
G i B.
W 1852 roku, Hermann Helmholtz – oko jest
W 1852 roku, Hermann Helmholtz – oko jest
skonstruowane z trzech typów fotokomórek, R, G i B.
skonstruowane z trzech typów fotokomórek, R, G i B.
Prosta teoria, ale prawdziwe do dzisiaj:
Prosta teoria, ale prawdziwe do dzisiaj:
–
Oko – receptory światła R, G, B, – sygnały elektr – nerwy -
Oko – receptory światła R, G, B, – sygnały elektr – nerwy -
mózg
mózg
Od teorii trichromatycznej
Od teorii trichromatycznej
Younga minęło 175 lat
Younga minęło 175 lat
Metody badawcze znacznie się rozwinęły.
Metody badawcze znacznie się rozwinęły.
Poznano rzeczywiste kolory czopków.
Poznano rzeczywiste kolory czopków.
Nie były one wcale R, G i B.
Nie były one wcale R, G i B.
Czopki R, G, i B. Jak to jest
Czopki R, G, i B. Jak to jest
naprawdę:
naprawdę:
Dotychczasowe nazwy czopków: R, G i B są
Dotychczasowe nazwy czopków: R, G i B są
używane nadal, ale w rzeczywistości są to
używane nadal, ale w rzeczywistości są to
czopki:
czopki:
Żółtozielony,
Żółtozielony,
Niebieskozielony
Niebieskozielony
Niebieski
Niebieski
Ogromna rola komórek
Ogromna rola komórek
komparatywnych
komparatywnych
Niemiecki fizyk i psycholog Ewald Hering
Niemiecki fizyk i psycholog Ewald Hering
(1834 – 1918)
(1834 – 1918)
–
Trzy typy czopków mają w rzeczywistości
Trzy typy czopków mają w rzeczywistości
bardzo zbliżone pasma pochłaniania. Dlatego
bardzo zbliżone pasma pochłaniania. Dlatego
system musi tak przetworzyć sygnał, aby
system musi tak przetworzyć sygnał, aby
zwiększyć te różnice.
zwiększyć te różnice.
–
Retina ma wiele komórek „porównujących” –
Retina ma wiele komórek „porównujących” –
„komparatywnych” sygnał. Dopiero po takim
„komparatywnych” sygnał. Dopiero po takim
opracowaniu sygnał idzie do mózgu.
opracowaniu sygnał idzie do mózgu.
Widzimy czerwony i widzimy
Widzimy czerwony i widzimy
żółty
żółty
Widzimy zielony i widzimy cyan
Widzimy zielony i widzimy cyan
Obróbka sygnału przez komórki
Obróbka sygnału przez komórki
retiny – dopiero wówczas
retiny – dopiero wówczas
powstaje informacja o kolorze
powstaje informacja o kolorze
Na przykład;
Na przykład;
Postrzegamy kolor żółty, gdy nasze żółto-
Postrzegamy kolor żółty, gdy nasze żółto-
zielone czopki są bardziej pobudzane niż
zielone czopki są bardziej pobudzane niż
czopki niebiesko-zielone.
czopki niebiesko-zielone.
Postrzegamy kolor czerwony, gdy …
Postrzegamy kolor czerwony, gdy …
Teoria Procesów Przeciwnych
Teoria Procesów Przeciwnych
Skończyliśmy omawiać teorię
Skończyliśmy omawiać teorię
trichromatyczną widzenia.
trichromatyczną widzenia.
–
Teoria ta tłumaczy powstawanie kolorów,
Teoria ta tłumaczy powstawanie kolorów,
tłumaczy dlaczego malarzom wystarczają trzy
tłumaczy dlaczego malarzom wystarczają trzy
kolory farb, ale nie tłumaczy np.. dlaczego nie
kolory farb, ale nie tłumaczy np.. dlaczego nie
ma koloru zielono-czerwonego i niebiesko-
ma koloru zielono-czerwonego i niebiesko-
żółtego. Nie tłumaczy też zjawiska powidoku.
żółtego. Nie tłumaczy też zjawiska powidoku.
Te zjawiska tłumaczy Teoria Procesów
Te zjawiska tłumaczy Teoria Procesów
Przeciwnych
Przeciwnych
Założenie Teorii Procesów
Założenie Teorii Procesów
Przeciwnych
Przeciwnych
Kolory (już w postaci sygnału elektrycznego)
Kolory (już w postaci sygnału elektrycznego)
przechodzą przez komórki retiny w parach.
przechodzą przez komórki retiny w parach.
W systemie achromatycznym (z pręcików) przez
W systemie achromatycznym (z pręcików) przez
kanał intensywności: czerń – biel
kanał intensywności: czerń – biel
–
W systemie chromatycznym przez dwa kanały:
W systemie chromatycznym przez dwa kanały:
Kanał RG (czerwony – zielony) , oraz
Kanał RG (czerwony – zielony) , oraz
Kanał BY (niebiesko – żółty)
Kanał BY (niebiesko – żółty)
–
Przez jeden kanał może w tym samym czasie
Przez jeden kanał może w tym samym czasie
płynąć tylko jeden sygnał (kolor). Albo
płynąć tylko jeden sygnał (kolor). Albo
czerwony, albo zielony, NIGDY razem!
czerwony, albo zielony, NIGDY razem!
Teoria Procesów Przeciwnych –
Teoria Procesów Przeciwnych –
trzy antagonistyczne kanały
trzy antagonistyczne kanały
W rezultacie mamy sygnał z trzech
W rezultacie mamy sygnał z trzech
czopków, przechodzący i obrabiany w
czopków, przechodzący i obrabiany w
kanałach:
kanałach:
–
Kanał RB
Kanał RB
–
Kanał BY
Kanał BY
–
Kanał intensywności Czerń – Biel
Kanał intensywności Czerń – Biel
To wszystko musi dać oczywiście biel (jak w
To wszystko musi dać oczywiście biel (jak w
pryzmacie)
pryzmacie)
Każdy kanał działa antagonistycznie
Każdy kanał działa antagonistycznie
Aktywacja jednego koloru w
Aktywacja jednego koloru w
kanale, hamuje drugi kolor – to
kanale, hamuje drugi kolor – to
antagonizm w kanale
antagonizm w kanale
Czyli nigdy nie zobaczymy pary kolorów RB
Czyli nigdy nie zobaczymy pary kolorów RB
(lub BY) w tej samej chwili w tym samym
(lub BY) w tej samej chwili w tym samym
miejscu. Nie będzie koloru czerwono-
miejscu. Nie będzie koloru czerwono-
zielonego.
zielonego.
Przełączanie odbywa się w komórkach
Przełączanie odbywa się w komórkach
ganglionowych.
ganglionowych.
Zwierzęta widzą inaczej
Zwierzęta widzą inaczej
Ze względu na inną
Ze względu na inną
budowę oka, ta
budowę oka, ta
amerykańska sarna
amerykańska sarna
widzi w nadfiolecie.
widzi w nadfiolecie.
U człowieka nadfiolet
U człowieka nadfiolet
jest filtrowany przez
jest filtrowany przez
soczewkę i ciało
soczewkę i ciało
szkliste.
szkliste.
Człowiek widzi trichromatycznie.
Człowiek widzi trichromatycznie.
Inne zwierzęta - różnie
Inne zwierzęta - różnie
Owady są
Owady są
dichromatyczne.
dichromatyczne.
Widzą światło żółto-
Widzą światło żółto-
zielone oraz niebieskie i
zielone oraz niebieskie i
UV. Te owady nie widzą
UV. Te owady nie widzą
czerwieni.
czerwieni.
Fototransdukcja
Fototransdukcja
Fototransdukcja
Fototransdukcja
To bardzo skomplikowany przekaz sygnałów w
To bardzo skomplikowany przekaz sygnałów w
retinie
retinie
Co jest najbardziej zadziwiające, to że fotokomórki są
Co jest najbardziej zadziwiające, to że fotokomórki są
najdalej oddalone od światła. Fotony muszą przejść
najdalej oddalone od światła. Fotony muszą przejść
przez PIĘĆ różnych typów neuronów w retinie:
przez PIĘĆ różnych typów neuronów w retinie:
komórki bipolarne, komorki
komórki bipolarne, komorki
ama
ama
krynowe
krynowe
,
,
komórki horyzontalne
komórki horyzontalne
,
,
komórki glialowe oraz
komórki glialowe oraz
komorki ganglionowe.
komorki ganglionowe.
Gdy foton światła dotrze do miejsca fotoczułego
Gdy foton światła dotrze do miejsca fotoczułego
komórki (pręcika lub stożka), te komórki
komórki (pręcika lub stożka), te komórki
transportują i obrabiają sygnał zamieniając energie
transportują i obrabiają sygnał zamieniając energie
fotonu na impuls elektryczny.
fotonu na impuls elektryczny.
To nazywamy fototransdukcją
To nazywamy fototransdukcją
.
.
O fotoczułej cząsteczce w oku
O fotoczułej cząsteczce w oku
Związkiem, który jest chromoforem, czyli
Związkiem, który jest chromoforem, czyli
pochłania kwant światła, jest 11-cis retinal.
pochłania kwant światła, jest 11-cis retinal.
Retinal ma 5 wiązań podwójnych,
Retinal ma 5 wiązań podwójnych,
Przy C5, C7. C9, C11 i C13
Przy C5, C7. C9, C11 i C13
System numeracji węgli w tak
System numeracji węgli w tak
skomplikowanej cząsteczce jest
skomplikowanej cząsteczce jest
usystematyzowany i nie będzie tu
usystematyzowany i nie będzie tu
omawiany.
omawiany.
Fototransdukcja zaczyna się
Fototransdukcja zaczyna się
pochłonięciem kwantu
pochłonięciem kwantu
promieniowania przez fotopigment
promieniowania przez fotopigment
Czy pamiętasz?
Czy pamiętasz?
Końcowka –ol to alkohol
Końcowka –ol to alkohol
Końcowka –al to aldehyd
Końcowka –al to aldehyd
Przemiana alkohol – aldehyd to utlenianie, przeciwnie –
Przemiana alkohol – aldehyd to utlenianie, przeciwnie –
redukcja
redukcja
Cis – po tej samej stronie wiązanie podwójnego,
Cis – po tej samej stronie wiązanie podwójnego,
Trans – po przeciwnej stronie …..
Trans – po przeciwnej stronie …..
Przekształcenie fotochemiczne
Przekształcenie fotochemiczne
pigmentu: Cis i trans retinal
pigmentu: Cis i trans retinal
Izomeryzacja pigmentu przy C-
Izomeryzacja pigmentu przy C-
11
11
Przy C-11 jest konfiguracja cis (pozostałe
Przy C-11 jest konfiguracja cis (pozostałe
wiązania są trans)
wiązania są trans)
Pod wpływem fotonu (światła) następuje
Pod wpływem fotonu (światła) następuje
izomeryzacja przy C-11 do układu trans
izomeryzacja przy C-11 do układu trans
Powstaje all-trans-retinal (all – wszystkie)
Powstaje all-trans-retinal (all – wszystkie)
Kształt cząsteczki bardzo się zmienił
Kształt cząsteczki bardzo się zmienił
Uwaga: 11-cis-retinal nie ma nic
Uwaga: 11-cis-retinal nie ma nic
wspólnego z kolorem oczu !!!
wspólnego z kolorem oczu !!!
Barwnikiem, (pigmentem) który absorbuje
Barwnikiem, (pigmentem) który absorbuje
światło w fotokomórkach – pręcikach i
światło w fotokomórkach – pręcikach i
czopkach siatkówki (retiny) jest 11-cis-
czopkach siatkówki (retiny) jest 11-cis-
retinal.
retinal.
Nie ma to nic wspólnego z kolorem oczu,
Nie ma to nic wspólnego z kolorem oczu,
który zależy od zupełnie innych barwników
który zależy od zupełnie innych barwników
tęczówki – melanin, oraz innych zjawisk
tęczówki – melanin, oraz innych zjawisk
optycznych w tęczówce.
optycznych w tęczówce.
Rodopsyna – białko które jest
Rodopsyna – białko które jest
światłoczułe
światłoczułe
11-cis retinal (oraz all-trans retinal) jest
11-cis retinal (oraz all-trans retinal) jest
połączony z białkiem – opsyną.
połączony z białkiem – opsyną.
To połączenie nazywamy rodopsyną
To połączenie nazywamy rodopsyną
Oba typy komórek (pręciki i stożki)
Oba typy komórek (pręciki i stożki)
zawierają cząsteczki rodopsyny która
zawierają cząsteczki rodopsyny która
wykrywa fotony światła
wykrywa fotony światła
Izomeryzacja 11-cis retinalu to
Izomeryzacja 11-cis retinalu to
proces fotochemiczny
proces fotochemiczny
ta izomeryzacja przebiega w ciągu kilku
ta izomeryzacja przebiega w ciągu kilku
pikosekund, czyli w czasie
pikosekund, czyli w czasie
10
10
-12
-12
s
s
(piko znaczy
(piko znaczy
10
10
-12
-12
,
,
)
)
.
.
Tak szybką reakcję powoduje foton
Tak szybką reakcję powoduje foton
światła: absorpcja fotonu katalizuje
światła: absorpcja fotonu katalizuje
izomeryzację.
izomeryzację.
Podobna reakcja izomeryzacji, bez światła, czyli
Podobna reakcja izomeryzacji, bez światła, czyli
spontaniczna, trwa około 1000 lat.
spontaniczna, trwa około 1000 lat.
Energia fotonu wywołuje ruch w
Energia fotonu wywołuje ruch w
cząsteczce retinalu
cząsteczce retinalu
Rodopsyna to retinal (subst. światłoczuła) i
Rodopsyna to retinal (subst. światłoczuła) i
opsyna (białko)
opsyna (białko)
Opsyna nie absorbuje światła
Opsyna nie absorbuje światła
Retinal (związany z opsyna wiązaniem
Retinal (związany z opsyna wiązaniem
Schiffa) absorbuje światło.
Schiffa) absorbuje światło.
Wiązanie podwójne przy C-11 staje się
Wiązanie podwójne przy C-11 staje się
pojedyńcze.
pojedyńcze.
Wiązanie rotuje i odtwarza się wiązanie
Wiązanie rotuje i odtwarza się wiązanie
podwójne, już teraz trans
podwójne, już teraz trans
Dalsze losy rodopsyny po izomeryzacji
Dalsze losy rodopsyny po izomeryzacji
retinalu do sygnału elektrycznego
retinalu do sygnału elektrycznego
Wiązanie retinalu do opsyny jest nietrwale
Wiązanie retinalu do opsyny jest nietrwale
(nazywa się ono zasada Schiffa), wiązanie po
(nazywa się ono zasada Schiffa), wiązanie po
izomeryzacji pęka.
izomeryzacji pęka.
Gwałtowna zmiana kształtu retinalu (czyli
Gwałtowna zmiana kształtu retinalu (czyli
izomeryzacja) powoduje zmiany w białku –
izomeryzacja) powoduje zmiany w białku –
opsynie.
opsynie.
To powoduje zmiany w kształcie błon z którymi
To powoduje zmiany w kształcie błon z którymi
jest związana opsyna.
jest związana opsyna.
To wywołuje nierówne rozmieszczenie jonów – czyli
To wywołuje nierówne rozmieszczenie jonów – czyli
sygnał elektryczny
sygnał elektryczny
Cykl widzenia Wald,sa
Cykl widzenia Wald,sa
Cykl widzenia, odtwarzanie 11-
Cykl widzenia, odtwarzanie 11-
cis retinalu
cis retinalu
Gdy rodopsyna jest wystawiona na światło, 11-cis
Gdy rodopsyna jest wystawiona na światło, 11-cis
retinal przekształca się w all-trans retinal.
retinal przekształca się w all-trans retinal.
Nastepnie all-trans retinal dysosjuje opsynę i 11-
Nastepnie all-trans retinal dysosjuje opsynę i 11-
trans retinal.
trans retinal.
All-trans retinal jest redukowanmy do all-trans
All-trans retinal jest redukowanmy do all-trans
retinolu w retinie
retinolu w retinie
Następnie jest izomeryzowany do 11-cis retinolu.
Następnie jest izomeryzowany do 11-cis retinolu.
Ten jest następnie utleniany do 11-cis retinalu,
Ten jest następnie utleniany do 11-cis retinalu,
który po połączeniu z opsyną tworzy rodopsynę .
który po połączeniu z opsyną tworzy rodopsynę .
Znów może przyjąć następny fotopn światła.
Znów może przyjąć następny fotopn światła.
Uniwersalizm chemicznego
Uniwersalizm chemicznego
mechanizmu widzenia
mechanizmu widzenia
Oczy mięczaków, stawonogów i kręgowcow
Oczy mięczaków, stawonogów i kręgowcow
sa zupełnie różne. Prawdopodobnie nawet
sa zupełnie różne. Prawdopodobnie nawet
różnie ewoluowały.
różnie ewoluowały.
Ale wszystkie wykorzystują 11-cis-retinal
Ale wszystkie wykorzystują 11-cis-retinal
jako akceptor fotonów.
jako akceptor fotonów.
Dlaczego?
Dlaczego?
Unikalne właściwości 11-cis-
Unikalne właściwości 11-cis-
retinolu
retinolu
11-cis-retinal jest baaaardzo czuły na
11-cis-retinal jest baaaardzo czuły na
światło
światło
W nieobecności światła jest stabilny
W nieobecności światła jest stabilny
Zmiany kształtu podczas izomeryzacji są
Zmiany kształtu podczas izomeryzacji są
duże
duże
Jest łatwo dostępny, występuje w owocach i
Jest łatwo dostępny, występuje w owocach i
warzywach
warzywach
Oko ptaka
Oko ptaka
Jest trój, abo nawet czterochromatyczne.
Jest trój, abo nawet czterochromatyczne.
Widzi UV.
Widzi UV.
Człowiek ma ok. 200.000 fotokómorek w 1
Człowiek ma ok. 200.000 fotokómorek w 1
mm2. Ptak ma 1 mln fotokomórek w 1 mm2.
mm2. Ptak ma 1 mln fotokomórek w 1 mm2.
Ptaki mają znacznie więcej ganglionów w
Ptaki mają znacznie więcej ganglionów w
stosunku do ilości fotokomórek, co znacznie
stosunku do ilości fotokomórek, co znacznie
poprawia jakość – rozdzielczość widzenia.
poprawia jakość – rozdzielczość widzenia.
Tyle o powstawaniu obrazów w
Tyle o powstawaniu obrazów w
oku i mózgu
oku i mózgu
Teraz proponuję omówić problemy
Teraz proponuję omówić problemy
związane z powstawaniem koloru w świecie
związane z powstawaniem koloru w świecie
materialnym, czyli tym który postrzegamy
materialnym, czyli tym który postrzegamy
Witamina A – od marchewki do
Witamina A – od marchewki do
widzenia
widzenia
Jest niezbędna do prawidłowego widzenia
Jest niezbędna do prawidłowego widzenia
Ale nie tylko …
Ale nie tylko …
Witamina A: widzenie, wzrost i
Witamina A: widzenie, wzrost i
różnicowanie
różnicowanie
Witamina A
Witamina A
Aktywne postacie witaminy A to:
Aktywne postacie witaminy A to:
All-trans Retinol
All-trans Retinol
(OH),
(OH),
All-trans Retinal (HC=O), oraz
All-trans Retinal (HC=O), oraz
Kwas retinowy (CO
Kwas retinowy (CO
2
2
H)
H)
Szkodliwość:
Szkodliwość:
Witamina A, rozpuszcz. w
Witamina A, rozpuszcz. w
tłuszczach, nie usuwa się łatwo z
tłuszczach, nie usuwa się łatwo z
organizmu. Jej nadmiar jest bardzo
organizmu. Jej nadmiar jest bardzo
toksyczny
toksyczny
Retinoidy – grupa związków
Retinoidy – grupa związków
Właściwości rertinoidów
Właściwości rertinoidów
Witamina A nie może powstawać w organizmie
Witamina A nie może powstawać w organizmie
ssaków, dlatego MUSI być podana w diecie. Jest
ssaków, dlatego MUSI być podana w diecie. Jest
magazynowana w jajkach i wątrobie.
magazynowana w jajkach i wątrobie.
W krwi (jest nierozp w wodzie) jest transportowana
W krwi (jest nierozp w wodzie) jest transportowana
w połączeniu z białkiem, co czyni ją
w połączeniu z białkiem, co czyni ją
rozpuszczalną.
rozpuszczalną.
Ale i inne związki występujące w roślinach mogą
Ale i inne związki występujące w roślinach mogą
być przekształcane w witaminy A. Nazywają się
być przekształcane w witaminy A. Nazywają się
więc prowitaminami A.
więc prowitaminami A.
Niektóre rośliny zawierają pomarańczowe lub żółte
Niektóre rośliny zawierają pomarańczowe lub żółte
barwniki – karotenoidy, które są prowitaminami
barwniki – karotenoidy, które są prowitaminami
A. .
A. .
Reasumując,
Reasumując,
Witamina A jest przekształcana do 11-cis retinalu, w
Witamina A jest przekształcana do 11-cis retinalu, w
pręcikach łączy się z opsyną. Powstaje 11-cis rodopsyna.
pręcikach łączy się z opsyną. Powstaje 11-cis rodopsyna.
Światło jest absorbowane przez 11-cis rodopsynę,
Światło jest absorbowane przez 11-cis rodopsynę,
wówczas
wówczas
11-Cis-retinal w rodopsynie jest przekształcany w 11-trans
11-Cis-retinal w rodopsynie jest przekształcany w 11-trans
retinal
retinal
11-Trans-retinal powoduje zmiany kształtu białek, również
11-Trans-retinal powoduje zmiany kształtu białek, również
opsyny.
opsyny.
W rezultacie wielu kaskadowych zmian, powstaje impuls
W rezultacie wielu kaskadowych zmian, powstaje impuls
elektryczny w komórkach nerwowych
elektryczny w komórkach nerwowych
Impuls elektryczny, po dużej obróbce, dociera do mózgu.
Impuls elektryczny, po dużej obróbce, dociera do mózgu.
Toksyczność witaminy A
Toksyczność witaminy A
Uwaga: krzywa ta ma charakter UNIWERSALNY
Xavier Mertz
Xavier Mertz
Szwajcarski polarnik.
Szwajcarski polarnik.
Zmarł po zjedzeniu
Zmarł po zjedzeniu
wątroby psów husky
wątroby psów husky
podczas wyprawy w
podczas wyprawy w
1913 roku.
1913 roku.
Przyczyna śmierci:
Przyczyna śmierci:
zatrucie witaminą A
zatrucie witaminą A
Koniec części pierwszej
Koniec części pierwszej
W części drugiej będziemy omawiać
W części drugiej będziemy omawiać
percepcję kolorów
percepcję kolorów
Fotoczuły ganglion
Fotoczuły ganglion
Gangliony to komórki retiny, które
Gangliony to komórki retiny, które
ostatecznie obrabiają sygnał i podają go do
ostatecznie obrabiają sygnał i podają go do
nerwu wzrokowego.
nerwu wzrokowego.
Niektóre gangliony działają jak komórki
Niektóre gangliony działają jak komórki
fotoczułe. Dają sygnał do mózgu, dzień-noc
fotoczułe. Dają sygnał do mózgu, dzień-noc
W odpowiedzi mózg wytwarza (szyszynka)
W odpowiedzi mózg wytwarza (szyszynka)
MELATONINĘ – hormon ciemności –
MELATONINĘ – hormon ciemności –
uczestniczy w śnie.
uczestniczy w śnie.
Melatonina a kolor światła
Melatonina a kolor światła
Powstawanie melatoniny hamuje światło
Powstawanie melatoniny hamuje światło
niebieskie. Światło niebieskie dominuje w
niebieskie. Światło niebieskie dominuje w
dzień.
dzień.
Poziom melatoniny wzrasta wieczorem, gdy
Poziom melatoniny wzrasta wieczorem, gdy
światło dzienne staje się mniej niebieskie, a
światło dzienne staje się mniej niebieskie, a
bardziej czerwone. To reguluje nasz rytm
bardziej czerwone. To reguluje nasz rytm
dobowy.
dobowy.
Zasypiamy.
Zasypiamy.
Niebieskie światło hamuje
Niebieskie światło hamuje
powstawanie melatoniny
powstawanie melatoniny
Czyli utrudnia zasypianie.
Czyli utrudnia zasypianie.
Dlatego przed snem należy
Dlatego przed snem należy
ograniczyć światło
ograniczyć światło
niebieskie: świetlówki,
niebieskie: świetlówki,
ekran TV, komputera,
ekran TV, komputera,
Światło żółte i czerwone
Światło żółte i czerwone
(świeca, żarówki żarowe)
(świeca, żarówki żarowe)
nie zmieniają ilości
nie zmieniają ilości
melatoniny
melatoniny