Зрительный анализатор. Светопреломляющий аппарат глаза, его свойства. Механизмы фоторецепции

Форма и прозрачность некоторых глазных структур обеспечивает остроту зрения человека. Светопреломляющая система глаза состоит из нескольких расположенных друг перед дружкой линз, прозрачных при отсутствии патологических изменений. Именно они пропускают лучи света и преломляют их таким образом, что, концентрируясь на сетчатке, последние складываются в целостное изображение. Картинка по нервным путям поступает в затылочную область головного мозга, где интерпретируется корой. Важную роль для зрения играет аккомодационный механизм. Он помогает фокусировать видимые элементы и увеличивает их по мере надобности.

Анатомия светопреломляющего аппарата

Хрусталик и роговица формируются из эктодермального слоя. Обе структуры образуют диоптрический аппарат. Для человека норма 58,6 диоптрий.

Преломление света становится возможным благодаря кривизне каждой составляющей структуры органа зрения. Светопреломляющий аппарат глаза состоит из таких компонентов:

• Роговица. В ней есть 5 гистологически различных слоев клеток, покрытых эпителиальной оболочкой. Но, несмотря на это, роговица остается прозрачной и отлично пропускает лучи солнечного спектра. Ее преломляющая способность зависит от радиуса и кривизны.
• Стекловидное тело. Эта преломляющая структура не содержит нервных или сосудистых сплетений. Она состоит из студенистой жидкости в передней камере глазного яблока. На задней поверхности стекловидного тела присутствует чашеобразная ямка.
• Хрусталик. Это плотная двояковыпуклая структура, выполняющая функцию линзы. Она содержит передний и задний полюс. Само вещество хрусталика представлено вытянутыми эпителиальными клетками.
• Передняя глазная камера. Это полость, ограниченная спереди роговицей, а сзади радужкой. Именно она содержит стекловидное тело и хрусталик.
• Водянистая влага.
• Задняя глазная камера. Она сообщается с передней через зрачок — круглое отверстие в радужке. Спереди границей камеры является задняя поверхность радужки, а сзади — хрусталик.

Возможные последствия и осложнения болезни

1. Выраженная задержка в умственном развитии.
2. Появление опухолевых заболеваний, в том числе и злокачественных.
3. Возникновение различных аутоиммунных болезней.
4. При тяжёлых инфекциях и врожденных пороках сердечно-сосудистой системы, возможен летальный исход.

Прогноз для жизни у таких детей относительно неблагоприятный, так как вследствие тяжелейшего иммунодефицита, они редко достигают возраста старше 6-7 лет.

Итак, синдром Ди Джорджи – это генетическое иммунодефицитное заболевание с тяжелыми аномалиями скелета лица и сердечно-сосудистой системы, которое чаще всего диагностируется в роддоме. Специфической профилактики и лечения не существует, возможна только поддерживающая терапия. Как правило, описанная патология имеет неблагоприятное течение.

Функции анатомических образований

Сетчастая оболочка глаза служит для преобразования энергии света и обработки первичных импульсов. Светопреломляющие структуры глаза функционируют в едином ансамбле, дополняя друг друга. Правильная последовательность их расположения обеспечивает такие физиологические функции:

• Улавливание световых лучей. С этой целью все прозрачные структуры действуют, как собирательные линзы.
• Пропуск излучения. Благодаря прозрачности роговица, хрусталик, обе камеры и стекловидное тело пропускают сквозь в себя любой свет. Эта функция нарушается при катаракте, возрастных дегенерациях и других деструктивных процессах глазного яблока.
• Концентрация света на сетчатке. Свойства перечисленных структур позволяют сфокусировать изображение для его интерпретации палочками и колбочками.
• Преломление излучения. Интересные наблюдения в этой области были опубликованы педиатрами. Оказывается, новорожденный ребенок все видит в перевернутом виде именно благодаря преломлению лучей. Уже потом мозг человека подстраивает изображение под понятный для него ракурс.
• Аккомодация. Физиология прозрачных глазных структур предусматривает их способность искривляться таким образом, дабы можно было разглядеть предметы вблизи и вдали. В первую очередь такой функцией обладает хрусталик, к которому прикреплена парная цилиарная мышца.

Алексей Ердяков: «Глаз — это микромир в организме»

— Как устроен глаз?

— На самом деле глаз — это некий микромир в нашем организме, даже не только анатомически, но и физиологически. Его можно разобрать на раздельные функциональные компоненты. Есть вспомогательный аппарат глаза — это все, что его окружает и защищает, например веки и ресницы. Есть оптическая часть глаза, которая представлена светопреломляющими структурами. В первую очередь это роговица, обладающая большой преломляющей способностью, затем хрусталик, который может менять кривизну своей поверхности и, соответственно, светопреломление. Благодаря хрусталику мы можем фокусировать глаз на ближней или дальней точке зрения. За хрусталиком располагается стекловидное тело. Внутри него и внутри самого глаза есть так называемая влага, которая определяет в конечном счете внутриглазное давление. Эти жидкие структуры тоже немного преломляют свет, но их вклад не очень большой.

Основная функционирующая часть в плане зрительного восприятия — это нервная ткань, сетчатка. Под сетчаткой находится сосудистая оболочка — хориоидея, которая питает сетчатку кровью. За сетчаткой идет наружный слой глазного яблока. Это такая соединительнотканная фиброзная оболочка. Сетчатка имеет очень сложную структуру. Там присутствуют различные популяции клеток, они имеют свое четкое месторасположение, то есть определенную архитектонику, которую нельзя нарушить.

— У людей глаза разного размера?

— У разных людей глаза одинакового размера с небольшим отличием в доли миллиметра. Конечно, глаз ребенка меньше, но нужно понимать, что размер глаза у ребенка по отношению к размеру его тела больше, чем у взрослого человека. Поэтому кажется, что у детей большие глаза. Но они, безусловно, вместе со всем организмом продолжают расти, пока не достигнут значения 24 миллиметра. В среднем это происходит в 18–25 лет. То же самое можно сказать и в отношении мозга: считается, что в 25–30 лет он окончательно уже сформирован и 30 лет — пик его активности. Глаз — это на самом деле часть мозга, которая вынесена на периферию. По большей части все структуры, которые не связаны с обработкой первичной зрительной информации, должны быть сформированы к 18 годам.

— Как работает механизм сужения и расширения зрачка?

— Конечно, на расширение или сужение зрачка влияет не только свет. Этот процесс происходит под контролем мышц, которые располагаются внутри глаза. Есть кольцевая мышца радужки, при ее сокращении происходит сужение зрачка, или миоз. Есть радиальная мышца радужки, при сокращении которой происходит, наоборот, расширение зрачка, или мидриаз. Регулируется диаметр зрачка со стороны вегетативной нервной системы и парасимпатического и симпатического отделов. Условно говоря, симпатический отдел вегетативной нервной системы отвечает за стрессовую реакцию (классическая реакция «бей или беги»). Парасимпатический отдел вегетативной нервной системы отвечает за спокойствие. Скажем, когда нам страшно или происходит что-то необычное, зрачки расширяются.

— Почему кто-то видит мир цветным, а кто-то воспринимает лишь часть цветов?

— Дальтонизм определяют как нарушение функционирования сетчатки. В сетчатке есть палочки — фоторецепторы, которые осуществляют световосприятие исключительно на уровне «белое и черное» — иными словами, есть ли свет или нет. И есть колбочки, которые могут воспринимать разные цвета. У человека их три типа: колбочки, воспринимающие красный, зеленый и синий цвета. Мутации, которые могут нарушать восприятие цвета, как правило, наследственные. В основном это связано с тем, что светоулавливающие пигменты не синтезируются или синтезируются неправильно. То есть в принципе потенциально возможно существование человека, который из-за дальтонизма видит 50 оттенков серого.

— Насколько эффективны очки для коррекции цветовосприятия у дальтоников?

— Такие очки действительно существуют, они помогают восстанавливать акценты цветов. Существуют даже электронные устройства, помогающие восстановить зрение слепым, — электронные аналоги сетчатки. Эффективность очков для коррекции цветовосприятия зависит от того, что это за дальтонизм. Человек может вообще не различать цветов или только некоторые из них. Нужно также понимать, что люди с нарушенным цветовосприятием с рождения не видели полной цветовой гаммы, которую видят здоровые люди. Они с рождения не имеют представления о том, что окружающий нас мир обладает столькими цветами. И решение о том, приобретать ли такие очки, зависит от потребности человека различать все цвета.

— Есть ли какие-то существенные продвижения в лечении заболевания зрения?

— Есть прогресс, безусловно. Скажем, глаукома поддается фармакологической коррекции. То есть можно применять препараты, которые снижают внутриглазное давление. Что касается катаракты, то врачи давно научились менять хрусталик, вставлять искусственную линзу. Кроме того, в 2020 году вышла научная публикация, в которой содержались доклинические сведения — катаракту лечили на кроликах — и клинические. Правда, было всего 12 пациентов, но для начала этого вполне достаточно. Им удалось вырастить родной хрусталик для кролика, а потом для человека. При катаракте мутнеет обычно центральная часть хрусталика, а снаружи он выстлан эпителиальными клетками. Они дают начало тем клеткам, которые располагаются внутри хрусталика. И в ходе эксперимента удаляли только внутреннюю часть хрусталика, а внешнюю оставляли. В результате она достраивала весь хрусталик целиком.

Механизмы

Многие структурные компоненты глаза относятся к производным кожных покровов, а вовсе не нервной ткани. Это обусловлено эволюционно. Нервными производными являются только палочки, колбочки и зрительный нерв.

Каждый составляющий элемент зрительной системы пропускает лучи света, с помощью которых формируется изображение. Светопреломляющие среды глазного яблока функционируют слаженно благодаря своей прозрачности и форме. Роговица принимает на себя главный «лучевой удар», перенаправляя свет в стекловидное тело, расположенное в передней глазной камере. Оттуда лучи через хрусталик поступают в глубокие слои. На этом этапе они преломляются и концентрируются. В задней камере глаза излучение несколько видоизменяется. Оно проникает через отверстие зрачка и ложится на сетчатку. Поэтому слаженное функционирование каждого компонента влияет на качество зрения человека. Также светопроводящие структуры имеют неодинаковую плотность, благодаря чему у людей не бывает лучевого ожога сетчатки. Все прозрачные глазные структуры действуют по простому механизму пропуска световых лучей. И только хрусталик, будучи двояковыпуклой линзой, выполняет функцию увеличительного стекла.

Работа аккомодации

Для правильного его функционирования необходим сложный аппарат, состоящий из элементов преломляющих сред и структур, меняющих их кривизну. Светопреломляющие функции выполняет хрусталик. К нему фиксируется ресничный поясок, с другой стороны крепящийся к цилиарному телу. Последнее является мускулом, при натяжении которого хрусталик становится более выпуклым, а при расслаблении, наоборот, утончается. Таким образом имитируется эффект линзы. Аккомодационным аппаратом обеспечивается светопроводящая функция, изменение кривизны хрусталика, опираясь на дальность или близость предмета, который пытаются рассмотреть, фокусировка увиденного на клетках сетчатки и приспособление к более или менее интенсивному освещению.

Нарушения аккомодации глаза

С возрастом аккомодация глаза постепенно изменяется в связи с тем, что хрусталик постепенно утрачивает свою эластичность и способность менять форму (рис. 2). Зависимость объема аккомодации глаза от возраста впервые была установлена Дондерсом (F. Bonders, 1818—1889), а позднее точно изучена Дуэйном (A. Duane, 1858—1926).

Ослабление аккомодации с возрастом сказывается в постепенном отодвигании от глаза ближайшей точки ясного зрения и в уменьшении длины аккомодации. Эти нарушения носят название пресбиопии (см.).

Из других нарушений аккомодации следует указать на спазм и паралич аккомодации глаза.

Под спазмом аккомодации понимают более или менее длительное и излишнее напряжение ее, продолжающееся и после того, как глаза перестали фиксировать близкий предмет. Спазм возникает обычно у молодых людей (особенно у неврастеников) в результате длительного напряжения аккомодации, а также при травмах, действии на глаз очень яркого света. Спазм аккомодации может создавать впечатление близорукости.

Рис. 2. Зависимость объема аккомодации от возраста

Паралич аккомодации характеризуется полной потерей способности различать мелкий шрифт на близком расстоянии: при парезе аккомодации эта способность только ослаблена. Параличи и парезы аккомодации глаза могут быть центрального происхождения (нуклеарные, наиболее часто встречающиеся при поражении той части ядра глазодвигательного нерва, которая имеет отношение к аккомодации глаза); эти параличи аккомодации обычно обусловлены интоксикациями или инфекциями (сифилис, энцефалит, грипп, дифтерия, диабет, ботулизм и тому подобное). Поражения ствола глазодвигательного нерва на основании мозга (базальные параличи), обусловленные переломами основания черепа, менингитом, опухолями, также могут вести к клинической картине паралича аккомодации (при этом наблюдаются зрачковые расстройства и параличи наружных мышц глаза).

Аналогичная картина наблюдается и при поражениях глазодвигательного нерва в пределах глазницы (орбитальные параличи).

Периферические параличи аккомодации вследствие поражения аккомодационной мышцы или нервных окончаний в ней наблюдаются при ушибах (контузиях) глаза. Периферический паралич аккомодации может развиться при приемах внутрь препаратов атропина или белладонны, а также может быть вызван искусственно на короткое время в клинике, когда для исследования и лечения прибегают к расширению зрачка, закапывая в конъюнктивальный мешок растворы атропина, скополамина и другие расширяющие зрачок средства, действующие одновременно и на аккомодацию глаза.

Отмечен факт ослабления аккомодации глаза в условиях пониженного барометрического давления и кислородного голодания (гипоксемии), наблюдаемого на высоте. Спазмы и параличи аккомодации глаза могут быть двусторонними и односторонними. При парезе аккомодации глаза может наблюдаться своеобразное явление так называемое микропсии, когда все предметы кажутся уменьшенными в размерах. Это объясняется нарушением нормальных отношений между величиной изображений на сетчатке и степенью напряжения аккомодации.

Прогноз зависит от основного заболевания, вызвавшего нарушение аккомодации глаза.

Диагноз основывается на субъективных жалобах, данных клинического обследования и появлении при объективном исследовании усиления преломляющей силы оптической системы глаза (см. Рефракция глаза).

Лечение спазма и паралича аккомодации глаза проводится в зависимости от причины, вызвавшей эти нарушения. При спазме аккомодации глаза рекомендуется закапывать в глаза препараты атропиновой группы для ослабления тонуса ресничной мышцы.

Исследование аккомодации глаза см. ниже.

См. также Ближайшая точка ясного зрения, Близорукость, Дальнейшая точка ясного зрения, Дальнозоркость, Рефракция глаза.

Внутренняя сетчатка глаза

Внутренняя, чувствительная оболочка, выстилающая изнутри полость глазного яблока. Это самая тонкая оболочка. Имеет сложное строение, состоит из 11 слоев клеток. Ее основная роль заключается в формировании изображения с помощью специальных колбочек и палочек.

Палочки располагаются на периферии сетчатки, ответственны за сумеречное, черно – белое зрение. Колбочки сосредотачиваются в центральных отделах – макуле, отвечают за мелкие детали предметов и цвета. Макула или желтое пятно отвечает за центральное зрение при дневном свете.

Нервные волокна, идущие от чувствительных клеток, формируют зрительный нерв, выходящий из заднего полюса глаза, и, проникающий в полость черепа, головной мозг. Это сложный и очень быстрый процесс.

Колобома глаза — как диагностируется и лечиться патология

Заболевание колобома проявляется дефектом любых оболочек глаз. А именно, отсутствием оболочки. Она бывает двух основных форм – врожденной и приобретенной. При врожденной форме болезнь возникает в период внутриутробного развития или из-за наследственного фактора. В этом случае отмечаются сопутствующие патологии в виде заячьей губы или волчьей пасти. Нужно отметить, что данный вид колобомы глаза не предполагает закрытия глазных щелей.

Приобретенная форма появляется по причине хирургического вмешательства, когда существует необходимость удалить оболочку. Также данный вид развивается посредством травмирования и воспалительных процессов. Кроме того, есть классическое описание. Это типичная форма и атипичная. То есть, первая подразумевает классический вариант заболевания, а вторая – характеризуется нестандартному характеру и месту локализации. Заболевание может классифицироваться и по распространенности:

1. Изолированный тип характеризуется поражением одной из оболочек.
2. Комбинированный тип отличается вовлечением в патологические процессы двух и более оболочек.
3. Проникающий тип – это поражение одновременно всех глазных оболочек.
4. Односторонний и двухсторонний тип. Это когда повреждается 1 или 2 глаза.

Симптоматика и виды по месту локализации

1. Колобома радужки глаза характеризуется ослеплением, но не слепотой. То есть острота зрения остается в норме, но нарушена способность регулировать количество поступающего в глаза света. При приобретенной форме сокращения происходят на фоне поражений части сфинктера зрачка. При врожденной форме сокращение происходит со зрачком, но при этом не создаются необходимые размеры. Среди симптомов наблюдается деформация нижней части радужки в грушеобразной форме.
2. Место локализации – ресничное тело. Симптомы: нарушение аккомодации, то есть больной не видит четко предметы с близкого расстояния.
3. Колобома хориоидеи. В этом случае отсутствует оболочка сосудов, из-за чего становится невозможным питание сетчатки. Как известно, сосудистые оболочки не отвечают за восприятие изображений, поэтому в пораженном поле зрения развивается скотома. А именно, у больного образуются темные пятна.
4. Место локализации – зрительный нерв. Отсутствует зрительный нерв признаки такие же, как при колобоме хориоидеи.
5. Патология хрусталика характеризуется отсутствием части данной структуры глаза. Нарушается преломление лучей, в результате чего появляются разное светопреломление. По симптомам напоминает астигматизм.
6. Колобома века проявляется значительным косметическим дефектом. При этом нарушается смазывание роговицы слезами, но так происходит при большом поражении.

Как диагностировать колобому

Для того чтобы был поставлен правильный диагноз заболевания, применяется множество методов исследования. Также диагностирование зависит от места локализации. Итак, это может быть:

1. Колобома радужки и век просматривается визуально офтальмологом.
2. Сосудистую форму и патологию зрительного нерва можно исследовать при помощи офтальмологического диагностирования.
3. Хрусталик и радужка просматривается при помощи щелевой лампы (биомикроскопия).
4. Кроме того, применяется магнитно-резонансная томография, рефрактометрия и прочие расширенные методы.

Правила лечения колобомы

Лечение колобомы зависит от формы заболевания и места локализации. Например, если патология обнаруживается на радужной оболочке глаза, то терапевтические методы не применяются. Зато врач назначает разнообразные очки – дымчатые и солнцезащитные. Также это могут быть линзы, оснащенные прозрачным центром. А чтобы замаскировать внешний дефект используются контактные цветные линзы. В остальных случаях назначается хирургическое вмешательство:

1. Блефаропластика применяется при колобоме век.
2. При запущенной стадии радужной формы так же используется пластическая операция. В этом случае сшиваются края оболочки.
3. Устранить дефект зрительного нерва можно при помощи фотокоагуляции.
4. Протезирование применяется для замены хрусталика на интраокулярную линзу.
5. Может быть использована и коллагенопластика, при которой вводится коллагеновое вещество в пораженный орган.

ВНИМАНИЕ! В настоящее время ученые всего мира разрабатывают новые методики лечения колобомы, поэтому есть шанс, что скоро изобретут наиболее эффективный и лучший метод!