Рецепторные функции сетчатки глаза
Одной из наиболее чувствительных и ключевых (с точки зрения восприятия зрительных образов) оболочек глаза считается сетчатка. В чем ее исключительность и важность для зрительной системы человека, попробуем рассмотреть более подробно.
Что это такое?
Имея сетчатое строение – отсюда и специфика ее названия, сетчатка представляет собой периферический отдел органа зрения (точнее, зрительного анализатора), являясь при этом специфическим (биологическим) «окном в мозг».
К ее характеристикам относят:
- прозрачность (ткань сетчатки лишена миелина);
- мягкость;
- неэластичность.
Анатомически сетчатка составляет внутреннюю оболочку глазного яблока (выстилает глазное дно): снаружи она опоясана сосудистой оболочкой зрительного анализатора, а изнутри граничит со стекловидным телом (его мембраной).
Функции
Роль сетчатки состоит в том, чтобы преобразовывать световое раздражение, поступающее из окружающей среды, превращать его в нервный импульс, возбуждая нервные окончания, и осуществлять первичную обработку сигнала.
В структуре зрительной системы сетчатке отведена роль сенсорной составляющей:
- через нее происходит восприятие светового сигнала;
- она ответственна за восприятие цвета.
Видео:
Строение
С функционально-структурной точки зрения сетчатку принято подразделять на 2 компонента:
- Оптическая или зрительная часть. Это т.наз. большая часть сетчатки – занимает 2/3 ее ткани, образуя слоистую нервную светочувствительную структуру (тонкую и прозрачную по своему составу пленку).
- Слепая или реснично-радужковая часть. Являясь меньшей по объему частью сетчатки, она составляет ее наружную пигментную слоистую структуру – состоит из пигментного слоя тканей.
К сосудистой оболочке сетчатка прочно крепится лишь в нескольких местах – в остальных зонах соединение рыхлое и удерживается только за счет стекловидного тела (оно создает область давления).
На всем своем протяжении оптическая часть сетчатки неравномерна по величине:
- утолщенная ее часть (0,4 мм) располагается возле края диска зрительного нерва;
- тончайшая зона (до 0,075 мм) – включена в область пятна сетчатки (именно эта зона отличается наилучшим восприятием зрительных раздражителей);
- средняя по толщине область в 0,1 мм представлена близ зубчатой линии (передняя доля глазного яблока).
В разрезе сетчатки можно отследить 3 нейрона, которые расположены радиально:
- Наружный – образование колбочек и палочек, своеобразных светочувствительных элементов (фоторецепторный нейрон).
- Средний – образование биполярных клеток, «транспортирующих» световые сигналы (ассоциативный нейрон).
- Внутренний – формирование из ганглиозных клеток, генерирующих нервные импульсы (ганглионарный нейрон).
Первые два нейрона довольно короткие, ганглионарный нейрон имеет протяженность вплоть до структур головного мозга.
Слоистая структура
Структурными единицами сетчатки являются ее слои, их общее количество – 10,
4 из которых представляют светочувствительный аппарат сетчатки, а остальные 6 – это ткань мозга.
Кратко о каждом из слоев:
- 1-й: плотно соединен с сосудистой оболочкой, окружает фоторецепторы, снабжая их солями, кислородом, различными питательными веществами – по сути, является пигментным эпителием;
- 2-й: здесь выполняется первичная трансформация световых сигналов в физиологический возбуждающий импульс – это внешние части фоторецепторов – палочек/колбочек (колбочки отвечают за ощущение цвета и центральное зрение, палочки – за ночное зрение);
- 3-й: тут содержатся наружные структуры палочек/колбочек, их органические сцепления, объединенные в наружную пограничную мембрану;
- 4-й: образование ядер (тел) палочек/колбочек – носит название наружного ядерного (зернистого);
- 5-й: переходной между наружным и внутренним ядерными слоями, связующее звено биполярных клеток и палочек/колбочек – слой наружный плексиформный (сетчатый);
- 6-й: ядерные образования ассоциативного нейрона (сами биполярные клетки) – получили название внутреннего ядерного (зернистого);
- 7-й: переплетенное и разветвленное скопление отростков ассоциативного и ганглинарного нейронов – слой носит название внутреннего плексиформного (сетчатого);
- 8-й: скопление ганглиозных клеток образуют еще один специфический слой;
- 9-й: формация нервных волокон, совокупность которых составляет основу зрительного нерва – включает отростки ганглиозных клеток;
- 10-й: граничащий со стекловидным телом слой, формирующий внутреннюю пограничную мембрану (в виде пластины).
Диск зрительного нерва
Зону, где главный нерв зрительного органа исходит к мозговым структурам, называют диском зрительного нерва.
Его общая площадь – около 3 мм2, величина диаметра – 2 мм.
Скопление сосудов расположено в зоне по центру диска, они структурно представлены веной сетчатки и центральной артерией, которым надлежит обеспечивать функцию снабжения сетчатки кровью.
Желтое пятно (пятно сетчатки)
Глазное дно в своей центральной части имеет специфическое образование – пятно сетчатки (макула).
В нем же имеется центральная ямка (находится в самом центре пятна) – воронка внутренней поверхности сетчатки. По размеру она соответствует величине диска зрительного нерва, находится напротив зрачка.
Именно это является местом зрительного анализатора, где острота зрения наиболее выражена (пятно отвечает за его ясность и четкость).
Как «работает» сетчатка
Биофизический принцип функционирования сетчатки можно представить так:
- под воздействием светового сигнала меняется проницаемость мембран колбочек/палочек;
- рождается ток ионов, задающий определенную величину РП – ретинального потенциала;
- РП распространяется по ганглиозным клеткам, инициируя нервные импульсы – именно они несут информационные данные.
Сетчатка выступает своего рода универсальным рецепторным образованием, измеряющим световые данные внешней среды по многим параметрам (спектр изображения, контрастность, уровень освещенности).
Заболевания сетчатки глаза
В структуре офтальмологических болезней и патологий, заболеваемость сетчатки, по приблизительным подсчетам, занимает не ˃1%. Наиболее встречающиеся нарушения условно можно разбить на несколько групп:
- дистрофические патологии сетчатки (врожденные или приобретенные);
- воспалительные заболевания;
- поражения вследствие травм глаза;
- аномалии, связанные с сопутствующими заболеваниями – сердечнососудистой системы, эндокринными нарушениями, патологическими новообразованиями и пр.
Общая симптоматика
При аномальном функционировании сетчатки пациенты отмечают сходные симптомы:
- падает острота зрения;
- проявляются аномалии поля зрения (оно сужается, наблюдаются «слепые» области – скотомы);
- ухудшается адаптация глаза к темноте;
- возникают аномалии цветового зрения.
Болевых ощущений при заболеваниях сетчатки, как правило, нет – нервные импульсы не передаются вследствие отсутствия чувствительной иннервации.
Некоторые болезни
Для примера следует рассмотреть несколько самых распространенных патологий сетчатки:
- нарушение периферического зрения – пигментная дегенерация сетчатки, являющаяся наследственной болезнью;
- нарушение центрального зрения – дистрофия пятна сетчатки (гибнут или повреждаются клетки желтого пятна);
- аномалия фоторецепторов сетчатки – палочко-колбочковая дистрофия;
- отслоение сетчатки – происходит ее отделение от задней стенки глазного яблока;
- злокачественные новообразования – ретинобластома (в сетчатке образовывается опухоль);
- патология сосудистой системы центральной зоны сетчатки – макулодистрофия.
По самому принципу существования – архитектонике, сетчатка сопоставима с головным мозгом: ее кровоснабжение формируется по аналогичной схеме, сложность строения и множественность структурных единиц обеспечивают богатую функциональность в процессе адекватной передачи и восприятия зрительных образов окружающего мира. Этим и обусловлена особая исключительность сетчатки в работе зрительной системы человека.
Источник
Рецептор — это сложная составляющая глаза, состоящая из нервных окончаний и других специализированных тканей. Благодаря им, наш организм воспринимает информацию из вне и доносит ее до нашего головного мозга. Вешнюю информацию могут принимать наши глаза в виде света, барабанные перепонки в ушах, рецепторы кожи. При приеме пищи, информацию передают рецепторы, которые находятся на языке.
По своему строению рецепторы подразделяются на простейшие и высокоорганизованные. Простейшие состоят из одной клетки. Высокоорганизованные состоят из большого количества клеток.
Так же рецепторы бывают:
— кожные;
— мышц и сухожилий;
— связок;
— сетчатки глаза.
Сетчатка глаза — это замысловатое переплетение нервных волокон и нервных клеток, которые соединены между собой. Они обеспечивают связь глаза с головным мозгом.
Более подробно рассмотрим рецепторы сетчатки глаза. Их принято разделять на палочки и колбочки. Палочки воспринимают окружающую среду в ночное время суток (их толщина 2 мкм, а высота 30 мкм). В глазу их насчитывается около 130 миллионов палочек. Колбочки воспринимают окружающую среду во время дневного освещения (их толщина составляет 6-7 мкм, а высота 10 мкм). В строении глаза их находится около 7 миллионов штук. Нахождение рецепторов в глазу неравномерно. На сетчатке глаза есть область, которая находится чуть в стороне от оптической зоны, близко около височной части. Она имеет желтый цвет, поэтому ее называют желтым пятном. В ней есть небольшое углубление, оно называется центральной ямкой. Со стороны желтого пятна, в направлении к этой ямке, почти все слои стираются и остаются только колбочки и палочки. На дне самой ямочки находятся только колбочки, палочек там совсем нет. Диаметр желтого пятна составляет около 1 мм., а диаметр центральной ямки — около 0,4 мм. Около желтого пятна больше находится палочек, колбочек в разы меньше. К краям сетчатки, число палочек стремительно снижается, а число колбочек увеличивается. На самом краю находятся только колбочки.
Глазная палочка человека состоит из 4 составляющих:
— наружный сегмент;
— внутренний сегмент;
— связующий сегмент;
— базальный сегмент.
Палочки глаза очень чувствительны по своей природе. Они способны распознавать малейший проблеск света. Поэтому наши глаза способны видеть и различать разные предметы в сумерках и в ночное время суток. Палочки не могут различать цвета, они реагируют только на цвет. Поэтому ночью мы все видим в черно-белых тонах. Так же эти рецепторы очень плохо улавливают световое движение и плохо улавливают движение в темное время суток. По этой причине, палочки не обладаю хорошей остротой зрения.
Внутри желтого пятна к колбочкам тянутся волокна зрительного нерва. За пределами этого пятна, одно волокно обслуживает большие группы колбочек и палочек. Поэтомй, все восприятие в середине ямки воспринимается четко и правильно. Чем больше удаленность от желтого пятна, тем больше получается размытость изображения, передаваемого в головной мозг. Если же изображение вообще сходит с пятна, то картинка в головной мозг не предается и мы ничего не можем увидеть. Это получается по причине того, что радиус обзорности пятна составляет 1. Периферическая доля сетчатки предназначена для лучшей ориентации в пространстве.
В составе палочек находится пигмент родопсин. Он появляется с возникновением сумерок и разрушается при свете. Благодаря пигменту йодопсину у колбочек есть возможность реагировать на появление света.
Помимо йодопсина и родопсина в глазном дне есть еще черный пигмент. Который защищает глаза от очень сильных световых раздражителей. Когда нет раздражителей — пигмент расположен на задней поверхности сетчатки, когда появляется яркий свет — то он перемещается навстречу яркому лучу, тем самым блокирует его негативное воздействие на глаз человека.
В глазу человека есть слепое пятно. В нем не содержатся ни палочки, ни колбочки. Из-за этого слепое пятно не чувствительно к свету. Его диаметр около 1,88 мм, а радиус зрения 6 градус. Если предмет взгляда человека попадет на это пятно, то часть предмета диаметром 10 см, человек увидеть не сможет.
Для определения наличия слепого пятна в глазу, нужно поднести на расстоянии 10 см к глазу человека рисунок. Прикрыть левый глаз, а на точку на рисунке смотреть правым глазом. При перемещении рисунка в сторону, в один момент вы не увидите рисунка. Это и есть слепое пятно глаза.
Источник
Сетчаткой называют внутреннюю глазную оболочку, состоящую из нервных волокон и содержащую светочувствительные клетки. С точки зрения зрительного восприятия сетчатка играет ключевую роль. Именно сетчатка глаза позволяет нам воспринимать видимую часть светового спектра и распознавать цвета.
Что собой представляет сетчатка
Сетчатка — это периферический отдел зрительного анализатора, связывающий сенсорный орган по зрительному нерву с мозгом. Для ткани, лишенной миелиновой оболочки, характерна прозрачность, мягкость, но отсутствие эластичности.
Сетчатка выстилает внутреннюю часть глазного яблока. Снаружи оболочку опоясывает сеть сосудов. Своим внутренним слоем она прилегает к мембране стекловидного тела. В центральной части сетчатки, в районе зрительного нерва, присутствует так называемое «слепое пятно» — область, не содержащая светочувствительных рецепторов.
Функции сетчатки
Солнечный свет оказывает раздражающее действие на нервные окончания. Роль сетчатки сводится к тому, чтобы преобразовывать световые сигналы в нервные импульсы, осуществляя таким образом первичную обработку электромагнитного излучения.
Основных функций у сетчатки глаза 2:
- Воспринимать свет;
- Распознавать цвета.
Слои сетчатки
Зрительную область сетчатки отличает слоистое строение.
Распознать 10 тонких слоев возможно только при помощи микроскопа.
Каждый слой имеет собственное назначение.
Пигментный
Состоит из эпителиальных клеток, содержащих пигмент. Предназначен для обеспечения питательными веществами светочувствительных сенсоров. Наиболее плотно соединен с сосудистой оболочкой.
Функции слоя:
- Поглощает свет, способствует контрастности и четкости видимых изображений;
- Перерабатывает отработанные мембранные диски фоторецепторов, обеспечивает фагоцитоз;
- Запасает необходимый для качества зрения витамин А;
- Является промежуточным пунктом по доставке питательных веществ от сосудистой оболочке и отведения в обратном направлении продуктов распада;
- Отводит воду из межклеточного пространства, нормализует осмотическое давление;
- Нормализует температуру в прилегающих тканях.
Фотосенсорный
Состоит из внешнего и внутреннего сегментов фоторецепторных клеток. Во внутреннем происходит большинство метаболических реакций. Сегменты соединяются между собой тонкой ресничкой, по которой транспортируются вещества в направлении от внутреннего в наружный.
Наружная пограничная мембрана
Предназначен для поддержания структуры сетчатки. Под микроскопом выглядит как пограничная пластинка с пробивающимися сквозь нее колбочками и палочками.
Наружный зернистый
Содержит самое большое количество клеточных ядер. Периферические отростки, палочки и колбочки, расположены параллельно друг другу. При этом ядра палочек размещены послойно, в 6-8 слоев.
Наружный сплетениевидный
Образуется синапсами — местом контакта фоторецепторов и биполярных клеток. Содержит сетку ретинальных капилляров. Сосуды располагаются строго по поверхности этого слоя, не проникая в другие слои.
Внутренний зернистый
Ядра клеток, содержащихся в этом слое, при рассмотрении под микроскопом имеют зернистую на вид структуру. Клетки расшифровывают нервные импульсы, поступающие из других слоев, обеспечивают нормальную работу нервной ткани сетчатки.
Внутренний сплетениевидный
Образуется переплетением клеточных окончаний. Последний этап переработки полученной информации перед тем, как передать ее в мозговые зрительные центры.
Ганглионарная клетка
Нейрон сетчатки глаза, приспособленный для генерации нервных импульсов в сетчатке. Слой ганглионарных клеток прилегает к стекловидному телу глаза, потому на него первым попадает свет. Эти клетки собирают информацию по вертикальным и горизонтальным путям со всех слоев сетчатки. Именно от них зависит острота зрения и цветовосприятие человека.
Слой нервных волокон
Слой работает проводником информации, полученной от фоторецепторов, к центральным отделам головного мозга. Нервные волокна в слое не имеют миелиновой оболочки и только после выхода из органа зрения покрываются защитным миелиновым слоем. Повреждения слоя означают необратимые изменения в зрении и характерны для таких заболеваний, как глаукома.
Внутренняя пограничная мембрана
Образуется мембранами клеток Мюллера — вспомогательных нервных клеток. Слой содержит сложные белки и волокна коллагена. На вид слой довольно однороден и служит своеобразной границей между сетчаткой глаза и стекловидным телом. С сетчаткой мембрана соединена промежуточным слоем, состоящим из клейкого вещества.
Принцип работы сетчатки
Функционирование сетчатки на биофизическом уровне происходит следующим образом:
- Световой сигнал изменяет проницаемость палочек-колбочек;
- Зародившийся ток ионов отвечает за величину биоэлектрического потенциала;
- При помощи нервных импульсов информация разносится по всем слоям и поступает в мозг.
Болезни сетчатки глаза
Зрительные органы, в том числе и сетчатка, поражаются множественными заболеваниями. Причинами становятся наследственные и приобретенные факторы.
Отслоение сетчатки
Патологический процесс, при котором сетчатая оболочка отделяется от сосудистой. Под влиянием травм, внутриглазных опухолей или дистрофических изменений происходит разрыв сетчатки. В результате этого разрыва под сетчатку проникает жидкость из стекловидного тела, что провоцирует отслойку.
Симптомы заболевания:
- Пелена перед глазами;
- Появление светящихся точек, искр;
- Искажение изображений, предметов;
- Выпадение из поля зрения целых участков.
Для отслоения характерна гибель нервных клеток. Чем дольше длится процесс, тем меньше надежды на восстановление даже после удачно проведенной операции.
Успешность терапии зависит от своевременно обнаруженной патологии.
Операция — единственный способ сохранить и восстановить зрение. При помощи медикаментов отслоение не лечится.
Спровоцировать отслойку могут близорукость или дистрофия сетчатого слоя. В этом случае наилучшим способом является профилактика — регулярное обследование у офтальмолога и лечебные мероприятия по назначению.
Дистрофия колбочек
Расстройство наследственного характера, при котором происходит угнетение и гибель колбочек — конических фоторецепторов, преобразующих световой раздражитель в нервный сигнал.
Симптомы:
- Снижение остроты зрения в любом возрасте;
- Повышенная чувствительность к яркому свету;
- Нарушенная цветопередача, бедность цветового восприятия.
Нарушение может быт первичным и развиваться в результате других офтальмологических заболеваний. При этом наружный ядерный слой фоторецепторов практически исчезает, а также происходят изменения в пигментном слое.
Лучшим тестом в диагностике дистрофии считается электроретинография — метод, основанный на изучении биопотенциалов сетчатки при световом раздражении.
Замедлить прогрессирование дистрофии, но не вылечить заболевание, способно потребление омега-3 жирных кислот, бета-каротиноидов, лютеина. Рекомендуется пища с низким гликемическим индексом.
Пигментный ретинит
Дегенеративное наследственное заболевание, для которого характерно сильное ухудшение остроты зрения и возможно развитие слепоты. Симптомы можно наблюдать уже в детском возрасте.
Это одна из форм дистрофии сетчатой оболочки, вызванная аномальным строением фоторецепторов или пигментного слоя. При заболевании человек плохо адаптируется к свету или темноте, у них могут выпадать периферические или центральные зоны зрения.
Другие симптомы:
- Отсутствие четкости и контраста;
- Неясное различение цвета;
- Постоянная усталость глаз.
Пигментный ретинит может снижать остроту зрения как от края к центру, так и от центра к периферии. Снижение зрения прогрессирует.
Процесс можно затормозить приемом правильных витаминных добавок, в том числе витамина А.
Лечение в будущем предусматривает возможность имплантации сетчатки глаза.
Макулодистрофия
Это группа заболеваний, поражающих сетчатку и влияющих на качество центрального зрения. Развитие патологии кроется в сосудистых нарушениях и недостатке питания сетчатки в центральной зоне. В результате макулодистрофии развивается слепота.
Факторами риска считаются наследственность и старческий возраст.
Уязвимость организма повышает недостаток витаминов с антиоксидантными свойствами, цинка, пигментов. Для профилактики рекомендуется питание с достаточным количеством жирных кислот, а также отказ от продуктов с высоким гликемическим индексом. Исследователи также связывают развитие макулодистрофии с присутствием в организме цитомегаловируса.
Симптомы:
- Ощущение тумана перед глазами;
- Трудности при чтении;
- Трудности с распознаванием лица близко стоящего человека;
- Искаженное восприятие прямых линий.
Для лечения применяют специально созданный препарат ранибизумаб. Он предназначен для введения в полость глаза, подавления роста видоизмененных сосудов. Несмотря на эффективность лечения, заболевание может возникнуть вновь.
Ретинобластома
Злокачественная опухоль, в развитии которой играют основную роль ткани эмбрионального происхождения. Развивается преимущественно у детей. Чаще всего в генетическом коде обнаруживают мутантный ген. В развитии двусторонней ретинобластомы виновата наследственность.
Для диагностики используется ультразвуковое исследование, КТ, МРТ. Приоритетным в лечении является сохранение жизни, во вторую очередь — органа, в третью — зрительных функций.
При заболеваниях сетчатки больным предлагается широкая диагностическая программа. Помимо определения остроты зрения, цветоощущения и определения контрастной чувствительности, пациентам фотографируют глазное дно, выявляют выпадение полей зрения, оценивают сосудистые изменения на сетчатке. Своевременное обследование и лечение на ранних стадиях позволяют полностью избавиться от болезни или поддерживать здоровье глаз в оптимальных пределах.
Источник
