WZRO
K
WZRO
K
Człowiek: ok. 400-700 nm
Motyl: 10-650 nm (ultrafiolet + światło
widzialne)
Wąż: 10- 10 000 nm (od ultrafioletu do
podczerwieni)
Budowa soczewki
1. Torebka (kolagen IV);
nabłonek; włókna soczewki
2. Obwodowy przyrost włókien –
najstarsze centralne
3. Włókna – bezjądrzaste;
posiadają krystaliny (40%
wszystkich białek soczewki)
4. Krystalina α – HSP (heat shock
protein) – zabezpieczenie białek
przed denaturacją i agregacją
(temp.; UV; stres oksydacyjny)
5. Katarakta – glikozylacja
krystalin => słabo uwodnione
kompleksy => zmetnienie
soczewki
Akomodacja – zdolność do
skupiania promieni światła w
sposób optymalny na siatkówce
U ssaków: zmiana krzywizny
soczewki (u ssaków) mająca na
celu skupienie obrazu na
siatkówce.
U ryb i głowonogów: ruchy
soczewki w kierunku przednio-
tylnym, prowadzące do
skupienia promieni na
siatkówce.
Starczowzroczność – obniżenie zdolności
akomodacji u ludzi starszych
Akomodacja:
•Wynika głównie ze skurczu mięśni gładkich okrężnych
•Skurcz => wzrost krzywizny soczewki (głównie krzywizna
przednia)
Budowa
siatkówki
Zewnętrzne
segmenty
Wewnętrzne
segmenty
Warstwa jądrowa
zewnętrzna
Warstwa splotowata
zewnętrzna
Warstwa jądrowa
wewnętrzna
Warstwa splotowata
wewnętrzna
Warstwa komórek
zwojowych
Warstwa włókien nerwu
wzrokowego
Komórki
Müllera
Funkcje:
• Wyłapywanie nadmiaru
neurotransmiterów (glutaminian)
• Dostarczają substratów
energetycznych
• Mogą wydzielać GABA i Dopaminę
• Regulują skład płynu otaczającego
neurony (resorpcja jonów)
• Posiadają zdolność do fagocytozy
Budowa pręcików i
czopków
Przewężenie
rzęskopodob
ne
Jądro
Synap
sa
Mitochond
ria
Dyski
Segment
zewnętrz
ny
Segment
wewnętrz
ny
Dyski
pręcika
Woreczk
i
Pręciki (niski próg pobudliwości) –widzenie skotopowe (noc)
Czopki (wysoki próg pobudliwości)– widzenie fotopowe
(ostrość, kolory)
Plamka
żółta
Degradacja
zewnętrznych
segmentów pręcików
przez komórki
nabłonkowe
Zagęszczenie
pręcików i czopków
w obrębie siatkówki
RODOPSYNA (tzw. czerwień wzrokowa):
• Opsyna (skotopsyna) + retinen
1
(pochodna wit. A)
• Największa czułość przy 505 nm
• Część białkowa posiada 7
transmembranowych domen
• Utworzona kieszeń wiąże 11-cis retinal
lizy
na
Izomer 11-
cis
Izomer trans
RODOPSYNA
Stadia pośrednie pomiędzy 11-cis a trans
rodopsyną
11-cis
GDP
trans
Ph
Transducyna
Rodopsyn
a
PDE
GTP
cGMP
5’-
GMP
cGMP
cGMP
Ca
2
+
Na
+
Ca
2
+
Na
+
CaMCa
2+
CaMCa
2+
Ca
M
↓
Ca
2+
Ca
2
+
PDE –fosfodiesteraza cGMP; CaM-
kalmodulina
Ph - fosducyna
Światło → Zamknięcie kanału dla Na
+
i Ca
2+
→
Hiperpolaryzacja
Adaptacja do
oświetlenia
trans
trans
P
i
Ar
GDP
Transducyna
RK
Ca
2+
Ca
2+
Rcv
Fotony => ↓
Ca
2+
RK
Rcv
trans
P
i
ATP
AD
P
RK
Ar - arestyna; Rcv - rekoweryna; RK - kinaza
rodopsyny
Synteza
cGMP
Na podst. G.L. Fain et al., Adaptation in Vertebrate Photoreceptors Physiological Reviews, 81, (2001), 117-151
GC
GCAP
GCAP
Ca
2
+
Ca
2
+
Ca
2
+
Ca
2
+
Ca
2
+
Ca
2
+
GC
GCAP
GCAP
GC – cyklaza guanylowa
GCAP – ang. guanylyl cyclase activating protein
Domena EF-hand (3 x GCAP) – funkcja: wiązanie Ca
2+
GTP
cGM
P
Brak światła => ↑
Ca
2+
Światło => ↓ Ca
2+
Na podst. How the Retina Works; Helga Kolb; American Scientist, Volume 91
Dwa systemy
(kanały)
widzenia:
1. ON (jasne
obszary na
ciemnym tle)
2. OFF (ciemne
obszary na
jasnym tle)
Rola kom horyzontalnych i amakrnowych – modulacja
obrazu
(Sam system ON/OFF – „obraz brudny, z szumami”)
Na podst. Progress in Retinal and Eye Research (1999); 18: 765 - 810
Glutaminian –
pierwszorzędowy
neurotransmiter siatkówki
Jonotropowe (iGluR) – nazwy receptorów od
agonistów
:
• NMDA (kwas N-metylo-D-asparaginowy)
• KA (kwas kainianowy)
• AMPA (kwas α-amino-3-hydroksy-5-
metylo-4-izoksazolopropionowy)
Receptory glutaminianu w siatkówce
Metabotropowe (mGluR):
• grupa I (mGluR
1
, mGluR
5
) –
G
q
→ ↑PLC i/lub
↑AC
• grupa II (mGluR
2
, mGluR
3
) –
G
i
/G
o
→ ↓AC
• grupa III (mGluR
4
, mGluR
6-8
) –
G
i
/G
o
→ ↓AC +
↑PDE cGMP
Przykład działania
glutaminianu
mGluR
G
o
↓
Glu
Fotorecept
or
Komórka dwubiegunowa
PDE
cGM
P
GMP
Na
+
,
Ca
2+
Brak
światła
1
2
3
4
HIPERPOLARYZAC
JA
Teoria Younga-Hermholtza – są trzy różne barwniki w
czopkach pozwalające na widzenie barw. Każdy z nich ma
inne maximum absorbcji.
V1-V5
V4 – barwy i
kształt
V3 - kształt
V5 - ruch,
orientacja
przestrzenna
ZŁUDZENI
A
OPTYCZNE
Złudzeń optyczne są niejednoznacznie
sklasyfikowane.
Można je podzielić na kilka kategorii:
• złudzenia rozmiaru i kształtu
• złudzenia perspektyw
• obiekty niemożliwe
• obiekty niejednoznaczne
• złudzenia oparte na kontraście lub
wynikające z względnych stosunków tła do
obiektu (złudzenia typu „obiekt kontra tło”)
• inne
ZŁUDZENIA
KSZTAŁTU
ZŁUDZENIA ROZMIARU
OBIEKTY NIEMOŻLIWE
OBIEKTY NIEJEDNOZNACZNE
OBIEKTY NIEJEDNOZNACZNE
Figura Boringa (1930) - The American Journal of
Psychology”
Stara
czy
młoda?
?
Tylko
młoda
Tylko
stara
OBIEKTY NIEJEDNOZNACZNE
ZŁUDZENIA RUCHU
ZŁUDZENIA TYPU „OBIEKT KONTRA TŁO”
Karta Heringa
ZŁUDZENIA TYPU „OBIEKT KONTRA TŁO”
ZABURZENI
A WZROKU
Zaburzenia
widzenia
Związane z
zaburzeniem
funkcjonowania oka
Związane z
zaburzeniem
funkcji dróg
neuronalnych i kory
mózgu
•Dalekowzroczność
•Krótkowzroczność
•Astygmatyzm
•Katarakta
•Jaskra
•Retinopatia cukrzycowa
•Barwnikowe
zwyrodnienie siatkówki
•Zwyrodnienie plamki
żółtej
•Achromatopsja
•Agnozja
•Akinetopsja
•Prozopagnozja
Krótkowzroczność (myopia).
Korekta: soczewki
dwuwklęsłe
Dalekowzroczność =
nadwzroczność (hyperopia).
Korekta: soczewki
dwuwypukłe
Niezborność układu
optycznego - astygmatyzm
(astigmatismus). Korekta:
soczewki cylindryczne
Normalne oko
Choroby wzroku związane z zaburzeniem
struktury oka
Zaćma (katarakta – łac.
cataracta) - choroba
prowadząca do zmętnienia
soczewki.
Jaskra (łac. glaucoma) – choroba
powodująca uszkodzenie nerwu
wzrokowego wynikające z
podwyższonego ciśnienia
wewnątrzgałkowego lub w wyniku wielu
chorób (cukrzyca, stany zapalne,
choroby naczyń etc.)
Obraz normalny
Choroby wzroku związane z zaburzeniem
struktury oka
Krótkowzroczność (łac. myopia)
– wymiar przednio-tylny jest za
długi (obraz skupiony zostaje
przed siatkówką). Chorzy widzą
dobrze obiekty blisko leżące, ale
słabo obiekty dalekie.
Retinopatia cukrzycowa:
1. Nieproliferacyjana – naczynia słabną i
przepuszczają osocze lub krew (obrzęk,
brak prawidłowego dostarczania
substancji do komórek siatkówki)
2. Proliferacyjna - zamknięcie starych
naczyń i neowaskularyzacja. Nowe
naczynia pękają (krwotok, odwarstwienie
siatkówki). Ta retinopatia jest znacznie
cięższa w leczeniu.
Zwyrodnienie barwnikowe
siatkówki (med. retinitis pigmentosa)
– choroba genetyczna o różnym
pochodzeniu (od ojca lub matki; cecha
recesywna lub dominująca). Depozycja
barwnika (brak wchłaniania zużytych
segmentów pręcików i czopków)
wynikająca z zaburzenia jego
wchłaniania przez komórki
nabłonkowe. Prowadzi do zaniku
komórek wzrokowych. Początkowo
widzenie lunetowe,
następnie ślepota
widzenie lunetowe
Zwyrodnienie plamki żółtej –
zanik widzenia centralnego
(przyczyna nieznana)
Pacjent ma uszkodzony obszar V2 kory wzrokowej
na skutek zatrucia tlenkiem węgla.
Prowadzi to do utraty zdolności percepcji kształtów.
http://www.is.umk.pl
Uszkodzenia V4 - achromatopsja, ślepota barw,
zanik zdolności widzenia kolorów.
Wrodzona (recesywna; chromosom X): np. wyspa
Pingelap (archipelag Mikronezyjski) (cześć
społeczeństwa nie rozróżnia barw, widzą świat
monochromatyczny)
http://www.is.umk.pl
Agnozja wzrokowa,
niezdolność do
świadomego rozpoznania
przedmiotów
Pomimo wykonania
prawidłowych rysunków
pracjent nie ma pojęcia,
co przedstawiają
narysowane przedmioty.
http://www.is.umk.pl
Akinetopsja – zaburzenie widzenia
ruchu (widoczne tylko migawki np.
jak przy lampie stroboskopowej)
Prozopagnozja (tzw. agnozja twarzy)–
niezdolność do rozróżniania twarzy (wszystkie
twarze jednakowe)
Dlaczego robiąc zwierzętom zdjęcia
widzimy oczy niebieskie, a nie jak u ludzi
czerwone?