Hauptunterschied – Stäbchen vs. Zapfen
Die Photorezeptoren sind Zellen in der Netzhaut des Auges, die auf Licht reagieren. Das Unterscheidungsmerkmal dieser Zellen ist das Vorhandensein einer dicht gepackten Membran, die das als Rhodopsin bekannte Photopigment oder verwandte Moleküle enthält. Die Fotopigmente haben eine ähnliche Struktur. Alle Photopigmente bestehen aus einem Protein namens Opsin und einem kleinen angehängten Molekül, das als Chromophor bekannt ist. Der Chromophor absorbiert den Lichtanteil durch einen Mechanismus, der die Änderung seiner Konfiguration beinh altet. Die dichte Packung in den Membranen dieser Photorezeptoren ist sehr wertvoll, um eine hohe Photopigmentdichte zu erreichen. Dadurch kann der Großteil der Lichtphotonen, die die Fotorezeptoren erreichen, absorbiert werden. Bei Wirbeltieren besteht die Netzhaut aus zwei Photorezeptoren (Stäbchen- und Zapfenzellen), die an ihrer Außenseite Photopigmente tragen. Diese besondere Region besteht aus einer großen Anzahl von pfannkuchenartigen Scheiben. In Stabzellen sind die Scheiben geschlossen, aber in Kegelzellen sind die Scheiben teilweise offen für die umgebenden Flüssigkeiten. Bei Wirbellosen ist die Struktur der Photorezeptoren sehr unterschiedlich. Das Photopigment entstand in einer regelmäßig angeordneten Struktur, die als Mikrovilli bezeichnet wird, fingerartige Vorsprünge mit einem Durchmesser von etwa 0,1 µm. Diese Photorezeptorstruktur bei Wirbellosen ist als Rhabdom bekannt. Die Fotopigmente sind im Rhabdom weniger dicht gepackt als in den Bandscheiben der Wirbeltiere. Der Hauptunterschied zwischen Stäbchen- und Zapfenzellen besteht darin, dass die Stäbchenzellen für das Sehen bei schwachem Licht (skotopisches Sehen) verantwortlich sind, während die Zapfenzellen bei höheren Lichtverhältnissen aktiv sind (photopisches Sehen).
Was sind Stabzellen?
Stäbchenzellen sind die Photorezeptoren im Auge, die bei Licht mit geringer Intensität funktionieren können als die anderen Photorezeptoren des Auges, die als „Kegelzellen“bezeichnet werden. Die Stäbchen sind meist an den äußeren Rändern der Netzhaut konzentriert und für das periphere Sehen zuständig. Es wird geschätzt, dass ungefähr 90 Millionen Stäbchenzellen in der menschlichen Retina gefunden werden. Die Stäbchenzellen sind empfindlicher als die Zapfenzellen und fast ausschließlich für das Nachtsehen verantwortlich. Die Stäbchenzellen haben nur einen geringen Anteil am Farbsehen. Das ist der Grund, warum Farben in der Dunkelheit weniger sichtbar sind. Die Stäbchenzellen sind in ihrer Struktur etwas länger und schlanker als die Zapfenzellen. Die opsinh altigen Scheiben sind am Ende der Zelle zu sehen, die am retinalen Pigmentepithel befestigt ist, das wiederum an der Sklera befestigt ist. Stäbchenzellen (100 Millionen) sind häufiger als Zapfenzellen (7 Millionen).
Die Stäbe haben drei Segmente; äußeres Segment, inneres Segment und synaptisches Segment. Das synaptische Segment bildet die Synapsen mit einem anderen Neuron (bipolare Zelle oder horizontale Zelle). Die inneren und äußeren Segmente sind durch ein Cilium verbunden. Die Organellen wie Kern können im inneren Segment beobachtet werden. Das äußere Segment enthält die lichtabsorbierenden Materialien.
Abbildung 01: Stäbchenzellen und Zapfenzellen
Bei Wirbeltieren wird die Aktivierung der Photorezeptorzelle als Hyperpolarisation der Zelle bezeichnet, was dazu führt, dass die Stäbchenzelle ihren Neurotransmitter nicht sendet, was wiederum zu den Bipolarzellen führt, die anschließend ihren Neurotransmitter am Bipolaren freisetzen Ganglien-Synapse, um die Synapse zu erregen. Es ist also eine Kaskadenreaktion, die darin stattfindet. Die Aktivierung einer einzelnen Einheit eines lichtempfindlichen Pigments kann zu einer größeren Reaktion in der Zelle führen. So können die Stäbchenzellen eine größere Reaktion auf eine geringere Lichtmenge auslösen. Vitamin-A-Mangel verursacht eine geringe Menge an Pigment, die von den Stäbchenzellen benötigt wird. Dies wird als Nachtblindheit diagnostiziert.
Was sind Kegelzellen?
Die Zapfenzelle ist einer der Photorezeptoren in der menschlichen Netzhaut, der bei hellem Licht am besten funktioniert und Farbensehen ermöglicht. Das Farbsehen basiert auf der Fähigkeit des Gehirns, die Farben zu konstruieren, nachdem es Nervensignale von den drei Arten von Zapfen (L-lang, S-kurz und M-mittel) empfangen hat, die jeweils für einen anderen Bereich des visuellen Lichtspektrums empfindlich sind. Dies wird durch die drei Arten von Photopsinen bestimmt, die in den drei verschiedenen Zapfenzellen vorhanden sind. Einige Wirbeltiere können die vier Arten von Zapfenzellen haben, die ihnen das tetrachromatische Sehen verleihen. Ein teilweiser oder vollständiger Verlust des Kegelsystems kann zu Farbenblindheit führen. Die Zapfenzellen sind kürzer als die Stäbchenzellen. Aber sie sind breiter und spitz zulaufend. Sie sind 40-50 µm lang und 0.5µm-4µm im Durchmesser. Sie sind meist dicht gepackt, in der Mitte des Auges (Fovea). Die S-Zapfen sind zufällig platziert und haben eine geringere Häufigkeit als die anderen Zapfen (M und L) im Auge.
Abbildung 02: Kegelzelle
Die Zapfen bestehen ebenfalls aus drei Segmenten (äußere Segmente, innere Segmente und synaptische Segmente). Das innere Segment besteht aus dem Zellkern und wenigen Mitochondrien. Das synaptische Segment bildet mit einer bipolaren Zelle die Synapse. Innere und äußere Segmente sind durch ein Cilium verbunden. Das Krebs-Retinoblastom ist auf den Defekt eines als RB1 bezeichneten Gens in Zapfenzellen der Netzhaut zurückzuführen. Diese Situation entsteht in der frühen Kindheit. Dieses spezielle Gen steuert die Sign altransduktion und den normalen Ablauf des Zellzyklus.
Was sind die Ähnlichkeiten zwischen Stäbchen- und Zapfenzellen?
- Beide befinden sich in der Netzhaut des Auges.
- Beide sind Photorezeptoren.
- Beide enth alten Sehpigmente.
- Beide sind Arten von sekundären Exterozeptoren.
Was ist der Unterschied zwischen Stab- und Zapfenzellen?
Stäbchenzellen vs. Zapfenzellen |
|
| Stäbchenzellen sind die Photorezeptoren, die für das Sehen bei schwachem Licht verantwortlich sind. | Zapfenzellen sind die Photorezeptoren, die für das Sehen bei hohen Lichtintensitäten verantwortlich sind. |
| Anzahl Fotopigmente | |
| Stäbchenzellen haben mehr Photopigmente. | Zapfenzellen haben weniger Photopigmente. |
| Verstärkung | |
| Stäbchenzellen zeigen mehr Amplifikation. | Zapfenzellen zeigen weniger Amplifikation. |
| Richtungsselektivität | |
| Stäbchenzellen zeigen keine Richtungsselektivität. | Kegelzellen zeigen Richtungsselektivität. |
| Empfindlichkeit | |
| Stäbchenzellen haben eine hohe Empfindlichkeit. | Zapfenzellen haben eine geringe Empfindlichkeit. |
| Konvergenter Netzhautweg | |
| Stäbchenzellen haben einen stark konvergierenden Netzhautweg. | Zapfenzellen haben einen weniger konvergenten Netzhautweg. |
| Antwort | |
| Stäbchenzellen zeigen eine langsame Reaktion. | Zapfenzellen reagieren schnell. |
| Sehschärfe | |
| Stäbchenzellen zeigen geringe Schärfe. | Zapfenzellen zeigen eine hohe Schärfe. |
| Pigmenttypen | |
| Stäbchenzellen haben nur eine Art von Pigmenten | Kegelzellen haben drei Arten von Pigmenten. |
| Sehpigmente | |
| Das Sehpigment in den Stäbchenzellen ist Rhodopsin. | Das Sehpigment in den Zapfenzellen ist Jodopsin. |
Zusammenfassung – Stäbchen vs. Zapfen
Die Photorezeptoren (Stäbchen- und Zapfenzellen) sind Zellen in der Netzhaut des Auges, die auf Licht reagieren. Das Unterscheidungsmerkmal dieser Zellen ist das Vorhandensein einer dicht gepackten Membran, die das Photopigment enthält; Rhodopsin oder verwandte Moleküle. Die dichte Packung in den Membranen dieser Photorezeptoren ist sehr wertvoll, um eine hohe Photopigmentdichte und -anzahl zu erreichen. Dadurch kann ein großer Teil der Lichtphotonen, die die Fotorezeptoren erreichen, absorbiert werden. Bei Wirbeltieren besteht die Netzhaut aus zwei Photorezeptoren (Stäbchen- und Zapfenzellen), die im äußeren Bereich gebildete Photopigmente tragen. Diese besondere Region besteht aus einer großen Anzahl von pfannkuchenartigen Scheiben. Die Stäbchenzellen können bei schwachem Licht (Scotopic) funktionieren. Andererseits sind die Zapfenzellen bei hochintensivem Licht (Photopik) aktiv. Dies ist der Unterschied zwischen Stab- und Zapfenzellen.
Laden Sie die PDF-Version von Rod vs Cone Cells herunter
Sie können die PDF-Version dieses Artikels herunterladen und gemäß Zitationshinweis für Offline-Zwecke verwenden. Bitte laden Sie die PDF-Version hier herunter. Unterschied zwischen Stab- und Kegelzellen
