Сетчатки воспринимают световые раздражения

Глаза: устройство, развитие, световосприятие

Сетчатки воспринимают световые раздражения

Глаза: устройство, развитие, световосприятие

  Наши глаза – поистине удивительные органы, и даже считается, что до 90% (!) всей поступающей извне информации мы получаем с помощью зрения . Невозможно не отдавать себе отчёта в том, что именно благодаря этим сложно функционирующим анализаторам  мы способны наблюдать нашу Вселенную во всём её величии – будь то вечерний огненно-лиловый закат или дневное голубое небо, невероятно отдалённые спиральные галактики или плакат Дэвида Боуи на стене вашей комнаты. Из всего несоизмеримо огромного спектра электромагнитного излучения (а свет – не что иное, как электромагнитная волна) та его часть, которую мы непосредственно можем воспринимать, кажется просто ничтожной:   Но в процессе нашей эволюции это закрепилось не просто так: земная атмосфера пропускает солнечные лучи с длинами волн от 300 до 1500 нм (1 нм = 10-9 м), а наши глаза способны воспринимать световые волны в диапазоне примерно 400-750 нм . Причём стоит отметить, что этот «видимый спектр» у разных организмов свой. Например, пчёлы видят свет в ультрафиолетовом диапазоне (для них спектр смещён влево), и это помогает им находить нектар на цветах. А птицы – такие, как колибри – гораздо лучше нас ориентируются в инфракрасном диапазоне (для них спектр смещён вправо), и они опыляют растения с оттенками красного. Соответственно, яркость лепестков и приятный запах тех или иных цветков определяются по большей мере предпочтениями их опылителей, и это сформировалось в процессе их параллельной эволюции. А то, что нам это также кажется милым и привлекательным – это нечто вторичное, простое совпадение, которому всё же можно безмерно радоваться. Для начала, чтобы показать, что человеческий глаз – орган сложный, но далеко не идеальный по своему устройству, обратимся к его анатомии. Прежде всего, выделяют несколько оболочек глаза: – наружная (прозрачная роговица, сильно преломляющая свет и направляющая его к сетчатке + склера); – сосудистая (в передней части переходит в радужку, определяющую цвет наших глаз и несущую индивидуальные узоры, и в ресничную мышцу); – внутренняя сетчатая, или сетчатка. Внутренняя полость глаза включает в себя водянистую жидкость, хрусталик и стекловидное тело. Ресничная мышца изменяет диаметр нашего зрачка и таким образом, как диафрагма в фотокамере, способна регулировать объём падающего света, тем самым защищая сетчатку: если посветить фонариком на один глаз, то зрачок резко сужается, причём в норме одновременно сузится зрачок и другого глаза тоже. На пути к сетчатке лучи света проходят через несколько прозрачных сред: роговицу, хрусталик и стекловидное тело. Определённая кривизна и показатель преломления роговицы и в меньшей мере хрусталика определяют преломление световых лучей внутрь глаза. Интересно, что на сетчатке получается изображение, резко уменьшенное и перевернутое вверх ногами и справа налево. Естественно, наш мозг позже «переворачивает» образ ещё раз.  Но если носить специальные очки, которые искусственно показывают мир вверх ногами, то мозг через какое-то время сможет к этому адаптироваться, и это уже не будет казаться чем-то дискомфортным. Тут стоит поподробнее остановиться на устройстве сетчатки. Как видно из картинки, свет падает слева, а фоторецепторы – палочки и колбочки – находятся в глубоких слоях сетчатки справа. Получается, что свету нужно пройти через несколько этих слоёв нервов и клеток (а также сосудов), прежде чем он достигнет цели. Таким образом, на самом деле всего около 10% падающего на роговицу фотонов достигает фоторецепторов . Это – первый большой недостаток, ещё два других также тесно связаны с таким строением сетчатки. Во-первых, чтобы увеличить прозрачность нервных волокон в сетчатке, эволюция пошла по пути избавления их от миелиновой оболочки, что привело к понижению скорости распространения нервного импульса. Во-вторых, из-за того, что зрительный нерв подходит спереди, а не сзади, в одной точке все его волокна собираются, образуя слепое пятно, и направляются к мозгу. В итоге мы имеем площадь диаметром около 2 мм, которая совершенно не участвует в восприятии света, но обычно мы этого не замечаем. Почему же это вообще имеет место быть? Сравним развитие сетчатки глаза у беспозвоночных (на примере осьминогов, сверху) и позвоночных (на примере человека, снизу): Схема эмбрионального развития и строения глаза головоногих моллюсков (вверху) и позвоночных. 1 — сетчатка, 2 — пигментная оболочка, 3 — роговица, 4 — радужка, 5 — хрусталик, 6 — ресничное (эпителиальное) тело, 7 — сосудистая оболочка, 8 — склера, 9 — зрительный нерв, 10 — покровная эктодерма, 11 — головной мозг. На основе совершенно различных морфогенетических процессов формируются подобные органы. Именно таким путем может быть осуществлено конвергентное развитие признаков у филогенетически неродственных организмов. В основе событий, последовательно строящих данную структуру, лежит, очевидно, генетически запрограммированный план развития. Последовательное развертывание этих событий регулируется сложным и точно настроенным генетическим механизмом, начало которому может положить одноразовая макромутация Гольдшмидта. Как видно из картинки, у осьминогов сетчатка развивается благодаря непосредственному впячиванию эктодермы, и фоторецепторы ориентируются кнаружи (нервные волокна при этом собираются сзади, слепого пятна нет). Совсем иная ситуация с нашими глазами. Далекие предки позвоночных, похожие на ланцетника, имели фоторецепторы, обращенные вовнутрь нервной трубки. Та, в свою очередь, сформировалась путем впячивания нервной пластинки, представлявшей собой специализированный участок эпителия. Таким образом, изначально фоторецепторы смотрели наружу, в сторону света, но при формировании спинной нервной трубки они оказались обращенными во внутреннюю полость этой трубки (невроцель). Для животных, подобных ланцетнику, это не имеет особого значения, потому что они очень маленькие и совсем прозрачные. А главное, светочувствительные клетки у таких животных все равно не могли различать контуры объектов: они могли лишь отличать свет от тьмы. Более сложные глаза позвоночных формировались из выпячиваний передней части нервной трубки, которая стала головным мозгом. При этом фоторецепторы так и остались обращенными вовнутрь – никакая мутация не могла бы вывернуть их наружу при таком способе формирования нервной системы, который позвоночные унаследовали от своих похожих на ланцетника предков . Путь переработки попавшего на сетчатку света в нервный импульс, посылаемый в мозг, называется фототрансдукцией.   На самом деле это – сложный каскад реакций, и начинается он с того, что фотоны света изменяют 3D-конформацию особого белка в фоторецепторах. Для палочек, которые обеспечивают нас чёрно-белой картинкой в сумерках, это родопсин, а для колбочек, отвечающих за восприятие синего, зелёного и красного цветов это йодопсин, причём для улавливания каждого из этих трёх цветов существует «свой» йодопсин. Соответственно все другие цвета и оттенки, которые мы тоже видим – это всё производные сочетаний синего, зелёного и красного. Так вот, и родопсин, и йодопсин состоят из белковой части (опсины) и небелковой – производной витамина А (11-цис-ретиналь), и они химически связаны. Собственно, фотон действует именно на небелковую  часть и, добавляя энергии, заставляет её изомеризоваться в 11-транс-ретиналь, после чего он тут же «отваливается» от молекулы опсина и конформация белка меняется:   Дальше идёт каскад реакций, и чтобы его понять, надо отметить некоторые особенности функционирования палочек и колбочек. Фоторецепторы – клетки особенные, они не похожи на типичные нейроны. Но в то же время у них существует всё тот же градиент концентраций ионов по обе стороны мембраны: внутри больше калия, снаружи – натрия и кальция. И также калиевые каналы в покое открыты (калий может до определённого момента свободно покидать клетку). Что касается особенностей, то в фоторецепторах различают темновой и световой токи. Второй ток запускает только попадание фотона, а первый работает постоянно, при отсутствии света. Темновой ток заключается в том, что в этих клетках, кроме калиевых каналов, также открыты и цГМФ-зависимые натриевые и кальциевые каналы, то есть при повышенной концентрации в клетке циклической молекулы ГМФ натрий и кальций могут входить в клетку по градиенту их концентраций, обеспечивая тем самым спонтанную деполяризацию. Разумеется, излишки натрия (внутри) и калия (снаружи) постоянно откачиваются в обратном направлении натрий-калиевым насосом. Деполяризация вызывает дополнительный вход в клетку ионов кальция за счёт работы потенциал-зависимых кальциевых каналов. Повышенные концентрации этого катиона стимулируют выброс нейромедиатора глутамата в синаптическую щель, что заставляет биполярные клетки, следующее звено в цепи, гиперполяризоваться, и это блокирует дальнейшее распространение сигнала. Световой ток, как было сказано, запускается попаданием фотона на родопсин или йодопсин. Теперь нужно просто следовать по логической цепочке. Меняя свою форму, эти белки опосредованно активируют фермент, разлагающий цГМФ  (фермент – цГМФ-фосфодиэстераза). Это, в свою очередь, ведёт к значительному понижению внутриклеточной концентрации цГМФ и, как следствие, – к закрытию цГМФ-зависимых натриевых каналов (раз они зависимы от цГМФ, то при его отсутствии открываться не захотят). А так как ток ионов калия из клетки сохраняется, то таким образом мембрана клетки гиперполяризируется. И теперь глутамат, раз уж он не может выделиться наружу, уже не блокирует действие биполярных клеток, и нервный импульс далее проходит в ганглиозные клетки, а от них – прямо в мозг. Вот таким нехитрым, но, безусловно, изящным способом и передаётся информация обо всём том, что мы видим вокруг себя, а уже затылочная кора мозга интегрирует все сигналы в единую систему, создавая целостную картину нашей визуальной субъективной реальности. На самом деле полезно понимать, что этот процесс объясняет нашу восприимчивость к свету, но не объясняет другие аспекты зрения: контрастность, разницу светочувствительности в центре/на периферии и т.д.. Для их рассмотрения необходимо углубиться в функционирование, в первую очередь, биполярных и ганглиозных клеток, и эти механизмы ещё не полностью изучены.

Азат Муртазин

Блог автора: http://old.streamf.livejournal.com/

Ссылки:

  1. Иванов Б.С. Жизнь человека и аксиома опасности. М.: МГИУ, 2010
  2. Могилев А.В., Листрова Л.В. Информация и информационные процессы. Социальная информатика. БХВ-Петербург, 2006
  3. Под ред. Шмидта Р. и Тевса Г. Физиология человека: В 3-х томах. Т. 1. 3-е изд. М.: Мир, 2007
  4. Philip Gibbs. The Human Eye and Single Photons. 1996
  5. http://old.evolbiol.ru/evidence04.htm#eye

 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.

Источник: https://medach.pro/post/811

Урок №35 – Анатомия и физиология человека

Сетчатки воспринимают световые раздражения

Цель урока: представлять роль  анализаторов в познании окружающейдействительности составные части анализаторов ,свойства рецепторов, знать схемустроения  глаза, его составные части,  физиологию зрения, основные аномалии зрения, представлятьпроводящие пути зрительного анализатора, уметь показыватьна плакатах, муляжах  составные частиоргана зрения.

План изложения нового  материала

1. Строение и  значение анализаторов

2. Орган зрения. Оболочки

3. Ядро глазного яблока

4. Вспомогательный аппарат органа зрения

      5. Физиология органа зрения

Строение и значениеанализаторов

       Органычувств  воспринимают  информацию об окружающем мире из внешнейсреды. Восприятие раздражений  происходитза счет рецепторов (световые, звуковые, обонятельные, температурные и т.д    Они расположены в органах –  воспринимающие зрительные ощущения — в глазномяблоке; тактильные и температурные ощущения — в коже , звуки в органеслуха  и т.д

       Ворганизме человека существует шесть специализированных органов чувств:

1)органзрения — воспринимает световые раздражения;

2)органслуха — воспринимает звуковые раздражения;

3)органравновесия — воспринимает вестибулярные раздражения;

4)органобоняния — воспринимает запахи;

5)органвкуса — воспринимает вкус

6)соматосенсорныеорганы (кожа и мышцы) — воспринимают тактильные  раздражения   (осязание), боль, температуру, чувство веса,давления, вибрации и положение частей тела в пространстве.

       Органы  чувств обеспечивают восприятие информации из внешней среды, которая отражается всознании в виде субъективных образов — ощущений или представлений  Органы чувств представляют собойпериферические отделы анализаторов.

       Анализатор — это нервныеструктуры , воспринимающие  раздражения  из внешней среды, преобразующие  энергию  раздражения в нервные импульсы, проводящие их  в нервные центры в коре головного мозга ианализирующие  поступившую  информацию. Анализаторы включают отделы:

1)периферическаячасть (рецепторная) — орган чувств;

2)проводящиеафферентные пути, обеспечивающие проведение нервных импульсов 3)подкорковые икорковые нервные центры  Например:   проводящие пути зрительного анализатора,периферический отдел  –  палочки и колбочки сетчатки глаза,проводниковый отдел  – зрительный нерв,подкорковые ядра в таламусе, латеральных коленчатых телах, верхних бугоркахчетверохолмия, корковый центр в затылочной доле, шпорной борозде.

       Учение об анализаторах разработалвыдающийся отечественный физиолог И. П. Павлов. Соответственно органам чувствразличают анализаторы зрения, слуха, вестибулярных функций, обоняния, вкуса исоматосенсорного чувства.

Органзрения.  Оболочки
         В эмбриональном развитииорган зрения закладывается на третьей неделе беременности,  встречаются аномалии развития: отсутствиеглаз – анофтальм,  маленькие глаза- микрофтальм и др.
       Органзрения .воспринимает информацию из внешней среды  до80-90%.

,обеспечивает восприятие света, цвета и ощущение пространства. Предметывоспринимаются объемно. Наука ,изучающая орган зрения – офтальмология.
       Периферическаячасть органа зрения – глазное яблоко( bulbus oculi)  и вспомогательный аппарат.

       Глазноеяблоко находится в глазнице, которая покрыта теноновой капсулой, она   облегчает движения глазного яблока. Глазноеяблоко вытянуто кпереди, горизонтальная ось 24 мм, вертикальная ось 23,3 мм.
       Оболочки глазного яблока: фиброзная,  сосудистая и сетчатая
     1.

Фиброзная оболочка tunicafibrosa, выполняет защитную функцию.

а)Передний отдел- это роговица (cornea),из  многослойного эпителия , прозрачная часть вформе выпуклого часового стекла, толщиной 1 мм с большим количеством рецепторов,  обладает способностью преломлять лучи света, не имеет сосудов. Функциязащитная и оптическая .Защитная функция связана с роговичным рефлексом,выделением слезы при попадании инородных частиц на роговицу.

б)Задний отдел — склера или белочная  оболочка из плотнойсоединительной ткани, к ней прикрепляются мышцы глазного яблока, имеет многоколлагеновых волокон, кровеносные сосуды.  Покрыта склера спереди конъюктивой  –  измененнойкожей,  которая переходит на веки.

в)На границе роговицы и склерырасположен лимб – циркулярноеутолщение, внутри которого расположен шлеммов канал для оттока внуриглазнойжидкости. .

       2.Средняя оболочка сосудистая,tunica vasculosa,состоит из трех  частей:радужки, ресничного  тела и собственнососудистую оболочку.  Имеет многокровеносных сосудов и пигментной ткани.

а) Радужка,iris (греч. — carina) —  передняя частьсосудистой оболочки, хорошо  видна черезроговицу в виде диска с отверстием в центре (зрачок). Диаметр зрачка  изменяетсяв зависимости от освещенности: при сильном освещении он узкий; при слабом —широкий.  Радужка – диафрагма глаза, регулируетколичество света, поступающего на сетчатку.

 В основе лежат мышцы суживающие зрачок (сфинктеры) и расширяющие зрачок (дилятаторы) Цвет глаз определяетколичество пигмента. Пигмент отсутствует у альбиносов. .Радужка имеет края :свободный и ресничный, принимает участие в образованиирадужно-роговичного угла.

Дополнительный метод исследования  заболеваний – иридодиагностика по “радужным часам”

б)Ресничноетело,corpus ciliare — утолщенная часть сосудистой оболочки, из ресничных70-80 отростков для цинновых связок  и ресничного кружка с  ресничными  мышцами. Ресничные отростки продуцируют внутриглазную жидкость, котораянаходится под давлением 18-26 мм рт.

ст. , а ресничная мышца напрягает или  расслабляет циннову связку, окружающуюхрусталик. Ресничная мышца изменяет   кривизну  хрусталика, т.е. участвует в аккомодации, изменяякривизну хрусталика при рассматривании предметов вдаль,  он становится плоским, а вблизи -выпуклым.

в)Собственнососудистая оболочка,choroidea, представлена сплетениями сосудов (артерий ивен), расположенными в рыхлой соединительной ткани из четырех слоев  кровеносных сосудов и богата пигментной тканьюдля поглощения лучей света

3. Внутренняяоболочка— сетчатка, retina,оченьчувствительная, имеет 10 слоев клеток , из них:  фоторецепторные клетки  (палочки 120-130 млн  и колбочки 6-7 млн ), биполярные, ганглиозные,от которых образуется зрительный нерв.

       Палочки покрывают почти всю сетчатку,  но больше их на экваторе глазного яблока. Ониобеспечивают сумеречное изображение, вырабатывают родопсин, который на свету разрушается, а в темнотевосстанавливается. 

Темновая адаптация

       Колбочки  расположены  в основном на дне глазного яблока в области желтогопятна.  Вырабатывают йодопсин – фермент дневного зрения.

Йодопсин в темноте разрушается,а на свету восстанавливается,   чтосвязано со световой адаптацией.  Колбочки отвечают  за дневное, цветовое зрение.

На сетчатке глазного яблока медиальнеежелтого пятна расположено слепое пятно, где нет ни палочек , ни колбочек. Слепое пятно– место выхода зрительногонерва.

Ядро глазного яблока

       Ядро глазного яблока состоит изпрозрачных светопреломляющих сред без сосудов: водянистая влага камер глазногояблока, хрусталик и стекловидное тело.

       а)Водянистая влага,humor aquosus,вырабатывается ресничным телом, заполняет переднюю и заднюю камеры. Она обеспечиваетпрохождение света и питает роговицу  ихрусталик.

При нарушении оттока водянистой влаги возникает повышениевнутриглазного давления — глаукома.которая  может привести к слепоте.

   Передняякамера расположена между роговицей и радужкой, задняя  камера находитсямежду радужкой, хрусталиком и ресничным телом . Сообщаются через зрачок.

       б)Хрусталик,lens, двояковыпуклая линза, вцентре уплотнение- ядро. Ось хрусталика 3.7мм обеспечивает аккомодацию глазногояблока, преломляя световые лучи силой в 20 диоптрий.

       в)Стекловидное тело по консистенциипохоже на желе, состоит из тонких волокон, промежутки между ними заполненыжидкостью. Это оптическая среда, обеспечивающая проведение света к сетчатке.После 40 лет аккомодация нарушается, наступает “старческое зрение”

Вспомогательныйаппарат органа зрения

       Вспомогательные органы глазного яблокасостоит из  скелетных  мышцы, слезного  и защитного аппаратов (, брови, веки иресницы).

       1. Мышцы глазного яблоканачинаютсяот фиброзного кольца вокруг зрительного канала, прикрепляются к наружнойоболочке глазного яблока впереди экватора глаза, обеспечивают подвижность .

Различают  четыре прямыемышцы:  верхнюю и нижнюю, латеральнуюи медиальную; две косых — верхнюю инижнюю .

Прямые мышцы обеспечивают движение глазного яблока в свою сторону,верхняя косая вращает его вниз и латерально, нижняя косая — вверх и латерально.Есть мышца, поднимающая верхнее веко.

       2.Слезныйаппаратвключает   слезную  железу  и слезные  пути. Слезнаяжелеза расположена в верхнелатеральном углу глазницы выделяет слезу,богатую лизоцимом с  бактерицидным действием .

При моргании слезаомывает роговицу,питает   ее ,попадает в нижний конъюктивальный свод,  медиальный угол глаза, образуя слезное озерцо, на дне которого слезноемясцо. На веках находятся слезные точки, от них отходят слезные ходы  верхний инижний.

Слеза попадает в них, и направляется в слезный мешочек, носослезныйканал и  в нижний носовой ход. 3.Защитныйаппарат состоит из :

а) Веки верхнее и нижнее в основе имеютвидоизменненный хрящ,  вековую частькруговой мышцы глаза, снаружи покрыты кожей, изнутри конъюктивой , котораяпереходит на склеру и образуются верхний и нижний конъюктивальные своды.

  Веки выполняютзащитную функцию, равномерно распределяют слезную  жидкость . Веки образуютуглы наружный и внутренний, глазничную щель ,края век, по краю которыхоткрываются   мейболиевые железы.Воспаление век  называется  “блефарит”.

б)Брови и ресницыэто короткиещетинковые волосы. Ресницы расположены по краю век, задерживают крупные частицыпыли, брови  отводят  пот в латеральном и медиальном направлении отглазного яблока. Они выполняют и косметическую функцию.

Физиологияоргана зрения

Аккомодационный аппарат включаетресничные мышцы,  цинновы связки ихрусталик.

   Зрительный образ попадает насетчатку в уменьшенном, перевернутом виде, кора головного мозга делает еще одинповорот. Нормальное зрение называют эмметропией.Если расстояние между хрусталиком и сетчаткой больше, чем фокусное расстояние,развивается близорукость-миопия.

Примиопии изображение проецируется перед сетчаткой, поэтому такое нарушениеустраняется двояковогнутыми линзами.Сила хрусталика сильная .  При дальнозоркости-гиперметропии фокусное расстояние короткое при рассматриваниидальних предметов , изображение проецируется впереди сетчатки. Сила хрусталика слабая .

Для коррекциизрения применяют  двояковыпуклые линзы.   Плохаякорректировка нарушенного зрения возникает при астигматизме, устраняется такойнедостаток лучше плавающими , контактными линзами.
     Нарушение цветоощущенияназывается дальтонизм , чащевстречается у мужчин, что связано с отсутствием определенного гена вХ-хромосоме.

Снижение чувствительности к красному называется пронатопией,в зеленому-дейтеранопией, к синему –тританопией, полная цветоваяслепота-  монохроматия.

Рис. 34  Ход лучей света  в глазном яблоке

а — при эмметропии (норме); б— при миопии (близорукости); в —при гиперметропии (дальнозоркости); г— при астигматизме; 1 —до коррекции; 2 — послекоррекции рассеивающей линзой; 3 —после коррекции собирающей линзой; 4 —коррекция астигматизма специальной линзой.

Источник: https://www.sites.google.com/site/anatomiaifiziologiaceloveka/urok-no35

Световая чувствительность

Сетчатки воспринимают световые раздражения

Световая чувствительность является основой всех форм зрительного ощущения и восприятия. Эта функция является чрезвычайно изменчивой (лабильной) и ее изменения определяются многими причинами. Основным фактором, от которого зависит уровень абсолютной световой чувствительности, являются световые условия, в которых находится человек, или, точнее, величина яркости фона.

На световую чувствительность глаза также влияют такие факторы как:

  • распределение палочек и колбочек. Из за их неравномерного распределения периферия светоощущение периферических отделов сетчатки значительно выше, чем центральных.
  • концентрация светочувствительных зрительных веществ (зрительного пурпура) в палочках.
  • состояние нервных элементов зрительного аппарата, т.е. периферических и центральных нервных клеток и нервных волокон.
  • площадь зрачка,- при одинаковых яркости и угловых размерах испытательных полей световой поток, попадающий на сетчатку, будет меньшим при меньшей площади и большим при большей площади зрачка.

Для определения уровня световой чувствительности и ее изменений в процессе адаптации могут быть использованы многие приемы, начиная от простого наблюдения за поведением больного, до исследования с помощью специальных приборов – адаптометров и адаптопериметров.

При исследовании светоощущения определяют способность сетчатки воспринимать минимальное световое раздражение – порог светоощущения и способность улавливать наименьшую разницу в интенсивности освещения, что называется порогом различения.

Порог раздражения сильно зависит от предварительного освещения глаза. Так, если пробыть некоторое время в темном помещении и затем выйти на яркий свет, то наступит как бы ослепление.

Спустя некоторое время пребывания на свету глаз уже спокойно его переносит.

 И наоборот, если пробыть некоторое время на свету, а затем войти в сильно затемненное помещение, то первое время предметы совершенно неразличимы и лишь постепенно глаз привыкает к пониженному освещению.

При воздействии на глаз сильного света быстрее разрушаются зрительные вещества и, несмотря на их перманентное восстановление, чувствительность глаза к свету понижается.

В темноте распад зрительных веществ не происходит так быстро, как на свету, и, следовательно, в темноте повышается чувствительность глаза к свету.

Кроме того, при действии на сетчатку яркого света из пигментного эпителия пигмент перемещается к нейроэпителию и как бы прикрывает его, что в свою очередь снижает его чувствительность к свету. Процесс приспособления глаза к различным условиям освещения называется адаптацией.

При адаптации к свету чувствительность глаза к световому раздражителю понижается.

Понижение темновой адаптации является симптомом некоторых глазных (глаукома, сидероз, пигментная дистрофия сетчатки) и общих (болезни печени, авитаминоз А) заболеваний. Для изучения световой чувствительности и всего хода адаптации служат адаптометры.

Диагностика

При исследовании световой чувствительности производится определение световых порогов. Световые пороги могут определяться либо в относительных световых единицах (например, делениях фотоклина, площади диафрагмы, через которую проходит свет), либо в абсолютных световых единицах, которые находятся в пропорциональных отношениях к энергетическим единицам.

При определении световых порогов в абсолютных световых единицах, что всего чаще осуществляется в современных адаптометрах, пользуются единицами, кратными стильбу: нитами (нт), апостильбами (асб), пикостильбами и др.

Световая чувствительность тем выше, чем ниже световые пороги (минимальные величины светового раздражителя, которые воспринимаются).

Поэтому световая чувствительность представляет собой величину, обратную абсолютному световому порогу.

Исследование изменений световой чувствительности в ходе световой адаптации в клинической практике не применяется из-за большой скорости этого процесса. Обычно исследуют ход темновой адаптации.

Для того чтобы исследовать чувствительность определенного места сетчатки, необходимо по возможности исключить непроизвольные и произвольные движения глаз, особенно легко возникающие при погружении в темноту.

Для этого в большинстве исследований применяют так называемую фиксационную точку. В качестве фиксационной точки чаще всего употребляют светящийся объект малых размеров (1-2′), снабженный красным фильтром.

Точечный источник красного света малой яркости при фиксации его не вызывает разложения зрительного пурпура. 

В условиях темновой адаптации самая высокая световая чувствительность отмечается при раздражении областей сетчатки, расположенных между 12 и 18° от центральной ямки. Поэтому исследование световой чувствительности производят чаще всего при проецировании испытательного поля именно в эту область сетчатки.

 Исследование чувствительности только в одной области не дает полного представления о световой чувствительности, особенно при некоторых глазных заболеваниях (пигментная дегенерация сетчатки, глаукома).

Поэтому сейчас в клинике довольно часто применяют периметрическую адаптометрию, при которой световая чувствительность исследуется в разных отделах поля зрения (“квантитативная периметрия”, по Гармсу, 1957).

Для врачебной экспертизы широко применяют адаптометр, созданный проф. C.B. Кравковым и проф. H.A. Вишневским. Он позволяет ориентировочно определить состояние сумеречного (ночного) зрения при массовых обследованиях за 3-5 мин. Действие прибора основано на перемещении относительной яркости цветов в условиях дневного и пониженного освещения (феномен Пуркинье). 

При сумеречном зрении происходит перемещение максимума яркости в спектре от красной части спектра к сине-фиолетовой.

 В основе феномена Пуркинье лежит то обстоятельство, что колбочки сетчатой оболочки, функционирующие при дневном зрении, перестают функционировать при ослаблении освещения, уступая ведущее место аппарату палочек сетчатой оболочки, более чувствительному к зелено-синим лучам, которые и кажутся в этом случае относительно более яркими, чем желто-оранжевые.

Адаптометр Кравкова-Вишневского представляет собой темную камеру, внутри которой расположена таблица из зеленого, голубого, желтого и красного квадратов, освещаемая светом различной, постепенно усиливающейся яркости. Основной объект наблюдения – голубой квадрат; желтый квадрат служит для контроля.

О светоощущении можно судить по времени, которое нужно обследуемому для того, чтобы он начал различать цветные квадраты таблицы.

В начале исследования при адаптации к свету обследуемый не различает цветов и квадраты кажутся ему серыми различной светлости.

По мере наступления темновой адаптации первым различается желтый квадрат, затем – голубой. Красный и зеленый квадраты в этих условиях совсем неразличимы.

Время, прошедшее от момента включения ламп до момента, когда обследуемый увидел более светлый квадрат на месте зеленого, отмечается по секундомеру. При нормальном цветовом зрении и нормальной темновой адаптации – это время колеблется между 15-й и 60-й секундами.

Темновую адаптацию можно проверить и без адаптометра, используя таблицу Кравкова-Пуркинье. Кусок картона размером 20×20 см оклеивают черной бумагой. По углам, отступя на 3-4 см от края, наклеивают 4 квадратика размером 3×3 см из голубой, желтой, красной и зеленой бумаги. 

Цветные квадраты показывают пациенту в затемненной комнате на расстоянии 40-50 см от глаза. В норме сначала квадраты неразличимы. Через 30-40 с становится различимым контур желтого квадрата, а затем – голубого. Понижение темновой адаптации называется гемералопией. При гемералопии видят лишь один желтый квадрат.

Световые пороги А – световые пороги – арифметический ряд,В – световые пороги – геометрический ряд (логарифмы),Б – световая чув-ть – арифметический ряд,Г – световая чув-ть – геометрический ряд (логарифмы),

Везде по оси ординат отложены величины порогов или чувствительности, а по оси абсцисс – время в минутах.

Если установлено понижение сумеречного зрения, темновую адаптацию необходимо проверить на более точных адаптометрах, например на адаптометре Белостоцкого.

Прибор определяет кривую нарастания световой чувствительности глаза во время длительного (60 мин) пребывания в темноте и исследует раздельно световую чувствительность центра и периферии сетчатой оболочки в короткое (3-4 мин) время, а также определяет чувствительность адаптированного к темноте глаза к ярком свет.

Перед началом исследования темновой адаптации необходимо получить максимальную световую адаптацию Для этого обследуемый в течение 20 мин смотрит на равномерно и ярко освещенный экран. Затем пациента помещают в полную темноту (под ширму адаптометра) и определяют световую чувствительность глаз. 

Через интервалы 5 мин больному предлагают смотреть на слабо освещенный экран. По мере того как световая чувствительность нарастает, восприятие яркости постепенно снижается. С помощью диафрагмы можно достигнуть постепенного и равномерного уменьшения освещения примерно в 80 млн раз по сравнению с освещением при открытой диафрагме. Исследование проводят в течение 1 ч.

Световая чувствительность глаза быстро возрастает в темноте и через 40-45 мин достигает максимума, возрастая в 50 000-100 000 раз, а иногда и более по сравнению с чувствительностью глаза на свету. Особенно быстро темновая адаптация нарастает в первые 20 мин. 

Изменения световой чувствительности в виде кривых стали применять после работ Нагеля (Nagel, 1907) и Пипера (Piper, 1903), т. е. уже почти 60 лет. Сначала для этого применяли арифметический ряд.

Но такой способ изображения оказался неудобным потому, что колебания чувствительности при темновой и световой адаптации могут достигать нескольких десятков и даже сотен тысяч раз, что технически неудобно показать на графике.

Поскольку нарастание порогов световой чувствительности обладает огромным размахом, также удобнее представлять нарастание световой чувствительности в логарифмах чисел, обозначающих световую чувствительность. По оси абсцисс откладывают время пребывания в темноте в минутах, а по оси ординат – пороги световой чувствительности, выраженные в логарифмах.

Световая чувствительность и ход адаптации – исключительно тонкие функции, они зависят от возраста, питания, настроения, различных побочных раздражителей.

Расстройства темновой адаптации

Для того чтобы судить о патологических изменениях световой чувствительности, нужно представлять, каковы ее величины для здорового, нормального глаза.

В глазной клинике наибольшее распространение получило исследование световой чувствительности в ходе темновой адаптации.

Поэтому необходимо знать, каков уровень световой чувствительности в начале темновой адаптации и на разных ее этапах, а также ее максимальный уровень по окончании темновой адаптации.

Этот вопрос, на первый взгляд довольно простой, при ближайшем знакомстве с ним оказывается не таким очевидным. Абсолютная световая чувствительность зависит от чрезвычайно большого количества разнообразных условий и поэтому является очень лабильной функцией. Например, Н. П.

Рипак (1953) исследовал 110 здоровых лиц прибором АДМ и нашел, что максимальный уровень абсолютной световой чувствительности через 60 минут темновой адаптации варьирует в пределах от 130,000 относительных единиц до 1,400,000 единиц световой чувствительности. На этом основании, статистически обработав материал, Н. П.

Рипак установил понятие зоны нормы абсолютной световой чувствительности. Эти показатели нужно считать действительными только для аппарата данной системы и для данных условий исследования.

При работе с аппаратами других конструкций нужно всегда предварительно установить свои собственные нормативы световой чувствительности, хотя это и не является легкой задачей.

В том случае, если заболевание глаза одностороннее, то второй клинически здоровый глаз является хорошим контролем для больного глаза. Поэтому всегда рекомендуется производить исследование каждого глаза в отдельности.

Нужно также помнить, что пороги при определении абсолютной световой чувствительности несколько ниже, если исследование будет производиться бинокулярно, а не монокулярно.

Это происходит вследствие бинокулярной суммации раздражителей.

Расстройства темновой адаптации могут проявляться в виде повышения порога раздражения, т.е. светочувствительность даже при длительном пребывании в темноте остается пониженной и не достигает нормальной величины, или в виде замедления адаптации, когда светочувствительность нарастает позднее, чем в норме, но постепенно доходит до нормальной или почти нормальной величины.

Чаще встречается комбинация указанных видов расстройств. И тот и другой вид нарушения указывает на понижение световой чувствительности.

Расстройство темновой адаптации резко снижает способность ориентироваться в пространстве при пониженном освещении.

Гемералопия возможна при некоторых заболеваниях сетчатки (пигментная дистрофия, ретиниты, хориоретиниты, отслойка сетчатки) и зрительного нерва (атрофия, застойный диск), при высоких степенях близорукости. 

В этих случаях гемералопия вызвана необратимыми анатомическими дефектами в зрительно-нервном аппарате – разрушением окончаний палочек и колбочек. Понижение темновой адаптации – один из ранних признаков глаукомы. Это наблюдается и при заболеваниях печени, чаще при циррозе. В печени содержится много витамина А, ее заболевание вызывает авитаминоз А, в результате снижается тем новая адаптация. 

Кроме того, при циррозе печени в пигментном эпителии откладывается холестерин, что препятствует нормальной выработке зрительных пигментов.

Гемералопия как функциональное нарушение сетчатки может возникнуть при нарушениях питания, общем гиповитаминозе с преимущественным дефицитом витамина А.

Витамин А, как известно, необходим для выработки зрительного пурпура.

Довольно часто гемералопия сочетается с появлением на конъюнктиве глазного яблока ксеротических бляшек рядом с роговицей на уровне ее горизонтального меридиана в виде суховатых участков эпителия.

Такая гемералопия обратима и проходит довольно быстро, если в пищу вводить содержащие витамин А продукты, свежие овощи, фрукты, печень и т.д.

Источник: https://eyesfor.me/home/anatomy-of-the-eye/retina/visual-perception.html

Зрение человека зависит от состояния сетчатки, так как в ней расположены светочувствительные клетки, в которых

Сетчатки воспринимают световые раздражения

Благодаря зрению человек познаёт окружающую реальность и ориентируется в пространстве.

Безусловно, без остальных органов чувств сложно составить целостную картину мира, но глаза воспринимают почти 90% от общей информации, которая поступает в головной мозг извне.

С помощью зрительной функции человек способен увидеть происходящие рядом с ним явления, может анализировать разные события, находить отличия одного предмета от другого, а также замечать надвигающуюся угрозу.

Органы зрения устроены таким образом, что различают не только сами объекты, но ещё и цветовое разнообразие живой и неживой природы.

Ответственность за это лежит на особых микроскопических клетках — палочках и колбочках, присутствующих в сетчатке глаза.

Именно они являются начальным звеном в цепочке по передаче информации об увиденном объекте в затылочную часть головного мозга.

Рецепторы глаз

На сетчатке человека находится приблизительно 115—120 миллионов рецепторов. Это рецепторы в глазу человека, которые помогают воспринимать окружающую реальность. Внешне напоминают продолговатый цилиндр.

Они крайне чувствительны к свету, но не могут обеспечить цветовое зрение. Отличаются от колбочек сетчатки глаза, палочки. Они плохо различают цвета и медленно реагируют на передвижения предметов. Состояние этих рецепторов не сказывается на качестве зрения человека.

Они находятся на периферии зрения и отвечают за видение в ночное время суток.

Другие зрительные рецепторы в глазах человека называются колбочки. Их приблизительно 7 миллионов, а форма соответствует названию. Как и палочки, колбочки помогают глазу воспринять изображения окружающей среды.

Они вместе с палочками преобразовывают нейронные импульсы из лучей света и отправляют их по зрительному нерву в мозг. Колбочки в сетчатке отвечают за восприятие окружающей реальности днем. Именно к цветам чувствительны колбочки сетчатки.

Это связано с пигментами, которые находятся в их составе. Расположены колбочки в глазу у человека в области макулы.

Разделяются на 3 типа:

  • коротковолновые;
  • средневолновые;
  • длинноволновые.

Открываясь, чтобы впустить больше света

Ваши зрачки — это черные области перед глазами, которые пропускают свет. Они выглядят черными, потому что свет, который достигает их, поглощается внутри глазного яблока. Затем он преобразуется вашим мозгом в ваше восприятие мира.

Вы, наверное, заметили, что зрачки могут изменить размер в ответ на свет. Снаружи в яркий солнечный день ваши зрачки становятся очень маленькими. Это дает меньше света в глаза, так как есть много доступных.

Когда вы переходите в темное место, ваши зрачки открываются, чтобы стать как можно больше. Это расширение позволяет вашему глазу собирать больше света, чем там есть.

Но от самого маленького размера до самого широкого зрачка ваш зрачок может увеличить свою площадь всего лишь в 16 раз. Вы можете хорошо видеть поперечные изменения уровня освещенности гораздо больше, чем в миллион раз. Так что здесь должно быть что-то еще происходит.

Строение рецепторов

Палочки в радужном зрении не участвуют и отвечают за видимость и различие предметов в сумерках.

Анатомия рецепторов:

  • наружное поле (диск);
  • связующую зону;
  • внутреннюю;
  • базальная зона.

В длину одна палка 0,06 миллиметров, а диаметр — 0,002 мм. Эти фоторецепторы глаза крайне светочувствительны.

Они воспринимают максимальное количество волн света, что предоставляет человеку возможность различать предметы в темное время суток. В рецепторах присутствует родопсин или зрительный пурпур, который содержится на мембранных дисках.

В желтом пятне палочек практически нет. Под воздействием лучей он раздражается и помогает улавливать свет в ночное время.

Колбочки по строению схожи с палочками:

  • наружная зона;
  • связующая (перетяжка);
  • внутренняя;
  • базальная.

Длина рецепторов — 0,05 мм, а диаметр в широкой зоне составляет 0,004 мм. В дисках колбочек содержится йодопсин. Благодаря ему светочувствительные рецепторы обрабатывают поступающее изображение и изменяют его в нейронный импульс. Такая работа обеспечивает дневное видение и более точное изображение реальности.

Колбочки улавливают красный и зеленый оттенков. Различают 3 вида йодопсина: эритролаб, хлоролаб цианолаб. Каждый из них отвечает за различие одного из 3-х основных оттенков: синего, красного и зеленого. Но если первые 2 вида были официально найдены учеными, то цианолаб еще не открыт, но уже имеет название.

Теория о двухкомпонентном восприятии основывается на том, что колбочка способна воспринимать 2 цвета – красный и зеленый.

Существует теория о двухкомпонентном восприятии цветов.

Так как цианолаб еще не был найден, то приверженцы этой теории считают, что эритролаб и хлоролаб дают возможность глазу различать красный и зеленый спектры, а синий оттенок глаз улавливает с помощью выцветших родопсин (пигмента палочек). Эту гипотезу подтверждают исследования людей, что не различают синие цвета и плохо ориентируются в темноте.

Сколько времени это займет?

Когда вы находитесь в ярком свете, ваши стержни полностью перегружены и не работают. Если вы выключите свет, ваш зрачок сразу же откроется. Ваши фоторецепторы начинают улучшать свою чувствительность, чтобы впитывать любой свет, который они могут в новых тусклых условиях.

Колбочки делают это быстро – примерно через пять минут их чувствительность повышается. Примерно через 10 минут в темном месте, ваши стержни наконец-то нагоняют и вступают во владение. Вы начнете видеть намного лучше. Примерно через 20 минут ваши удилища сделают все возможное, и вы будете видеть как можно лучше “в темноте.”

Источник: https://mcvdh.ru/zabolevaniya/svetochuvstvitelnye-kletki-glaza.html

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.