Колбочки і палички відносяться до чутливих фоторецепторам, розташованим в сітківці ока. Вони перетворять світлове роздратування в нервове, тобто в цих рецепторах відбувається трансформація фотона світла в електричний імпульс. Далі ці імпульси надходять в центральні структури мозку по волокнам зорового нерва. Палички сприймають в основному світло в умовах низької видимості, можна сказати, що вони відповідають за нічне сприйняття. За рахунок роботи колб у людини є сприйняття кольорів і гострота зору. Тепер більш детально розглянемо кожну групу фоторецепторів.
паличковий апарат
Фоторецептори цього типу за формою нагадують циліндр, діаметр якого нерівномірний, але довжина по колу приблизно однакова. Довжина палочкового фоторецептора, яка становить 0,06 мм, в тридцять разів перевищує його діаметр (0,002 мм). У зв'язку з цим циліндр цей, скоріше, схожий саме на паличку. В очному яблуці людини в нормі налічується близько 115-120 мільйонів паличок.
У фоторецепторі цього типу можна виділити чотири сегменти:
- У зовнішньому сегменті є мембранні диски;
- Сполучний сегмент являє собою вію;
- Внутрішній сегмент містить в собі мітохондрії;
- Базальний сегмент є нервовим сплетінням.
Чутливість паличок дуже висока, тому енергії навіть одного фотона досить, щоб вони зробили електричний імпульс. Саме ця властивість дозволяє сприймати навколишні предмети в умовах низької освітленості. При цьому палички не можуть розрізняти кольори через те, що в їх структурі є всього один тип пігменту (родопсин). Цей пігмент по-іншому називають зоровим пурпуром. Він містить дві групи білкових молекул (опсин і хромофор), тому на кривій поглинання світлових хвиль також є два піки. Один з цих піків знаходиться в зоні (278 нм), в якій людина не може сприймати світло (ультрафіолет). Другий максимум знаходиться в районі 498 нм, тобто на кордоні синього і зеленого спектрів.
Відомо, що пігмент родопсин, який розташовується в паличках, реагує на світлові хвилі помітно повільніше, ніж йодопсин, що знаходиться в колбочках. У зв'язку з цим реакція паличок на динаміку світових потоків також повільніше і слабкіше, тобто в темряві людині складніше розрізнити рухомі предмети.
колбочковой апарат
Форма колбочкових фоторецепторів, як не складно здогадатися, нагадує лабораторні колби. Довжина її становить 0,05 мм, діаметр у вузькому місці - 0,001 мм, а в найширшому місці - в чотири рази більше. У сітківці очного яблука в нормі є приблизно сім мільйонів колбочок. Самі по собі колбочки менш сприйнятливі до світлових променів, ніж палички, тобто для їхнього порушення потрібно в десятки разів більше кількість фотонів. Однак, колбочковиє фоторецептори обробляють отриману інформацію набагато інтенсивніше, в зв'язку з чим їм простіше розрізнити будь-яку динаміку світлового потоку. Це дозволяє краще сприймати рухомі об'єкти, а також визначає високу гостроту зору людини.
У будові колбочки також є чотири елементи:
- Зовнішній сегмент, який складається їх мембранних дисків з йодопсин;
- Сполучний елемент, представлений перетяжкой;
- Внутрішній сегмент, до складу якого входять мітохондрії;
- Базальний сегмент, відповідальний за синаптическое з'єднання.
Колбочковиє фоторецептори можуть виконувати свої функції, так як в їх складі є йодопсин. Цей пігмент може бути різних типів, завдяки чому людина здатна розрізняти кольори. Два типу пігменту вже виділено з сітківки ока: ерітролаб, який особливо чутливий до хвиль з червоного спектра, і хлоролаб, що має високу чутливість до зелених хвилях світла. Третій тип пігменту, який повинен бути чутливий до синього світла, виділити до теперішнього часу не вдалося, але планується назвати його ціанолабом.
Ця теорія (трехкомпонентная) сприйняття кольору заснована на припущенні, що колбочковиє рецептори бувають трьох типів. Залежно від того, якої довжини світлові хвилі потрапляють на них, відбувається подальше формування колірного образу. Однак, крім трикомпонентної теорії, існує також і двокомпонентна нелінійна теорія. Відповідно до неї, в кожному колбочковой фоторецепторі є обидва типи пігменту (хлоролаб і ерітролаб), тобто цей рецептор може сприймати як зелений, так і червоний колір. Роль же ціанолаба грає вицвілий з паличок родопсин. На підтримку цієї гіпотези можна навести той факт, що люди з дальтонізм (трітанопсіей), у яких втрачено сприйняття кольорів в синьому спектрі, мають труднощі з сутінковим зором. Це свідчить про порушення роботи саме палочкового апарату.