İçeriğe atla

Fotoreseptör hücre

Retinadaki üç tip ışığa duyarlı hücreden ikisi olan çubuk ve konilerin fonksiyonel kısımları.

Fotoreseptör hücre retinada bulunan ve ışığı elektrik sinyallerine dönüştürebilen özelleşmiş bir nöron tipidir. Fotoreseptör hücrelerin biyolojik olarak önemi ışığı yani görülebilir elektromanyetik radyasyonu çevirdikleri sinyallerle biyolojik süreçleri harekete geçirebilmeleridir. Hücrede bulunan fotoreseptör proteinler fotonları soğurarak hücrenin zar potansiyelinde bir değişiklik meydana getirirler.

İki klasik fotoreseptör hücre tipi koni ve çomak hücrelerdir. Bu hücrelerin sağladığı bilgileri kullanan vizüel sistem görünen dünyanın bir suretini oluşturur yani görmeyi sağlar. Çomak hücreler koni hücrelerden daha dardır ve retina üzerinde dağılımları farklıdır ancak ışığın sinyale çevrilmesini sağlayan kimyasal süreç aynıdır.[1] Üçüncü bir tip fotoreseptör hücre 1990'larda keşfedilmiştir:[2] fotosensitif gangliyon hücreler. Bu hücreler doğrudan görme sürecine yardımcı olmazlar ancak biyolojik saat ile göz bebeği refleksini destekledikleri düşünülmektedir.

Koni ve çomak hücreler arasında önemli işlevsel farklılıklar vardır. Çomak hücreler oldukça duyarlıdır ve 6 kadar az sayıda fotonla bile uyarılabilirler.[3] Çok düşük ışık düzeylerinde görme yalnızca çomak hücrelerden gelen sinyallerle sağlanır. Çok düşük ışıkta yalnızca tek tip fotoreseptör hücrenin aktif olması nedeniyle de renkler görülemez.

Koni hücreler ise sinyal üretebilmek için daha parlak ışığa yani daha çok fotona gerek duyar. İnsanda ışığın farklı dalgaboylarına verdikleri tepki ile ayrılan üç çeşit koni hücre vardır. Renk bu üç farklı sinyal sayesinde fark edilebilmektedir.[4] Bu üç çeşit koni hücre kısa, orta ve uzun dalgaboyuna sahip ışığa tepki verirler.

İnsan retinasında yaklaşık 91 milyon çomak hücre ve 4,5 milyon koni hücre bulunur. Türler arasında çomak ve koni hücre sayıları ve oranı hayvanın gündüzcül ya da gececil olmasına bağlı olarak çeşitlilik gösterir. Alaca baykuş gibi bazı baykuşların retinasında muazzam sayıda çomak hücre bulunur.[5] Bunların dışında insan vizüel sisteminde yaklaşık 1,5 milyon gangliyon hücre de bulunur ancak bunların %1 ila %2'si ışığa karşı duyarlıdır.

Notlar

  1. ^ "eye, human." Encyclopædia Britannica. Encyclopaedia Britannica Ultimate Reference Suite. Chicago: Encyclopædia Britannica, 2010.
  2. ^ Foster, R.G.; Provencio, I.; Hudson, D.; Fiske, S.; Grip, W.; Menaker, M. (1991). "Circadian photoreception in the retinally degenerate mouse (rd/rd)". Journal of Comparative Physiology A. 169 (1). doi:10.1007/BF00198171. 
  3. ^ Hecht, S.; Shlar, S.; Pirenne, M.H. (1942). "Energy, Quanta, and Vision". Journal of General Physiology. Cilt 25. ss. 819-840. doi:10.1085/jgp.25.6.819. PMC 2142545 $2. PMID 19873316. 
  4. ^ Hurvich, Leo (1981). Color Vision. Sinauer. 
  5. ^ "Owl Eyesight" 14 Temmuz 2014 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. at owls.org

İlgili Araştırma Makaleleri

<span class="mw-page-title-main">Işık</span> elektromanyetik spektrumun insan gözü tarafından algılanabilen kısmı içindeki elektromanyetik radyasyon

Işık veya görünür ışık, elektromanyetik spektrumun insan gözü tarafından algılanabilen kısmı içindeki elektromanyetik radyasyon. Görünür ışık genellikle 400-700 nanometre (nm) aralığında ya da kızılötesi ve morötesi arasında 4.00 × 10−7 ile 7.00 × 10−7 m dalga boyları olarak tanımlanır. Bu dalga boyu yaklaşık 430-750 terahertz (THz) frekans aralığı anlamına gelir.

<span class="mw-page-title-main">Makula dejenerasyonu</span>

Makula dejenerasyonu ya da sarı nokta hastalığı kelime anlamı itibarı ile, makulada meydana gelen herhangi dejeneratif bir süreci tanımlasa da, bu makalede yaşa bağlı makula dejenerasyonu (YBMD) anlatılmaktadır.

<span class="mw-page-title-main">Renk körlüğü</span> Hastalık çeşidi

Renk körlüğü bir canlının görme merkezinde özel bir pigment molekülünün bulunmaması veya gerektiğinden az bulunmasıdır. Bu eksiklik sonucunda çeşitli renklerin çevresindeki renkler ayırt edilemez.

Retina (latince:rete) ya da ağkatman çoğu omurgalı ve bazı yumuşakçaların gözünün en içindeki görmeyi sağlayan ışığa ve renge duyarlı hücrelerin bulunduğu göz doku tabakasıdır. Gözün optiği, retinadaki görsel dünyanın odaklanmış iki boyutlu bir görüntü oluşturur ve bu görüntüyü beyne elektriksel sinir uyarılarına çevirerek görsel algı oluşturur. Retina, bir kameradaki film veya görüntü sensörü 'ne benzer bir iş yapar.

<span class="mw-page-title-main">Pigment</span>

Pigment ya da boyar madde, suda tamamen veya hemen hemen çözünmeyen renkli bir malzemedir. Bunun tersine, boyalar genelde, en azından kullanımlarının bir aşamasında çözünürdür. Boyalar genellikle organik bileşik pigmentler ise genellikle inorganik bileşikdir. Tarih öncesi ve tarihi değeri olan pigmentler arasında koyu sarı, odun kömürü ve lapis lazuli bulunur. Sanayide olduğu kadar sanatta da kalıcılık ve istikrar istenen özelliklerdir. Kalıcı olmayan pigmentler kaçak olarak adlandırılır. Kaçak pigmentler zamanla veya ışığa maruz kaldıkça solarken bazıları sonunda kararır. Pigmentler boya, mürekkep, plastik, kumaş, kozmetik, gıda ve diğer malzemeleri renklendirmede kullanılır. İmalat ve görsel sanatlarda kullanılan çoğu pigment kuru renklendiricidir ve genellikle ince bir toz hâlinde öğütülür. Boyada kullanım için bu toz, pigmenti askıya alan görece nötr veya renksiz bir malzeme olan bağlayıcıya eklenir ve boyaya yapışkanlık verir. Genellikle aracında çözünmez olan bir pigment ile kendisi bir sıvı olan veya aracında çözünen boya arasında bir ayrım yapılır. Renklendirici, ilgili araca bağlı olarak bir pigment veya bir boya görevi görebilir. Bazı durumlarda pigment, bir metalik tuzla çözülebilir bir boyanın çökeltmesi ile boyadan üretilebilir. Oluşan pigmente göl pigmenti denir. Biyolojik pigment terimi, çözünürlüklerinden bağımsız olarak tüm renkli maddeler için kullanılır.

<span class="mw-page-title-main">Gece körlüğü</span> göz hastalığı

Retinitis pigmentosa (RP), halk arasında tavuk karası ve gece körlüğü adlarıyla bilinen ve görme kaybına neden olan genetik bir göz hastalığıdır. Her 4.000 kişide 1'i etkilediği tahmin edilmektedir.

<span class="mw-page-title-main">Sarı benek</span>

Sarı benek, retina üzerinde gözün merkezine yakın oval sarı bir bölgedir. Yaklaşık 1.5 mm çapındadır ve iki ya da daha fazla katman halinde gangliyon hücresi bulunduran bölgesidir. Merkezi görme ile sorumlu konik hücrelerin göz içinde en yoğun halde bulunduğu yer, sarı beneğin fovea adı verilen merkezine doğru olan kısmıdır.

<span class="mw-page-title-main">Gözün evrimi</span>

Gözün evrimi, taksonlarda geniş ölçekte rastlanan özel bir homolog organ örneği olarak anlamlı bir çalışma konusudur. Gözün görsel pigmentler gibi bazı bileşenleri ortak bir atadan geliyor gibidir. Yani bu pigmentler, hayvanlar farklı dallara ayrılmadan evvel evrimlerini tamamlamıştır. Bununla birlikte görüntü oluşturma yeteneğine sahip, karmaşık gözler, aynı proteinler ve genetik malzeme kullanılarak birbirinden bağımsız olarak 50 ila 100 kere evrimleşmiştir.

<span class="mw-page-title-main">Duyu sistemi</span>

Duyu organı, stimülasyonlar (uyarılmalar) sonucu çevreden aldığı bilgileri elektrik impulslarına çeviren organ. Bilgiler, sinirler aracılığıyla beyne iletilirken filtrelenirler; diğer organlardan gelen bilgilerle ve önceden beyinde depolanmış olanlarla karşılaştırılırlar ve beyinde algıya dönüşürler. Duyu organları bilgileri reseptörler (alıcılar) vasıtasıyla toplarlar. En çok bilinen duyu organları, en basit haliyle, "5 duyu" olarak da adlandırılan; görme, koklama, işitme, tat alma ve dokunma işlevlerini yerine getiren göz, burun, kulak, dil ve deridir.

Görsel algı çevredeki objelerin görülebilir spektruma yansıttığı ışığı kullanarak çevreyi yorumlayabilme yeteneğidir. Bu, etrafı ne kadar net görmeyi ifade eden görsel keskinlikten farklıdır. Bir kişi 20/20 vizyonu olsa bile görsel algısal işleme ile ilgili problemler yaşayabilir.

Dikromasi gözde koni hücre adı verilen renk reseptörlerinden yalnızca iki çeşit bulunması durumuna denir. Dikromasisi olan organizmalara dikromat denir. Dikromatlar, gördükleri herhangi bir rengi yalnızca iki saf tayf ışıklarının karışımı olarak görürler.

<span class="mw-page-title-main">Göz bebeği</span>

Göz bebeği, gözün iris kısmının ortasında bulunan boşluktur ve ışığın retina üzerine düşmesini sağlar. Göz bebeğinden geçen ışık ışınları gözün içindeki dokular tarafından doğrudan soğurulduğu ya da gözün içinde yansıyan ışın saçılmalarının dar göz bebeğinden geri çıkmaması nedeniyle siyah renkli olarak görünür.

Fotoreseptör proteinler çeşitli organizmalarda ışığın algılanmasını ve tepki verilmesini sağlayan, ışığa duyarlı proteinlerdir. Bu proteinlere örnek olarak omurgalıların retinasında bulunan fotoreseptör hücrelerdeki rodopsin, bitkilerdeki fitokrom, bazı baktilerdeki baktertorodopsin ve bakteriopitokromlar verilebilir. Işığa tepki olarak; görme, ışığa yönelim, fototaksi ve biyolojik saat gibi ışıklı-ışıksız ortam dönüşümlerine verilen tepkilerin yanı sıra, bitkilerde çiçeklenme zamanının kontrolü ve hayvanlarda çiftleşme mevsiminin ayarlanması gibi diğer fotoperiyodizmleri de kontrol ederler.

<span class="mw-page-title-main">Opsin</span>

Opsinler, retinadaki fotoreseptör hücrelerde bulunan kromoforlar ile ışığa duyarlı hale getilen bir protein grubudur. Beş klasik opsin grubu, görmede rol oynar ve ışığı oluşturan fotonların elektrokimyasal sinyale dönüştürülmesine aracılık ederler. Görsel transdüksiyonun ilk adımıdır. Memeli retinasında "melanopsin" adında başka bir opsin bulunur. Melanopsin, biyolojik saat ve pupiller refleksin oluşmasında rol oynar, ancak görüntü oluşumunda bir etkisi yoktur.

<span class="mw-page-title-main">Kafadan bacaklı gözü</span>

Kafadan bacaklılar, aktif deniz avcıları olarak, su koşullarında kullanım için uzmanlaşmış duyusal organlara sahiptir. Kafadan bacaklı gözü, iris, dairesel lens, vitreus kavitesi, pigment hücreleri ve ışığı, retinadan optik sinirler boyunca beyne giden sinir sinyallerine dönüştüren fotoreseptör hücrelerden oluşan kamera tipi bir gözdür. Geçtiğimiz 140 yıl boyunca, kamera tipi kafadan bacaklı gözü yakınsak evrim örneği olan omurgalı gözüyle karşılaştırılmıştır. Her iki organizmanın da bağımsız olarak kamera göz özelliğini geliştirdiği ve her ikisinin de benzer işlevleri paylaştığı görülmüştür. Bunun gerçekten yakınsak evrim mi, yoksa paralel evrim mi olup olmadığı konusunda düşünce ayrılıkları vardır. Omurgalılardaki kamera tipi gözden farklı olarak, kafadan bacaklı gözü vücut yüzeyinin yayılması sayesinde oluşur ve sonuç olarak korneadan yoksundurlar. Omurgalı gözünün aksine, kafadan bacaklı gözü bir teleskop veya kamera lensi gibi harekete odaklanır. İnsan gözü ise bunu lensin şeklini değiştirerek yapar. Göz, tamamen içsel olan lens gibi, yaklaşık olarak küreseldir.

<span class="mw-page-title-main">Koni hücreleri</span>

Koni hücreleri veya koniler, insan gözü de dahil olmak üzere birçok omurgalının gözlerinin retinalarındaki fotoreseptör hücrelerdir. Farklı dalga boylarındaki ışığa farklı tepki verirler ve bu nedenle renkli görmeden sorumludurlar. Loş ışıkta daha iyi çalışan çubuk hücrelerin aksine, nispeten parlak ışıkta en iyi şekilde çalışırlar. Koni hücreleri, retinanın çevresine doğru, sayıları hızla azalan çok ince, yoğun şekilde paketlenmiş konilere sahip 0,3 mm çapında çubuksuz bir alan olan fovea centralis'te yoğun bir şekilde toplanmıştır. Optik diskte bulunmazlar ve kör noktaya katkıda bulunurlar. İnsan gözünde yaklaşık altı ila yedi milyon koni vardır ve bunlar en çok sarı beneğe doğru yoğunlaşmıştır.

<span class="mw-page-title-main">Çubuk hücreleri</span> Photoreceptor cells that can function in lower light better than cone cells

Çubuk hücreleri, gözün retinasında bulunan ve diğer görsel fotoreseptör tipi olan koni hücrelerinden daha düşük ışıkta daha iyi işlev görebilen fotoreseptör hücrelerdir. Çubuklar genellikle retinanın dış kenarlarında konsantre olarak bulunur ve çevresel görüşte kullanılır. Ortalama olarak, insan retinasında yaklaşık 92 milyon çubuk hücre vardır. Çubuk hücreler, koni hücrelerden daha hassastır ve gece görüşünden neredeyse tamamen sorumludur. Bununla birlikte, çubuk hücrelerinin renk görmede çok az rolü vardır, bu da renklerin loş ışıkta daha az belirgin olmasından kaynaklanmaktadır.

<span class="mw-page-title-main">Çevresel görüş</span> Area of ones field of vision outside of the point of fixation

Çevresel görüş veya dolaylı görme, sabitlenme noktasının dışında, yani bakışın merkezinden uzakta veya geniş açılardan bakıldığında "gözün köşesi" içinde meydana gelen görmedir. Görme alanındaki alanın büyük çoğunluğu çevresel görüş kavramına dahildir. Uzak periferik görüş, görsel alanın kenarlarındaki alanı ifade etmektedir, orta periferik görüş, orta eksantriklikleri ifade etmektedir ve bazen para-merkezi olarak adlandırılan yakın-periferik görüş, görsel alanın bitişiğinde bulunmaktadır.

<span class="mw-page-title-main">Retina yatay hücreleri</span>

Yatay hücreler, omurgalı gözlerinin retinasının iç nükleer tabakasında hücre gövdelerine sahip yanal olarak birbirine bağlanan nöronlardır. Birden fazla fotoreseptör hücresinden gelen girişi entegre etmeye ve düzenlemeye yardımcı olmaktadırlar. İşlevleri arasında, yatay hücrelerin yanal inhibisyon yoluyla kontrastı artırmaktan ve hem parlak hem de loş ışık koşullarına uyum sağlamaktan sorumlu olduğuna inanılmaktadır. Yatay hücreler, çubuk ve koni fotoreseptörlerine engelleyici geri bildirim sağlamaktadır. Retina ganglion hücrelerinin birçok tipinin alıcı alanlarının antagonistik merkez-çevre özelliği için önemli oldukları düşünülmektedir.

<span class="mw-page-title-main">Retina implantı</span>

Retina implantı, Retina dejenerasyonu nedeniyle kör olan hastalara görme restorasyonu için retina protezleri, dünya çapında bir dizi özel şirket ve araştırma kurumu tarafından geliştirilmektedir. Sistem, retinitis pigmentosa (RP) veya yaşa bağlı maküler dejenerasyon (AMD) gibi retina hastalıkları nedeniyle fotoreseptörlerini kaybeden kişilere faydalı görüşü kısmen geri kazandırmak içindir. Şu anda klinik deneylerde üç tip retina implantı bulunmaktadır: epiretinal, subretinal ve suprakoroidal. Retina implantları, hayatta kalan retina nöronlarını elektriksel olarak uyararak retinaya görsel bilgi sağlar. Şimdiye kadar, ortaya çıkarılan algılar oldukça düşük çözünürlüğe sahipti ve ışığın algılanması ve basit nesnelerin tanınması için uygun olabilir.