Зрительный анализатор: строение и функции
Ключевые тезисы:
- Зрительный анализатор состоит из трёх частей: периферической (рецепторной), проводниковой и центральной.
- Глазное яблоко имеет три оболочки: наружную, среднюю и внутреннюю (сетчатку).
- Процесс зрения начинается с фотохимических реакций в палочках и колбочках сетчатки.
- Аккомодация — способность глаза фокусироваться на близких и дальних предметах.
- Нарушения рефракции: миопия (близорукость), гиперметропия (дальнозоркость) и астигматизм.
Структура зрительного анализатора
Зрительный анализатор делится на три отдела:
- Периферический (рецепторный): Глазное яблоко.
- Проводниковый: Зрительный нерв (II пара черепно-мозговых нервов).
- Центральный: Зрительная кора (поля 17, 18, 19 по Бродману) в затылочной доле.
Строение глазного яблока
Глазное яблоко состоит из трёх оболочек.
Наружная оболочка:
- Склера (белочная оболочка): Выполняет формообразующую и защитную функции. Имеет три слоя.
- Роговица: Прозрачная передняя часть. Проводит и преломляет свет, выполняет защитную функцию. Состоит из пяти слоёв.
- Лимб: Граница между склерой и роговицей.
Средняя (сосудистая) оболочка:
Состоит из трёх частей:
- Собственно сосудистая оболочка (хориоидея).
- Ресничное (цилиарное) тело: Содержит аккомодационную мышцу и продуцирует внутриглазную жидкость.
- Радужка: Содержит мышцы (циркулярные и радиальные), регулирующие размер зрачка. Определяет цвет глаз.
Внутренняя оболочка:
- Сетчатка: Содержит фоторецепторы (палочки и колбочки). Состоит из 10 слоёв, включая пигментный слой, слой палочек и колбочек, биполярные и ганглиозные клетки.
Внутренние структуры глаза:
- Хрусталик: Прозрачная линза, преломляет свет и участвует в аккомодации. Удерживается цинновой связкой.
- Передняя и задняя камеры: Заполнены внутриглазной жидкостью, которая питает роговицу, хрусталик и стекловидное тело.
- Стекловидное тело: Заполняет основную часть глаза, выполняет формообразующую функцию и проводит свет.
- Центральная ямка (жёлтое пятно): Место наилучшего видения.
- Слепое пятно: Место выхода зрительного нерва, где нет фоторецепторов.
Фотохимические процессы в сетчатке
Фоторецепторы (палочки и колбочки) преобразуют свет в нервный импульс.
Ключевой пигмент: Родопсин (в палочках). Состоит из белка опсина и ретиналя (производное витамина А).
Механизм в темноте:
- Активируется G-белок → активируется гуанилатциклаза.
- Повышается уровень циклического гуанозинмонофосфата (цГМФ).
- цГМФ открывает натриевые каналы → ионы Na⁺ и Ca²⁺ входят в клетку.
- Фоторецептор находится в состоянии деполяризации (возбуждения).
- Выделяется медиатор глутамат, который через тормозные рецепторы (mGluR6) подавляет активность биполярных клеток.
Механизм на свету:
- Свет попадает на родопсин → ретиналь переходит из цис- в транс- форму.
- Активируется белок трансдуцин, который активирует фермент фосфодиэстеразу.
- Фосфодиэстеразы расщепляют цГМФ.
- Уровень цГМФ падает → натриевые каналы закрываются.
- Открываются калиевые каналы → K⁺ выходит из клетки.
- Фоторецептор гиперполяризуется (тормозится).
- Выделение глутамата снижается.
- Тормозное влияние на биполярные клетки прекращается → они самопроизвольно деполяризуются (возбуждаются).
- Возбуждение передаётся на ганглиозные клетки и далее по зрительному нерву в мозг.
Аккомодация глаза
Аккомодация — способность глаза ясно видеть предметы на разном расстоянии.
Два фактора аккомодации:
- Эластичность хрусталика: С возрастом уменьшается (пресбиопия).
- Работа аккомодационной (цилиарной) мышцы.
Механизм:
- Для зрения вблизи: Аккомодационная мышца сокращается → циннова связка расслабляется → хрусталик становится более выпуклым, его преломляющая сила увеличивается.
- Для зрения вдаль: Аккомодационная мышца расслабляется → циннова связка натягивается → хрусталик уплощается, его преломляющая сила уменьшается.
Нарушения рефракции (аккомодации)
Нормальный глаз (эмметропия):
- Фокусное расстояние совпадает с длиной анатомической оси глаза.
- Главный фокус находится на сетчатке.
Близорукость (миопия):
- Анатомическая ось глаза длиннее фокусного расстояния.
- Главный фокус находится перед сетчаткой.
- Коррекция: Вогнутые (минусовые) линзы.
Дальнозоркость (гиперметропия):
- Анатомическая ось глаза короче фокусного расстояния.
- Главный фокус находится за сетчаткой.
- Коррекция: Выпуклые (плюсовые) линзы.
Астигматизм:
- Нарушение сферичности роговицы или хрусталика.
- Световые лучи не собираются в одной точке на сетчатке.
- Коррекция специальными линзами или хирургически.
Острота и поле зрения
- Острота зрения: Наименьшее расстояние между двумя точками, которые глаз различает под углом в 1°. Определяется по таблицам Сивцева-Головина (в норме — видеть 10-ю строку с 5 метров).
- Поле зрения: Пространство, видимое неподвижным глазом. Определяется периметром. Нормальные границы: кнаружи — 90°, внутрь — 60°, вверх — 60°, вниз — 70°.
Цветовое зрение
- Осуществляется колбочками. Палочки отвечают за черно-белое (сумеречное) зрение.
- Трёхкомпонентная теория (Юнга-Гельмгольца): Существует три типа колбочек, чувствительных к разным длинам волн:
- Синий свет (~420 нм)
- Зелёный свет (~530 нм)
- Красный свет (~560 нм)
Нарушения цветового зрения:
- Дихромазия: Отсутствие восприятия одного цвета (протанопия — красного, дейтеранопия — зелёного, тританопия — синего).
- Ахромазия: Полная цветовая слепота.
- Куриная слепота (никталопия): Нарушение сумеречного зрения из-за недостатка витамина А и нарушения работы палочек.
Выводы
- Зрение — сложный процесс, начинающийся с преобразования света в фоторецепторах и заканчивающийся анализом в коре головного мозга.
- Чёткость зрения обеспечивается механизмом аккомодации, зависящим от хрусталика и цилиарной мышцы.
- Основные аномалии рефракции — близорукость и дальнозоркость — корректируются линзами.
- Восприятие цвета обеспечивается тремя типами колбочек, а его нарушения могут быть частичными или полными.