Các tế bào hình que là cơ quan thụ cảm ánh sáng của võng mạc chịu trách nhiệm về khả năng nhìn ban đêm đơn sắc nhạy cảm với ánh sáng và thị lực ngoại vi. Chính tập trung que nằm ngoài đốm vàng (fovea centralis) nằm ở trung tâm võng mạc, nơi tập trung chủ yếu với ba loại tế bào hình nón khác nhau cho màu sắc và tầm nhìn sắc nét vào ban ngày và khi chạng vạng sáng.
Que là gì?
Khoảng 110 triệu tế bào hình que trên võng mạc là cơ quan thụ cảm ánh sáng nhạy cảm hơn nhiều với các xung ánh sáng so với khoảng 6 triệu tế bào hình nón. Do đó, những chiếc que này có khả năng nhìn ban đêm (tầm nhìn xa) và tầm nhìn khi chạng vạng tối. Do chỉ có một loại que đặc biệt nhạy cảm với ánh sáng trong dải quang phổ màu xanh lục, nên thị giác trở nên đơn sắc dưới một độ sáng nhất định. Màu sắc khác nhau không còn được cảm nhận. Độ nhạy cao đối với ánh sáng một phần là do độ tương phản. Bởi vì có đến 20 que báo cáo các xung ánh sáng giống nhau hạch thông qua các tế bào lưỡng cực, trung tâm thị giác trong não không còn có thể xác định vị trí xung động ánh sáng chính xác như với các tế bào hình nón, chúng thường được kết nối với các hạch “của chúng” theo tỷ lệ 1: 1. Mặc dù nguyên tắc chuyển đổi xung ánh sáng thành tín hiệu thần kinh điện về nguyên tắc gần như giống nhau đối với tế bào hình que và tế bào hình nón, nhưng các thông điệp từ hình que nhanh hơn đáng kể so với các thông điệp từ hình nón vì có ít kết nối trung gian hơn. Kết quả là, que cực kỳ nhạy cảm không chỉ với ánh sáng mà còn với các vật thể chuyển động trong trường thị giác ngoại vi.
Giải phẫu và cấu trúc
Cấu trúc của que tương tự như cấu trúc của tế bào hình nón, nhưng hình que mảnh mai hơn và sử dụng rhodopsin làm sắc tố thị giác, có độ nhạy cao nhất trong phạm vi màu xanh lam-xanh lục là 498 nanomet. Tế bào hình que bao gồm thân tế bào, khớp thần kinh, đoạn trong, nối cilium và đoạn ngoài. Phân đoạn bên trong cung cấp sự trao đổi chất của tế bào và bằng hàng nghìn mitochondria trong hạt nhân, sự chuyển hoá năng lượng, trong khi đoạn ngoài là nơi diễn ra quá trình chuyển đổi xung ánh sáng thành tín hiệu thần kinh điện, dẫn truyền tín hiệu thị giác. Phần bên ngoài chứa hơn 1,000 cái gọi là đĩa, trong đó lưu trữ sắc tố thị giác rhodopsin. Các đĩa đệm đã phát triển từ sự xâm nhập màng trước đây đã tách ra khỏi màng ngoài trong quá trình tiến hóa. Ngược lại, sự xâm nhập của màng ở các đoạn bên ngoài của tế bào hình nón vẫn có thể nhận biết được vì chúng vẫn là một phần của màng. Cilium kết nối ngoài biên, bao gồm các vi ống không phân chia (đa giác 9 cạnh), phục vụ cho việc ổn định cơ học kết nối giữa các phân đoạn bên trong và bên ngoài và vận chuyển vật chất giữa hai phân đoạn.
Chức năng và Nhiệm vụ
Chức năng chính của các que là chuyển đổi các xung ánh sáng (yếu) thành các xung thần kinh điện. Quá trình này bao gồm một tầng truyền tín hiệu phức tạp và xảy ra chủ yếu ở phân đoạn bên ngoài. Giai đoạn đầu tiên bao gồm phản ứng của sắc tố thị giác rhodopsin, bao gồm opsin và carotenoid 11-cis-retinal. Sau khi tiếp xúc với ánh sáng, đồng phân 11-cis-retinal đồng phân hóa thành đồng phân all-trans và tách ra khỏi rhodopsin một lần nữa. Không giống như sự kích hoạt của các tế bào thần kinh khác, chúng thường được kích thích để giải phóng dẫn truyền thần kinh bằng cách khử cực ngắn từ -65 mV đến +10 đến +30 mV, điều này hoạt động ngược lại trong cơ quan thụ cảm ánh sáng; các khớp thần kinh, được tích điện âm ở khoảng -40 mV, được siêu phân cực trong thời gian ngắn đến -65 mV, khiến chúng giảm hoặc ngừng phóng thích trong thời gian ngắn glutamate, chất dẫn truyền thần kinh cụ thể của chúng. Do đó, việc tạo ra xung thần kinh tương ứng xảy ra không phải bằng cách giải phóng một dẫn truyền thần kinh, nhưng bằng cách giảm phát hành của nó. Nếu không có ánh sáng chiếu vào các thụ thể (vị trí nghỉ ngơi), glutamate liên tục được phát hành tại khớp thần kinh của các tế bào cảm quang. Điều này có ưu điểm là các hạch ở hạ lưu có thể thay đổi kích thích thần kinh dần dần theo sức mạnh của tỷ lệ ánh sáng, tức là tạo ra một loại tín hiệu tương tự cho phép các trung tâm thị giác không chỉ chỉ định các điểm sáng theo không gian mà còn xác định độ sáng của chúng. Đặc tính của các thanh để phản ứng cực kỳ nhạy bén với các đối tượng trong trường thị giác ngoại vi di chuyển so với môi trường xung quanh chúng ban đầu phục vụ cho việc bảo vệ của chúng ta. Kẻ thù hoặc động vật săn mồi tiếp cận từ bên cạnh đã được phát hiện sớm. Ngày nay, khả năng này của que đóng một vai trò trong hàng không trực quan bằng cách nhận thấy sớm các đối tượng tiếp cận bên và bắt đầu các động tác né tránh.
Bệnh
Rối loạn chức năng thanh có thể nhận thấy rõ nhất là suy giảm thị lực ban đêm. Đêm có thể đảo ngược trên diện rộng mù quà tặng với nguồn cung không đủ vitamin A vì không đủ sắc tố thị giác rhodopsin sau đó có thể lắng đọng tại các đĩa ở đoạn ngoài của thanh. Các triệu chứng rối loạn chức năng của các thanh cũng có thể được nhận biết bằng độ nhạy tăng lên đối với ánh sáng chói, ví dụ như do giao thông đang tới. Ngoại trừ thiếu vitamin A và tổn thương thần kinh do chấn thương não chấn thương (SHT), u não hoặc các chấn thương khác, rối loạn chức năng thanh hầu hết là do khiếm khuyết về gen. Đây thường là những khiếm khuyết di truyền dẫn loạn dưỡng võng mạc ở nhiều dạng khác nhau và gây ra sự phá hủy dần dần các thụ thể ánh sáng trong võng mạc. Viêm võng mạc sắc tố là một chứng loạn dưỡng võng mạc tiến triển từ ngoài vào trong. Điều này có nghĩa là các thanh bị ảnh hưởng đầu tiên và là đêm điển hình mù và độ nhạy cảm với ánh sáng chói phát triển mặc dù tầm nhìn ban ngày (vẫn) không bị suy giảm về độ sắc nét và tầm nhìn màu sắc. Các bệnh loạn dưỡng võng mạc khác, chẳng hạn như loạn dưỡng hình nón (ZSD), tiến triển từ trong ra ngoài, do đó các tế bào hình nón bị ảnh hưởng trước và các tế bào hình que sau đó.
