Оптическая система глаза

Оптический аппарат глаза состоит из прозрачной роговицы, передней и задней камер, заполненных водянистой влагой, ра­дужной оболочки, окружающей зрачок, хрусталика с прозрачной сумкой и стекловидного тела. В целом —это система линз, фор­мирующая на сетчатке перевернутое и уменьшенное изображе­ние рассматриваемых предметов.

Преломляющая сила оптической системы выражается в диоп­триях. Диоптрия —это преломляющая сила линзы с фокусным расстоянием 100см. В состоянии покоя аккомодации преломляю­щая сила равна 58 — 60диоптриям и называетсярефракцией.

Аномалии рефракции

При нормальной рефракции параллельные лучи от далеко расположенных предметов собираются на сетчатке в централь­ной ямке, такой глаз называется эммеягропическим. К нарушени­ям рефракции относится миопия,илиблизорукость,когда парал­лельные лучи фокусируются не на сетчатке, а впереди нее (рис. 31).Это возникает при чрезмерно большой длине глазного яблока или преломляющей силе глаза. Близкие предметы близо­рукий видит хорошо, а удаленные —расплывчато. Коррекция ми­опии —использование рассеивающих двояковогнутых линз.

Гиперметропия,илидально­зоркость —это такое наруше­ние рефракции, когда парал­лельные лучи от далеко располо­женных предметов из-за малой длины глазного яблока или сла­бой преломляющей способности глаза фокусируются за сетчат­кой, Для коррекции гиперметро-пии используются двояковыпук­лые, собирающие линзы.

Существует старческая дальнозоркость, или пресбиопия,связанная с потерей хруста­ликом эластичности, который плохо изменяет свою кривизну при натяжении цинновых свя­зок. Поэтому точка ясного виде­ния находится не на расстоянии10см от глаза, а отодвигается от него и близко расположенные предметы видны расплывчато. Для коррекции пресбиопии пользуются двояковыпуклыми линзами.

Рис. 31. Аномалия рефракции и их коррекция

Ход лучей в эмметропическом (А), мистическом[Б);гиперметропиче-ском(В)глазах;ГиД —коррекция близорукости и дальнозоркости с помощью линз

Световоспринимающий, или рецешпорный, аппарат глаза Он представленсетчаткой.Фоторецепторные клетки —па­лочкииколбочкисостоят 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. Особенность топографии палочек и колбочек состоит в том, что они обращены своими наружными светочувствительными сегментами к слою пигментных клеток, т.е. в сторону, противоположную свету. Па­лочки более чувствительны к свету, чем колбочки. Так, палочку может возбудить всего один квант света, а колбочку —больше сотни квантов. При ярком дневном свете максимальной чувстви­тельностью обладают колбочки, которые сконцентрированы в об­ласти желтого пятна или центральной ямки. При слабом освеще­нии в сумерках наиболее чувствительна к свету периферия сет­чатки, где находятся в основном палочки.

При действии кванта света в рецепторах сетчатки происходит цепь фотохимических реакций, связанных с распадом зритель­ных пигментов родопсинаийодопсинаи их ресинтез в темноте.

Родопсин —пигмент палочек —высокомолекулярное соеди­нение, состоящее изретиналя —альдегида витамина А и белкаопсина.При поглощении кванта света молекулой родопсина 11 - цис-ретиналь выпрямляется и превращается в транс-ретиналь. Это происходит в течениеI^-12ceK. Белковая часть молекулы обес­цвечивается и переходит в состояние метародопсина II,который взаимодействует с примембранным белком гуанозинтрифосфатсвязанным белком трансдуцином. Последний запускает реакцию обмена гуано зиндифос фата (ГДФ) на гуанозинтрифосфат (ГТФ), что приводит к усилению светового сигнала.

ГТФ вместе с трансдуцином активирует молекулу примембранного белка —фермента фосфодиэстеразы (ФДЭ), который разрушает молекулу циклического гуанозинмонофосфата (цГМФ), вызывая еще большее усиление светового сигнала. Пада­ет содержание цГМФ и закрываются каналы дляNa⁺и Са²⁺, что приводит кгиперполяризациимембраны фоторецептора и воз­никновениюрецепторного потенциала.Возникновение гиперпо­ляризации на мембране фоторецептора отличает его от других рецепторов, например слуховых, вестибулярных, где возбужде­ние связано с деполяризацией мембраны.

Гиперполяризационный рецепторный потенциал возникает на мембране наружного сегмента, далее распространяется вдоль клетки до ее пресинаптического окончания и приводит к умень­шению скорости выделения медиатора-глутамата. Для того что­бы рецепторная клетка могла ответить на следующий световой сигнал, необходим ресинтез родопсина, который происходит в темноте (темновая адаптация) из цис-изомера витамина А₁, поэто­му при недостатке в организме витамина А₁развивается недоста­точность сумеречного зрения («куриная слепота»).

Фоторецепторы сетчатки связаны с биполярной клеткой с по­мощью синапса. При действии света уменьшение глутамата в пресинаптическом окончании фоторецептора приводит к гипер­поляризации постсинаптической мембраны биполярной нервной клетки, которая также синаптически связана с ганглиозными клетками. В этих синапсах выделяется ацетилхолин, вызываю­щий деполяризацию постсинаптической мембраны ганглиозной клетки. В аксональном холмике этой клетки возникает потенциал действия. Аксоны ганглиозных клеток образуют волокна зритель­ного нерва, по которым в мозг устремляются электрические им­пульсы.

Различают три основных типа ганглиозных клеток, отвечаю­щих на включение света (оn-ответ); на выключение света (off-ответ) и на то и другое (on/off-ответ)учащением фоновых разря­дов.

В центральной ямке каждая колбочка связана с одной бипо­лярной клеткой, которая, в свою очередь —с одной ганглиозной.

Это обеспечивает высокое пространственное разрешение, но резко уменьшает световую чувствительность.

К периферии от центральной ямки с одной биполярной клет­кой контактирует множество палочек и несколько колбочек, а с ганглиозной —множество биполярных, образующих рецептив­ное поле ганглиозной клетки. Это повышает световую чувстви­тельность, но ухудшает пространственное разрешение. В слое би­полярных клеток располагаются два типа тормозных нейронов — горизонтальные и амакриновые клетки, ограничивающие рас­пространение возбуждения в сетчатке.

Суммарный электрический потенциал всех элементов сетчат­ки называется электроретинограммой (ЭРГ).Она может быть за­регистрирована как от целого глаза, так и непосредственно от сетчатки. По ЭРГ можно судить об интенсивности цвета, размере и длительности действия светового сигнала. Она широко исполь­зуется в клинике для диагностики и контроля лечения заболева­ний сетчатки.