یاخته مخروطی

انواع

بطور معمول انسان سه نوع مخروطی دارد. اولین آن‌ها بیشتر به نور با طول موج بلند (long-wavelength) با طول تقریبی ۵۶۰ نانومتر واکنش نشان می‌دهد؛ از حرف L برای نمایش آن
استفاده می‌شود. دومین آن‌ها بیشتر به نور با طول موج متوسط (medium-wavelength) با طول تقریبی ۵۳۰ نانومتر واکنش نشان می‌دهد؛ از حرف اختصار M برای نمایش آن استفاده می‌شود. سومین آن‌ها بیشتر به نور با طول موج کوتاه (short-wavelength) با طول تقریبی ۴۲۰ نانومتر واکنش نشان می‌دهد؛ از حرف S برای نمایش آن استفاده می‌شود. هر سه نوع به ترتیب طول موج‌های تقریبی بین ۵۶۴ تا ۵۸۰ نانومتر، ۵۳۴ تا ۵۴۵ نانومتر و ۴۲۰ تا ۴۴۰ نانومتر دارند.
با وجودی که نوعی ترکیبی از سلول‌های دوقطبی کشف شده‌است که به هر دو سلول میله ای و مخروطی متصل است، سلول‌های دوقطبی غالباً ورودی خود را از سلول‌های مخروطی دریافت می‌کنند.

شکل و ترتیب

سلول‌های مخروطی از سلول‌های میله ای کمی کوتاهتراند، اما عریضتر و باریکتر بوده و در بیشتر نقاط شبکیه بسیار کمتر از سلول‌های میله ای می‌باشند. اما تعداد میله ای‌ها در گودة (fovea) بیشتر است. ساختاراً، سلول‌های مخروطی، ظاهری شبیه به مخروط در انتهایی که رنگدانه نور ورودی را فیلتر می‌کند دارند که به آن‌ها منحنی‌های واکنش متفاوتی می‌دهد. طول معمول آن‌ها بین ۴۰ تا ۵۰ میکرومتر است و قطرشان از ۰٫۵ تا ۴٫۰ میکرومتر متغیر است که همین امر سبب شده که کوچکترین و فشرده‌ترین بسته‌های مرکز چشم در گودة
(fovea) باشند. فاصله مخروط S کمی بزرگتر از بقیه است.
عکسبرداری (Photobleaching) را می‌توان برای شناسایی ترتیب مخروطی‌ها بکار برد. این امر با آشکارسازی بخش سازگار با تاریکی شبکیه روی یک طول موج مشخص از روشنایی انجام می‌شود که بخش مشخصی از مخروطی را که به آن طول موج حساس است به مدت ۳۰ دقیقه از قابلیت سازگاری با تاریکی بیحس می‌کند که این عمل زمانی که عکس‌برداری از شبکیه صورت می‌گیرد باعث پدیداری آن به رنگ سفید در تضاد با مخروطی‌های سازگار با تاریکی خاکستری می‌شود. نتایج حاکی از آن هستند که مخروطی‌های S به صورت اتفاقی قرار گرفته‌اند و کمتر به کرار مخروطی‌های M و L ظاهر می‌شوند. نسبت مخروطی‌های M و L بین افراد با دید عادی و نرمال به‌طور عظیمی متنوع اند (به عنوان مثال مقادیر % L 75.8 با % M 20.0 در برابر مقادیر % L 50.6 و % M 44.2 در دو مورد مذکر).
همانند میله ای‌ها، هر سلول مخروطی یک ترمینال سیناپسی، که یک بخش داخلی است، یک بخش بیرونی بعلاوه هسته داخلی و میتوکندری‌های مختلف دارد. ترمینال سیناپسی یک سیناپس با نورون را همانند یک سلول دوقطبی شکل می‌دهد. بخش‌های داخلی و بیرونی توسط یک سیلیوم (cilium) بهم متصل‌اند. بخش داخلی شامل اندام‌ها و سلول‌های هسته است و بخش بیرونی – که به جهت پشت چشم اشاره می‌کند – شامل مواد جذب روشنایی می‌باشد.
برخلاف میله ای‌ها، بخش‌های بیرونی مخروطی‌ها در هم گیرکردگی غشاء سلولیشان را دارند که توده دیسک‌های غشایی را ایجاد می‌کنند. Photopigment-ها به عنوان پروتئین‌های ترانس مغناطیسی درون دیسک‌ها وجود دارند که سطح منطقه بیشتری را برای نور فراهم می‌کنند تا روی رنگدانه‌ها تأثیر بگذارند. در مخروطی‌ها، این دیسک‌ها به غشاء بیرونی وصل اند درحالیکه در میله ای‌ها خارج از غشاء و مجزا می‌باشند. نه میله ای‌ها و نه مخروطی‌ها جدا نمی‌شوند، اما دیسک‌های غشاییشان، در انتهای بخش بیرونی فرسوده و سابیده می‌شود تا توسط سلول‌های فاگوسیتیک (phagocytic) مصرف و بازیافت شوند.

عملکرد

تفاوت سیگنال‌های دریافتی از سه نوع مخروطی به مغز اجازه می‌دهد تا توسط پروسه مخالف دید رنگی یک بازه پیوسته از رنگ‌ها را درک کند. (سلول‌های میله ای سطح حساسیت ۴۹۸ نانومتر دارند که به سختی به نصف سطح حساسیت مخروطی‌های S و M می‌رسد) تمامی گیرده‌ها شامل پروتئین فوتوشاپ می‌شوند که با تغییرات در ترکیباتشان سبب تفاوت‌های طول موج‌های بهینه جذب شده می‌شوند. به عنوان نمونه رنگ زرد، زمانی درک می‌شود که مخروطی‌های L کمی بیشتر از مخروطی‌های M تحریک شوند، و رنگ قرمز زمانی درک می‌شود که مخروطی‌های L به‌طور قابل ملاحظه ای بیشتر از مخروطی‌های M تحریک شوند. به‌طور مشابهی، رنگ‌های آبی و بنفش زمانی درک می‌شوند که گیرنده‌های S بیشتر تحریک شوند. مخروطی‌ها بیشتر به نور طول موج‌هایی در محدوده ۴۲۰ نانومتر حساس‌اند. با این حال، لنز و قرنیه چشم انسان به‌طور فزاینده ای جذب طول موج‌های کوتاهتر می‌شود و این امر حد طول موج کوتاه نور قابل رویت انسان را تقریباً به ۲۸۰ نانومتر می‌رساند که بنابراین نور فرابنفش نامیده می‌شود. افراد با آهکیا (aphakia)، شرایطی که چشم فاقد لنز است، بعضاً گزارشی مبنی بر قابلیت دیدن درون بازه فرابنفش را می‌دهند. به‌طور متوسط برای سطوح نور روشن که مخروطی‌ها عمل می‌کنند، چشم بیشتر به نور سبز مایل به زرد حساستر از بقیه رنگ‌هاست زیرا این نور دو نوع مخروطی متداول (M و L) از سه مخروطی را تقریباً به‌طور برابر تحریک می‌کند. در سطوح پایینتر نور، که تنها سلول‌های میله ای عمل می‌کنند، حساسیت در طول موج سبز مایل به آبی بیشتر است. همچنین مخروطی‌ها مایل به داشتن دید شدیداً عالی هستند زیرا هر مخروطی ارتباط مستقل خود را با اعصاب چشم دارد و بنابراین مخروطی‌ها زمان ملایمتری دارند که نشان دهنده جدایی دو محرک است. اتصال مجزا در لایه شبکیه داخلی بنا شده‌است و بنابراین هر اتصال موازی و برابر است.
همچنین واکنش سلول‌های مخروطی به نور با بالا رفتن در جهتی که نور را از مرکز مردمک چشم دریافت می‌کند غیر یکنواخت است؛ این تأثیر، اثر Stiles-Crawford نام دارد.

رنگ بعد از تصویر

حساسیت تحریک طولانی مدت طی زمان کاهش می‌یابد و به سمت انطباق عصبی می‌رود. یک اثر جالب زمانی که به رنگ مشخص به مدت یک دقیقه یا بیشتر خیره شوید پدیدار می‌شود. این عمل به خستگی سلول‌های مخروطی به رنگ حاصل از بعد از تصویر ختم می‌شود.

اهمیت بالینی

یکی از بیماری‌های مرتبط با سلول‌های مخروطی شبکیه، رتینوبلاستوما است. رتینوبلاستوما یک سرطان نادر در شبکیه است که توسط جهش هر دو کپی ژن‌های رتینوبلاستوما به وجود می‌آید (RB1). اغلب موارد رتینوبلاستوما در سنین نخست کودکی پدیدار می‌شوند. یک یا هر دوی چشم‌ها ممکن است دچار این بیماری شوند. پروتئین کدگذاری شده توسط ،RB1 به‌طور عادی یک مسیر انتقال را حین کنترل فرایند چرخه سلولی تنظیم می‌کند. بنظر رتینوبلاستوما از سلول‌های پیشرو مخروطی حاضر در شبکیه که شامل شبکه سیگنال‌های عصبی است که مرگ سلول را محدود می‌کند و بقای سلول را پس از از دست دادن RB1 ترفیع می‌کند یا هر دو کپی RB1 را جهش می‌دهد، سرچشمه می‌گیرد. مشخص شده‌است که TRβ۲، عامل رونویسی که به‌طور خاصی به مخروطی‌ها وابسته است، برای بازسازی سریع و وجود سلول رتینوبلاستوما ضروری است. دارویی که می‌تواند برای درمان این بیماری مفید باشد ژن murine double minute 2) MDM2) است. مطالعات مجزا نشان می‌دهند که ژن ،MDM2 آپوپتوز القا شده ARF در سلول‌های رتینوبلاستوما را خفه می‌کند و اینکه MDM2 برای بقای سلول‌های مخروطی ضروری است. در حال حاضر مشخص نیست که چرا در انسان رتینوبلاستوما به غیرفعال کردن RB1 حساس است. ممکن است مردمک سفید شود یا نقاط سفید داشته باشد. سفیدی درخشان بجای قرمزی چشم معمول، در عکس‌ها اغلب زمانی که عکس با فلش گرفته شود دیده می‌شود و مردمک سفید یا ناهموار ظاهر می‌شود. علائم دیگر می‌تواند شامل چشم‌های منقطع، دید دوگانه، چشمهایی که تراز نمی‌شوند، تیری یا قرمزی چشم، دید ضعیف یا تنوع رنگ عنبیه
در هر چشم باشد. اگر سرطان گسترش یابد ممکن است درد استخوان و دیگر علائم پدیدار شوند.