varilla

Como varilla los fotorreceptores de la retina responsables de la visión nocturna monocromática sensible a la luz y de la visión periférica se denominan. La concentración principal de los bastones se encuentra fuera de la mancha amarilla central (fovea centralis) en la retina, que está equipada principalmente con tres tipos diferentes de conos para el color y la visión nítida durante el día y al atardecer.

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Los aproximadamente 110 millones de bastones en la retina son fotorreceptores que reaccionan a los impulsos de luz de manera mucho más sensible que los aproximadamente 6 millones de conos. Por lo tanto, las varillas están predestinadas para la visión nocturna (visión escotópica) y la visión en el crepúsculo oscuro. Debido a que solo hay un tipo de varilla que es particularmente sensible a la luz en el rango espectral azul-verde, la visión se vuelve monocromática por debajo de un cierto brillo.

Ya no se perciben colores diferentes. La alta sensibilidad a la luz se debe en parte al contraste. Debido a que hasta 20 bastones informan impulsos de luz al mismo ganglio a través de las células bipolares, el centro visual del cerebro ya no puede localizar el impulso de luz con tanta precisión como los conos, que a menudo están conectados a "sus" ganglios en una proporción de 1: 1. Aunque el principio de convertir pulsos de luz en señales nerviosas eléctricas es básicamente el mismo para los bastones y los conos, los mensajes de los bastones son significativamente más rápidos que los de los conos porque hay menos interconexiones. Esto significa que las varillas reaccionan de manera extremadamente sensible no solo a la luz, sino también a los objetos en movimiento en el campo de visión periférico.

Anatomía y estructura

La estructura de las varillas es similar a la de los conos, pero las varillas son más delgadas y utilizan rodopsina como pigmento visual, cuya sensibilidad más alta se encuentra en el rango azul-verde a 498 nanómetros. Los bastones consisten en el cuerpo celular, la sinapsis, el segmento interno, el cilio de conexión y el segmento externo.

El segmento interno se encarga del metabolismo celular y, mediante miles de mitocondrias en el núcleo, del metabolismo energético, mientras que en el segmento externo se produce la conversión de los impulsos luminosos en señales eléctricas nerviosas, la transducción de señales visuales. El segmento exterior contiene más de 1.000 de los denominados discos, en los que se almacena el pigmento visual rodopsina.

Los discos son el resultado de invaginaciones de membranas anteriores que se han desprendido de la membrana externa en el curso de la evolución. En contraste con esto, las hendiduras de la membrana en los segmentos externos de las clavijas todavía son reconocibles como tales porque han permanecido como parte de la membrana. El cilio de conexión marginal, que consta de microtúbulos no gonales (polígono de 9 lados), sirve para estabilizar mecánicamente la conexión entre los segmentos interno y externo y para transportar sustancias entre los dos segmentos.

Función y tareas

La función principal de las varillas es convertir impulsos de luz (débiles) en impulsos nerviosos eléctricos. El proceso implica una compleja cascada de transducción de señales y tiene lugar principalmente en el segmento exterior. La primera etapa consiste en la reacción del pigmento visual rodopsina, que consiste en opsina y el carotenoide 11-cis-retinal. Después de la exposición a la luz, el 11-cis-retinal se isomeriza al isómero todo-trans y se separa nuevamente de la rodopsina.

En contraste con la activación de otras neuronas, que generalmente son estimuladas para liberar un neurotransmisor mediante una breve despolarización de -65 mV a +10 a +30 mV, los fotorreceptores funcionan exactamente al revés, aquellos con alrededor de -40 mV negativos. Las sinapsis cargadas se hiperpolarizan brevemente a -65 mV, de modo que reducen o detienen temporalmente la liberación de glutamato, su neurotransmisor específico.

El impulso nervioso correspondiente no se genera mediante la liberación de una sustancia mensajera, sino reduciendo la liberación. Si no llega luz a los receptores (posición de reposo), el glutamato se libera constantemente en las sinapsis de los fotorreceptores. Esto tiene la ventaja de que los ganglios aguas abajo pueden variar gradualmente el estímulo nervioso en función de la intensidad de la luz incidente, es decir, generar una especie de señal analógica que no solo permite a los centros visuales asignar los puntos de luz espacialmente, sino también su brillo.

La capacidad de las varillas para reaccionar de manera extremadamente sensible a los objetos en el campo de visión periférico que se mueven en relación con su entorno sirvió originalmente para nuestra protección. Los enemigos o depredadores que se acercaban por un lado se notaron temprano. Hoy en día, esta capacidad de los palillos juega un papel en el vuelo visual, ya que los objetos que se acercan desde un lado se notan en una etapa temprana y se pueden iniciar maniobras evasivas.

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Enfermedades

Los trastornos funcionales de las varillas son particularmente notables en la visión nocturna deteriorada. Se produce una ceguera nocturna reversible generalizada con un suministro insuficiente de vitamina A, porque entonces no se puede acumular suficiente pigmento visual de rodopsina en los discos del segmento externo de las varillas.

Los síntomas de una disfunción de las varillas también pueden atribuirse a una mayor sensibilidad al deslumbramiento, p. Ej. B. reconocer el tráfico que se aproxima. Aparte del suministro insuficiente de vitamina A y las lesiones nerviosas como resultado de una lesión cerebral traumática (TBI), un tumor cerebral u otras lesiones, los trastornos funcionales de los bastones se deben principalmente a defectos genéticos. En su mayoría son defectos genéticos que conducen a distrofias retinianas de varios tipos y destruyen gradualmente los fotorreceptores de la retina.

La retinosis pigmentaria es una distrofia retiniana que progresa de afuera hacia adentro. Esto significa que las varillas son las primeras en verse afectadas y se establece la ceguera nocturna y la sensibilidad al deslumbramiento típicas, aunque la visión diurna no tiene (todavía) ninguna restricción en términos de nitidez y visión del color. Otras distrofias retinianas como la distrofia conos-bastones (ZSD) progresan de adentro hacia afuera, por lo que los conos se ven afectados primero y solo después los bastones.