پاسخ سلول دو قطبی on-center به نور چیست

سلول‌های دوقطبی ON-center یکی از اجزای کلیدی پردازش اولیه اطلاعات بینایی در شبکیه هستند و به افزایش شدت نور در مرکز میدان گیرنده خود با دپلاریزاسیون پاسخ می‌دهند. این پاسخ نتیجه یک وارونگی علامت (sign inversion) در سیناپس بین فتورسپتور و سلول دوقطبی ON است.

پاسخ سلول دوقطبی ON-center به نور

زمانی که نور به مرکز میدان گیرنده تابیده می‌شود:

1. فتورسپتور (Rod یا Cone) هیپرپلاریزه می‌شود.

2. آزادسازی گلوتامات از پایانه سیناپسی فتورسپتور کاهش می‌یابد.

3. سلول دوقطبی ON که دارای گیرنده‌های متابوتروپیک mGluR6 است، این کاهش گلوتامات را دریافت می‌کند.

4. کاهش تحریک mGluR6 باعث بسته شدن مسیر مهاری داخل‌سلولی می‌شود.

5. کانال‌های کاتیونی TRPM1 باز می‌شوند.

6. ورود کاتیون‌ها افزایش یافته و سلول دوقطبی ON دپلاریزه می‌شود.

بنابراین:

نور در مرکز میدان گیرنده ← دپلاریزاسیون سلول دوقطبی ON-center

مکانیسم مولکولی

در تاریکی، فتورسپتورها به‌طور تونیک گلوتامات ترشح می‌کنند. در سلول‌های ON:

• گلوتامات به گیرنده متابوتروپیک mGluR6 متصل می‌شود،

• مسیر G-protein فعال می‌شود،

• کانال‌های TRPM1 بسته می‌شوند،

• و سلول در وضعیت نسبتاً هیپرپلاریزه باقی می‌ماند.

اما در حضور نور:

• آزادسازی گلوتامات کاهش می‌یابد،

• مهار mGluR6 برداشته می‌شود،

• کانال‌های TRPM1 باز می‌شوند،

• و دپلاریزاسیون رخ می‌دهد.

به همین دلیل سیناپس فتورسپتور-ON bipolar یک سیناپس معکوس‌کننده (sign-inverting synapse) محسوب می‌شود.

سازمان Center-Surround

سلول ON-center دارای سازمان میدان گیرنده آنتاگونیستی است:

• نور در مرکز ← دپلاریزاسیون

• نور در محیط (Surround) ← هیپرپلاریزاسیون

این ویژگی عمدتاً به‌واسطه سلول‌های افقی (Horizontal cells) ایجاد می‌شود و نقش مهمی در:

• افزایش کنتراست،

• تشخیص لبه‌ها،

• و پردازش فضایی تصویر

دارد.

اهمیت عملکردی

سلول‌های ON-center مسئول تشخیص:

• افزایش روشنایی،

• ظهور اجسام روشن،

• و تغییرات مثبت شدت نور

هستند و همراه با مسیر OFF پایه پردازش موازی اطلاعات بینایی را تشکیل می‌دهند.

جمع‌بندی

سلول دوقطبی ON-center در پاسخ به تابش نور به مرکز میدان گیرنده خود دپلاریزه می‌شود. نور موجب هیپرپلاریزاسیون فتورسپتور و کاهش آزادسازی گلوتامات می‌گردد. از آنجا که سلول‌های ON دارای گیرنده متابوتروپیک mGluR6 هستند، کاهش گلوتامات سبب باز شدن کانال‌های TRPM1 و دپلاریزاسیون سلول می‌شود. بنابراین، سیناپس بین فتورسپتور و سلول دوقطبی ON یک سیناپس sign-inverting محسوب می‌شود که مبنای پردازش افزایش شدت نور در شبکیه است.