Koonused on fotoretseptorid silma võrkkesta vastutab värvi ja terava nägemise eest. Nad on väga kontsentreeritud kollane laik, värvinägemisala ja ka kõige teravama nägemisala. Inimestel on kolme erinevat tüüpi koonuseid, millest igaühel on maksimaalne tundlikkus sinises, rohelises ja punases valgusalas.
Mis on koonused?
Teravaima nägemispiirkonna kontsentratsioon on inimese võrkkestas kollane laik (fovea centralis) läbimõõduga umbes 1.5 mm. Samal ajal paikneb värvinägemine ka fovea centralis. The kollane laik paikneb silma sirgjoonelise vaatetelje keskosas ja on varustatud umbes 140,000 563 värvilise fotoretseptoriga qmm kohta. Need on nn L-, M- ja S-koonused, mille kõrgeim valgustundlikkus on kollakasrohelises, rohelises ja sinakasvioletses vahemikus. Kuigi L-koonuste maksimaalne tundlikkus on kollakasrohelises vahemikus 0.33 nanomeetrit, võtavad nad üle ka punase vahemiku, nii et neid nimetatakse tavaliselt punasteks retseptoriteks. Fovea centralise sisimas osas foveola, mille läbimõõt on vaid umbes 6 mm, on ainult koonused M ja L. Kokku on võrkkestas umbes 120 miljonit värviretseptorit (koonust). Lisaks koonustele on võrkkest varustatud peamiselt väljaspool kollast täpi veel umbes XNUMX miljoni täiendava fotoretseptoriga, nn vardadega. Struktuurilt sarnanevad koonustele, kuid on tundlikumad valguse suhtes ja suudavad eristada ainult heledaid ja tumedaid toone. Samuti on nad väga tundlikud liikuvate objektide suhtes perifeerses vaateväljas, st väljaspool fovea centralist.
Anatoomia ja struktuur
Kolm erinevat tüüpi koonuseid ja vardaid, mida võrkkestas leidub ainult ühte tüüpi, muudavad vastuvõetud valguspaketid fotoretseptoritena elektriliste närvisignaalidena. Vaatamata veidi erinevatele ülesannetele töötavad kõik fotoretseptorid sama biokeemilis-füüsikalise toimimispõhimõtte järgi. Koonused koosnevad bipolaarsete rakkudega suhtlemiseks välimisest ja sisemisest segmendist, tuumast ja sünapsist. Rakkude välimine ja sisemine segment on ühendatud fikseeritud, ühendava tsilliumi abil. Tsiilium koosneb mikrotuubulitest mittegonaalses paigutuses (ühepoolne hulknurk). Mikrotuubulid aitavad välise ja sisemise segmendi vahelist ühendust mehaaniliselt stabiliseerida ning ainet transportida. Koonuste välimisel segmendil on suur hulk membraani invaginatsioone, nn kettad. Nad moodustavad lamedad, tihedalt pakitud vesiikulid, mis sõltuvalt nende tüübist sisaldavad teatud visuaalseid pigmente. Sisemine segment koos rakutuumaga moodustab fotoretseptori metaboolselt aktiivse osa. Endoplasmaatilise retikulumi valgusüntees toimub ja tuumas palju mitokondrid hoolitseb energia metabolism. Igal koonusel on oma sünapsi kaudu kontakt oma "oma" bipolaarse rakuga, nii et visuaalne keskus asub aju saab iga koonuse jaoks kuvada eraldi pikslit, võimaldades kõrge eraldusvõimega teravat nägemist.
Ülesanded
Koonuste kõige olulisem ülesanne on valguse impulsside ülekandmine, vastuvõetud valguse stiimulite muundamine elektriliseks närviimpulsiks. Transduktsioon toimub suures osas koonuse välissegmendis keeruka „visuaalse signaaliülekande kaskaadi” kujul. Lähtepunktiks on jodopsiin, mis koosneb koonusopsiinist, koonuse tüübist erineva visuaalse pigmendi valguosast ja võrkkestast, A-vitamiini tuletis. „Õige” lainepikkusega langev footon viib võrkkesta muundumiseni teiseks vormiks, mille tõttu kaks molekulaarset komponenti eralduvad uuesti ja opsiin aktiveerub, alustades reaktsioonide ja biokeemiliste muundumiste kaskaadi. Siin on olulised kaks funktsiooni. Niikaua kui koonus ei saa valgusimpulsse lainepikkusega, millele reageerib tema jodopsiini tüüp, toodab koonus pidevalt neurotransmitter glutamaat. Kui signaaliülekande kaskaad käivitatakse sobiva valgussisendi abil, vabastatakse glutamaat on inhibeeritud, põhjustades sünapsiga ühendatud bipolaarse raku ioonikanalite sulgemise. Selle tulemuseks on võrkkesta allavoolu uued tegevuspotentsiaalid ganglion rakud, mis edastatakse elektriliste impulssidena kesknärvisüsteemi nägemiskeskustesse edasiseks töötlemiseks. Seega ei teki tegelikku signaali neurotransmitter, kuid selle pärssimise tõttu. Teine eripära on see, et erinevalt enamikust närviimpulssidest, kus valitseb põhimõte „kõik või mitte midagi“, võib transduktsioonis bipolaarne rakk anda järkjärgulisi signaale, sõltuvalt tugevus inhibeerimine glutamaat. Seega tugevus bipolaarse raku kiiratava signaali väärtus vastab valguse languse tugevusele vastavas koonuses.
Haigused
Koonustega seotud düsfunktsiooni kõige tavalisemad sümptomid silma võrkkesta on värvinägemise puudujäägid, värvus pimedusja kontrastnägemise halvenemine ning isegi nägemisvälja kadumine. Värvinägemispuudulikkuse korral on vastavat tüüpi koonuste funktsioon piiratud, samas kui nende värvus on piiratud pimedus, koonused puuduvad või neil on täielik funktsionaalne rike. Visuaalsed defektid võivad olla kaasasündinud või omandatud. Kõige tavalisem geneetiline värvinägemise puudulikkus on roheline puudus (deuteranoopia). See esineb valdavalt meestel X-kromosoomi geneetilise defekti tõttu. Mõjutatud on umbes 8% meessoost elanikkonnast. Värvide tajumise halvenemine sinisest kuni kollaseni on värvide nägemise kaotuse kõige tavalisem visuaalne defekt, mis on tekkinud silmanärv õnnetuse tõttu insult or aju kasvaja. Mõnel juhul esineb kaasasündinud koonusvarraste düstroofia (ZSD) koos aeglaselt progresseeruvate sümptomitega nägemisvälja kadumiseni. Haigus algab kollasest kohast ja põhjustab esialgu koonuste degeneratsiooni ning alles hiljem mõjutavad vardad, kuna düstroofia levib võrkkesta teistesse osadesse.
