Кіріспе

Көздің бөлігі

Желі қабығы (; немесе торшалар) – көптеген омыртқалы жануарлар мен кейбір моллюсктердің көзінің ең ішкі, жарыққа сезімтал тінді қабаты. Көздің оптикалық жүйесі желі қабығында визуалды әлемнің екі өлшемді бейнесін жасайды, ол бейне желі қабығында өңделіп, көру нерві арқылы көру қабығына жүйке импульстарын жібереді. Желі қабығының функциясы көп жағынан камерадағы пленка немесе бейне сенсорына ұқсас. Нейроретина синапстар арқылы байланысқан бірнеше нейрон қабаттарынан тұрады және пигментті эпителий жасушаларының сыртқы қабатымен қамтамасыз етіледі. Желі қабығындағы негізгі жарық сезгіш жасушалар – фоторецепторлар, олар екі типке бөлінеді: таяқшалар мен конустар. Таяқшалар көбінесе әлсіз жарықта жұмыс істейді және монохроматикалық көруді қамтамасыз етеді. Конустар жақсы жарық жағдайында жұмыс істейді және түрлі опсиндерді пайдалану арқылы түстерді қабылдауға жауапты, сондай-ақ оқу сияқты тапсырмалар үшін қажетті жоғары ажыратымды көруге жауап береді. Жарыққа сезгіш үшінші жасуша – фотосезімтал ганглий жасушасы, тәуліктік ритмдерді синхрондауға және оқушының жарыққа реакциясы сияқты рефлекстік жауаптарға маңызды. Желі қабығына түсетін жарық химиялық және электрлік оқиғалар тізбегін іске қосады, ол көру нерві талшықтары арқылы мидың түрлі көру орталықтарына жіберілетін жүйке импульстарын тудырады. Таяқшалар мен конустардан келетін нейрондық сигналдар басқа нейрондармен өңделеді, олардың шығысы оптикалық жүйені құрайтын желілік ганглий жасушаларының аксондарынан тұратын әрекет потенциалы түрінде болады. Омыртқалы жануарлардың эмбриональды дамуы кезінде желі қабығы мен көру нерві дамитын мидың, атап айтқанда эмбриональды диэнцефалонның өскіндері ретінде пайда болады; осылайша, желі қабығы орталық жүйке жүйесінің (ОЖЖ) бөлігі болып саналады және шын мәнінде ми тіні болып табылады. Бұл ОЖЖ-нің инвазивті емес түрде визуализацияланатын жалғыз бөлігі. Мидің көп бөлігі сияқты, желі қабығы да қан-ми тосқауылы арқылы қан тамырлар жүйесінен оқшауланған. Желі қабығы – организмнің үздіксіз ең көп энергия қажет ететін бөлігі.

Кері бұрылған ретина мен кері бұрылмаған ретина

Омыртқалы жануарлардың торлы қабығы инверттік болып келеді, яғни жарықты сезетін жасушалар торлы қабықтың арт жағында орналасқан. Сондықтан жарық, таяқшалар мен конус жасушаларының жарыққа сезімтал бөліктеріне жететін бұрын, нейрондар мен капиллярлар қабаттарынан өтуі керек. Ал қос аяқты моллюскалардың торлы қабығында фоторецепторлар алдыңғы жағында, ал өңдеуші нейрондар мен капиллярлар арт жағында орналасқан. Осы себепті, қос аяқты моллюскаларда соқыр дақ болмайды. Нейрондық тіндер жартылай мөлдір болғанымен, глиальды жасушалар фоторецепторларға фотондарды тікелей жеткізу үшін оптикалық талшықтар арналары ретінде әрекет ететіні дәлелденген, бірақ жарық шашырауы орын алады. Кейбір омыртқалы жануарларда, соның ішінде адамдарда, орталық торлы қабықтың жоғары ажыратымдылыққа бейімделген аймағы бар. Бұл аймақ, орталық фовея деп аталады, қан тамырларынан мүлдем бос (аваскулярлы) және фоторецепторлардың алдында минималды мөлшерде нейрондық тіні бар, осылайша жарық шашырауын азайтады. Оңай алмастырылатын сабақты көздер (кейбір омарлар) немесе торлы қабықтар (кейбір өрмектер, мысалы, Deinopis) сирек кездеседі. Қос аяқты моллюскалардың торлы қабығы омыртқалы жануарлардағыдай мидың өскінінен пайда болмайды. Бұл айырмашылық омыртқалы жануарлар мен қос аяқты моллюскалардың көздері гомолог емес, бірақ олар жеке дамыған дегенді көрсетеді. Эволюциялық тұрғыдан алғанда, инверттік торлы қабық сияқты күрделі құрылым әдетте екі баламалы процестің нәтижесінде пайда болады: бәсекелес функционалдық шектеулер арасындағы тиімді "жақсы" келісім немесе ағзалардың эволюциясы мен трансформациясының қиын жолының тарихи бейімделусіз қалдығы. Көз – жоғары сатыдағы омыртқалы жануарлардың маңызды бейімделуі. "Инверттік" омыртқалы жануарлардың көзіне қатысты үшінші көзқарас – ол жоғарыда аталған фоторецепторларды сақтау және фоторецепторларды соқырлықтан сақтау үшін қажетті жарық интенсивтілігін азайту сияқты екі пайданы біріктіреді, бұл қазіргі заманғы миногалардың (өте терең, қараңғы суда тіршілік ететін балықтар) өте сезімтал көздеріне негізделген. Америкалық физикалық қоғамның (APS) жақында жүргізген зерттеуінде инверттік торлы қабықтың эволюциялық мақсаты туралы былай делінген: "Глиальды жасушалардың бағыты адамның көру қабілетін жақсартуға көмектеседі. Бірақ біз де қызықты бір нәрсе байқадық: глиялық жасушалардан ең жақсы өтетін түстер жасылдан қызылға дейін, ал олар көзге күндізгі көру үшін ең қажет. Көзге көбінесе көк түс тым көп түседі, сондықтан көк түске сезімтал конус жасушалары аз болады. Қосымша компьютерлік модельдеулер көрсеткендей, глиялық жасушалар жасыл және қызыл түсті көк жарыққа қарағанда 5-10 есе көп шоғырландырады және оларды тиісті конус жасушаларына бағыттайды. Керісінше, артық көк жарық айналадағы таяқша жасушаларына шашырайды. Бұл оптимизация күндізгі түсті көруді жақсартады, ал түнгі көруге өте аз әсер етеді".

Энергияға қажеттілік

Тіпті, тора қабығының энергияға қажеттілігі мидың энергияға қажеттілігінен де жоғары. Бұл фоторецепторлардың сыртқы сегменттерін үнемі жаңаруы үшін қосымша энергия қажеттілігіне байланысты, олардың 10% күніне жаңарады. Энергия талабы ең жоғары деңгейге қараңғыға бейімделу кезінде жетеді, осы кезде оның сезімталдығы ең жоғары болады. Хориоид тора қабығына осы қоректік заттардың шамамен 75% -ын, ал тора қабығының қан тамырлары тек 25% -ын жеткізеді. Жарық 11-цис ретинальға (таяқшалар мен конустардағы дискілерде) түскен кезде, 11-цис ретиналь барлық-транс ретинальға айналады, бұл опсиннің өзгеруін тудырады. Сыртқы сегменттер ретинальды жарықпен өзгергеннен кейін қайтадан цис түріне келтірмейді. Оның орнына ретиналь қоршаған РПЭ-ге шығарылады, онда ол жаңартылып, фоторецепторлардың сыртқы сегменттеріне қайта тасымалданады. РПЭ-нің осы қайта өңдеу функциясы фоторецепторларды фотоокисдену зақымдарынан қорғайды және фоторецепторлық жасушалардың ондаған жылдар бойы тиімді қызмет етуіне мүмкіндік береді.

Құстарда

Құстың торлы қабатында қан тамырлары болмайды, мүмкін, бұл бейнелерді қалыптастыру үшін жарыққа кедерсіз өтуге мүмкіндік беру үшін, соның нәтижесінде жақсырақ ажыратымдылыққа қол жеткізу үшін. Сондықтан, құстың торлы қабаты қоректік заттармен және оттегімен қамтамасыз ету үшін "пектен" немесе "пектен окули" деп аталатын, соқыр нүктеде немесе көздің оптикалық дискісінде орналасқан арнайы органға тәуелді деген пікір бар. Бұл орган қан тамырларына өте бай және құстың торлы қабатына шыны тәрізді дене арқылы диффузия арқылы қоректік заттар мен оттегі жеткізеді деп саналады. Пектенде сілкілі фосфатаза белсенділігі жоғары, ал оның көпірлік бөлігінде поляризацияланған жасушалар бар – екеуі де секреторлық қызметіне сай келеді. Пектен жасушалары қара меланин гранулаларымен толы, бұл органға түскен шашыраған жарықты сіңіріп, оны жылы ұстауға қатысты деген теория бар. Бұл пекценнің метаболизмін күшейтеді, соның салдарынан ұзақ уақыт бойы жарыққа ұшыраған кезде торлы қабаттың жоғары энергия талаптарын қанағаттандыру үшін көбірек қоректік молекулалар шығарылады.

Аурудың биометриялық анықталуы және диагностикасы

Ішкі торлы қанайналым желісінің бифуркациялары және басқа да физикалық ерекшеліктері адамдар арасында әртүрлі болатыны белгілі, ал осы жекелей айырмашылықтар биометриялық идентификация және аурудың басталуын ерте анықтау үшін қолданылады. Қан тамырларының бифуркацияларын картографиялау биометриялық идентификацияның негізгі қадамдарының бірі болып табылады. Торлы қан тамырлары құрылымын талдау нәтижелері DRIVE деректер жинағынан алынған торлы fundus суреттерінің тамырлық бифуркацияларының анық деректерімен салыстырылуы мүмкін. Сонымен қатар, DRIVE деректер жинағындағы қан тамырларының түрлері анықталған, сондай-ақ осы бифуркацияларды дәл іздеуге арналған автоматтандырылған әдіс қолжетімді. Қартаю және ауаның ластануы салдарынан торлы қанайналымда өзгерістер байқалады, бұл гипертония және атеросклероз сияқты жүрек-қантамырлары ауруларын көрсетеді. Көз дискісіне жақын артериолалар мен венулалардың эквивалентті енін анықтау жүрек-қантамырлары тәуекелдерін анықтау үшін де кеңінен қолданылатын тәсіл болып табылады.

Функция

Торлы қабықша оптикалық бейнені нейрондық импульстарға түрлендіреді, оның түске сезімтал пигменттері – торлы қабықшаның фоторецепторлық жасушалары – белгілі бір үлгімен қоздырылады. Бұл қоздыруды жүйке жүйесі және мидың әртүрлі бөліктері қатар жұмыс істеп өңдейді, соның нәтижесінде миде сыртқы ортаның бейнесі қалыптасады. Конустар жарқын жарыққа жауап береді және күндізгі жарықта жоғары ажыратымды түсті көруді қамтамасыз етеді (фотопиялық көру деп те аталады). Таяқшалардың реакциясы күндізгі жарық деңгейінде қанығып, бейнелік көруге үлес қоспайды. Дегенмен, таяқшалар әлсіз жарыққа жауап береді және өте төмен жарықтандыру деңгейінде төмен ажыратымды, монохроматикалық көруді қамтамасыз етеді (скотопиялық көру деп аталады). Көптеген кеңселердегі жарық осы екі деңгейдің арасында болады және мезопиялық көру деп аталады. Мезопиялық жарық деңгейінде таяқшалар мен конустар белсенді түрде бейнелік ақпаратты ұсынады. Осы жағдайда таяқшалардың бейнелік көруге қандай үлес қосатыны белгісіз. Конустардың жарықтың әртүрлі толқын ұзындықтарына жауап беруі – олардың спектрлік сезімталдығы деп аталады. Қалыпты адам көруінде конустың спектрлік сезімталдығы үш субтиптің біріне жатады, олар көбінесе көк, жасыл және қызыл деп аталады, бірақ қысқа, орта және ұзын толқынды сезімтал конус субтиптері деп дәлірек айтуға болады. Конус субтиптерінің бірінің немесе бірнешеуінің жетіспеуі түсті көрудің кемістігіне немесе түрлі түс соқырлығына әкеледі. Бұл адамдар белгілі бір түстің заттарын көре алмайды, бірақ қалыпты көру қабілеті бар адамдар ажырата алатын түстерді ажырата алмайды. Адамдарда үш түсті көру қабілеті бар, ал көптеген басқа сүтқоректілерде қызыл түске сезімтал пигменті жоқ конустар болады және сондықтан екі түсті көру қабілеті нашарлайды. Дегенмен, кейбір жануарларда төрт спектрлік субтип бар, мысалы, форель адамдарға ұқсас қысқа, орта және ұзын субтиптерге ультракөк субтипті қосады. Кейбір балықтар жарықтың поляризациясына да сезімтал. Фоторецепторларда жарық әсерінен мембрана бірнеше рет өзгеріп, гиперполяризацияланады. Сыртқы жасуша сегментінде фотопигмент орналасқан. Жасуша ішінде циклді гуанозин монофосфатының (cGMP) қалыпты деңгейі Na+ каналын ашық ұстайды, сондықтан тынығу кезінде жасуша деполяризацияланады. Фотондар рецептор белгісіне байланысқан ретинальды транс-ретинальға изомерлендіреді. Бұл рецептордың бірнеше G белоктарын белсендіруіне себеп болады. Бұл өз кезегінде белоктың Ga суббірлігін фосфодиэстеразаны (PDE6) белсендіреді, ол cGMP-ні ыдыратады, нәтижесінде Na+ циклді нуклеотидтерге қақпалы иондық каналдар (CNG) жабылады. Осылайша жасуша гиперполяризацияланады. Жарқын жарықта бөлінетін нейротрансмиттер мөлшері азаяды, ал жарық деңгейі төмендегенде артады. Нақты фотопигмент жарқын жарықта ағарады және тек химиялық процестің нәтижесінде қайта жаңартылады, сондықтан жарықтан қараңғыға ауысқанда көз толық сезімталдыққа жету үшін отыз минутқа дейін уақыт кетеді. Жарықпен қозғанда фоторецептор биполярлық жасушаларға пропорционалды жауапты синаптық жолмен жібереді, ал олар өз кезегінде торлы қабықшаның ганглийлық жасушаларына сигнал береді. Фоторецепторлар сонымен қатар көлденең жасушалармен және амакрин жасушаларымен байланысқан, олар ганглийлық жасушаларға сигнал жеткенше синаптық сигналды өзгертеді, нейрондық сигналдар араласып, біріктіріледі. Торлы қабықшаның жүйке жасушаларының тек торлы қабықшаның ганглийлық жасушалары мен бірнеше амакрин жасушалары ғана әрекет потенциалын жасайды. Торлы қабықшаның ганглийлық жасушаларында жасушаның қабылдау өрісіне байланысты екі түрлі жауап бар. Торлы қабықшаның ганглийлық жасушаларының қабылдау өрістері орталық, шамамен дөңгелек аймақты қамтиды, онда жарық жасушаның жануын бір әсер етеді, ал жарық кері әсер ететін сақина тәрізді қоршау болады. ON жасушаларында қабылдау өрісінің ортасындағы жарық интенсивтілігінің артуы жану жылдамдығының артуына әкеледі. OFF жасушаларында ол азаяды. Сызықтық модельде бұл жауап профилі Гаусс айырмашылығымен жақсы сипатталады және шеттерді анықтау алгоритмдерінің негізі болып табылады. Бұл қарапайым айырмашылықтан басқа, ганглийлық жасушалар хроматикалық сезімталдық және кеңістіктік жиынтықтың түрі бойынша да ерекшеленеді. Сызықтық кеңістіктік жиынтықты көрсететін жасушалар Х жасушалары (сонымен қатар парвожасушалық, P немесе кішкентай ганглийлық жасушалары деп аталады), ал сызықтық емес жиынтықты көрсететіндер Y жасушалары (сонымен қатар магножасушалық, M немесе қолтық жасушалары деп аталады), дегенмен Х және Y жасушаларының (мысық торлы қабықшасында) және P және M жасушаларының (приматтардың торлы қабықшасында) арасындағы сәйкестік бұрынғыдай қарапайым емес. Көру сигналдарын миға беруде, көру жолында торлы қабықша тігінен екіге бөлінеді: уақытша (шағырайдан жақын) және мұрындық (мұрыннан жақын) бөліктерге. Мұрындық бөлігінен шығатын аксондар көру хиазмасында басқа жаққа өтеді, содан кейін қарсы жақ көзге тиесілі уақытша бөлігінен шығатын аксондармен қосылып, латеральды тізе денесіне енеді. 130 миллионнан астам торлы қабықша рецепторлары болғанымен, көру нервінде шамамен 1,2 миллион ғана талшық (аксон) бар. Сондықтан, көп мөлшерде алдын ала өңдеу торлы қабықшаның ішінде жүзеге асырылады. Фовея ең дәл ақпаратты береді. Көру өрісінің шамамен 0,01% -ын (2 градустан кем) құрағанына қарамастан, көру нерві аксондарының шамамен 10% фовеяға арналған. Фовеяның ажыратымдылық шегі шамамен 10 000 нүкте деп анықталды. Ақпараттық сыйымдылығы түссіз болса 500 000 бит/секунд, ал түсті болса 600 000 бит/секунд деп бағаланады (бит туралы толық ақпарат алу үшін ақпарат теориясына қараңыз).

Клиникалық маңызы

Түйежіңе әсер ететін көптеген тұқым қуалайтын және жұғатын аурулар мен бұзылулар бар. Олардың кейбірі мыналар: Ретиноздық пигменттілік – бұл торсыққа әсер ететін және түнгі және шеткі көру қабілетінен айыратын генетикалық аурулар тобы. Макулярлық дегенерация – макуладағы жасушалардың өлімі немесе бұзылуы салдарынан орталық көру қабілетін жоғалтумен сипатталатын аурулар тобы. Конус таған дистрофиясы (КТД) – көру қабілетін жоғалтуды тері торшасындағы конус және/немесе тағандардың нашарлауынан болатын бірқатар ауруларды сипаттайды. Тортықтың бөлінуінде тортық көздің артқы жағынан бөлінеді. Игнипунктура – ескірген емдеу әдісі. Желі торшасының ажырауы деген термин невросенсорлық торшаның торша пигмент эпителийінен бөлінуі үшін қолданылады. Ретинаның ажырауы үшін бірнеше заманауи емдеу әдістері бар: пневматикалық ретинопексия, склеральді бұғаттама, криотерапия, лазерлік фотокоагуляция және парс-плана витректомиясы. Гипертония мен қант диабеті де ретинамен қамтамасыз ететін қан тамырларына зақым келтіріп, гипертониялық ретинопатия мен диабетикалық ретинопатияға әкелуі мүмкін. Ретинобластома – бұл желке қабығының қатерлі ісігі. Иттердегі тор көзінің ауруларына тор көзінің дисплазиясы, прогрессивті тор көзінің атрофиясы және кенеттен пайда болған тор көзінің дегенерациясы жатады. Липемия ретиналисі – бұл желкөздің ақ түстеуі, ол липопротеин липазасының жетіспеушілігінде липидтердің жиналуынан пайда болуы мүмкін. Тортық ажырауы. Нейро-желпіс қабығы кейде пигмент эпителийінен бөлінеді. Кейде мұндай ажыратудың себебі көздің жасушасына зақым келгендіктен, бұл нервтік торша мен пигмент эпителийінің арасында сұйықтық немесе қан жиналуына мүмкіндік береді. Кейде бұл бұзылу көздің торлы қабығының бөліктерін жер шарының ішкі бөлігіне қарай тартқан шыны денедегі ұсақ коллагенді талшықтар жиырылуынан болады.

Диагностика

Түйежайды зақымдайтын аурулар мен бұзылыстарды диагностикалау үшін бірнеше түрлі құралдар қол жетімді. Офтальмоскопия және fundus фотосуреті ұзақ жылдар бойы торлы қабықты зерттеу үшін пайдаланылып келді. Жақында адаптивті оптика тірі адамның торлы қабығындағы жеке таяқшалар мен конустарды бейнелеу үшін қолданылды, ал Шотландиядағы компания дәрігерлерге пациенттерге ешқандай дискомфортсыз толық торлы қабықты қарауға мүмкіндік беретін технологияны жасады. Электроретинограмма торлы қабықтың электрлік белсенділігін инвазивті емес түрде өлшеу үшін қолданылады, ал бұл белсенділік кейбір аурулардың әсерінен өзгереді. Оптикалық когерентті томография (ОКТ) – салыстырмалы түрде жаңа технология, қазір кеңінен қолданыла бастады. Бұл инвазивті емес әдіс торлы қабықтың ұсақ құрылымдарының 3D көлемдік немесе жоғары ажыратымдылықтағы көлденең қима томограммасын, гистологиялық сапамен алуға мүмкіндік береді. Торлы қабық қан тамырларын талдау – торлы қабықтағы шағын артериялар мен веналарды зерттеудің инвазивті емес әдісі, ол адам денесіндегі басқа да шағын қан тамырларының морфологиясы және функциясы туралы қорытынды жасауға мүмкіндік береді. Ол жүрек-қан тамырлары ауруларының болжаушысы ретінде дәлелденді және 2019 жылы жарияланған зерттеуге сәйкес, Альцгеймер ауруын ерте анықтау үшін де әлеуеті бар сияқты.

Емдеу

Емдеу аурудың немесе денсаулықтың бұзылуының түріне қарай анықталады.