Tế bào que (Rod cells) là một trong hai loại tế bào cảm thụ ánh sáng chính trong võng mạc, cùng với tế bào nón. Chúng đóng vai trò thiết yếu trong thị giác, đặc biệt là khả năng nhìn trong điều kiện ánh sáng yếu.

Dưới đây là thông tin chi tiết về tế bào que:

1. Đặc điểm:

• Số lượng: Khoảng 90-120 triệu tế bào que trong võng mạc người, nhiều hơn đáng kể so với tế bào nón (khoảng 4-5 triệu).
• Hình dạng:
  • Tên gọi "tế bào que" xuất phát từ hình dạng thon dài, giống hình que của phần ngoài (outer segment).
  • Phần ngoài chứa các đĩa màng (membrane discs) xếp chồng lên nhau, nơi chứa sắc tố thị giác rhodopsin.
  • Phần trong (inner segment) chứa nhân, các bào quan như ty thể, bộ Golgi, lưới nội chất.
  • Phần cuối là vùng synapse, nơi tế bào que tiếp xúc với các tế bào thần kinh khác trong võng mạc (tế bào lưỡng cực, tế bào ngang).
• Vị trí:
  • Phân bố chủ yếu ở vùng ngoại vi của võng mạc.
  • Không có ở vùng trung tâm võng mạc, nơi tập trung nhiều tế bào nón nhất (fovea centralis).
• Độ nhạy sáng:
  • Rất nhạy cảm với ánh sáng, có thể phát hiện được chỉ một photon ánh sáng.
  • Chịu trách nhiệm cho thị giác scotopic (scotopic vision), tức là khả năng nhìn trong điều kiện ánh sáng yếu, chạng vạng.
• Sắc tố thị giác:
  • Chứa rhodopsin, một loại sắc tố thị giác nhạy cảm với ánh sáng có bước sóng khoảng 500 nm (xanh lục).
  • Rhodopsin gồm hai thành phần:
    • Opsin: Một loại protein xuyên màng.
    • Retinal: Dẫn xuất của vitamin A, đóng vai trò là nhóm ngoại (prosthetic group) của opsin.
• Không phân biệt màu sắc: Tế bào que không có khả năng phân biệt màu sắc vì chỉ chứa một loại sắc tố thị giác duy nhất (rhodopsin). Chúng chỉ cảm nhận được sự khác biệt về cường độ ánh sáng, tạo ra hình ảnh đen trắng.
• Độ phân giải thấp: Do nhiều tế bào que hội tụ về một tế bào thần kinh (tế bào hạch) nên độ phân giải của tế bào que thấp hơn so với tế bào nón. Điều này có nghĩa là chúng ta không thể nhìn rõ chi tiết trong điều kiện ánh sáng yếu.

2. Cơ chế hoạt động (Quá trình quang dẫn truyền - Phototransduction):

Khi ánh sáng chiếu vào võng mạc, quá trình quang dẫn truyền xảy ra trong tế bào que theo các bước sau:

1. Hấp thụ ánh sáng: Retinal (dạng 11-cis-retinal) trong rhodopsin hấp thụ photon ánh sáng và chuyển thành dạng đồng phân all-trans-retinal.
2. Thay đổi cấu hình: Sự thay đổi cấu hình của retinal dẫn đến sự thay đổi cấu hình của opsin, kích hoạt rhodopsin.
3. Hoạt hóa transducin: Rhodopsin đã hoạt hóa sẽ hoạt hóa một loại protein G gọi là transducin.
4. Hoạt hóa phosphodiesterase (PDE): Transducin sau đó hoạt hóa enzyme phosphodiesterase (PDE).
5. Giảm nồng độ cGMP: PDE thủy phân cyclic guanosine monophosphate (cGMP) thành GMP, làm giảm nồng độ cGMP trong bào tương của tế bào que.
6. Đóng kênh cation: Khi nồng độ cGMP giảm, các kênh cation (chủ yếu là kênh Na+) phụ thuộc cGMP trên màng tế bào que đóng lại.
7. Ưu phân cực (Hyperpolarization): Việc đóng kênh cation làm giảm dòng ion dương (chủ yếu là Na+) đi vào tế bào, dẫn đến sự ưu phân cực của màng tế bào que.
8. Giảm giải phóng chất dẫn truyền thần kinh: Sự ưu phân cực làm giảm lượng chất dẫn truyền thần kinh glutamate được giải phóng từ vùng synapse của tế bào que.