Cônes

Comme Cônes les photorécepteurs sur la rétine de l'œil qui sont responsables de la couleur et d'une vision nette. Ils sont très concentrés dans la tache jaune, la zone de vision colorée et en même temps la plus nette. Les humains ont trois types différents de cônes, dont chacun a sa sensibilité maximale dans la gamme de fréquences bleue, verte et rouge de la lumière.

Quels sont les cônes?

La zone de vision la plus nette est concentrée dans la rétine humaine dans la tache jaune (fovea centralis) d'un diamètre d'environ 1,5 mm. Dans le même temps, la vision des couleurs se situe également dans la fovea centralis. La tache jaune est située au centre de l'axe visuel de l'œil pour un "aspect droit" et est équipée d'environ 140 000 photorécepteurs couleur par mm carré. Ce sont des cônes dits L, M et S, qui ont leur plus haute sensibilité à la lumière dans la gamme jaune-vert, vert et bleu-violet.

Les cônes en L ont leur sensibilité maximale de 563 nanomètres dans la zone jaune-verte, mais prennent également le contrôle de la zone rouge, de sorte qu'ils sont généralement appelés récepteurs rouges. Dans la zone la plus interne de la fovéa centralis, la fovéole, qui n'a que 0,33 mm de diamètre environ, seuls les cônes M et L sont représentés. Au total, il y a environ 6 millions de récepteurs de couleur (cônes) sur la rétine.

Outre les cônes, la rétine est principalement équipée d'environ 120 millions d'autres photorécepteurs, les soi-disant bâtonnets, en dehors de la tache jaune. Ils sont construits de la même manière que les cônes, mais beaucoup plus sensibles à la lumière et ne peuvent différencier que les tons clairs et foncés. Ils sont également très sensibles aux objets en mouvement dans le champ de vision périphérique, c'est-à-dire en dehors de la fovéa centrale.

Anatomie et structure

Les trois types différents de cônes et de bâtonnets, qui ne sont présents que dans un seul type dans la rétine, convertissent les paquets de lumière reçus en signaux nerveux électriques dans leur fonction de photorécepteurs. Malgré des tâches légèrement différentes, tous les photorécepteurs fonctionnent selon le même principe d'action biochimique et physique.

Les cônes se composent d'un segment externe et d'un segment interne, le noyau cellulaire et la synapse pour la communication avec les cellules bipolaires. Les segments externe et interne des cellules sont reliés entre eux via un cil fixe, le cil de liaison. Le cil est constitué de microtubules dans un arrangement non -agonal (polygone à neuf côtés). Les microtubules servent à stabiliser mécaniquement la connexion entre les segments externe et interne et à transporter des substances. Le segment externe de la broche comporte un grand nombre de protubérances de membrane, appelées disques.

Ils forment des vésicules plates et compactes qui, selon leur type, contiennent certains pigments visuels. Le segment interne avec le noyau cellulaire forme la partie métaboliquement active du photorécepteur. La synthèse des protéines a lieu au niveau du réticulum endoplasmique et un grand nombre de mitochondries dans le noyau cellulaire assurent le métabolisme énergétique. Chaque cône est en contact avec sa «propre» cellule bipolaire via sa synapse, de sorte que le centre visuel dans le cerveau peut afficher un point d'image distinct pour chaque cône, ce qui permet une vision nette et haute résolution.

Tâches

La tâche la plus importante des cônes est la transduction des impulsions lumineuses, la conversion des stimuli lumineux reçus en une impulsion nerveuse électrique. La transduction a lieu en grande partie dans le segment externe du cône sous la forme d'une «cascade de transduction de signal visuel» complexe.

Le point de départ est l'iodopsine, qui est composée d'opsine de cône, le composant protéique d'un pigment visuel qui varie en fonction du type de cône, et de rétine, un dérivé de la vitamine A. Un photon incident de la longueur d'onde «correcte» conduit à une conversion du rétinal en une autre forme, les deux composants moléculaires se séparant à nouveau et l'opsine est activée et déclenche une cascade de réactions et de conversions biochimiques. Deux particularités sont ici importantes. Tant qu'un cône ne reçoit aucune impulsion lumineuse de l'onde de longueur à laquelle son type d'iodopsine réagit, le cône produit en continu le neurotransmetteur glutamate.

Si la cascade de transduction du signal est mise en mouvement par l'incidence correspondante de la lumière, la libération de glutamate est inhibée, avec pour résultat que les canaux ioniques sur la cellule bipolaire connectée à la synapse se ferment. Cela crée de nouveaux potentiels d'action dans les cellules ganglionnaires rétiniennes en aval, qui sont conduites sous forme d'impulsions électriques pour un traitement ultérieur dans les centres visuels du SNC. Le signal réel n'est pas généré par l'activation d'un neurotransmetteur, mais plutôt par son inhibition.

Une autre particularité est que, contrairement à la plupart des impulsions nerveuses, où prédomine le «principe du tout ou rien», la cellule bipolaire peut produire des signaux graduels pendant la transduction, en fonction de la force de l'inhibition du glutamate. L'intensité du signal émis par la cellule bipolaire correspond ainsi à l'intensité de la lumière incidente sur la broche correspondante.

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Maladies

Les symptômes les plus courants de dysfonctionnement lié au cône dans la rétine de l'œil sont la déficience de la vision des couleurs, le daltonisme et la déficience de la vision de contraste pouvant aller jusqu'à la perte du champ visuel. Dans le cas de troubles de la vision des couleurs, le type de cônes correspondant est limité dans sa fonction, tandis que dans le cas du daltonisme, les cônes sont absents ou ont une défaillance fonctionnelle totale.

Les troubles visuels peuvent être congénitaux ou acquis. La déficience de la vision des couleurs d'origine génétique la plus courante est la faiblesse verte (deutéranopie). Il survient principalement chez l'homme car il s'agit d'un défaut génétique sur le chromosome X. Environ 8% de la population masculine est touchée. La perception limitée des couleurs dans la gamme du bleu au jaune sont les troubles visuels les plus courants dans le cas d'un déficit de la vision des couleurs acquis par des lésions du nerf optique à la suite d'un accident, d'un accident vasculaire cérébral ou d'une tumeur au cerveau.

Dans certains cas, avec des symptômes à progression lente pouvant aller jusqu'à des anomalies du champ visuel, une dystrophie congénitale en cône-bâtonnet (CSD) est présente. La maladie commence dans la tache jaune et conduit initialement à la dégénérescence des cônes et ce n'est que plus tard que les bâtonnets sont touchés lorsque la dystrophie se propage à d'autres parties de la rétine.