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?