Структура глазного яблока начиная с роговицы
Зрение — один из важнейших механизмов в восприятии человеком окружающего мира. С помощью визуальной оценки человек получает порядка 90 % информации, поступающей извне. Безусловно, при недостаточном или полностью отсутствующем зрении организм приспосабливается, частично компенсируя утерю с помощью других органов чувств: слуха, обоняния и осязания. Тем не менее ни одно из них не способно восполнить тот пробел, который возникает при недостатке зрительного анализа.
Как устроена сложнейшая оптическая система человеческого глаза? На чём основан механизм визуальной оценки и какие этапы он включает? Что происходит с глазом при потере зрения? Обзорная статья поможет разобраться в этих вопросах.
Анатомия глаза человека
Зрительный анализатор включает 3 ключевых компонента:
- периферический, представленный непосредственно глазным яблоком и прилегающими тканями;
- проводниковый, состоящий из волокон зрительного нерва;
- центральный, сосредоточенный в коре головного мозга, где происходит формирование и оценка зрительного образа.
Рассмотрим строение глазного яблока, чтобы понять, какой путь проходит увиденная картинка и от чего зависит её восприятие.
анатомия глаза
Строение глаза: анатомия зрительного механизма
От правильного строения глазного яблока напрямую зависит, какой будет увиденная картинка, какая информация поступит в клетки головного мозга и каким образом она будет обработана. В норме этот орган выглядит в форме шара диаметром 24–25 мм (у взрослого человека). Внутри него находятся ткани и структуры, благодаря которым картинка проецируется и передается на участок мозга, способный обработать полученную информацию. Структуры глаза включают несколько различных анатомических единиц, которые мы и рассмотрим.
Покровная оболочка — роговица
Роговица представляет собой особый покров, защищающий наружную часть глаза. В норме она абсолютно прозрачна и однородна, поскольку выполняет функцию считывания информации. Через неё проходят световые лучи, благодаря которым человек может воспринимать трёхмерное изображение. Роговица бескровна, поскольку не содержит ни одного кровеносного сосуда. Она состоит из 6 различных слоёв, каждый из которых несёт определённую функцию:
- Эпителиальный слой. Клетки эпителия находятся на наружной поверхности роговицы. Они регулируют количество влаги в глазу, которая поступает из слёзных желёз и насыщается кислородом за счёт слёзной плёнки. Микрочастицы — пыль, мусор и прочее — при попадании в глаз могут легко нарушить целостность роговицы. Впрочем, этот дефект, если он не затронул более глубокие слои, не представляет опасности для здоровья глаза, поскольку эпителиальные клетки быстро и относительно безболезненно восстанавливаются.
- Боуменова мембрана. Этот слой также относится к поверхностным, поскольку располагается сразу за эпителиальным. Он, в отличие от эпителия, не способен восстанавливаться, поэтому его травмы неизменно приводят к ухудшению зрения. Мембрана отвечает за питание роговицы и участвует в обменных процессах, протекающих в клетках.
- Строма. Этот довольно объёмный слой состоит из волокон коллагена, которые заполняют собой пространство.
- Десцеметова мембрана. Тоненькая мембранка на границе стромы отделяет её от эндотелиальной массы.
- Эндотелиальный слой. Эндотелий обеспечивает идеальную пропускную способность роговицы за счёт удаления лишней жидкости из роговичного слоя. Она плохо восстанавливается, поэтому с возрастом становится менее плотной и функциональной. В норме плотность эндотелия составляет от 3,5 до 1,5 тысяч клеток на 1 мм2 в зависимости от возраста. Если этот показатель падает ниже 800 клеток, у человека может развиться отёк роговицы, в результате которого резко снижается чёткость зрения. Такое поражение — естественный итог глубокой травмы или серьёзного воспалительного заболевания глаз.
- Слёзная плёнка. Последний роговичный слой отвечает за санацию, увлажнение и смягчение глаз. Слёзная жидкость, поступающая в роговицу, смывает микрочастички пыли, загрязнения и улучшает проницаемость кислорода.
Функции радужки в анатомии и физиологии глаза
За передней камерой глаза, заполненной жидкостью, располагается радужная оболочка. От её пигментации зависит цвет глаз человека: минимальное содержание пигмента обусловливает голубой цвет радужки, среднее значение характерно для зелёных глаз, а максимальный процент присущ кареглазым и черноглазым людям. Именно поэтому большая часть деток рождается голубоглазыми — у них синтез пигмента ещё не отрегулирован, поэтому радужка чаще всего светлая. С возрастом эта характеристика меняется, и глазки становятся темнее.
Анатомическое строение радужки представлено мышечными волокнами. Они молниеносно сокращаются и расслабляются, регулируя проникающий световой поток и изменяя размер пропускного канальца. В самом центе радужки располагается зрачок, который под действием мышц изменяет диаметр в зависимости от степени освещённости: чем больше световых лучей попадает на поверхность глаза, тем уже становится просвет зрачка. Этот механизм может нарушаться под действием медицинских препаратов или в результате болезни. Краткосрочное изменение реакции зрачка на свет помогает диагностировать состояние глубоких слоёв глазного яблока, однако длительная дисфункция может привести к нарушению зрительного восприятия.
Хрусталик
За фокусировку и чёткость зрения отвечает хрусталик. Эта структура представлена двояковыпуклой линзой с прозрачными стенками, которая удерживается ресничным пояском. Благодаря выраженной эластичности хрусталик может практически моментально менять форму, регулируя чёткость зрения вдали и вблизи. Чтобы увиденная картинка получалась корректной, хрусталик должен быть абсолютно прозрачным, однако с возрастом или в результате болезни линзы могут мутнеть, вызывая развитие катаракты и, как следствие, нечёткость зрения. Возможности современной медицины позволяют заменить человеческий хрусталик имплантом с полным восстановлением функционала глазного яблока.
Стекловидное тело
Поддерживать шарообразную форму глазного яблока помогает стекловидное тело. Оно заполняет собой свободное пространство задней области и выполняет компенсаторную функцию. Благодаря плотной структуре геля стекловидное тело регулирует перепады внутриглазного давления, нивелируя негативные последствия его скачков. Кроме того, прозрачные стенки ретранслируют световые лучи непосредственно на сетчатку, благодаря чему складывается полная картинка увиденного.
Роль сетчатки в строении глаза
Сетчатка — одна из самых сложных и функциональных структур глазного яблока. Получая от поверхностных слоёв световые пучки, она преобразует эту энергию в электрическую и передаёт импульсы по нервным волокнам непосредственно в мозговой отдел зрения. Этот процесс обеспечивается благодаря слаженной работе фоторецепторов — палочек и колбочек:
- Колбочки — это рецепторы детального восприятия. Чтобы они могли воспринимать световые лучи, освещение должно быть достаточным. Благодаря этому глаз может различать оттенки и полутона, видеть мелкие детали и элементы.
- Палочки относятся к группе рецепторов повышенной чувствительности. Они помогают глазу видеть картинку в неудобных условиях: при недостаточном освещении или не в фокусе, то есть на периферии. Именно они поддерживают функцию бокового зрения, обеспечивая человеку панорамный обзор.
Склера
Тыльная оболочка глазного яблока, обращённая к глазнице, называется склерой. Она плотнее роговицы, поскольку отвечает за перемещение и поддержание формы глаза. Склера непрозрачна — она не пропускает световые лучи, полностью ограждая орган с внутренней стороны. Здесь сосредоточена часть сосудов, питающих глаз, а также нервные окончания. К наружной поверхности склеры прикреплены 6 глазодвигательных мышц, регулирующих положение глазного яблока в глазнице.
На поверхности склеры расположен сосудистый слой, обеспечивающий поступление крови к глазу. Анатомия этого слоя несовершенна: здесь нет нервных окончаний, которые могли бы сигнализировать о появлении дисфункции и прочих отклонений. Именно поэтому офтальмологи рекомендуют обследовать глазное дно не реже 1 раза в год — это позволит выявить патологию на ранних стадиях и избежать непоправимого нарушения зрения.
Физиология зрения
Чтобы обеспечить механизм зрительного восприятия, одного глазного яблока недостаточно: анатомия глаза включает ещё и проводники, которые передают полученную информацию в головной мозг для расшифровки и анализа. Эту функцию выполняют нервные волокна.
Световые лучи, отражаясь от предметов, попадают на поверхность глаза, проникают через зрачок, фокусируясь в хрусталике. В зависимости от расстояния до обозримой картинки хрусталик с помощью цилиарного мышечного кольца меняет радиус кривизны: при оценке удалённых объектов он становится более плоским, а дли рассмотрения предметов вблизи — наоборот, выпуклым. Этот процесс называется аккомодацией. Он обеспечивает изменение преломляющей силы и места фокуса, благодаря чему световые потоки интегрируются непосредственно на сетчатке.
В фоторецепторах сетчатки — палочках и колбочках — световая энергия трансформируется в электрическую, и в таком виде её поток передаётся нейронам зрительного нерва. По его волокнам возбуждающие импульсы перемещаются в зрительный отдел коры головного мозга, где информация считывается и анализируется. Такой механизм обеспечивает получение визуальных данных из окружающего мира.
Строение глаза человека с нарушением зрения
Согласно статистике, более половины взрослого населения сталкиваются с нарушением зрения. Наиболее распространёнными проблемами являются дальнозоркость, близорукость и сочетание этих патологий. Основной причиной этих заболеваний служат различные патологии в нормальной анатомии глаза.
При дальнозоркости человек плохо видит предметы, расположенные в непосредственной близости, однако может различить мельчайшие детали удалённой картинки. Дальняя острота зрения — бессменный спутник возрастных изменений, поскольку в большинстве случаев она начинает развиваться после 45-50 лет и постепенно усиливается. Причин этому может быть много:
- укорочение глазного яблока, при котором изображение проецируется не на сетчатке, а за ней;
- плоская роговица, не способная к регулировке преломляющей силы;
- смещение хрусталика в глазу, приводящее к неправильной фокусировке;
- уменьшение размеров хрусталика и, как следствие, некорректная передача световых потоков на сетчатку.
В отличие от дальнозоркости, при миопии человек детально различает картинку вблизи, однако дальние объекты видит расплывчато. Такая патология чаще имеет наследственные причины и развивается у детей школьного возраста, когда глаз испытывает нагрузки во время интенсивного обучения. При таком нарушении зрения анатомия глаза также изменяется: размер яблока увеличивается, и изображение фокусируется перед сетчаткой, не попадая на её поверхность. Ещё одной причиной близорукости может служить излишняя кривизна роговицы, из-за чего световые лучи преломляются слишком интенсивно.
Нередки ситуации, когда признаки дальнозоркости и близорукости сочетаются. В этом случае изменение строения глаза затрагивают и роговицу, и хрусталик. Низкая аккомодация не позволяет человеку в полной мере видеть картинку, что свидетельствует о развитии астигматизма. Современная медицина позволяет исправить большинство проблем, связанных с нарушением зрения, однако куда проще и логичнее заранее побеспокоиться о состоянии глаз. Бережное отношение к органу зрения, регулярная гимнастика для глаз и своевременное обследование у офтальмолога помогут избежать множества проблем, а значит, сохранить идеальное зрение на долгие годы.
Источник
Глазное яблоко является сложно организованным парным органом, служащим приемником визуальной информации о внешней среде. Глаза отдельно взятых людей отличаются уникальными физическими и оптическими характеристиками: в природе не будет двух одинаковых экземпляров: даже глаза одного и того же человека имеют между собой отличия.
Однако можно описать общее строение этого органа чувств, потому что оно у всех людей идентично. Выясним, как устроено глазное яблоко, и какие функции и задачи на него возложены.
Форма и размер глазного яблока
Глазное яблоко имеет практически идеальную сфероидную форму: оно слегка вытянуто вдоль оптической оси, обозначенной на рисунке ниже красным цветом.
Размеры глаз человека одинаковы у всех людей. Они могут несущественно. В таблице ниже приведем физические параметры глазного яблока взрослого человека.
| Параметр | Значение параметра |
| Протяженность оптической оси (красный цвет) | 0,24 см |
| Протяженность оси вертикальной плоскости (синий цвет) | 0,233 см |
| Протяженность оси горизонтального сечения (зеленый цвет) | 0,236 см |
| Объем органа (одного) | 7448 мм3 |
| Масса | Не менее 7, но не более 8 г. |
В глазном яблоке выделяют два полюса:
- Передний (на рисунке отмечен зеленым кружком). Он соответствует самой выступающей точке роговицы.
- Задний (на рисунке обозначен желтым пятном). Эта точка лежит посередине задней части яблока и располагается за ним у выхода оптического нерва.
Линия, которая соединяет передний и задний полюса (красный цвет), называется оптической, или наружной, осевой линией.
Различают так же внутреннюю ось, ограниченную:
- Спереди – точкой роговицы, лежащей на пересечении внутреннего слоя этой оболочки и оптической оси.
- Сзади – точкой переднего слоя сетчатой оболочки глаза, также лежащей на пересечении с оптической осевой линии.
Обычно протяженность внутренней оси глаза человека со здоровым зрением составляет 0,215 см.
Если она меньше, то изображение фокусируется за пределами сетчатки. Тогда говорят, что у человека гиперметропия (дальнозоркость). Если она больше, то изображение сходится в точке, размещенной перед сетчаткой. Тогда говорят о миопии (близорукости).
Расположение и наружное строение глазного яблока
Каждое глазное яблоко располагается в своей орбите (глазнице) – особой полости в передней области черепной коробки. От орбиты его отделяет теноновая капсула, или влагалище глаза, образованное крепкой фиброзной тканью. Под ней лежит жировая прослойка.
Глаза человека размещены под бровями и закрыты спереди веками, края которых густо покрыты ресницами. Вместе с ними они являются неотъемлемой компонентой лица.
Каждое яблоко снаружи покрывается парой век (верхним подвижным и нижним неподвижным), которая в раскрытом состоянии формирует глазную щель.
Сквозь нее можно увидеть переднюю часть глаза, защищенную тонкой слизистой. Это конъюнктива.
Она образована соединительными клетками, которые также покрывают внутреннюю часть век. Ее толщина может местами достигать 0,1 см.
Конъюнктива включает в себя сетку мелких капилляров и концы нервных клеток. Она отвечает на различные раздражения и принимает участие в смачивании поверхности глаза слезной жидкостью.
Другая функция конъюнктивы – питание роговой оболочки, которая не наделена собственными кровеносными сосудами. Но саму роговицу конъюнктива не покрывает, как и склеральную оболочку (крепкую ткань белого цвета).
Внутреннее строение органа
Структуру глазного яблока составляют оболочки, окружающие прозрачное ядро. Схематично его строение изображено на рисунке ниже.
Оболочки глазного яблока человека условно разбивают на три слоя:
- Наружный (склеральный). Это глазная оболочка, образованная клетками фиброзной ткани. Спереди она представлена роговицей, а сзади – склерой (белком глаза, не пропускающим свет). Ее функции сводятся к защите глазного яблока от внешних повреждений и обеспечению правильной формы органа. К склеральной оболочке глаза также присоединены мышцы, сжатие и расслабление которых приводит к движению яблок.
- Средний (хориоидальный). Его основу составляет хориоидея – оболочка яблока, состоящая из сетки густо сплетенных между собой кровеносных сосудов и капилляров. Она снабжает кровью все структурные элементы органа. В нее также включена радужка и ресничная мышца. О функциях этих частей глазного яблока мы расскажем ниже.
- Внутренний (сетчатый). В качестве него выступает сетчатая оболочка яблока, реагирующая на свет и воспринимающая его сигналы. Подробнее о ее структуре и задачах поговорим в соответствующем разделе статьи.
Оболочки глаза целиком укрывают его прозрачное ядро, состоящее из камерной жидкости, хрусталика и студневидного тела.
Функциональное строение глаза
С точки зрения функций, выполняемых различными частями глазного яблока, его ядро оболочки разделяют на три аппарата:
- Преломляющий лучи (другое название – рефракционный);
- Приспосабливающий (его также именуют аккомодационным);
- Рецепторный.
Светопреломительный и приспосабливающий аппараты вместе образуют оптическую систему органа. Через нее входят и преломляются лучи света. Сходятся они на рецепторном аппарате, преобразовывающем зрительные сигналы в электроимпульсные и подготавливающем их для передачи в головной мозг.
Светопреломительный аппарат
Преломляющий свет аппарат глаза также называется рефракционным. Он представляет собой систему линз различной оптической силы, включающую в себя:
- Роговую оболочку;
- Камерную жидкость;
- Хрусталик;
- Стекловидное тело.
С помощью преломляющего лучи аппарата на сетчатке глаза формируется действительное, перевернутое и уменьшенное изображение.
Это интересно! Несмотря на то, что на сетчатке формируется перевернутая картинка, человек воспринимает мир таким, какой он есть в действительности. Хотя новорожденные его все же видят его перевернутым.
После рождения, когда начинают работать другие органы чувств и вестибулярный аппарат, мозг начинает «понимать», что картинка перевернута. Тогда он как бы переворачивает ее еще раз, чтобы изображение стало нормальным.
Роговица
Роговица (часто именуется роговой оболочкой), размещена посередине передней части яблока. Она является натуральной линзой выпукло-вогнутого вида, включающей в свою структуру 5 (или 6) слоев. Роговичную основу составляет строма (90% от общей толщины оболочки), которая почти на 80% состоит из воды.
В таблице ниже опишем физические и оптические параметры роговой оболочки.
| Параметр | Значение параметра |
| Толщина в центре | 0,55 мм |
| Толщина в периферии | 1,1 мм |
| Вертикальный диаметр | 9-9,5 мм |
| Горизонтальный диаметр | 10 мм |
| Показатель преломления | 1,37 |
| Рефракционная способность (оптическая сила) | 40 диоптрий |
| Радиус кривизны | 7,8 мм |
| Площадь | 1/16 от площади поверхности глазного яблока |
Внимание! В таблице приведены средние значения параметров для детей от 4 лет и взрослых людей. Они могут незначительно отличаться у разных людей.
Камерная жидкость
В яблоке можно выделить две полости, которые называются передней и задней камерами глаза. Их пространство занято особой жидкостью, которую в офтальмологии называют водянистой влагой.
Передняя камера сформирована областью, размещенной между внутренним слоем роговицы и передней поверхностью радужки, а задняя – областью между обратной частью радужки и передней поверхностью хрусталика.
Камерная жидкость выполняет следующие функции:
- Питает элементы глазного яблока, в которых нет капилляров (роговицу, тело хрусталика и студневидную массу);
- Предотвращает развитие глазных инфекций за счет содержания антител к болезнетворным микроорганизмам;
- Поддерживает на нужном уровне внутриглазное давление;
- Встает на пути лучей света и является компонентной глаза как биологической линзы.
Водянистая влага продуцируется особыми клетками ресничного тела в задней камере. Она через зрачковое пространство переходит в переднюю камеру, через углы которой совершается отток ее излишка. По компонентному составу влага напоминает плазму крови, однако она прозрачная, и там содержится меньшее количество аминокислот.
Показатель преломления камерной жидкости равен примерно 1,33. Каждые 8 часов у человека продуцируется от около 3 мм3 влаги.
Хрусталик
Хрусталик – еще одна натуральная линза, выпуклая с обеих сторон и подвешенная к цилиарному телу яблока, а также отличающаяся высоким показателем эластичности. В зависимости от степени напряжения цилиарной мышцы она может менять искривленность передней и задней части хрусталика.
Благодаря этому может изменяться ее оптическая сила, которая может составлять от 19 до 33 диоптрий (в состоянии покоя меньше, при напряжении больше).
Хрусталики у только что появившихся на свет младенцев имеют сфероидную форму и оптическую силу в 35 диоптрий. С возрастом форма линзы меняется. У взрослого человека ее толщина может составлять от 0,35 до 0,5 см в зависимости от степени напряжения ресничной мышцы. Диаметр органа варьируется в пределах 0,9-1 см.
Задняя и передняя часть хрусталика имеют разные показатели радиуса кривизны.
Спереди он достигает 1 см, а сзади – 0,6 см. Однако при максимальном напряжении зрения они сравниваются и составляют около 0,53 см.
Стекловидное тело
Значительный объем глазного яблока представляет собой гелеобразное вещество, называемое стекловидным телом, выполняющим следующие задачи:
- Обеспечение органу сфероидной формы;
- Участие в преломлении лучей;
- Обеспечение упругости яблока и уменьшение его сжимаемости.
Оно соседствует с обратной поверхностью хрусталика и ресничной мышцей, а также с передней частью сетчатой оболочки. Оно занимает 66% от объема органа и на 99% состоит из воды. В меньшей степени в нем содержится гиалуроновой кислоты, сложных белков и углеводов.
Аккомодационный аппарат
Аккомодационный, или приспосабливающий, глазной аппарат необходим для четкого видения объектов, размещенных на разном расстоянии от человека. Без него человек мог видеть хорошо предметы, находящиеся лишь только на каком-то одном расстоянии. Все то, что находилось бы спереди или позади, становилось бы размытым.
Способность к аккомодации у человека обусловлена наличием ресничной мышцы, к которой подвешен хрусталик. Ее также называют ресничным, или цилиарным телом, а также цилиарной мышцей.
Сжимаясь, она делает форму хрусталика более округлой, в результате чего оптическая сила глаза как линзы увеличивается. Чем находится рассматриваемый объект, тем больше напряжена ресничная мышца.
Это интересно! При максимальном расслаблении оптическая сила биологической системы линз составляет в среднем 59 диоптрий. При максимальном напряжении цилиарного тела этот показатель близится к 70 диоптриям.
К приспосабливающему аппарату также относят радужку и отверстие внутри нее – зрачок. Они помогают человеку приспосабливаться к интенсивности освещения и защищают внутренние структуры глаза от солнечного ожога.
В структуру радужной оболочки, кроме пигментного слоя, входят циркулярные и радиальные мышцы. Циркулярные мышцы включаются в работу при ярком освещении и сужают зрачковое пространство. Радиальные мышцы сжимаются при плохой интенсивности света и расширяют зрачок.
Рецепторный аппарат
К этому виду аппарата относят сетчатую оболочку глаза, выстланную из чувствительных к излучению видимого диапазона волн клеток. Раздражаясь, они передают сигнал нервным клеткам, которые также являются составной частью сетчатки и сходятся в ее центре, образуя слепое пятно и плавно переходя в оптический нерв.
Сетчатка выделяется особо сложной структурой по сравнению с другими составляющими органа. В ней насчитывается до 10 различных слоев.
Один из самых значимый слоев – это наружный. Он образован нейроэпителиальной тканью, состоящей из особых клеток: палочек и колбочек. Они воспринимают проникающий в глаза свет и его окраску. Прочие слои нужны для преобразования сигналов в электроимпульсные и их последующей передачи в оптический нерв.
Придатки глаза
К придаточным структурам глазного яблока относят несколько мышц, отвечающих за двигательную активность глаз, а также особая железа, именуемая слезной.
Слезная железа – это двойной орган, месторасположение которого соответствует верхней области над внешним углом каждого глаза. Она выделяет слезную жидкость, смачивающую внешнюю поверхность глаз во время каждого моргания.
Слезы на 98% состоят из воды. Оставшиеся 2% – это различные соли. Слезная жидкость выполняет следующие функции:
- Обеззараживание (убивает патогенную микрофлору);
- Питание роговичной оболочки;
- Удаление мелких инородных тел с роговицы и конъюнктивы;
- Увлажнение поверхностных структур.
Излишек слез скапливается во внутреннем уголке глаза, в котором размещено отверстие канала, соединяющего носовую полость с конъюнктивальным мешком. Через него слезная жидкость выводится в носоглотку или ноздри.
Внимание! Конъюнктивальным мешком называют полость, ограниченную поверхностями глаза и века. Различают нижний и верхний мешок. Они соединяются при смыкании обоих век и образуют пространство, вмещающее в себя от 1 до 2 капель слезной жидкости.
Мышечный аппарат глазного яблока образован 3 парами мышц. Две из них – косые, оставшиеся четыре – прямые. Они помогают глазам двигаться влево/вправо и вверх/вниз, а также вращаться вокруг наружной оси.
Предназначение глазного яблока
Предназначение глазного яблока заключается в обеспечении человека способностью видеть окружающий мир. В частности, орган предназначен для выполнения следующих задач:
- Проецирования изображения;
- Восприятия внешних зрительных сигналов;
- Преобразования этих сигналов в форму, удобную для восприятия головным мозгом.
Глаза являются компонентой системы жизнеобеспечения и выполняют в ней обслуживающую функцию. 90% данных о внешней среде человек собирает посредством глаз. Поэтому глазные яблоки считаются главным органом чувств.
Глазное яблоко – многосложный компонент зрительного анализатора, отвечающий за восприятие зрительных сигналов, поступающих извне. Однако в его функции не входит передача и обработка сигнала. Этим занимаются оптический нерв и зрительный центр головного мозга.
Источник
