Zmysł wzroku.

Za odbieranie fal świetlnych i ich przekształcanie na wrażenie zmysłowe odpowiedzialny jest narząd odbiorczy, czyli oko, oraz drogi i ośrodki łączące oko z polem wzrokowym kory mózgu. Oko zawiera receptory, czyli pręciki i czopki, oraz drogi dla impulsów nerwowych w samej siatkówce.

Budowa oka

Oko:

Ściany gałki ocznej mają budowę trójwarstwową:

1. Warstwa zewnętrzna zbudowana jest z tkanki łącznej, która tworzy błonę włóknistą. Ochrania ona gałkę oczną od zewnątrz i nadaje jej odpowiednią sztywność. Dzieli się na:

- twardówkę - białą, nieprzeźroczystą, sztywną błonę otaczającą tylną, większą część gałki ocznej

- rogówkę - znajdującą się w przedniej części gałki ocznej, ma wypukły kształt, jest delikatniejsza i przeźroczysta.

Zewnętrzna powierzchnia rogówki oraz wewnętrzna powierzchnia powieki wyścielone są spojówką - cienką, przeźroczystą błoną ochraniającą oko.

2. Warstwa środkowa utworzona przez błonę naczyniową. Składa się ona z:

- naczyniówki - stanowiącej tylną, większą część błony i składającej się z licznych naczyń krwionośnych odżywiających gałkę oczną

- tęczówki - stanowiącej przednią części błony, zbudowanej z mięśni gładkich. Reguluje ilość światła wpadającego do oka. Tęczówka zawiera barwnik decydujący o kolorze oczu. Pośrodku tęczówki znajduje się otwór - źrenica.

- ciałka rzęskowego, które łączy naczyniówkę z tęczówką. Zbudowane jest z mięśni gładkich, podtrzymuje soczewkę i zmienia jej krzywiznę, umożliwiając dostosowanie ostrości widzenia do odległości oglądanego przedmiotu (akomodacja oka).

3. Warstwa wewnętrzna - siatkówka - delikatna błona, znajdująca się tylko w środkowej i tylnej części gałki ocznej. Zbudowana jest ze światłoczułych komórek:

- pręcików - są bardzo czułymi receptorami reagującymi już na niewielkie ilości światła. Umożliwiają widzenie przy minimalnym oświetleniu, np. w nocy. Nie reagują na barwy, stąd przy braku światła nie rozróżniamy kolorów. Pręciki występują w bardzo dużej ilości, głównie na obrzeżach siatkówki. Pod wpływem fal świetlnych zawarta w pręcikach rodopsyna, czyli czerwień wzrokowa, zamienia się na lumirodopsynę, a następnie na meta rodopsynę, która rozpada się na retinen i białko (skotopsynę). Po odłączeniu się retinenu od skotopsyny ta ostatnia wyzwala impuls nerwowy. Następnie retinen łączy się ponownie za skotopsyną tworząc rodopsynę. Część retinenu jest zredukowana przez dehydrogenazę do witaminy A1, która również wraz ze skotopsyną resyntetuzje się do rodopsyny. Obraz odbierany za pomocą pręcików nie jest ostry, ponieważ jeden akson komórki nerwowej zwojowej siatkówki, biegnący w nerwie wzrokowym, przewodzi impulsy nerwowe wywołane pobudzeniem od 10 do 100 pręcików.

- czopki - są mniej wrażliwe na światło, odpowiadają za powstawanie ostrych obrazów i rozróżnianie kolorów. Wyróżnia się trzy rodzaje czopków reagujących na różną długość fal świetlnych i tym samym odpowiedzialnych za widzenie różnych barw: niebieskiej, zielonej i czerwonej. Widzenie innych kolorów jest możliwe dzięki odpowiedniej kombinacji pobudzeń różnych czopków. Równomierne pobudzenie wszystkich czopków odbierane jest jako barwa biała. Czopki występują w znacznie mniejszej ilości niż pręciki i są skupione w centralnej części siatkówki. Poszczególne czopki przekazują pobudzenie do mózgu zazwyczaj za pośrednictwem jednego włókna nerwowego biegnącego w nerwie wzrokowym. Odnosi się to zwłaszcza do czopków znajdujących się w dołku środkowym. Największa ostrość widzenia uzyskiwana jest przy padaniu obrazów na okolicę dołka środkowego siatkówki.

Pomiędzy naczyniówką a warstwą pręcików i czopków znajduje się warstwa barwnikowa, która pochłania promienie świetlne wpadające do gałki ocznej oraz zapobiega ich odbiciu i rozproszeniu. Brak barwnika lub jego niedobór powoduje rozpraszanie się promieni wewnątrz gałki i zacieranie konturów. Poprawę ostrości wzroku można uzyskać nosząc ciemne okulary.

Na terenie siatkówki na uwagę zasługują dwa punkty:

- plamka żółta, znajdująca się naprzeciwko źrenicy, jest miejscem największego skupienia czopków i jednocześnie miejscem najostrzejszego widzenia

- plamka ślepa, jest miejscem, w którym nie ma ani czopków ani pręcików. W miejscu tym odchodzi nerw wzrokowy powstający z pojedynczych wypustek neuronów odbierających impulsy z fotoreceptorów.

Wnętrze gałki ocznej składa się z dwóch komór:

- komory przedniej, znajdującej się pomiędzy rogówką a soczewką, wypełnionej wodnistą cieczą

- komory tylnej, znajdującej się pomiędzy soczewką a tylną ścianą oka, wypełnionej galaretowatą substancją, zwaną ciałkiem szklistym.

Wszystkie elementy oka, przez które przechodzą promienie świetlne są przezroczyste.

Do gałki ocznej przyczepionych jest 6 mięśni galki unerwionej przez nerw okoruchowy III, nerw bloczkowy IV i nerw odwodzący VI.

Funkcjonowanie oka

Człowiek odbiera fale świetlne w granicach od około 400 do 700 nm. Promienie świetlne docierające do oka przechodzą kolejno przez:

- rogówkę, gdzie ulegają załamaniu,

- przednią komorę oka i znajdującą się na jej końcu źrenicę,

- soczewkę, gdzie ulegają skupieniu,

- ciałko szkliste.

Ostatecznie docierają do siatkówki, tworząc na niej obraz obiektu rzeczywisty, odwrócony i pomniejszony.

W obrębie siatkówki dochodzi do pobudzenia właściwych fotoreceptorów: pręcików i czopków. Komórki te zawierają rodopsynę (purpurę wzrokową), składającą się z białka - opsyny i retinalu (pochodna witaminy A) w formie cis. Pod wpływem światła forma cis przekształca się w formę trans, co prowadzi do rozpadu cząsteczki i wygenerowania impulsu nerwowego.

Po pewnym czasie rodopsyna zostaje odtworzona. Proces ten zachodzi w ciemności. Źródłem retinalu w formie cis jest jego forma trans oraz witamina A (retinol).

Powstały sygnał zostaje przekazany neuronami czuciowymi przez nerw wzrokowy do mózgu, do ośrodka wzroku znajdującego się w płacie potylicznym kory mózgowej. Tam obraz poddany zostaje analizie i syntezie, co umożliwia jego prawidłową interpretację. „Obróbka” otrzymanego obrazu polega na:

- odwróceniu go do właściwej pozycji (na siatkówkę pada „do góry nogami”)

- porównaniu obrazów otrzymanych z lewego i prawego oka i utworzeniu na tej podstawie wizerunku przestrzennego (stereoskopowe widzenie)

- uzupełnieniu brakujących elementów obrazu, np. wypełnienie obszaru widzenia, który padł na ślepą plamkę.

Regulacja widzenia:

1. Adaptacja oka do intensywności oświetlenia

Ilość wpadającego do oka światła jest regulowana dzięki skurczom mięśni tęczówki, co powoduje rozszerzanie się i zwężanie źrenicy. Mechanizm ten umożliwia widzenie zarówno w ostrym świetle (zwężona źrenica), jak i przy niewielkiej jego ilości (rozszerzona źrenica).

2. Akomodacja oka

Dzięki skurczom mięśni ciałka rzęskowego możliwa jest zmiana krzywizny soczewki, a tym samym zmiana jej ogniskowej. Pozwala to widzieć ostro przedmioty znajdujące się w różnej odległości.

Zdolność do zmiany wypukłości soczewki umożliwiająca ostre widzenie przedmiotów znajdujących się w różnych odległościach nazywana jest akomodacją oka.

Punkt dali jest to taka odległość obserwowanego obiektu, powyżej której oko jest rozluźnione i nie męczy się. Przeciętnie wynosi około 6 m. W miarę przybliżania się obiektu mięśnie rzęskowe napinają się, a soczewka staje się coraz bardziej wypukła. Punkt bliży to taka odległość obserwowanego obiektu, przy której soczewka jest maksymalnie wypukła. Przedmioty oglądane z jeszcze bliższej odległości widziane są nieostro. Punkt bliży dla młodych osób wynosi ok. 10 cm i powiększa się wraz z wiekiem.

Wady wzroku i choroby oczu

Krótkowzroczność i dalekowzroczność

Są to wady wzroku wynikające z dysproporcji pomiędzy załamywaniem światła przez rogówkę i soczewkę a kształtem gałki ocznej. Powoduje to skupianie się promieni świetlnych przed siatkówką w przypadku krótkowzroczności lub za siatkówką w przypadku dalekowzroczności. W obydwu sytuacjach obraz padający na siatkówkę jest nieostry. Wady te koryguje się przez stosowanie odpowiednich szkieł lub przez zabieg chirurgiczny.

Astygmatyzm

Jest wadą spowodowaną nieprawidłową krzywizną rogówki, co powoduje nierównomierne załamywanie promieni świetlnych i daje na siatkówce nieostry obraz. Wadę tę można skorygować, stosując szkła cylindryczne.

Daltonizm

Objawia się niewidzeniem barwy czerwonej, zielonej lub niebieskiej. Jest wadą genetyczną, polegająca na upośledzeniu funkcjonowania czopków rejestrujących odpowiednią długość fali. Całkowita ślepota na barwy spotykana jest rzadko, najczęściej zaburzenia dotyczą poszczególnych odcieni.

Ślepota zmierzchowa

Wada jest skutkiem braku retinolu, czyli witaminy A. Jest ona niezbędna do syntezy rodopsyny w fotoreceptorach. Spadający poziom tego białka w siatkówce obniża wrażliwość komórek światłoczułych. Objawia się to upośledzeniem widzenia w warunkach słabego oświetlenia, np. o zmierzchu. Choroba potocznie nazywana jest kurzą ślepotą (od kur, które słabo widzą o zmierzchu).

Jaskra

Terminem tym określa się wiele różnych chorób, których wspólnym objawem jest podwyższone ciśnienie płynu w gałce ocznej oraz zaburzenia w krążeniu krwi w błonie naczyniowej. Choroba wymaga podawania środków farmakologicznych. Nieleczona jaskra prowadzi do upośledzenia, a następnie degeneracji elementów nerwowych siatkówki. Objawia się to zmianami (ubytkami) w polu widzenia i prowadzi do całkowitej utraty wzroku.

Zaćma (katarakta)

Polega na zmętnieniu soczewki oka, najczęściej jest skutkiem starzenia się organizmu. Objawia się systematycznie pogarszającym się widzeniem. Przy bardzo silnym zmętnieniu stosuje się wymianę soczewki drogą operacyjną.