Фоторецептори

Рецепторите, които имат висока чувствителност към светлинните вълни, се наричат фоторецептори. Фоторецепторите улавят електромагнитни вълни с дължина на вълната от 400 nm до 700 nm.

Слоят от фоторецептори е разположен в онази част от ретината, която е най-отдалечена от светлината. За да достигне до фоторецепторите, светлината преминава през няколко слоя от нервни клетки. Тези клетки са немиелинизирани и относително прозрачни. Преминаването на светлината през тях не е свързано със значителна загуба на енергия. В ретината съществува участък, който се нарича централна ямка (fovea centralis), където телата на ретиналните елементи са изтеглени леко встрани. По този начин идващата светлина попада директно върху фоторецепторите. Качествата на зрителния образ, който се формира в централната ямка са най-добри. Затова човек насочва очите си по начин, който осигурява проектиране на зрителните обекти върху фовеята.

Ретината съдържа два типа рецептори – пръчици и колбички. В условия на ниска осветеност функционират пръчиците, а в условия на висока осветеност, зрителните функции се изпълняват от колбичките. Колбичките се свързват с дневното зрение, а пръчиците – с нощното зрение и условията на сумрак. Освен това колбичките осигуряват цветното зрение.

Във фоторецепторите се разграничава вътрешен и външен сегмент, който се разделя от шийка. Външният сегмент е непосредствено свързан с възприемането на светлината. В него се съдържа голямо количество зрителен пигмент, който има способността под действието на светлината да се разпада. Във външния сегмент се побира голямо количество пигмент поради наличието на дискчета. Дискчетата представляват специфични серийни инвагинации (вгъвания) на клетъчната мембрана, в които се поместват пигментните молекули. При колбичките връзката на дискчетата с клетъчната мембрана не е нарушена, докато при пръчиците тази връзка е загубена и дискчетата образуват самостоятелни затворени пространства. Всички дискчета са подредени вертикално, подобно на стълб от монети. Този начин на подреждане обезпечава поглъщането на максимално количество светлина. Вътрешният сегмент на фоторецепторите съдържа ядро, митохондрии и синаптични везикули, в които се съхранява медиатора на фоторецепторите – глутамат.

Фоторецепторите както и останалите нервни клетки нямат възможността да се делят. Въпреки това, техният външен сегмент непрекъснато се възобновява. Формирането на нови дискчета при пръчиците се извършва в основата на външния сегмент, като старите дискчета се изтласкват периферно и се подлагат на фагоцитоза. Процесът на обновяване е бърз. На всеки час се образуват по три нови дискчета.

Зрителният пигмент на пръчиците се нарича родопсин. Изграден е от ретинал (аледехид на витамин А) и опсин (трансмембранен протеин). Зрителните пигменти, които се съдържат в трите вида колбички наподобяват родопсина и също са изградени от ретинал и опсин. Ретиналът на всички зрителни пигменти е напълно идентичен. Отделните пигменти се различават по белтъчните си съставки. Именно те (белтъчните съставки) им придават специфичност към светлината.

Трансдукция на светлинния сигнал

Под влияние на светлината фоторецепторите генерират рецепторен потенциал. Така в тях се извършва превръщане на енергията на светлинното дразнене в биолелектричен потенциал. Този процес се означава като трансдукция на сигнала. Той се основава на фотохимична реакция. Поглъщането на светлина от зрителния пигмент, предизвиква разпадането му и образуването на междинни съединения. Това е една серия от фотохимични реакции, които водят до промяна в проницаемостта на клетъчната мембрана и генериране на рецепторен потенциал.