Belangrijk verschil - Staaf versus kegelcellen
De fotoreceptoren zijn cellen in het netvlies van het oog die reageren op het licht. Het onderscheidende kenmerk van deze cellen is de aanwezigheid van een dicht opeengepakt membraan dat het fotopigment bevat dat bekend staat als rodopsine of verwante moleculen. De fotopigmenten hebben een vergelijkbare structuur. Alle fotopigmenten bestaan uit een eiwit dat opsine wordt genoemd en een klein aangehecht molecuul dat bekend staat als een chromofoor. De chromofoor absorbeert het deel van het licht door een mechanisme dat de verandering in zijn configuratie met zich meebrengt. De strakke pakking in de membranen van deze fotoreceptoren is zeer waardevol om een hoge fotopigmentdichtheid te bereiken. Hierdoor kan het grote deel van de lichtfotonen die de fotoreceptoren bereiken worden geabsorbeerd. Bij gewervelde dieren bestaat het netvlies uit twee fotoreceptoren (staaf- en kegelcellen) die in hun buitenste gebied fotopigment dragen. Dit specifieke gebied bestaat uit een groot aantal pannenkoekachtige schijven. In staafcellen zijn de schijven gesloten, maar in de kegelcellen zijn de schijven gedeeltelijk open voor de omringende vloeistoffen. Bij ongewervelde dieren is de structuur van de fotoreceptoren heel anders. Het fotopigment werd geboren in een regelmatig gerangschikte structuur die microvilli wordt genoemd, vingerachtige uitsteeksels met een diameter van ongeveer 0,1 µm. Deze fotoreceptorstructuur bij ongewervelde dieren staat bekend als rhabdom. De fotopigmenten zijn minder dicht opeengepakt in het rhabdom dan in de schijven van gewervelde dieren. Het belangrijkste verschil tussen staaf- en kegelcellen is dat de staafcellen verantwoordelijk zijn voor het zicht bij weinig licht (scotopisch zicht), terwijl de kegelcellen actief zijn bij hogere lichtniveaus (fotopisch zicht).
Wat zijn staafcellen?
Staafcellen zijn de fotoreceptoren in het oog die kunnen functioneren bij het licht van lage intensiteit dan de andere fotoreceptor van het oog die "kegelcellen" worden genoemd. De staafjes zijn meestal geconcentreerd aan de buitenranden van het netvlies en zijn verantwoordelijk voor het perifere zicht. Er wordt geschat dat er ongeveer 90 miljoen staafcellen in het menselijk netvlies worden aangetroffen. De staafcellen blijken gevoeliger te zijn dan de kegelcellen en bijna volledig verantwoordelijk voor het nachtzicht. De staafcellen hebben slechts een klein aandeel in het kleurenzien. Dit is de reden waarom kleuren minder goed zichtbaar zijn in het donker. De staafcellen zijn iets langer en magerder dan de kegelcellen in structuur. De opsin-bevattende schijven worden gezien aan het einde van de cel die is bevestigd aan het retinale pigmentepitheel dat op zijn beurt aan de sclera is bevestigd. De staafcellen (100 miljoen) komen vaker voor dan kegelcellen (7 miljoen).
De staven hebben drie segmenten; buitenste segment, binnenste segment en synaptische segment. Het synaptische segment vormt de synapsen met een ander neuron (bipolaire cel of horizontale cel). De binnenste en buitenste segmenten zijn verbonden door een cilium. De organellen zoals de kern kunnen worden waargenomen in het binnenste segment. Het buitenste segment bevat de lichtabsorberende materialen.
Figuur 01: Staafcellen en kegelcellen
Bij gewervelde dieren staat de activering van de fotoreceptorcel bekend als hyperpolarisatie van de cel, wat ertoe leidt dat de staafcel zijn neurotransmitter niet verzendt, wat daarna leidt naar de bipolaire cellen bij de afgifte van hun neurotransmitter bij de bipolaire ganglion synaps om de synaps te prikkelen. Het is dus een cascadereactie die daarin plaatsvindt. Activering van een enkele eenheid lichtgevoelig pigment kan aanleiding geven tot de grotere reactie in de cel. Zo kunnen de staafcellen een grotere respons op een kleinere hoeveelheid licht veroorzaken. Vitamine A-tekort veroorzaakt een lage hoeveelheid pigment die de staafcellen nodig hebben. Dit wordt gediagnosticeerd als nachtblindheid.
Wat zijn kegelcellen?
De kegelcel is een van de fotoreceptoren in het menselijke netvlies die het beste functioneert bij fel licht en kleurwaarneming mogelijk maakt. Het kleurenzien is gebaseerd op het vermogen van de hersenen om de kleuren te construeren bij ontvangst van zenuwsignalen van de drie soorten kegeltjes (L-lang, S-kort en M-medium), elk gevoelig voor een ander bereik van het visuele spectrum van licht. Dit wordt bepaald door de drie soorten fotopsinen die aanwezig zijn in de drie verschillende kegelcellen. Sommige gewervelde dieren kunnen de vier soorten kegelcellen hebben die hen het tetrachromatische zicht geven. Een gedeeltelijk of volledig verlies van het kegelsysteem kan kleurenblindheid veroorzaken. De kegelcellen zijn korter dan de staafcellen. Maar ze zijn breder en taps toelopend. Ze zijn 40-50 µm lang en 0.5 µm-4 µm in diameter. Ze zijn meestal dicht opeengepakt, in het midden van het oog (fovea). De S-kegels zijn willekeurig geplaatst en hebben een lagere frequentie dan de andere kegels (M en L) in het oog.
Figuur 02: Kegelcel
De kegels bestaan ook uit drie segmenten (buitenste segmenten, binnenste segmenten en synaptisch segment). Het binnenste segment bestaat uit de kern en enkele mitochondriën. Het synaptische segment vormt de synaps met een bipolaire cel. Binnenste en buitenste segmenten zijn verbonden door een cilium. Het kanker-retinoblastoom is te wijten aan het defect van één gen dat RB1 wordt genoemd in kegelcellen van het netvlies. Deze situatie doet zich voor in de vroege kinderjaren. Dit specifieke gen regelt de signa altransductie en de normale voortgang van de celcyclus.
Wat zijn de overeenkomsten tussen staaf- en kegelcellen?
- Beide worden gevonden in het netvlies van het oog.
- Beide zijn fotoreceptoren.
- Beide bevatten visuele pigmenten.
- Beide zijn typen secundaire exteroceptoren.
Wat is het verschil tussen staaf- en kegelcellen?
Staafcellen versus kegelcellen |
|
| Staafcellen zijn de fotoreceptoren die verantwoordelijk zijn voor het zicht bij weinig licht. | Kegelcellen zijn de fotoreceptoren die verantwoordelijk zijn voor het zicht bij hoge lichtintensiteiten. |
| Aantal fotopigmenten | |
| Staafcellen hebben meer fotopigmenten. | Kegelcellen hebben minder fotopigmenten. |
| Versterking | |
| Staafcellen tonen meer versterking. | Kegelcellen vertonen minder versterking. |
| Directioneel Selectiviteit | |
| Staafcellen vertonen geen directionele selectiviteit. | Kegelcellen vertonen directionele selectiviteit. |
| Gevoeligheid | |
| Staafcellen hebben een hoge gevoeligheid. | Kegelcellen hebben een lage gevoeligheid. |
| Convergente retinale route | |
| Staafcellen hebben een hoge convergente retinale baan. | Kegelcellen hebben een minder convergerende retinale baan. |
| Reactie | |
| Staafcellen reageren traag. | Kegelcellen reageren snel. |
| Scherpte | |
| Staafcellen vertonen een lage scherpte. | Kegelcellen vertonen een hoge scherpte. |
| Pigmenttypes | |
| Staafcellen hebben maar één type pigment | Kegelcellen hebben drie soorten pigmenten. |
| Visuele pigmenten | |
| Het visuele pigment in de staafcellen is Rhodopsine. | Het visuele pigment in de kegelcellen is jodopsine. |
Samenvatting – Staaf versus kegelcellen
De fotoreceptoren (staaf- en kegelcellen) zijn cellen in het netvlies van het oog die reageren op het licht. Het onderscheidende kenmerk van deze cellen is de aanwezigheid van een dicht opeengepakt membraan dat het fotopigment bevat; rodopsine of verwante moleculen. De strakke pakking in de membranen van deze fotoreceptoren is zeer waardevol om een hoge hoeveelheid fotopigmentdichtheid en aantal te bereiken. Hierdoor kan een groot deel van de lichtfotonen die de fotoreceptoren bereiken worden geabsorbeerd. Bij gewervelde dieren bestaat het netvlies uit twee fotoreceptoren (staaf- en kegelcellen) die fotopigment dragen dat in het buitenste gebied is gevormd. Dit specifieke gebied bestaat uit een groot aantal pannenkoekachtige schijven. De staafcellen kunnen functioneren bij licht met een lage intensiteit (Scotopisch). Aan de andere kant zijn de kegelcellen actief bij licht met hoge intensiteit (Photopic). Dit is het verschil tussen staaf- en kegelcellen.
Download de PDF-versie van Rod vs Cone Cells
U kunt de PDF-versie van dit artikel downloaden en gebruiken voor offline doeleinden volgens de citatienota. Download hier de PDF-versie. Verschil tussen staaf- en kegelcellen
