Cellule conique - Cone cell
| Cellules coniques | |
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 Spectres de réactivité normalisés des cônes humains de types S, M et L
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| Des détails | |
| Emplacement | Rétine des mammifères |
| Fonction | Vision des couleurs |
| Identifiants | |
| Engrener | D017949 |
| Identifiant NeuroLex | sao1103104164 |
| E | H3.11.08.3.01046 |
| FMA | 67748 |
| Termes anatomiques de la neuroanatomie | |
Les cellules coniques , ou cônes , sont des cellules photoréceptrices dans la rétine des yeux des vertébrés, y compris l' œil humain . Ils réagissent différemment à la lumière de différentes longueurs d'onde et sont donc responsables de la vision des couleurs et fonctionnent mieux dans une lumière relativement vive, par opposition aux cellules en bâtonnets , qui fonctionnent mieux dans la pénombre. Les cellules coniques sont densément emballées dans la fovea centralis , une zone sans tige de 0,3 mm de diamètre avec des cônes très minces et densément emballés qui diminuent rapidement en nombre vers la périphérie de la rétine. A l'inverse, ils sont absents de la papille optique , contribuant à l' angle mort . Il y a environ six à sept millions de cônes dans un œil humain et sont principalement concentrés vers la macula .
Les cônes sont moins sensibles à la lumière que les bâtonnets de la rétine (qui soutiennent la vision à des niveaux de faible luminosité), mais permettent la perception de la couleur. Ils sont également capables de percevoir des détails plus fins et des changements d'images plus rapides car leurs temps de réponse aux stimuli sont plus rapides que ceux des bâtonnets. Les cônes sont normalement l'un des trois types, chacun avec un pigment différent , à savoir : les cônes S, les cônes M et les cônes L. Chaque cône est donc sensible aux longueurs d'onde visibles de la lumière qui correspondent à la lumière de courte longueur d'onde, de moyenne longueur d'onde et de longue longueur d'onde. Parce que les humains ont généralement trois types de cônes avec des photopsines différentes , qui ont des courbes de réponse différentes et réagissent ainsi aux variations de couleur de différentes manières, les humains ont une vision trichromatique . Être daltonien peut changer cela, et il y a eu des rapports vérifiés de personnes avec quatre types de cônes ou plus, leur donnant une vision tétrachromatique . Il a été démontré que les trois pigments responsables de la détection de la lumière varient dans leur composition chimique exacte en raison d' une mutation génétique ; différents individus auront des cônes avec une sensibilité de couleur différente.
Structure
Les types
Les humains ont normalement trois types de cônes. Le premier répond le plus à la lumière des longueurs d'onde plus longues , culminant à environ 560 nm . Ce type est parfois désigné L pendant longtemps ; la majorité des cônes humains sont de type long. Le deuxième type le plus courant répond le plus à la lumière de longueur d'onde moyenne, culminant à 530 nm, et est abrégé M pour moyen, constituant environ un tiers des cônes de l'œil humain. Le troisième type répond le plus à la lumière de courte longueur d'onde, culminant à 420 nm, et est désigné S pour court et ceux-ci ne représentent qu'environ 2% des cônes de la rétine humaine. Les trois types ont des longueurs d'onde maximales dans la plage de 564 à 580 nm, 534 à 545 nm et 420 à 440 nm, respectivement, selon l'individu. Une telle différence est causée par les différentes opsines qu'ils transportent, OPN1LW , OPN1MW , OPN1SW , respectivement. L' espace colorimétrique CIE 1931 est un modèle souvent utilisé des sensibilités spectrales des trois cellules d'un humain moyen.
Bien qu'il ait été découvert qu'il existe un type mixte de cellules bipolaires qui se lient à la fois aux cellules à bâtonnets et aux cellules coniques, les cellules bipolaires reçoivent toujours principalement leur contribution des cellules coniques.
D'autres animaux peuvent avoir un nombre différent de types de cônes, voir Vision des couleurs .
Forme et disposition
Les cellules coniques sont un peu plus courtes que les bâtonnets, mais plus larges et effilées, et sont beaucoup moins nombreuses que les bâtonnets dans la plupart des parties de la rétine, mais sont beaucoup plus nombreuses que les bâtonnets dans la fovéa . Structurellement, les cellules coniques ont une forme conique à une extrémité où un pigment filtre la lumière entrante, leur donnant leurs différentes courbes de réponse. Ils mesurent généralement de 40 à 50 µm de long et leur diamètre varie de 0,5 à 4,0 µm, étant les plus petits et les plus compacts au centre de l'œil au niveau de la fovéa . L'espacement des cônes S est légèrement plus grand que les autres.
Le photoblanchiment peut être utilisé pour déterminer la disposition des cônes. Cela se fait en exposant la rétine adaptée à l'obscurité à une certaine longueur d'onde de lumière qui paralyse le type particulier de cône sensible à cette longueur d'onde pendant jusqu'à trente minutes d'être capable de s'adapter à l'obscurité la faisant apparaître blanche contrairement au gris adapté à l'obscurité. cônes lorsqu'une photo de la rétine est prise. Les résultats montrent que les cônes S sont placés au hasard et apparaissent beaucoup moins fréquemment que les cônes M et L. Le rapport des cônes M et L varie considérablement entre les différentes personnes ayant une vision régulière (par exemple des valeurs de 75,8 % L avec 20,0 % M contre 50,6 % L avec 44,2 % M chez deux sujets masculins).
Comme les bâtonnets, chaque cellule conique a une terminaison synaptique, un segment interne et un segment externe ainsi qu'un noyau interne et diverses mitochondries . Le terminal synaptique forme une synapse avec un neurone tel qu'une cellule bipolaire . Les segments interne et externe sont reliés par un cil . Le segment interne contient des organites et le noyau de la cellule , tandis que le segment externe, qui est pointé vers l'arrière de l'œil, contient les matériaux absorbant la lumière.
Contrairement aux bâtonnets, les segments externes des cônes ont des invaginations de leurs membranes cellulaires qui créent des empilements de disques membraneux. Les photopigments existent sous forme de protéines transmembranaires à l' intérieur de ces disques, qui fournissent plus de surface pour que la lumière affecte les pigments. Dans les cônes, ces disques sont attachés à la membrane externe, alors qu'ils sont pincés et existent séparément dans des tiges. Ni les bâtonnets ni les cônes ne se divisent, mais leurs disques membraneux s'usent et s'usent à l'extrémité du segment externe, pour être consommés et recyclés par les cellules phagocytaires .
Fonction
La différence dans les signaux reçus des trois types de cônes permet au cerveau de percevoir une gamme continue de couleurs, à travers le processus adverse de vision des couleurs . (Les bâtonnets ont un pic de sensibilité à 498 nm, à peu près à mi-chemin entre les pics de sensibilité des cônes S et M.)
Tous les récepteurs contiennent la protéine photopsine , avec des variations dans sa conformation provoquant des différences dans les longueurs d'onde optimales absorbées.
La couleur jaune, par exemple, est perçue lorsque les cônes L sont stimulés légèrement plus que les cônes M, et la couleur rouge est perçue lorsque les cônes L sont stimulés significativement plus que les cônes M. De même, les teintes bleues et violettes sont perçues lorsque le récepteur S est davantage stimulé. Les cônes S sont les plus sensibles à la lumière à des longueurs d'onde d'environ 420 nm. Cependant, le cristallin et la cornée de l'œil humain absorbent de plus en plus les longueurs d'onde plus courtes, ce qui définit la limite de longueur d'onde courte de la lumière visible par l'homme à environ 380 nm, qui est donc appelée lumière « ultraviolette ». Les personnes atteintes d' aphakie , une condition où l'œil n'a pas de lentille, signalent parfois la capacité de voir dans la gamme ultraviolette. À des niveaux de lumière modérés à brillants où fonctionnent les cônes, l'œil est plus sensible à la lumière vert jaunâtre que les autres couleurs car cela stimule les deux plus courants (M et L) des trois types de cônes presque également. À des niveaux de lumière inférieurs, où seules les cellules en bâtonnets fonctionnent, la sensibilité est la plus élevée à une longueur d'onde bleu-vert.
Les cônes ont également tendance à posséder une acuité visuelle significativement élevée car chaque cellule de cône a une seule connexion avec le nerf optique, par conséquent, les cônes ont plus de facilité à dire que deux stimuli sont isolés. Une connectivité séparée est établie dans la couche plexiforme interne de sorte que chaque connexion soit parallèle.
La réponse des cellules coniques à la lumière est également directionnellement non uniforme, culminant dans une direction qui reçoit la lumière du centre de la pupille ; cet effet est connu sous le nom d' effet Stiles-Crawford .
Il est possible que les cônes S jouent un rôle dans la régulation du système circadien et la sécrétion de mélatonine mais ce rôle n'est pas encore clair. La contribution exacte de l'activation du cône S à la régulation circadienne n'est pas claire, mais tout rôle potentiel serait secondaire au rôle mieux établi de la mélanopsine .
Image rémanente de couleur
La sensibilité à une stimulation prolongée a tendance à diminuer avec le temps, conduisant à une adaptation neuronale . Un effet intéressant se produit lorsque vous regardez une couleur particulière pendant environ une minute. Une telle action conduit à un épuisement des cellules coniques qui répondent à cette couleur, ce qui entraîne l' image rémanente . Cette séquelle de couleur vive peut durer une minute ou plus.
Signification clinique
L'une des maladies liées aux cellules coniques présentes dans la rétine est le rétinoblastome . Le rétinoblastome est un cancer rare de la rétine, causé par la mutation des deux copies des gènes du rétinoblastome (RB1). La plupart des cas de rétinoblastome surviennent pendant la petite enfance. Un ou les deux yeux peuvent être touchés. La protéine codée par RB1 régule une voie de transduction du signal tout en contrôlant normalement la progression du cycle cellulaire. Le rétinoblastome semble provenir de cellules précurseurs de cônes présentes dans la rétine qui consistent en des réseaux de signalisation naturels qui restreignent la mort cellulaire et favorisent la survie cellulaire après avoir perdu le RB1, ou avoir les deux copies RB1 mutées. Il a été découvert que TRβ2 qui est un facteur de transcription spécifiquement affilié aux cônes est essentiel pour une reproduction et une existence rapides de la cellule de rétinoblastome. Un médicament qui peut être utile dans le traitement de cette maladie est le gène MDM2 (murin double minute 2). Des études Knockdown ont montré que le gène MDM2 inhibe l'apoptose induite par l'ARF dans les cellules de rétinoblastome et que MDM2 est nécessaire à la survie des cellules coniques. On ne sait pas à ce stade pourquoi le rétinoblastome chez l'homme est sensible à l'inactivation de RB1.
La pupille peut apparaître blanche ou avoir des taches blanches. Une lueur blanche dans l'œil est souvent observée sur les photographies prises avec un flash, au lieu de "l'œil rouge" typique du flash, et la pupille peut apparaître blanche ou déformée. D'autres symptômes peuvent inclure des yeux croisés, une vision double, des yeux qui ne s'alignent pas, des douleurs et des rougeurs oculaires, une mauvaise vision ou des couleurs d'iris différentes dans chaque œil. Si le cancer s'est propagé, des douleurs osseuses et d'autres symptômes peuvent survenir.