شبكية بناء
تبدأ تطوير شبكية العين مع إنشاء حقول العين بوساطة البروتينات (SHH وSIX3)، مع تطور لاحق من الحويصلات البصرية التي تخضع لرقابة البروتينات (PAX6 وLHX2). وقد تجلى دور البروتين (Pax6) في التنمية العين بأناقة والتر جيرينج والزملاء، الذين أظهروا هذا التعبير خارج الرحم من البروتين (Pax6) يمكن أن يؤدي إلى تشكيل العين على ذبابة الفاكهة الهوائيات، وأجنحة، والساقين. تؤدي الحويصلة البصرية إلى ظهور ثلاثة تراكيب: الشبكية العصبية، وظهارة الشبكية المصطبغة، والساق البصري. تحتوي الشبكية العصبية على الخلايا السلفية للشبكية (RPCs) التي تؤدي إلى ظهور أنواع الخلايا السبعة في شبكية العين. يبدأ التمايز مع الخلايا العقدية الشبكية وينتهي بإنتاج الخلايا الدبقية مولر. على الرغم من أن كل نوع خلية يختلف عن الخلايا السلفية للشبكية بترتيب تسلسلي، إلا أن هناك تداخلًا كبيرًا في توقيت تمايز أنواع الخلايا الفردية. يتم ترميز الاشارات التي تحدد على الخلايا السلفية للشبكية مصير خلية ابنة أسر عامل النسخ متعددة بما في ذلك بروتينات (bHLH وhomeodomain) العوامل.
بالإضافة إلى توجيه تحديد مصير الخلية، توجد إشارات في شبكية العين لتحديد المحاور الظهرية البطنية (DV) والأنف الصدغي (NT). يتم إنشاء محور ظهري بطني بواسطة تدرج بطني إلى ظهري لـ بروتين (VAX2)، في حين يتم تنسيق محور الأنف الصدغي بالتعبير عن عوامل النسخ المتشعبة لبروتينات (FOXD1 وFOXG1). يتم تشكيل تدرجات إضافية داخل شبكية العين. قد يساعد هذا التوزيع المكاني في الاستهداف المناسب للمحاور التي تعمل على إنشاء خريطة شبكية العين.
يتم تقسيم شبكية العين إلى طبقات متميزة، كل منها يحتوي على أنواع خلايا معينة أو أجزاء خلوية لها عمليات أيض ذات متطلبات غذائية مختلفة. لتلبية هذه المتطلبات، يتشعب الشريان العيني ويغذي الشبكية عبر شبكتين أوعيتين متميزتين: الشبكة المشيمية، التي تزود الشبكية المشيمية والشبكية الخارجية، وشبكة الشبكية التي تزود الطبقة الداخلية للشبكية.
للوهلة الأولى، قد يعتقد المرء أن شبكية الفقاريات «موصلة بشكل خاطئ» أو «سيئة التصميم»؛ ولكن في الواقع، لا تستطيع الشبكية أن تعمل إذا لم تنقلب. يجب دمج طبقة المستقبلات الضوئية في الظهارة الصبغية للشبكية (ظهارة الشبكية الصبغية)، والتي تؤدي سبع وظائف حيوية على الأقل، من أكثرها وضوحًا توفير الأكسجين والعناصر الغذائية الضرورية الأخرى اللازمة لعمل المستقبلات الضوئية. تشمل هذه العناصر الغذائية الجلوكوز والأحماض الدهنية والشبكية. تستخدم عملية تضخيم المستقبلات الضوئية في الثدييات كميات كبيرة من الطاقة للرؤية في الظروف الضوئية (تتطلب أقل في ظل الظروف التصويرية)، وبالتالي، تتطلب إمدادات كبيرة من المغذيات التي توفرها الأوعية الدموية في المشيمية، والتي تقع خارج ظهارة الشبكية الصبغية. يوفر المشيمى حوالي 75% من هذه العناصر الغذائية للشبكية والأوعية الدموية للشبكية بنسبة 25% فقط.
عندما يضرب الضوء هندسة الرابطة المزدوجة المسماة بـ (11-cis-retinal) (في الأقراص الموجودة في القضبان والمخاريط)، تتغير (11-cis-retinal) إلى (all-trans-retinal) مما يؤدي بعد ذلك إلى حدوث تغييرات في أوبسنس. الآن، الأجزاء الخارجية لا تجدد الشبكية مرة أخرى، وبمجرد تغييرها بالضوء. وبدلاً من ذلك يتم ضخ الشبكية للخارج إلى الظهارة المحيطة حيث يتم تجديدها ونقلها مرة أخرى إلى الأجزاء الخارجية من المستقبلات الضوئية. تحمي وظيفة إعادة التدوير هذه لـ ظهارة الشبكية الصبغية المستقبلات الضوئية من أضرار الأكسدة الضوئية وتسمح لخلايا المستقبلات الضوئية بأن تكون لها حياة مفيدة تمتد لعقود.
شبكية عين الطيور خالية من الأوعية الدموية، ربما لإعطاء مرور غير محجوب للضوء لتكوين الصور، وبالتالي إعطاء دقة أفضل. لذلك، من وجهة النظر المدروسة أن شبكية عين الطائر تعتمد في التغذية وإمداد الأكسجين على عضو متخصص، يسمى «بكتين» أو عين البكتين، يقع على النقطة العمياء أو القرص البصري. هذا العضو غني جدًا بالأوعية الدموية ويعتقد أنه يوفر التغذية والأكسجين لشبكية العين عن طريق الانتشار عبر الجسم الزجاجي. البكتين غني جدًا بنشاط الفوسفاتيز القلوي والخلايا المستقطبة في جزء الجسر - كلاهما يتناسب مع دوره الإفرازي. تمتلئ خلايا البكتين بحبيبات الميلانين الداكنة، والتي تم افتراضها للحفاظ على دفء هذا العضو مع امتصاص الضوء الشارد المتساقط على البكتين. يعتبر هذا لتحسين معدل التمثيل الغذائي للبكتين، وبالتالي تصدير المزيد من الجزيئات المغذية لتلبية متطلبات الطاقة الصارمة لشبكية العين خلال فترات طويلة من التعرض للضوء.
من المعروف أن التشعبات والخصائص الفيزيائية الأخرى لشبكة الأوعية الدموية الداخلية في شبكية العين تختلف بين الأفراد، وقد استخدمت هذه الفروق الفردية لتحديد القياسات الحيوية والاكتشاف المبكر لظهور المرض. يعد رسم خرائط التشعبات الوعائية إحدى الخطوات الأساسية في تحديد الهوية باستخدام القياسات الحيوية. يمكن تقييم نتائج مثل هذه التحليلات لبنية الأوعية الدموية في شبكية العين مقابل بيانات الحقيقة الأساسية للتشعبات الوعائية لصور قاع الشبكية التي تم الحصول عليها من مجموعة بيانات درايف. بالإضافة إلى ذلك، تم أيضًا تحديد فئات السفن لمجموعة بيانات محرك الأقراص، كما تتوفر طريقة آلية لاستخراج هذه التشعبات بدقة. تظهر التغيرات في الدورة الدموية في شبكية العين مع تقدم العمر والتعرض لتلوث الهواء، وقد تشير إلى أمراض القلب والأوعية الدموية مثل ارتفاع ضغط الدم وتصلب الشرايين. إن تحديد العرض المكافئ للشرايين والأوردة بالقرب من القرص البصري هو أيضًا تقنية مستخدمة على نطاق واسع لتحديد مخاطر القلب والأوعية الدموية.