A LÁTÁS BIOFIZIKÁJA AZ EMBERI SZEM GEOMETRIAI OPTIKÁJA FOTORECEPTOROK A LÁTÁS MOLEKULÁRIS MECHANIZMUSA A SZÍNLÁTÁS ELMÉLETE ELEKTRORETINOGRAM
Két kérdés: “Sötétben minden tehén fekete”
Lehet-e teniszt játszani sötétben kivilágított hálóval, vonalakkal, ütőkkel és labdával?
AZ EMBERI SZEM GEOMETRIAI OPTIKÁJA A szem törőközegei Dszem= 63 dioptria, Dkornea= 40, Dlencse= 15+ A szem összetett optikai rendszer Normál szem, Rövidlátás – myopia, Távollátás – hypermetropia Asztigmatizmus – cilinderes lencse
AZ EMBERI SZEM GEOMETRIAI OPTIKÁJA
AZ EMBERI SZEM GEOMETRIAI OPTIKÁJA
AZ EMBERI SZEM GEOMETRIAI OPTIKÁJA
AZ EMBERI SZEM GEOMETRIAI OPTIKÁJA
A redukált szem
5 méternél távolabbi tárgyak esetén alkalmazható
AZ EMBERI SZEM GEOMETRIAI OPTIKÁJA
Myopia
Hypermetropia (Asztigmatizmus cilinderes lencse)
AZ EMBERI SZEM GEOMETRIAI OPTIKÁJA
Myopia
Hypermetropia (Asztigmatizmus cilinderes lencse)
AZ EMBERI SZEM GEOMETRIAI OPTIKÁJA
Asztigmatizmus
(Korrekció cilinderes lencsével)
FOTORECEPTOROK Receptorok szerkezete csapok ~(30 × 2-4) mikrométer (színlátás) pálcikák ~(60 × 1-2) mikrométer (fényérzékelés) A receptorok eloszlása Érzékenység (1-2 foton a pálcikáknál) (3-5 receptor) Adaptáció (10-9 – 105 lux) Feloldóképesség (70 mikrométer 25 cm távolságon) (két különböző receptor, köztük egy nyugalmi receptor)
FOTORECEPTOROK
Pálcika Csap
Pálcikák ~(60 × 1-2) mikrométer (fényérzékelés)
Külső szegmens
diszk Cilium
Belső szegmens Szinaptikus terminal
sejtmag
zsák
Csapok ~(30 × 2-4) mikrométer (színlátás)
FOTORECEPTOROK
FOTORECEPTOROK
A rodopszin elhelyezkedése pálcika citoplazma felé néző felszín
Diszk membrán
külső szegmens
belső szegmens diszk belsejébe néző felszín
A fény haladási iránya
FOTORECEPTOROK
FOTORECEPTOROK
FOTORECEPTOROK
FOTORECEPTOROK
Vavilov kísérlet E n , hiba hf
n
E E hf n hf hf E E
Ehf E
(Poisson eloszlás)
Ehf
hf 1 E n
A pálcikák egy-két foton képesek érzékelni
FOTORECEPTOROK Pálcika
Áram (pA)
860 foton
Sötétben csak a pálcikák működnek. Nincs színlátás
2× 2×
3 foton
Csap 36000 foton 2× 190 foton
Idő (s)
A csapok gyorsabban és rövidebb ideig válaszolnak. Gyors mozgás követésére alkalmasabbak.
FOTORECEPTOROK
Adaptáció (10-9 – 105 lux) a. Pupilla reflex (~16×) b. Fotopigment koncentráció (kevés fény, magas pigment koncentráció)
c. Térbeli szummáció (kevés fény, több receptor per idegrost) d. Időbeli szummáció (kevés fény, hosszabb idő alatt vált ki ingert) e. (intracelluláris kalcium koncentráció)
A LÁTÁS MOLEKULÁRIS MECHANIZMUSA Fény retinal opszin* tranducin PDE cGMP 1:1 1:1 1:500 2:1 1:millió Na+ csatornák bezáródnak hiperpolarizáció transmitter felszabadulás módosul ingerület (több száz Na+ csatorna bezáródik, több mint egy millió Na+ nem lép be) Ejel = 1.5-3 eV,
Eion = 6x103 – 6x104 eV,
Erősítés = 2x103 -2x104
A LÁTÁS MOLEKULÁRIS MECHANIZMUSA Fény [cGMP] csatornák bezáródnak hiperpolarizáció transzmitter felszabadulás csökken (gátló transzmitter) stimuláció nő
Fény abszorpciója
Sötét áram
Depolarizált
Hiperpolarizált
A LÁTÁS MOLEKULÁRIS MECHANIZMUSA
(Absz.max. 380 nm)
(Absz.max. 500 nm)
A LÁTÁS MOLEKULÁRIS MECHANIZMUSA
Biokémiai folyamatok sorozatának eredményeképpen a Na+ csatornák bezárodnak, hiperpolarizációt eredményezve.
A LÁTÁS MOLEKULÁRIS MECHANIZMUSA
A SZÍNLÁTÁS ELMÉLETE
Különböző csapok (kék, zöld, vörös) (ugyanaz a retinál, különböző opszin) Young-Helmholtz elmélet
X = rR + bB + gG (Monokromatikus szín, kevertszín) (Színtévesztés)
SZÍNLÁTÁS
SZÍNLÁTÁS
ELEKTRORETINOGRAM A szem elektromos tulajdonságai A korneához viszonyítva a retina –6 mV potentiálú. Elektrotinogram (ERG)
Korai szakasz (ERP, Early Receptor Potencial) Késői szakasz ‘a’ ‘b’ ‘c’ hullámok
Sötét adaptáció (30 perc is lehet) A vitaminhiány, farkasvakság
ELEKTRORETINOGRAM Bifázisos hullám
mV
ERP
kikapcsolási tüske
pigmenthám
a
receptor sejtek, hiperpolariáció
b
Müller sejtek depolarizáció
A LÁTÁS BIOFIZIKÁJA AZ EMBERI SZEM GEOMETRIAI OPTIKÁJA FOTORECEPTOROK A LÁTÁS MOLEKULÁRIS MECHANIZMUSA A SZÍNLÁTÁS ELMÉLETE ELEKTRORETINOGRAM
Két kérdés: “Sötétben minden tehén fekete”
Lehet-e teniszt játszani sötétben kivilágított hálóval, vonalakkal, ütőkkel és labdával?
