9 Zrak I Zrak I2 Světlo Zrak I3 ✓ Elektromagnetické vlnění o vlnové délce cca. 400 – 700 nm https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f1/EM_spectrum.svg Míchání barev Zrak I4 http://www.indiana.edu/~jkmedia/classes/images/colormodes.jpg Fotoreceptivní orgán Zrak I5 ✓Detekce světla ✓Vytváření obrazu Detekce světla Zrak I6 • Cirkadiální aktivita – Všechny prokaryontní i eukaryontní organismy – Cyklus den/noc je nejvlivnější a nejstabilnější biorytmus – Osciluje s periodou cca. 24 hodin i při absenci zevních stimulů – Synchronizovány vlivem vnějších podmínek • Sezónní aktivita https://www.pointsdevue.com/article/good-blue-and-chronobiology-light-and-non-visual-functions Detekce světla Zrak I7 • Cirkadiální aktivita – Všechny prokaryontní i eukaryontní organismy – Cyklus den/noc je nejvlivnější a nejstabilnější biorytmus – Osciluje s periodou cca. 24 hodin i při absenci zevních stimulů – Synchronizovány vlivem vnějších podmínek • Sezónní aktivita https://www.pointsdevue.com/article/good-blue-and-chronobiology-light-and-non-visual-functions Detekce světla Zrak I8 • Cirkadiální aktivita – Všechny prokaryontní i eukaryontní organismy – Cyklus den/noc je nejvlivnější a nejstabilnější biorytmus – Osciluje s periodou cca. 24 hodin i při absenci zevních stimulů – Synchronizovány vlivem vnějších podmínek • Sezónní aktivita https://www.pointsdevue.com/article/good-blue-and-chronobiology-light-and-non-visual-functions Cirkadiální aktivita Zrak I9 https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/30/Biological_clock_human.svg/2000px-Biological_clock_human.svg.png Biologické hodiny Zrak I10 • Buněčná úroveň – Expresní vzorce (cyklická exprese vzájemně propojených proteinů) • Periferní exprese Clock proteinu • Tkáňová úroveň – Periferní oscilátory – Nadledviny, plíce, játra, pankreas, kůže – Využívají různé informace • Centrální pacemaker – Hypothalamus (nucleus suprachiasmaticus) • Centrální exprese Clock proteinu • Informace ze sítnice (specializované gangliové buňky) – synchronizace centrálního pacemakeru ➢ Epifýza – melatonin ➢ Autonomní nervový systém - nadledviny – kortizol Biologické hodiny Zrak I11 • Buněčná úroveň – Expresní vzorce (cyklická exprese vzájemně propojených proteinů) • Periferní exprese Clock proteinu • Tkáňová úroveň – Periferní oscilátory – Nadledviny, plíce, játra, pankreas, kůže – Využívají různé informace • Centrální pacemaker – Hypothalamus (nucleus suprachiasmaticus) • Centrální exprese Clock proteinu • Informace ze sítnice (specializované gangliové buňky) – synchronizace centrálního pacemakeru ➢ Epifýza – melatonin ➢ Autonomní nervový systém - nadledviny – kortizol Biologické hodiny Zrak I12 • Buněčná úroveň – Expresní vzorce (cyklická exprese vzájemně propojených proteinů) • Periferní exprese Clock proteinu • Tkáňová úroveň – Periferní oscilátory – Nadledviny, plíce, játra, pankreas, kůže – Využívají různé informace • Centrální pacemaker – Hypothalamus (nucleus suprachiasmaticus) • Centrální exprese Clock proteinu • Informace ze sítnice (specializované gangliové buňky) – synchronizace centrálního pacemakeru ➢ Epifýza – melatonin ➢ Autonomní nervový systém - nadledviny – kortizol Biologické hodiny Zrak I13 • Buněčná úroveň – Expresní vzorce (cyklická exprese vzájemně propojených proteinů) • Periferní exprese Clock proteinu • Tkáňová úroveň – Periferní oscilátory – Nadledviny, plíce, játra, pankreas, kůže – Využívají různé informace • Centrální pacemaker – Hypothalamus (nucleus suprachiasmaticus) • Centrální exprese Clock proteinu • Informace ze sítnice (specializované gangliové buňky) – synchronizace centrálního pacemakeru ➢ Epifýza – melatonin ➢ Autonomní nervový systém - nadledviny – kortizol http://slideplayer.com/slide/7013288/ Synchronizace centrálního pacemakeru Vision I14 Wahl S, Engelhardt M, Schaupp P, Lappe C, Ivanov IV. The inner clock-Blue light sets the human rhythm. J Biophotonics. 2019; e201900102. (1% of ganglion cells) Vytváření obrazu Zrak I15 https://www.fotoskoda.cz/images/manufacturers/camera_obscura.png Vytváření obrazu Zrak I16 https://www.fotoskoda.cz/images/manufacturers/camera_obscura.png http://de.academic.ru/pictures/meyers/large/030717c.jpg Vytváření obrazu Zrak I17 http://www.slideshare.net/CsillaEgri/presentations Vytváření obrazu Zrak I18 ✓ Informace o tvaru ✓ Informace o barvě ✓ Informace o umístění ✓ Informace o pohybu ➢ Interpretace obrazu http://www.slideshare.net/CsillaEgri/presentations Vytváření obrazu Zrak I19 http://www.slideshare.net/drpsdeb/presentations Zrak I20 http://www.slideshare.net/drpsdeb/presentations Fotopigment tyčinek Zrak I21 Rhodopsin • Opsin – G – protein • Retinal – Aldehyd retinolu (vit. A) http://www.slideshare.net/CsillaEgri/presentations Fotopigment čípků Zrak I 22 • 3 typy čípků - 3 typy fotopigmentu – Modrý (420nm) – Zelený (530nm) – Červený (560nm) • Výsledný barevný vjem je dán poměrem aktivity jednotlivých typů čípků – Př. oranžová (580nm) • Modrá: 0% • Zelená: 42% • Červená:99% Rod http://www.slideshare.net/CsillaEgri/presentations Fotopigment čípků Zrak I 23 • 3 typy čípků - 3 typy fotopigmentu – Modrý (420nm) – Zelený (530nm) – Červený (560nm) • Výsledný barevný vjem je dán poměrem aktivity jednotlivých typů čípků – Př. oranžová (580nm) • Modrá: 0% • Zelená: 42% • Červená:99% Rod http://www.slideshare.net/CsillaEgri/presentations Fotorecepce Zrak I 24 • Fotoreceptory ve tmě kontinuálně vylučují excitační neurotransmiter (glutamát) • Účinkem světla se membrána hyperpolarizuje, což vede ke snížení vylučování glutamátu http://www.slideshare.net/drpsdeb/presentations Fototransdukce - tma Zrak I 25 • Guanylátcykláza – cGMP • cGMP-gateed Na+ kanály – Na+ influx • Napěťové Ca2+ kanály – Uvolnění glutamátu • Udržení rovnováhy – K+ eflux – Na+/K+ pumpa • Klidový membránový potenciál – 40mV http://www.slideshare.net/drpsdeb/presentations Fototransdukce - světlo Zrak I 26 • Interakce fotonu s fotopigmentem • Izomerizace subjednotek fotopigmentu • Kaskáda reakcí jejíž výsledkem je aktivace cGMP fosfodiesterázy – Snížení hladiny cGMP • Deaktivace cGMP gated Na+ kanálů • K+ eflux pokračuje • Hyperpolarizace membrány – Deaktivace napěťových Ca2+ kanálů – Snížení vylučování glutamátu http://www.slideshare.net/drpsdeb/presentations Adaptace na světlo a na tmu Zrak I 27 • Optická adaptace – Fotoreakce zornic • Adaptace fotoreceptoru – Ca2+ inhibuje guanylátcyklázu – cGMP gated Na+ kanály…. – Tma • Vyšší hladiny Ca2+ → snížení cGMP → Membrána více hyperpolarizovaná → „vyšší senzitivita“ – Světlo • Nižší hladiny Ca2+ → zvýšení cGMP → membrána více depolarizovaná → „nižší senzitivita“ http://www.slidesare.net/drpsdeb/presentations 77. Základy fyziologie zraku - vnímání světla vs. vnímání obrazu, cirkadiální rytmy Zrak I28 • Základní charakteritika světla • Detekce světla (DS) vs. vytváření obrazu (VO) • DS – téměř všechny živé organismy - jedna z nejstarších funkcí - synchronizace cirkadiální aktivity • IF - Funkční přehled anatomie oka (camera obscura s čočkou…) • Circadiální rytmy • Definice + význam • Biologické hodiny (buněčná, tkáňová úroveň, centrální pacemaker) • Přehled cirkadiální aktivity u člověka (“aktivní” hodiny, hodiny “odpočinku”, fyziologické změny, související hormonální oscilace…) 78. Základy fyziologie zraku – funkce tyčinek a čípků, on/off receptivní pole, nervus opticus vs. tractus opticus Zrak I29 • Funkce tyčinek a čípků • Characteristika a srovnání • Mechanismus fotodransdukce a adaptace • Stručný přehled organizace sítnice (sítnice zpracovává receptorový potenciál - analogový, akční potenciál je generován v gangliových buňkách) • Organizace receptivního pole • On/off receptivní pole • Magnocelulární systém (ČB) • Parvocelulární systém (Barva) • Nervus opticus vs. tractus opticus • Projekc z tractus opticus (hlavní mozková centra zapojena do zpracování zrakové informace)