Преломляющая сила роговицы и хрусталика
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 18 мая 2019;
проверки требуют 2 правки.
Хруста́лик (лат. lens) — прозрачное тело, расположенное внутри глазного яблока между стекловидным телом и радужкой; является биологической линзой, хрусталик составляет важную часть светопреломляющего и светопроводящего аппарата глаза.
Хрусталик представляет собой прозрачное двояковыпуклое округлое эластичное образование, циркулярно фиксированное к цилиарному телу. Задняя поверхность хрусталика прилегает к стекловидному телу, спереди от него находятся радужка и передняя и задняя камеры.
Размеры и оптические свойства[править | править код]
Максимальная толщина хрусталика взрослого человека примерно 3,6—5 мм (в зависимости от напряжения аккомодации), его диаметр около 9—10 мм. Радиус кривизны передней поверхности хрусталика в покое аккомодации равен 10 мм, а задней — 6 мм, при максимальном напряжении аккомодации передний и задний радиус сравниваются, уменьшаясь до 5,33 мм.
Показатель преломления хрусталика неоднороден по толщине и в среднем составляет 1,386 или 1,406 (ядро) также в зависимости от состояния аккомодации.
В покое аккомодации преломляющая сила хрусталика составляет в среднем 19,11 диоптрий, при максимальном напряжении аккомодации — 33,06 дптр.
У новорождённых хрусталик почти шаровидный, имеет мягкую консистенцию и преломляющую силу до 35,0 дптр. Дальнейший рост его происходит, в основном, за счёт увеличения диаметра.
Гистологическое строение[править | править код]
В хрусталике выделяют капсулу (сумку), капсулярный эпителий и основное вещество хрусталика.
Капсула[править | править код]
Снаружи хрусталик покрыт тонкой эластичной бесструктурной капсулой, которая представляет собой однородную прозрачную оболочку, сильно преломляющую свет и защищающую хрусталик от воздействия различных патологических факторов. Капсула при помощи ресничного пояска прикрепляется к ресничному телу.
Толщина капсулы хрусталика по всей его поверхности неодинакова: спереди часть капсулы толще, чем сзади (соответственно 0,008—0,02 и 0,002—0,004 мм), это обусловлено тем, что на передней поверхности под капсулой располагается одиночный слой эпителиальных клеток.
Наибольшей толщины капсула достигает в двух концентричных экватору её поясах — переднем (находится в 1 мм внутри от места прикрепления передних волокон ресничного пояска) и заднем (кнутри от места заднего прикрепления ресничного пояска). Наименьшая толщина капсулы — в области заднего полюса хрусталика.
Эпителий[править | править код]
Эпителий хрусталика характеризуется как однослойный плоский неороговевающий; главными его функциями являются трофическая, камбиальная и барьерная.
Эпителиальные клетки, соответствующие центральной зоне капсулы (напротив зрачка), уплощены и плотно прилегают друг к другу. Здесь практически не происходит деление клеток.
По мере продвижения от центра к периферии наблюдается уменьшение размера эпителиальных клеток, усиление их митотической активности, а также относительное увеличение высоты клеток так, что в области экватора эпителий хрусталика практически превращается в призматический, образуя ростковую зону хрусталика. Здесь происходит образование так называемых волокон хрусталика. Молодые лентовидные клетки оттесняют старые волокна к центру, формируя ядро хрусталика. Размер и плотность ядра с годами увеличивается и к 45 годам становится достаточно плотным, что приводит к снижению аккомодативных способностей у эмметропов (ухудшение зрения вблизи).
Вещество хрусталика[править | править код]
Основная масса хрусталика образована волокнами, которые представляют собой клетки эпителия, вытянутые в длину. Каждое волокно представляет собой прозрачную шестиугольную призму. Вещество хрусталика, образованное белком кристаллином, совершенно прозрачно и так же, как другие компоненты светопреломляющего аппарата, лишено сосудов и нервов. Центральная, более плотная часть хрусталика, утратила ядро, укоротилась, и при наложении на другое волокно стала называться ядром, в то время, как периферическая часть образует менее плотную кору.
В процессе внутриутробного развития хрусталик получает питание от стекловидной артерии. Во взрослом состоянии питание хрусталика всецело зависит от стекловидного тела и водянистой влаги.
Примечания[править | править код]
Ссылки[править | править код]
- Хрусталик — статья из Большой советской энциклопедии, 3 издание.
- Хрусталик — статья из БМЭ, 3 издание.
Источник
Хрусталик вместе с роговицей, водянистой влагой и стекловидным телом составляют оптическую (преломляющую) систему глаза и является в этой системе биологической линзой.
В глазу хрусталик находится сразу же за радужкой в углублении (fossa patellaris) на передней поверхности стекловидного тела. В этом положении он удерживается многочисленными волокнами, образующими в сумме подвешивающую связку — ресничный поясок. Эти волокна тянутся к экватору хрусталика от плоской части ресничного тела и его отростков. Частично перекрещиваясь они вплетаются в капсулу хрусталика на 2 мм кпереди и на 1 мм кзади от экватора, образуя петитов канал и зонулярную пластинку.
Задняя поверхность хрусталика так же, как и передняя, омывается водянистой влагой, так как почти на всем протяжении отделяется от стекловидного тела узкой щелью (ретролентальное пространство).
По наружному краю это пространство ограничивается кольцевидной связкой Вигера, фиксирующей хрусталик к стекловидному телу. Поэтому хирург должен помнить, что неосторожные тракции во время экстракции катаракты могут быть причиной повреждения передней гиалоидной мембраны стекловидного тела и даже отслойки сетчатки.
Повреждение хрусталика наблюдается как при контузии глаза, его проникающем ранении, так и во время внутриглазных хирургических вмешательств (чаще при антиглаукоматозной операции). Сохранение прозрачности хрусталика возможно лишь при незначительных точечных разрушениях капсулы. В таких случаях образовавшийся дефект закрывается эпителиальными клетками и дальнейших деструктивных изменений волокон не наблюдается. При более обширных повреждениях развивается катаракта.
Поскольку капсула не восстанавливается, наступает необратимое нарушение взаимоотношения волокон с влагой передней камеры. Причиной этого является отек волокон, их деструкция и, естественно, нарушение прозрачности. Процесс неуклонно прогрессирует. Усиливается дегенерация эпителия хрусталика и расширяется зона деструкции волокон. В ряде случаев отмечается реактивная пролиферация эпителиоцитов, приводящая к образованию так называемой вторичной катаракты.
Таким образом, можно считать, что использование понятия «регенерация» по отношению к хрусталику неправомерно.
Строение
Хрусталик имеет вид прозрачной эластичной двояковыпуклой линзы, циркулярно фиксированной к цилиарному телу, диаметром 9-10 мм, максимальная толщина хрусталика взрослого человека примерно 3,5-5 мм (в зависимости от напряжения аккомодации), своей передней, менее выпуклой поверхностью прилегает к радужке, задней, более выпуклой, — к стекловидному телу. Центральные точки передней и задней поверхностей соответственно называются передний и задний полюсы. Периферический край, где обе поверхности переходят друг в друга, называется экватором. Оба полюса соединены осью хрусталика.
Размеры и оптические свойства
Радиус кривизны передней поверхности хрусталика в покое аккомодации равен 10 мм, а задней — 6 мм, при максимальном напряжении аккомодации передний и задний радиус сравниваются, уменьшаясь до 5,33 мм. Показатель преломления хрусталика неоднороден по толщине и в среднем составляет 1,414 или 1,424 также в зависимости от состояния аккомодации. В покое аккомодации преломляющая сила хрусталика составляет среднем 19,11 диоптрий, при максимальном напряжении аккомодации — 33,06 дптр.
У новорождённых хрусталик почти шаровидный, имеет мягкую консистенцию и преломляющую силу до 35,0 дптр. Дальнейший рост его происходит, в основном, за счет увеличения диаметра.
Хрусталик заключен в тонкую капсулу, передняя часть которой выстлана однослойным кубическим эпителием. Задний отдел капсулы тоньше переднего.
Удерживается хрусталик в своем положении зонулярной связкой, которая состоит из множества гладких и прочных мышечных волокон, идущих от капсулы хрусталика к ресничному телу, где эти волокна залегают между ресничными отростками. Между волокнами связки находятся наполненные жидкостью пространства, сообщающиеся с камерами глаза. Вещество хрусталика состоит из более плотного ядра, расположенного в центральной части, которое без резкой границы продолжается в более мягкую часть — кору.
Состав хрусталика:
- вода — 65%,
- белки — 30%,
- неорганические соединения (калий, кальций, фосфор),
- витамины,
- ферменты,
- липиды.
Хрусталик у молодых людей содержит большей частью растворимые белки, в окислительно-восстановительных процессах которых участвует цистеин. Нерастворимые белки — альбуминоиды не содержат цистеина, в их состав входят нерастворимые аминокислоты (лейцин, глицин, тирозин и цистин).
Гистологическое строение
- Капсула
Снаружи хрусталик покрыт тонкой эластичной бесструктурной капсулой, которая представляет собой однородную прозрачную оболочку, сильно преломляющую свет и защищающую хрусталик от воздействия различных патологических факторов. Капсула при помощи ресничного пояска прикрепляется к ресничному телу.
Толщина капсулы хрусталика по всей его поверхности неодинакова: спереди часть капсулы толще, чем сзади (соответственно 0,008—0,02 и 0,002—0,004 мм), это обусловлено тем, что на передней поверхности под капсулой располагается одиночный слой эпителиальных клеток.
Наибольшей толщины капсула достигает в двух концентричных экватору ее поясах — переднем (находится в 1 мм кнутри от места прикрепления передних волокон ресничного пояска) и заднем (кнутри от места заднего прикрепления ресничного пояска). Наименьшая толщина капсулы в области заднего полюса хрусталика.
- Эпителий
Эпителий хрусталика — слой кубических клеток; главными его функциями являются трофическая, камбиальная и барьерная.
Эпителиальные клетки, соответствующие центральной зоне капсулы (напротив зрачка), уплощены и плотно прилегают друг к другу. Здесь практически не происходит деление клеток.
По мере продвижения от центра к периферии наблюдается уменьшение размера эпителиальных клеток, усиление их митотической активности, а также относительное увеличение высоты клеток так, что в области экватора эпителий хрусталика практически превращается в призматический, образуя ростковую зону хрусталика. Здесь происходит образование так называемых волокон хрусталика.
- Вещество хрусталика
Основная масса хрусталика образована волокнами, которые представляют собой клетки эпителия, вытянутые в длину. Каждое волокно представляет собой прозрачную шестиугольную призму. Вещество хрусталика, образованное белком кристаллином, совершенно прозрачно и так же, как другие компоненты светопреломляющего аппарата лишено сосудов и нервов. Центральная, более плотная часть хрусталика, утратила ядро, укоротилась, и при наложении на другое волокно стала называться ядром, в то время, как периферическая часть образует менее плотную кору.
В процессе внутриутробного развития хрусталик получает питание от стекловидной артерии. Во взрослом состоянии питание хрусталика всецело зависит от стекловидного тела и водянистой влаги.
Функции
- Светопроведение: Прозрачность хрусталика обеспечивает прохождение света к сетчатке.
- Светопреломление: Являясь биологической линзой, хрусталик является второй (после роговицы) светопреломляющей средой глаза (в покое преломляющая сила составляет около 19 диоптрий).
- Аккомодация: Способность изменять свою форму позволяет менять хрусталику свою преломляющую силу (от 19 до 33 диоптрий), что обеспечивает фокусировку зрения на различно удаленных предметах. При сокращении волокон ресничной мышцы, иннервируемых глазодвигательным и симпатическим нервами, происходит расслабление зонулярных волокон. При этом уменьшается натяжение капсулы хрусталика и он благодаря своим эластическим свойствам становится более выпуклым, создавая условия для рассматривания близких предметов. Расслабление ресничной мышцы ведет к уплощению хрусталика, создавая способность глаза видеть хорошо вдаль.
- Разделительная: В силу особенностей расположения хрусталика, он разделяет глаз на передний и задний отдел, выступая «анатомическим барьером» глаза, удерживая структуры от перемещения (не дает стекловидному телу перемещаться в переднюю камеру глаза).
- Защитная функция: наличие хрусталика затрудняет проникновение микроорганизмов из передней камеры глаза в стекловидное тело при воспалительных процессах.
Изменение хрусталика с возрастом:
- накапливается холестерин, уменьшается содержание витаминов С и группы В, снижается количество воды;
- ухудшается проницаемость сумки хрусталика для питательных веществ (нарушается питание);
- ослабляется регулирующая роль центральной нервной системы в поддержании количественных соотношений медиаторов — адреналина и ацетилхолина, обеспечивающих стабильный уровень проницаемости питательных веществ;
- меняется белковый состав хрусталика в сторону увеличения его нерастворимых фракций — альбуминоидов и уменьшения кристаллинов.
В результате нарушения обмена веществ в хрусталике к старости формируется плотное ядро и возникает его помутнение — катаракта. С потерей эластических свойств хрусталика понижается способность к аккомодации, развивается старческая дальнозоркость, или пресбиопия.
Хрусталик не имеет нервов и кровеносных сосудов, поэтому он не имеет чувствительности и в нем не развиваются воспалительные процессы. Обменные процессы осуществляются через внутриглазную жидкость, которой хрусталик окружен со всех сторон.
Источник
Глаз человека — это сложная оптическая система. Как любая оптическая система, он обладает преломляющей способностью — рефракцией. По отношению к глазу различают два вида рефракции — физическую и клиническую.
Физическая рефракция — это преломляющая сила оптической системы, выраженная в условных единицах — диоптриях (дпгр). Диоптрия — величина, обратная главному фокусному расстоянию, — выражается такой формулой:
D= 100 (см) / F (см)
За одну диоптрию принята преломляющая сила линзы с главным фокусным расстоянием 1 м.
Основными частями оптической системы глаза являются роговица, преломляющая сила которой составляет 42—46 дптр, и хрусталик, преломляющая сила которого 18,0—20,0 дптр.
В сложной оптической системе для построения оптических изображений и вычислений используют систему главных плоскостей и кардинальных точек. Все преломляющие поверхности такой системы можно упростить до двух главных плоскостей.
Главные плоскости оптической системы глаза расположены в передней камере между роговицей и хрусталиком. В глазу лучи света преломляются только на главных плоскостях. Фокусные расстояния также измеряются от главных плоскостей: переднее фокусное расстояние — от переднего фокуса F1 до передней главной плоскости, заднее фокусное расстояние — от задней плоскости до заднего фокуса F2.
Различают 6 кардинальных точек: фокусные точки F1 и F2 (передняя и задняя); главные точки Н1 и Н2 (передняя и задняя) — точки пересечения оптической оси с главными плоскостями, расположенными перпендикулярно к оптической оси; узловые точки N1 и N2 — луч, входящий в переднюю узловую точку, выходит из задней узловой точки параллельно самому себе, сместившись на величину расстояния между двумя узловыми точками (рис. 1).
Рис. 1. Схематический глаз
В связи с тем что расчеты преломляющей силы оптической системы глаза сложны, ученые Листинг, Гельмгольц и Гульштранд предложили пользоваться схематическими глазами, которые были созданы на основе средних значений констант, полученных при многочисленных измерениях. Преломляющая сила схематического глаза Гульштранда составляет 58,64 дптр, роговицы — 43,05 дптр, хрусталика — 19,11 дптр, длина оси схематического глаза — 24 мм, коэффициент преломления внутриглазной жидкости — 1,336.
В дальнейшем оптическую систему схематических глаз упростили, предложив для практических целей пользоваться редуцированными глазами (Листинг, Дондерс, Гульштранд, Вербицкий). Оптическая система редуцированного глаза В.К. Вербицкого представлена одной преломляющей поверхностью, которая разделяет две среды с разной оптической плотностью. Впереди преломляющей среды находится воздушная среда с показателем преломления 1, сзади — среда с показателем преломления 1,4. Величина радиуса преломляющей поверхности редуцированного глаза равна 6,8 мм, преломляющая сила +58,82 дптр. В редуцированном глазу, в отличие от нормы, имеются две фокусные точки (передняя и задняя), одна главная и одна узловая точка.
Средняя преломляющая сила нормального глаза человека, согласно данным А.И. Дашевского, составляет: у новорожденных — 77 дптр; у детей 3—5 лет — 59,9 дптр; 6—8 лет — 60,2 дптр; 9—12 лет — 59,6 дптр, старше 15 лет — 59,7 дптр.
Все реальные оптические системы имеют оптические погрешности — аберрации. Различают монохроматические (сферические и астигматические) и хроматические аберрации.
Сферические аберрации обусловлены тем, что параллельные лучи, которые падают на преломляющую поверхность вблизи оптической оси (параксиальные лучи), и более периферические лучи преломляются по-разному и собираются не в одну точку, а пересекаются с оптической осью в пределах некоторой зоны (глубина фокуса).
Астигматизмом оптической системы называют состояние, когда фокусирование параллельно падающих лучей на поверхность раздела двух оптических сред в одной точке невозможно из-за различной преломляющей силы в разных меридианах.
Хроматическая аберрация является следствием неодинакового преломления лучей света с разной длиной волны, поэтому они собираются в разных точках на оптической оси.
Оптической системе человеческого глаза присуще некоторое несовершенство, а именно:
1) несферичность преломляющих поверхностей;
2) децентрация преломляющих поверхностей — центры кривизны различных преломляющих поверхностей глаза не лежат точно на одной прямой;
3) неравномерность плотности преломляющих сред, особенно хрусталика.
Все вместе они создают оптическую погрешность глаза, которая получила название физиологический астигматизм. Суть его состоит в том, что лучи, исходящие из точечного источника света, собираются не в точку, а в определенную зону на оптической оси глаза — фокусную область, в результате чего на сетчатке образуется круг светорассеяния. Глубина фокусной области для нормального глаза составляет 0,5—1,0 дптр.
Фокусная область характеризуется диаметром поперечного сечения и глубиной. Так, чем меньше диаметр поперечного сечения фокусной области, тем четче ретинальное изображение и выше острота зрения. Ее глубина зависит от ширины зрачка. Фокусная область позволяет глазу хорошо видеть на разных расстояниях даже в случае отсутствия хрусталика.
Для получения четкого изображения на сетчатке важна не преломляющая сила глаза как таковая, а способность оптической системы глаза фокусировать лучи точно на сетчатке. В связи с этим в офтальмологии большее значение имеет не физическая, а клиническая рефракция — положение главного фокуса оптической системы глаза (точки, в которой сходятся лучи, идущие в глаз параллельно оптической оси) по отношению к сетчатке.
В зависимости от этого выделяют два вида клинической рефракции: эмметропию и аметропию.
Эмметропия (от греч. emmetros — соразмерный, орs — зрение) — соразмерная рефракция. Сила оптической системы такого глаза соответствует (соразмерна) передне-заднему размеру глаза и главный фокус параллельных лучей находится на сетчатке. Эмметропия — это наиболее совершенный вид клинической рефракции глаза. Дальнейшая точка ясного зрения эмметропа лежит в бесконечности. Острота зрения такого глаза — 1,0 и выше, эмметропы хорошо видят вдаль и вблизи.
Аметропия — несоразмерная рефракция. Главный фокус параллельных лучей в таком глазу не совпадает с сетчаткой, расположен перед или за ней. Аметропия может быть двух видов: близорукость и дальнозоркость.
Близорукость, или миопия (myopia, от греч. myo — прищуриваю, ops — зрение), — это сильная рефракция. Параллельные лучи собираются в фокус впереди сетчатки, поэтому на сетчатке получается нечеткое, в кругах светорассеяния, изображение. На сетчатке в таком глазу могут собраться только расходящиеся лучи от предметов, расположенных на конечном расстоянии от глаза. Дальнейшая точка ясного зрения близорукого глаза лежит близко, на определенном конечном расстоянии. Острота зрения у миопа всегда ниже 1,0, они плохо видят вдаль и хорошо — вблизи (рис. 2).
Рис. 2. Миопия:
а — зрение вдаль, нечеткая картина;
б — зрение вблизи, четкая картина;
в — очковая коррекция
Дальнозоркость, или гиперметропия (hypermetropia, от греч. hypermetros — чрезмерный), — это слабый вид рефракции. Фокус параллельных лучей находится за сетчаткой, изображение на сетчатке получается нечетким, в кругах светорассеяния, острота зрения такого глаза ниже 1,0. Глаз гиперметропа может собрать на сетчатке только лучи, которые еще до входа в него имели бы сходящееся направление. Поскольку в природе сходящихся лучей не существует, то нет и такой точки, к которой была бы установлена оптическая система дальнозоркого глаза, т. е. дальнейшей точки ясного зрения не существует, так как она находится в отрицательном пространстве позади глаза (рис. 3).
Рис. 3. Гиперметропия:
а — зрение вдаль, нечеткая картина;
б — напряжение аккомодации, четкая картина вдаль;
в — очковая коррекция
Равенство клинической рефракции в обоих глазах называется изометропией, неравенство — анизометропией.
Эмметропия, миопия и гиперметропия — это сферические рефракции. Преломляющие поверхности оптической системы таких глаз имеют сферическую форму (роговица — выпукловогнутая сфера, хрусталик — двояковыпуклая сфера), сила преломления в разных меридианах одинаковая и главный фокус параллельных лучей представляет собой единую точку.
Существуют глаза, в которых преломляющие поверхности оптической системы асферичны и сила преломления их в разных меридианах неодинаковая. Главный фокус параллельных лучей в таких глазах не один; их несколько и они занимают по отношению к сетчатке разное положение, в результате чего получить отчетливое изображение невозможно. Такая аномалия оптической системы называется астигматизмом (рис. 4).
Рис. 4. Ход лучей света в астигматической оптической системе
Астигматизм (от греч. а — отрицание, stigma — точка) характеризуется разной силой преломления оптических сред глаза во взаимно перпендикулярных меридианах (осях). Если преломляющая сила одинакова по всему меридиану, то астигматизм называется правильным, если различна — неправильным.
В астигматических глазах выделяют главные меридианы, в которых преломляющая сила наиболее сильная и наиболее слабая. Астигматизм бывает прямой и обратный. При прямом астигматизме более сильную рефракцию имеет вертикальный главный меридиан, при обратном астигматизме — горизонтальный.
Кроме того, различают три вида астигматизма:
1) простой — при котором в одном из главных меридианов имеется эмметропия, а в другом — близорукость (простой миопический астигматизм) или дальнозоркость (простой гиперметропический астигматизм);
2) сложный — при котором в обоих главных меридианах определяется аметропия одного вида, но различной величины (сложный миопический или сложный гиперметропический астигматизм);
3) смешанный — при котором в одном из главных меридианов имеется близорукость, а в другом — дальнозоркость.
Астигматизмом с косыми осями называется астигматизм, главные меридианы которого проходят в косом направлении. Правильный прямой астигматизм с разницей преломляющей силы в главных меридианах 0,5—0,75 дптр считается физиологическим и не вызывает субъективных жалоб.
Жабоедов Г.Д., Скрипник Р.Л., Баран Т.В.
Офтальмология
Опубликовал Константин Моканов
Источник
