55. Состав и функции оптического аппарата глаза.
Оптический аппарат состоит из:
- прозрачной роговицы;
- передняя и задняя камера, заполненные водянистой влагой;
- радужная оболочка, окружающая зрачок;
- хрусталик с прозрачной сумкой;
- стекловидной тело.
В целом. оптический аппарат глаза — система линз, формирующая на сетчатке перевернутое и уменьшенное изображение рассматриваемых предметов.
56,57,58,59.
Аккомодация глаза, ее механизмы при рассматривании близких и далеких предметов.
Для ясного видения предмета необходимо, чтобы лучи от его точек попадали на поверхность сетчатки, т.е. были здесь сфокусированы. Когда человек смотрит на далекие предметы, их изображение сфокусировано на сетчатке, и они видны ясно. При этом близкие предметы видны неясно, их изображение на сетчатке расплывчато, так как лучи от них собираются за сетчаткой. Видеть одновременно одинаково ясно предметы, удаленные от глаза на разное расстояние, невозможно. В этом легко убедиться: переводя взгляд с близкого на далекие предметы, вы перестаете его ясно видеть.
Приспособление глаза к ясному видению удаленных на разное расстояние предметов называется аккомодацией. При аккомодации происходит изменение кривизны хрусталика и, следовательно, его преломляющей способности. При рассматривании близких предметов хрусталик делается более выпуклым, благодаря чему лучи, расходящиеся от светящейся точки, сходятся на сетчатке. Механизм аккомодации сводится к сокращению ресничных мышц, которые изменяют выпуклость хрусталика.
Близорукость, ее происхождение и способ коррекции.
Миопия или близорукость — параллельные лучи фокусируются не на сетчатке, а впереди нее. Это возникает при чрезмерно большой длине глазного яблока или преломляющей силе глаза. Близкие предметы видятся хорошо, удаленные — расплывчато. Коррекция: использование рассеивающих двояковогнутых линз.
Дальнозоркость, ее происхождение и способ коррекции.
Гиперметропия или дальнозоркость — параллельные лучи фокусируются за сетчаткой. Это возникает из-за малой длины глазного яблока или слабой преломляющей способности глаза. Коррекция: использование собирающих двояковыпуклых линз.
Астигматизм, ее происхождение и способ коррекции.
Неодинаковое преломление лучей в разных направлениях (например, по горизонтальному и вертикальному меридиану). Следует отнести к несовершенству строения глаза как оптического инструмента.
Астигматизм обусловлен тем, что роговая оболочка не является строго сферической поверхностью: в различных направлениях она имеет различный радиус кривизны. При сильных степенях астигматизма эта поверхность приближается к цилиндрической, что дает искаженное изображение на сетчатке. Коррекция: специальные цилиндрические стекла (если, например, роговая оболочка преломляет слабее в вертикальном направлении, то стекло должно преломлять в этом направлении сильнее).
60. Зрачковый рефлекс, механизмы сужения и расширения зрачка.
61,62,63,64,65,66.
Строение и функции сетчатки глаза.
Сетчатка — внутрення оболочка глазного яблока, состоит из 10 слоев высокодифферинцированных нервных элементов, куда входят палочки и колбочки — фоторецепторы сетчатки. В центральной ямке содержатся только колбочки — здесь наибольшая острота зрения и область лучшего восприятия света. Место выхода зрительного нерва — слепое пятно, не содержит фоторецепторов и поэтому нечувствительно к свету.
Световоспринимающий, или рецепторный, аппарат глаза представлен сетчаткой. Палочки и колбочки (фоторецепторные клетки) состоят из двух сегментов — наружного, чувствительного к действию света и содержащего зрительный пигмент, и внутреннего, в котором находятся ядро и митохондрии, отвечающие за энергетический процесс в клетке. Топографическая особенность палочек и колбочек: они обращены наружными светочувствительными сегментами к слою пигментных клеток, т.е. в сторону, противоположную свету. Палочки более чувствительны к свету, чем колбочки. Палочку — возбуждает всего один квант света, а колбочку — больше сотни.
Пигментный слой сетчатки глаза, его функции.
Наружный слой сетчатки образован пигментным эпителием, содержащим пигмент фусцин. Этот пигмент поглощает свет, препятствуя его отражению и рассеиванию, что способствует четкости зрительного восприятия.
Пигментные клетки, отростки которых окружают светочувствительные членики палочек и колбочек, принимают участие в обмене веществ в фоторецепторах и в синтезе зрительного пигмента.
Фоторецепторы, их классификация и функции.
У человека в глазе имеется около 6-7 млн. колбочек и 110-125 млн. палочек. Палочки и колбочки распределены в сетчатке неравномерно. Центральная ямка сетчатки (fovea centralis) содержит только колбочки (до 140 000 колбочек на 1 мм2). По направлению к периферии сетчатки число колбочек уменьшается, а количество палочек возрастает. Периферия сетчатки содержит почти исключительно палочки. Колбочки функционируют в условиях яркой освещенности и воспринимают цвета; палочки являются рецепторами, воспринимающими световые лучи в условиях сумеречного зрения.
Раздражение различных участков сетчатки показывает, что различные цвета воспринимаются лучше всего при действии световых раздражителей на центральную ямку, где расположены почти исключительно колбочки. По мере удаления от центра сетчатки восприятие цвета становится все хуже. Периферия сетчатки, где находятся исключительно палочки, не воспринимает цвета. Световая чувствительность колбочкового аппарата сетчатки во много раз меньше таковой элементов, связанных с палочками. Поэтому в сумерках, в условиях малой освещенности, центральное колбочковое зрение резко понижено и преобладает периферическое палочковое зрение. Так как палочки не воспринимают цветов, то в сумерках человек цвета не различает.
Строение фоторецепторов, функции их сегментов.
К слою пигментного эпителия изнутри примыкает слой фоторецепторов, которые своими светочувствительными члениками обращены в сторону, противоположную свету.
Каждый фоторецептор - палочка или колбочка - состоит из чувствительного к действию света наружного сегмента, содержащего зрительный пигмент, и внутреннего сегмента, содержащего ядро и митохондрии, обеспечивающие энергетические процессы в фоторецепторной клетке.
Электронно-микроскопические исследования выявили, что наружный сегмент каждой палочки состоит из 400800 тонких пластинок, или дисков, диаметром около 6 мкм (6-10--6 м). Каждый диск представляет собой двойную мембрану, состоящую из мономолекулярных слоев липидов, находящихся между слоями молекул белка. С молекулами белка связан ретиналь, входящий в состав зрительного пигмента родопсина.
Наружный и внутренний сегменты фоторецепторной клетки разделены мембранами, через которые проходит пучок из 16-18 тонких фибрилл. Внутренний сегмент переходит в отросток, с помощью которого фоторецепторная клетка передает возбуждение через синапс на контактирующую с ней биполярную нервную клетку.
Зрительные пигменты, их виды и функции.- Родопсин, или зрительный пурпур: содержится в палочках и представляет собой высокомолекулярное соединение (молекулярная масса 270 000), состоящее из ретиналя - альдегида витамина А и белка опсина. При действии
кванта света происходит цикл фотофизических и фотохимических превращений этого вещества: ретиналь изомеризуется, его боковая цепь выпрямляется, связь ретиналя с белком нарушается, активируются ферментативные центры белковой молекулы. После чего ретиналь отщепляется от опсина. Под влиянием фермента, названного редуктазой ретиналя, последний переходит в витамин А. При затемнении глаз происходит регенерация зрительного пурпура, т.е. ресинтез родопсина. Для этого процесса необходимо, чтобы сетчатка получала цис-изомер витамина А, из которого образуется ретиналь. Если же витамин А в организме отсутствует, образование родопсина резко нарушается, что и приводит к развитию упомянутой выше куриной слепоты.
- Йодопсин: содержится в колбочках и представляет собой также соединение ретиналя с белком опсином, который образуется в колбочках и отличается от опсина палочек в наибольшей степени поглощает желтый свет с длиной волны около 560 нм. В колбочках имеются также пигменты хлоролаб (лучи зеленой части спектра), эритролаб (лучи красной части спектра) и цианолаб (лучи синей части спектра).
Фотохимические процессы в рецепторах сетчатки глаза.
При действии кванта света в рецепторах сетчатки происходит цепь фотохимических реакций, связанных с распадом зрительных пигментов родопсина и йодопсина и их ресинтез в темноте. Родопсин — пигмент палочек, высокомолекулярное соединение, состоящее из ретиналя — альдегида витамина А и белка опсина. При поглощении кванта света молекулой родопсина 11-цис-ретиналь выпрямляется и превращается в транс-ретиналь; белковая часть молекулы обесцвечивается и переходит в состояние метародопсина II, который взаимодействует с примембранным белком гуанозинтрифосфат-связанным белком трансдуцином. Последний запускает реакцию обмена ГДФ на ГТФ, что приводит к усилению светового сигнала. ГТФ вместе с трансдуцином активирует молекулу примембранного белка — фермента фосфодиэстеразы (ФДЭ), который разрушает молекулу цГМФ, вызывая еще большее усиление светового сигнала. Падает содержание цГМФ и закрываются каналы для Na+ и Са+ —> возникает гиперполяризация мембраны фоторецептора —> возникает рецепторный потенциал.