Строение глаза

Орган зрения является сложной системой и приспособлен для восприятия света и извлечения из него информации о внешнем мире. Именуемый зрительным анализатором, он состоит из трех отделов: периферического, проводникового и центрального.

Периферический отдел образуют два глазных яблока, представляющие собой совокупность оптической и световоспринимающей систем [1]. Оптическая система каждого глаза состоит из оптических сред, создающих изображение предметов внешнего мира на сетчатке; а также мышечных систем, одна из которых управляет движением глаз, другая, расположенная внутри глазного яблока, обеспечивает фокусировку изображения на сетчатке и регулирует освещенность на ней, изменяя размер зрачка. Световоспринимающей системой глаза является его сетчатая оболочка, содержащая светочувствительные клетки – зрительные рецепторы. Проводниковым отделом служат зрительные нервы, которые соединяют отдельными волокнами зрительные рецепторы с клетками затылочной части коры головного мозга, где расположена центральное звено зрительного анализатора, воспринимающее и анализирующее то, что видит глаз.

Глазное яблоко человека (рис.1) имеет форму, близкую к шаровидной, состоит из нескольких оболочек и размещается в особом полом пространстве черепа – глазнице [2]. Наружная, довольно прочная, соединительнотканная оболочка глазного яблока, обеспечивающая его форму, называется склерой* или белковой оболочкой. Толщина ее около 1 мм. В передней части глазного яблока склера переходит в более выпуклую прозрачную роговую оболочку, или роговицу, толщина которой в центральной зоне уменьшается до 0,5 мм.

Рис. 1 – Горизонтальный разрез правого глазного яблока: 1 – радужка; 2 – хрусталик; 3 – зрительная линия; 4 – водянистая влага; 5 – роговица; 6 – цилиарная мышца; 7 – стекловидное тело; 8 – склера; 9 – сосудистая оболочка; 10 – сетчатка; 11 – фовеола (центральная ямка); 12 – оптическая ось; 13 – слепое пятно; 14 – зрительный нерв; 15 – цинновы связки

Под склерой находится более тонкая (около 0,3 мм) сосудистая оболочка (хориодея), состоящая из сети мелких кровеносных сосудов, питающих глазное яблоко. Спереди сосудистая оболочка утолщается и переходит в так называемое ресничное тело и радужную оболочку. Радужная оболочка состоит из нежных соединительнотканных фибрилл, кровеносных сосудов, мышечных волокон и пигментных клеток (от числа последних и зависит цвет глаз). В центре радужной оболочки имеется отверстие – зрачок. Он играет роль, подобную диафрагме в фотоаппарате.

Находящиеся в радужной оболочке кольцевые и радиальные мышечные элементы ведают сужением и расширением зрачка. Благодаря им диаметр зрачка глаза при изменении освещенности может изменяться в пределах от 2 до 8 мм. К ресничному телу прикреплена тончайшими цинновыми связками прозрачная двояковыпуклая линза – хрусталик.

Щелевидное пространство между роговицей и радужной оболочкой называется передней камерой, а пространство между радужной оболочкой и хрусталиком – задней камерой. Обе камеры заполнены жидкостью, которая называется водянистой влагой. Остальная полость глазного яблока заполнена студенистым веществом, называемым стекловидным телом.

К сосудистой оболочке по всей ее внутренней поверхности прилегает пигментный слой эпителиальных клеток. Перед пигментным слоем, примыкая к нему, лежит самая внутренняя из оболочек глаза – сетчатая оболочка, или ретина. Она выполняет основную функцию глаза – воспринимает формируемое оптикой глаза изображение внешнего мира, преобразует его в нервное возбуждение и направляет в мозг. Строение сетчатки чрезвычайно сложно. Обычно в ней насчитывают десять слоев.

На рис. 2а дана схема поперечного разреза через сетчатку глаза [3], а на рисунке 2б – увеличенный фрагмент сетчатки с указанием относительного расположения основных типов клеток [20]. Во внешнем слое 1, непосредственно примыкающим к сосудистой оболочке, расположены клетки, окрашенные черным пигментом. Затем идут основные элементы зрительного восприятия 2, называемые по внешнему виду палочками и колбочками. Слои 3 – 5 соответствуют нервным волокнам, подходящим к палочкам и колбочкам. За этими слоями расположены так называемые зернистые слои, также связанные нервными волокнами. Слой 8 – это ганглиозные клетки, каждая из которых соединена с нервными волокнами, расположенными в слое 9. Слой 10 – внутренняя ограничивающая оболочка. Каждое нервное волокно заканчивается либо колбочкой, либо группой палочек. Светочувствительным слоем служит второй, где находятся палочки и колбочки. Общее число палочек и колбочек в сетчатке одного глаза достигает примерно 140 млн., из них около 7 млн. колбочек [4].

a)

б)

Рис. 2 – Схема разреза через сетчатку глаза (а) [3] и увеличенный фрагмент сетчатки с указанием относительного расположения основного типов клеток (б) [20]

Распределение палочек и колбочек по сетчатке не равномерно. В месте сетчатки, через которое проходит зрительная линия глаза, расположены одни колбочки. Этот участок сетчатки, несколько углубленный, диаметром примерно 0,4 мм, что соответствует углу 1,2°, называется центральной ямкой – fovea centralis (лат.) – сокращенно, фовеола или фовеа. В центральной ямке находятся только колбочки, их число здесь достигает 4 – 5 тыс. Фовеола располагается в середине горизонтально расположенного овального участка сетчатки размером от 1,4 до 2 мм (что соответствует угловым размерам, равным 5 – 7°), известного под названием желтого пятна или macula (macula – по лат. «пятно»), В этом пятне содержится придающий ему соответствующую окраску пигмент, а помимо колбочек встречаются уже и палочки, однако число колбочек здесь значительно превышает число палочек.

Желтое пятно (по новой классификации – «пятно сетчатки») и особенно его углубление – фовеа, являются областью наиболее ясного видения. Эта область обеспечивает высокую остроту зрения: здесь от каждой колбочки к зрительному нерву отходит отдельное волокно; в периферической же части сетчатки одно зрительное волокно соединяется с рядом элементов (колбочек и палочек).

В сетчатке есть участок, совсем лишенный палочек и колбочек и поэтому нечувствительный к свету. Это место сетчатки, где ствол зрительного нерва, идущий к мозгу, выходит из глаза. Этот круглый участок сетчатки на дне глаза, диаметром около 1,5 мм, называют диском зрительного нерва. Соответственно ему в поле зрения можно обнаружить слепое пятно.

Колбочки и палочки различаются по своим функциям: палочки более светочувствительны, но не различают цветов, колбочки различают цвета, но менее чувствительны к свету. Цветные объекты при слабом освещении, когда весь зрительный процесс осуществляется палочками, отличаются только яркостью, цвет же объектов в этих условиях не ощущается.

В палочках имеется особое вещество, разлагающееся под действием света, – зрительный пурпур, или родопсин. В колбочках существует зрительный пигмент, называемый иодопсином. Разложение зрительного пурпура и зрительного пигмента под действием света представляет собой фотохимическую реакцию, в результате которой в нервных волокнах появляется электрическая разность потенциалов. Световое раздражение в виде нервных импульсов передается от глаза в мозг, где и воспринимается нами в виде света.

В последнем слое сетчатки, прилегающем к сосудистой оболочке, в виде отдельных зерен находится черный пигмент. Существование пигмента имеет большое значение для приспособления глаза к работе при различных уровнях освещенности, а также для уменьшения рассеяния света внутри глаза.