Differenza chiave: celle a bastoncino e a cono
I fotorecettori sono cellule nella retina dell'occhio che rispondono alla luce. La caratteristica distintiva di queste cellule è la presenza di una membrana compatta che contiene il fotopigmento noto come rodopsina o molecole correlate. I fotopigmenti hanno una struttura simile. Tutti i fotopigmenti sono costituiti da una proteina chiamata opsina e da una piccola molecola attaccata nota come cromoforo. Il cromoforo assorbe la porzione di luce attraverso un meccanismo che comporta il cambiamento della sua configurazione. L'imballaggio stretto nelle membrane di questi fotorecettori è estremamente prezioso per ottenere un'elevata densità di fotopigment. Ciò consente di assorbire la grande porzione di fotoni luminosi che raggiungono i fotorecettori. Nei vertebrati, la retina è costituita da due fotorecettori (cellule coniche e bastoncelli) che portano il fotopigmento nella loro regione esterna. Questa particolare regione è composta da un gran numero di dischi simili a frittelle. Nelle celle a bastoncello, i dischi sono chiusi, ma nelle celle a cono i dischi sono parzialmente aperti ai fluidi circostanti. Negli invertebrati, la struttura dei fotorecettori è molto diversa. Il fotopigmento è nato in una struttura disposta regolarmente chiamata microvilli, proiezioni simili a dita con un diametro di circa 0,1 µm. Questa struttura dei fotorecettori negli invertebrati è nota come rabdom. I fotopigmenti sono meno densamente imballati nel rabdom che nei dischi dei vertebrati. La differenza fondamentale tra le cellule dei bastoncelli e dei coni è che le cellule dei bastoncelli sono responsabili della visione a bassi livelli di luce (visione scotopica) mentre le cellule dei coni sono attive a livelli di luce più elevati (visione fotopica).
Cosa sono i bastoncelli?
I bastoncelli sono i fotorecettori nell'occhio che possono funzionare con la luce a bassa intensità rispetto agli altri fotorecettori dell'occhio chiamati "cellule coniche". I bastoncelli sono solitamente concentrati ai bordi esterni della retina e sono responsabili della visione periferica. Si stima che nella retina umana si trovino circa 90 milioni di bastoncelli. Le cellule dei bastoncelli risultano essere più sensibili delle cellule dei coni e quasi interamente responsabili della visione notturna. Le cellule dei bastoncelli hanno solo una piccola parte nella visione dei colori. Questo è il motivo per cui i colori sono meno evidenti nell'oscurità. Le cellule dei bastoncelli sono leggermente più lunghe e più snelle delle cellule del cono nella struttura. I dischi contenenti opsina si vedono all'estremità della cellula attaccata all'epitelio pigmentato retinico che a sua volta è attaccato alla sclera. Le cellule dei bastoncelli (100 milioni) sono più comuni delle cellule dei coni (7 milioni).
Le canne hanno tre segmenti; segmento esterno, segmento interno e segmento sinaptico. Il segmento sinaptico forma le sinapsi con un altro neurone (cellula bipolare o cellula orizzontale). I segmenti interno ed esterno sono collegati da un ciglio. Gli organelli come il nucleo possono essere osservati nel segmento interno. Il segmento esterno contiene i materiali che assorbono la luce.
Figura 01: celle a bastoncello e celle a cono
Nei vertebrati, l'attivazione della cellula fotorecettrice è nota come iperpolarizzazione della cellula, che porta al bastoncello per non inviare il suo neurotrasmettitore, che porta poi alle cellule bipolari nel rilascio del loro neurotrasmettitore al bipolare sinapsi gangliari per eccitare la sinapsi. Quindi, è una reazione a cascata che ha luogo in questo. L'attivazione di una singola unità di pigmento fotosensibile può dare origine alla reazione più ampia nella cellula. Pertanto, le cellule dei bastoncelli possono innescare una risposta più ampia a una quantità minore di luce. La carenza di vitamina A causa una bassa quantità di pigmento necessaria alle cellule dei bastoncelli. Viene diagnosticata come cecità notturna.
Cosa sono le cellule coniche?
La cellula conica è uno dei fotorecettori presenti nella retina umana che funziona meglio in condizioni di luce intensa e consente la visione dei colori. La visione dei colori si basa sulla capacità del cervello di costruire i colori dopo aver ricevuto segnali nervosi dai tre tipi di coni (L-lungo, S-corto e M-medio), ciascuno sensibile a un diverso intervallo dello spettro visivo della luce. Ciò è determinato dai tre tipi di fotopsine presenti nelle tre diverse cellule coniche. Alcuni vertebrati possono avere i quattro tipi di cellule coniche che danno loro la visione tetracromatica. Una perdita parziale o completa del sistema del cono può causare d altonismo. Le cellule del cono sono più corte delle cellule dei bastoncelli. Ma sono più larghi e affusolati. Sono lunghi 40-50 µm e 0.5µm-4µm di diametro. Sono per lo più fitti, al centro dell'occhio (fovea). I coni S sono posizionati casualmente e hanno una frequenza minore rispetto agli altri coni (M e L) nell'occhio.
Figura 02: Cella conica
I coni sono anche costituiti da tre segmenti (segmenti esterni, segmenti interni e segmento sinaptico). Il segmento interno è costituito dal nucleo e da pochi mitocondri. Il segmento sinaptico forma la sinapsi con una cellula bipolare. I segmenti interno ed esterno sono collegati attraverso un cilium. Il retinoblastoma tumorale è dovuto al difetto di un gene chiamato RB1 nei coni della retina. Questa situazione si presenta nella prima infanzia. Questo particolare gene controlla la trasduzione del segnale e la normale progressione del ciclo cellulare.
Quali sono le somiglianze tra le cellule bastoncelli e coniche?
- Entrambi si trovano nella retina dell'occhio.
- Entrambi sono fotorecettori.
- Entrambi contengono pigmenti visivi.
- Entrambi sono tipi di esterocettori secondari.
Qual è la differenza tra le celle a bastoncello e quelle a cono?
Cellule a bastoncello vs celle a cono |
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| I bastoncelli sono i fotorecettori responsabili della visione a bassi livelli di luce. | Le cellule coniche sono i fotorecettori responsabili della visione ai livelli di luce ad alta intensità. |
| Numero di fotopigmenti | |
| I bastoncelli hanno più fotopigmenti. | Le cellule coniche hanno meno fotopigmenti. |
| Amplificazione | |
| I bastoncelli mostrano una maggiore amplificazione. | Le celle a cono mostrano una minore amplificazione. |
| Selettività direzionale | |
| I bastoncelli non mostrano selettività direzionale. | Le celle a cono mostrano selettività direzionale. |
| Sensibilità | |
| I bastoncelli hanno un'elevata sensibilità. | Le celle a cono hanno una bassa sensibilità. |
| Via retinica convergente | |
| I bastoncelli hanno un percorso retinico ad alta convergenza. | Le cellule coniche hanno un percorso retinico meno convergente. |
| Risposta | |
| I bastoncelli mostrano una risposta lenta. | Le celle a cono mostrano una risposta rapida. |
| Acuità | |
| I bastoncelli mostrano una bassa acuità. | Le cellule del cono mostrano un'acuità elevata. |
| Tipi di pigmenti | |
| I bastoncelli hanno un solo tipo di pigmenti | Le cellule coniche hanno tre tipi di pigmenti. |
| Pigmenti visivi | |
| Il pigmento visivo nei bastoncelli è la rodopsina. | Il pigmento visivo nelle cellule del cono è la iodopsina. |
Riepilogo – Bastoncini contro coni
I fotorecettori (cellule coniche e bastoncelli) sono cellule nella retina dell'occhio che rispondono alla luce. La caratteristica distintiva di queste cellule è la presenza di una membrana compatta che contiene il fotopigmento; rodopsina o molecole correlate. L'imballaggio stretto nelle membrane di questi fotorecettori è estremamente prezioso per ottenere un'elevata quantità di densità e numero di fotopigmenti. Ciò consente di assorbire una grande porzione di fotoni luminosi che raggiungono i fotorecettori. Nei vertebrati, la retina è costituita da due fotorecettori (bastone e cono) che portano il fotopigmento costituito nella regione esterna. Questa particolare regione è composta da un gran numero di dischi simili a frittelle. Le cellule dei bastoncelli possono funzionare con luce a bassa intensità (scotopica). D' altra parte, le cellule del cono sono attive alla luce ad alta intensità (Photopic). Questa è la differenza tra le celle a bastoncello e quelle a cono.
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