Функції сітківки ока обумовлені особливостями будови цього винятково важливого для людини елемента зорової системи. Фактично сітківка - оболонка, що покриває зсередини наші органи зору, чия функціональність обумовлена ​​наявністю здатних сприймати світлові потоки фоторецепторів дуже високого рівня чутливості.

Структура, функції сітківки зумовлені тим, що орган є високощільним скупченням клітин нервової тканини, що сприймають зоровий образ, що передають його на обробку мозку. Загалом відомо десять шарів, сформованих нервовою тканиною, кровоносними судинами, іншими клітинами. Сітківка виконує функції, покладені її у природою, завдяки безперервним обмінним процесам, спровокованим судинами.

Структурні особливості

При уважному вивченні можна побачити, що структура, функції сітківки чітко пов'язані. Справа в тому, що в органі є так звані палички, колбочки - цими термінами прийнято позначати високочутливі рецептори, що аналізують світлові фотони, що виробляють електричні імпульси. Наступний шар – нервова тканина. Через властиві високочутливим клітинам функції сітківка забезпечує центральний зірпо периферії.

Центральним прийнято називати цілеспрямоване вивчення деякого об'єкта у полі видимості. При цьому можна досліджувати об'єкти, які розташовані на декількох рівнях. Саме центральний зір робить реальним читання відомостей. А ось функції сітківки, що реалізують периферичне, уможливлюють орієнтацію в просторі. Рецептори у формі колб існують 3 типажів, налаштованих на специфічні довжини хвиль. Така складна система реалізує ще одну функцію сітківки – сприйняття кольору.

Будова: цікаві моменти

Один із найскладніших елементів зорової системи в межах сітківки - оптична частина, сформована елементами, що володіють дуже високою чутливістюдо світла. Зона займає значний у масштабах органу простір - до зубчастої нитки, через неї реалізуються функції сітківки ока людини.

Одночасно з цим будова передбачає два клітинні шари райдужної, війної тканини. Її прийнято класифікувати як дисфункцію.

Специфічні особливості

Займаючись дослідженням будови та функцій сітківки, вчені виявили, що тканина належить головному мозку, хоч і змістилася під впливом біологічних процесів та еволюції на периферію. 10 шарів, що формують орган:

• граничний внутрішній;
• граничний зовнішній;
• волокнисті клітини нервової тканини;
• гангліозна тканина;
• сплетінняподібний (зсередини);
• сплетінняподібний (зовні);
• внутрішнє ядро;
• зовнішнє ядро;
• пігмент;
• фоточутливі рецептори

Світла мені, світла!

Як вдалося виявити в ході досліджень, будову сітківки ока та функції органу мають тісний взаємозв'язок. Як основне призначення органу - сприйняття світлового випромінювання, забезпечення провідності інформації для обробки її головним мозком. Орган сформований величезною кількістю фоторецепторів. Вчені нарахували близько семи мільйонів колб, а ось другий тип, палички, ще більш численний. За попередніми оцінками, одна сітківка людського ока включає до 120 мільйонів таких клітин.

Розбираючи, які функції виконує сітківка, необхідно відзначити, що колбочки існують трьох видів, і кожному характерне специфічне забарвлення - зелене, блакитне, червоне. Саме така якість дає можливість відчувати світло, без чого повноцінно бачити не є реальним. А ось палички багаті на родопсин, що поглинає червоне випромінювання. Ночами людина може бачити переважно завдяки наявності паличок. Денне бачення обумовлено особливостями будови сітківки: функції сприймаючих клітин беруть він колбочки. Сутінковий зір забезпечується одночасною активізацією всіх клітин органу.

Як це зроблено?

Одна з цікавих особливостей органу - нерівномірність розподілу фоторецепторів поверхнею. Центральна зона, наприклад, найбільше багата на колби, а на периферії щільність значно знижується. Палички по центру присутні в дуже малій концентрації, найбільша їхня частина характерна для кільця, що оточує центральну ямку. А ось у напрямку периферії щільність паличок знижується.

Звичайна людина звикла дивитись на світ, навіть не замислюючись над механізмом, базовими особливостями цього процесу. Вчені, які займаються специфічними дослідженнями, запевняють, що природний зоровий комплекс винятково складний.

Світловий фотон спершу вловлюється відповідальним за це рецептом, потім формується електричний імпульс, який послідовно переміщається до біполярного шару, звідти - до гангліозних нейронних клітин, оснащених подовженими відростками-аксонами. Аксон, у свою чергу, формує зоровий нерв, тобто саме він може передати інформацію, що надійшла від фоторецептора, до нервової системи. Імпульс, надісланий сітківкою, після складних проміжних етапів нарешті досягає центральної нервової системи, запускається процес обробки в головному мозку, що дозволяє усвідомити побачене зображення та відреагувати на отримані дані.

Скільки можна побачити?

Про те, що телевізор, монітор має дозвіл, сьогодні знають і діти, і дорослі. А ось той факт, що величиною дозволу можна охарактеризувати і людський зірчомусь вже не настільки очевидний. Адже це саме так: як описова характеристика можна вдатися саме до дозволу, що обчислюється як число фоточутливих рецепторів, з'єднаних з біполярною клітинною тканиною. Цей показник суттєво варіюється в різних зонахсітківки.

Дослідження фовеальної області показали, що одна колбочка має зв'язок із двома клітинами гангліозної тканини. На периферії одна клітина цієї тканини пов'язана з численними паличками, колбочками. Фоторецептори, нерівномірно розподіляючись по сітківці, дають макулі. підвищені показникидозволу. Палички, розташовані на периферії, роблять реальним якісний повноцінний зір.

Особливості нервової системи сітківки

Сітківка сформована двома типами клітин нервової тканини. Плексиформні розташовані зовні, амакринові - на внутрішній стороні. Завдяки такій особливості будови нейрони мають тісний зв'язок один з одним, що координує сітківку загалом.

Зоровий нерв має специфічний диск, що на 4 міліметри віддалений від центру фовеальної області. Ця область сітківки позбавлена ​​чутливих фоторецепторів. Якщо фотони потрапляють на диск, така інформація не може надійти до мозку. Особливість призводить до формування фізіологічної плями, порівнянної з диском.

Судини та цікава специфіка

Сітківка неоднорідна за товщиною: деякі частини товстіші, ніж інші. Найтонші елементи розташовані в центрі, відповідальному за максимальну роздільну здатність зорової системи. А ось найбільшої товщини сітківка досягає поблизу зорового нерва, характерного для нього диска.

Нижня частина сітківки має тісний зв'язок з судинної системою, оскільки саме тут кріпиться оболонка. У деяких місцях зрощення досить щільне. Це характерно для краю макули та зубчастої лінії, а також для простору поблизу зорового нерва. А ось решта площі органу пухко закріплена на судинної оболонки. Для таких ділянок набагато вищий ризик розвитку відшарування.

Як це працює?

Щоб сітківка могла нормально функціонувати, тканини потребують харчування. Корисні компонентинадходять двома шляхами. Внутрішні шість шарів мають доступ до центральної артерії, тобто кровоносна система забезпечує клітини киснем і необхідними мікроелементами. Чотири зовнішні шари живляться від судинної оболонки. У медицині це називається хоріокапілярним шаром.

Патології: особливості діагностування

Якщо передбачається захворювання сітківки, необхідно по можливості оперативно провести діагностичні заходивиявлення поточного процесу, його причин, і навіть визначення оптимальної стратегії усунення проблеми. Діагностування передбачає виявлення контрастної чутливості, на підставі чого роблять висновок щодо стану макули. Наступний етап - визначення гостроти зору, здатності сприймати кольори та відтінки, а також пороги цих можливостей. Периметричним способом можна визначити межу поля зору.

У багатьох випадках необхідно вдатися до методів офтальмоскопії, електрофізіології (дає інформацію про нервову тканину зорової системи), когерентної томографії(Виявляє якісні зміни тканин), флуоресцентної ангіографії (визначає патології судин). Обов'язково фотографують очне дно, щоб отримати загальне уявленняпро динаміку патології.

Симптоматика

Запідозрити уроджені патологіїоргана можна, якщо при дослідженні зорової системи виявлено мієлінові волокна, колобоми. Один із показових симптомів, що потребують особливо ретельної перевірки, – некоректно розвинене очне дно. Набуті захворювання супроводжуються відшаруванням тканини, ретинітом, ретиношизою. З віком у певного відсотка людей спостерігаються порушення кровоносної системи, що не дозволяє тканинам зорових органівотримувати необхідні кисень та компоненти. Системні патологіїможуть спровокувати ретинопатію, а травми спричиняють розвиток берлінівського помутніння. Нерідко розвиваються осередки пігментації, факоматози.

Переважно ушкодження виражаються зниженням якості зору. При вплив на центр наслідки найважчі, а результатом може стати навіть абсолютна сліпота по центру, пов'язана зі збереженням периферичного бачення, тобто в людини залишається можливість самостійно орієнтуватися у просторі без застосування спеціальних приладів. У разі, коли патологія сітківки починає розвиватися з периферії, довготривалий процес не проявляє себе, а запідозрити його вдається лише в рамках планового обстеження у офтальмолога. При великої площіушкоджень спостерігається дефект бачення, певні ділянки людини перетворюються на сліпі, і навіть знижується здатність орієнтації, особливо за невисокому рівні освітленості. Відомі випадки, коли патологія супроводжувалася порушенням сприйняття квітів.

Наш організм взаємодіє з навколишнім середовищем за допомогою органів чуття, або аналізаторів. З їхньою допомогою людина не тільки здатна «відчувати» зовнішній світ, на основі цих відчуттів він має особливими формамивідображення - самосвідомістю, творчістю, здатністю передбачати події тощо.

Що таке аналізатор?

Згідно І. П. Павлову, кожен аналізатор (і навіть орган зору) – не що інше, як комплексний «механізм». Він здатний не лише сприймати сигнали довкілляі перетворити їх енергію на імпульс, а й виробляти вищий аналіз та синтез.

Орган зору, як і будь-який інший аналізатор, складається з трьох невід'ємних елементів:

Периферична частина, яка відповідає за сприйняття енергії зовнішнього подразнення та переробку її в нервовий імпульс;

Проводять шляхи, завдяки яким нервовий імпульс проходить прямо до нервового центру;

Корковий кінець аналізатора (або сенсорний центр), розташований безпосередньо в головному мозку.

Палички складаються з внутрішнього та зовнішнього сегментів. Останній утворюється за допомогою здвоєних мембранних дисків, які є складками плазматичної мембрани. Колбочки відрізняються величиною (вони більше) та характером дисків.

У розрізняють три типи колб і всього один вид паличок. Кількість паличок може досягати 70 млн, а то й більше, тоді як колб - всього 5-7 млн.

Як було зазначено, існує три типи колбочек. Кожен із них сприймає різний колір: синій, червоний або жовтий

Палички ж потрібні для сприйняття інформації про форму предмета та освітленість приміщення.

Від кожної з фоторецепторних клітин відходить тоненький відросток, який утворює синапс (місце, де контактують два нейрони) з іншим відростком біполярних нейронів (нейрон II). Останні передають збудження вже більшим гангліозним клітинам (нейрон III). Аксони (відростки) цих клітин утворюють зоровий нерв.

Кришталик

Це двоопукла кристально прозора лінза діаметром 7-10 мм. Не має ні нервів, ні судин. Під впливом війного м'яза кришталик здатний змінювати свою форму. Саме ці зміни форми кришталика і називаються акомодацією ока. При встановленні на дальнє бачення кришталик уплощується, а при ближньому баченні - збільшується.

Разом з кришталик утворює світлозаломлююче середовище ока.

Скловидне тіло

Їм заповнено весь вільний простір між сітківкою та кришталиком. Має желеподібну прозору структуру.

Будова органу зору аналогічна принципу влаштування фотоапарата. Зіниця виконує роль діафрагми, звужуючись або розширюючись залежно від освітлення. Як об'єктив - скловидне тілота кришталик. Світлові промені потрапляють на сітківку, але зображення виходить перевернутим.

Завдяки світлозаломлюючим середовищам (тим самим кришталику та склоподібному тілу) пучок світла потрапляє на жовту пляму на сітківці, яка є найкращою зоною бачення. Колбочок та паличок світлові хвилідосягнуто лише після того, як пройдуть усю товщу сітківки.

Двигун

Двигунний апарат ока складають поперечносмугасті 4 прямі м'язи (нижній, верхній, латеральний і медіальний) і 2 косі (нижній і верхній). Прямі м'язи відповідають за поворот очного яблука у відповідний бік, а косі – за повороти навколо сагітальної осі. Рухи обох очних яблук синхронні лише завдяки м'язам.

Повіки

Шкірні складки, мета яких – обмежувати очну щілину та закривати її при змиканні, забезпечують захист очного яблука спереду. На кожному столітті знаходиться близько 75 вій, мета яких – захистити очне яблуко від попадання стороннього предмета.

Приблизно раз на 5-10 секунд людина моргає.

Слізний апарат

Складається з слізних залозта системи слізних шляхів. Сльози знешкоджують мікроорганізми та здатні зволожити кон'юнктиву. Без сліз кон'юнктива очі і рогівка просто висохли б, і людина осліпла б.

Слізні залози щодня виробляють близько ста мілілітрів сльози. Цікавий факт: жінки плачуть частіше, ніж чоловіки, тому що виділенню слізної рідини сприяє гормон пролактин (якого у дівчат набагато більше).

В основному сльоза складається з води, що містить приблизно 0,5% альбуміну, 1,5% хлориду натрію, трохи слизу та лізоциму, який має бактерицидною дією. Має слаболужну реакцію.

Будова ока людини: схема

Розгляньмо анатомію органу зору за допомогою малюнків.

На малюнку зверху схематично зображені частини органу зору горизонтальному розрізі. Тут:

1 - сухожилля середнього прямого м'яза;

2 – задня камера;

3 - рогова оболонкаочі;

4 - зіниця;

5 – кришталик;

6 – передня камера;

7 - райдужна оболонка ока;

8 – кон'юнктива;

9 - сухожилля прямого латерального м'яза;

10 - склоподібне тіло;

11 - склера;

12 - судинна оболонка;

13 – сітківка;

14 - жовта пляма;

15 - зоровий нерв;

16 – кров'яні судини сітківки.

На цьому малюнку зображено схематичну будову сітківки ока. Стрілка показує напрямок пучка світла. Цифрами зазначено:

1 – склера;

2 – судинна оболонка;

3 – пігментні клітини сітківки;

4 – палички;

5 – колбочки;

6 – горизонтальні клітини;

7 – біполярні клітини;

8 - амакринні клітини;

9 – гангліозні клітини;

10 - волокна зорового нерва.

На малюнку зображено схему оптичної осі ока:

1 – об'єкт;

2 – рогова оболонка ока;

3 - зіниця;

4 - райдужна оболонка;

5 – кришталик;

6 – центральна точка;

7 - зображення.

Які функції виконує орган?

Як уже згадувалося, зір людини передає практично 90% інформації про навколишній світ. Без нього світ би був однотипним та нецікавим.

Орган зору досить складним і до кінця вивченим аналізатором. Навіть у наш час у вчених іноді виникають питання щодо будови та призначення цього органу.

Основні функції органу зору - сприйняття світла, форм навколишнього світу, положення предметів у просторі тощо.

Світло здатне викликати складні зміни і, таким чином, є адекватним подразником для органів зору. Вважається, що першим сприймає роздратування родопсин.

Найбільш якісне зорове сприйняттябуде за умови, що зображення предмета падатиме на область плями сітківки, бажано на його центральну ямку. Що далі від центру проекція зображення предмета, то менш чітко. Такою є фізіологія органу зору.

Захворювання органу зору

Давайте розглянемо деякі найпоширеніші захворювання органів зору.

1. Далекозорість. Друга назва даного захворювання- гиперметропия. Людина з цією недугою погано бачить об'єкти, що знаходяться близько. Зазвичай утруднене читання, робота з дрібними предметами. Зазвичай розвивається у людей віком, але може з'явитися й у молодих. Повністю вилікувати далекозорість можна лише за допомогою опреционного втручання.
2. Близорукість (її ще називають міопія). Захворювання характеризується неможливістю добре бачити предмети, які є досить далеко.
3. Глаукома – підвищення внутрішньоочного тиску. Відбувається через порушення циркуляції рідини у оці. Лікується медикаментозно, але в деяких випадках може знадобитися операція.
4. Катаракта – не що інше, як порушення прозорості кришталика ока. Допомогти позбутися цього захворювання може лише офтальмолог. Потрібно хірургічне втручання, у якому зір людини можна відновити.
5. Запальні захворювання. До таких відносяться кон'юнктивіт, кератит, блефарит та інші. Кожна з них по-своєму небезпечна і має різні методиЛікування: деякі можна вилікувати медикаментами, а деякі лише за допомогою операцій.

Профілактика захворювань

Насамперед потрібно пам'ятати, що вашим очам теж потрібно відпочивати, і надмірні навантаження ні до чого хорошого не приведуть.

Використовуйте лише якісне освітлення з лампою потужністю від 60 до 100 Вт.

Найчастіше проводьте гімнастику для очей і хоча б раз на рік проходьте обстеження у офтальмолога.

Пам'ятайте, що захворювання органів очей – досить серйозна загроза якості вашого життя.

Око - знаходиться в орбітальній западині черепа (очниці), ззаду та з боків оточений м'язами, які прикріплюються до зовнішньої поверхні очного яблука та забезпечують його рух.

Орган зору складається з:

• очного яблука
• зорового нерва
• допоміжного апарату ока: очні м'язи, жирова клітковина, повіки, вії, брови, слізні залози

Має форму кулі. Для огляду доступний тільки передній відділ - рогівка і частина, що оточує його, решта залягає в глибині очниці. Розмір очного яблука визначається відстанню між переднім та заднім полюсами і становить у середньому 24 мм. Лінію, що з'єднує обидва полюси, називають зовнішньою віссю очного яблука, або геометричною віссю ока, або сагітальною віссю ока.

Від зазначеної осі слід відрізняти внутрішню вісь очного яблука, що з'єднує внутрішню поверхнюрогівки, що відповідає її передньому полюсу, з точкою на сітківці, що відповідає задньому полюсу очного яблука. Її розмір відповідає 21,3 мм.

Лінія, що з'єднує точки найбільшого кола очного яблука у передній площині, називається екватором. Він знаходиться на 10-12 мм позаду від краю рогівки. Лінії, проведені перпендикулярно екватору і з'єднують на поверхні яблука обидва його полюси, звуться меридіанів. Вертикальний та горизонтальний меридіани ділять очне яблуко на окремі квадранти.

Основну масу очного яблука утворює прозорий вміст (склоподібне тіло, кришталик і водяниста волога), оточене трьома оболонками: білковою - зовнішньою або фіброзною, середньою - судинною і внутрішньою - сітчастою.

• Білкова оболонка - дуже міцна сполучнотканинна оболонка, яка покриває все око і захищає його від механічних та хімічних впливів. Передня частина цієї оболонки прозора, вона називається рогівкою, задня частина, яка є продовженням рогівки - непрозора, вона називається склерою. Завдяки білковій оболонці очне яблуко зберігає притаманну йому форму.
• Середня оболонка ока – судинна – пронизана густою сіткою кровоносних судин, які живлять тканини очі. У передній частині ока вона потовщується, утворюючи війкове тіло, в товщі якого знаходиться війний м'яз, що змінює своїм скороченням кривизну кришталика Війскове тіло переходить у райдужну оболонку, що складається з кількох шарів. У більш глибокому шарізалягають пігментні клітини. Від кількості пігменту залежить колір очей. У центрі райдужної оболонки є отвір - зіниця, навколо якої розташовані кругові м'язи. При їх скороченні зіниця звужується. Радіальні м'язи, що є в райдужній оболонці, розширюють зіницю. Звужуючись або розширюючись, зіниця регулює кількість світла, що надходить усередину ока.
• Внутрішня оболонка ока - сітківка - складається з двох частин: задньої частини (зорова частина сітківки), що складається з світлочутливих клітин - фоторецепторів, що сприймають світло, що надходить в око і передній частині - не містить світлочутливих елементів - сліпої частини сітківки.

Зорова частина сітківки складається з пігментних клітин та трьох шарів нейронів: перший шар – власне фоторецептори – палички та колбочки, другий шар – біполярні клітини, які з'єднують фоторецептори з нейронами третього шару. Аксони останніх нейронів утворюють зоровий нерв. Місце, де зоровий нерв виходить із сітківки (диск зорового нерва), позбавлене фоторецепторів, не сприймає світла і називається сліпою плямою.

На 3-4 мм назовні від диска зорового нерва (від сліпої плями) в сітчастій оболонці, навпроти зіниці, є жовта пляма - місце найкращого бачення, що містить найбільшу кількість колб. Навколо жовтої плямизустрічаються і колбочки та палички, а ще далі на периферії – лише палички. В оці в людини налічується близько 130 млн. паличок та 7 млн. колб.

Сітківка розташована на задній стінціочі таким чином, що її фоторецептори (палички та колбочки) орієнтовані не назустріч світловим променям, а навпаки, звернені до пігментних клітин і збуджуються відбитими від них променями. Здатність ока розглядати предмети за різної яскравості освітлення називається адаптацією.

Палички та колбочки являють собою нейрони з відростками різної форми. Вони відрізняються як формою і будовою, а й функцією. Палички є рецепторами сутінкового зору, вони збуджуються при дії слабкого світла, але при цьому людина не розрізняє кольорів і нечітко бачить. Колбочки – рецептори денного зору. Вони пристосовані до сприйняття яскравого світла та здатні сприймати різні кольори.

У паличках є речовина червоного кольору – зоровий пурпур, або родопсин; на світлі, в результаті фотохімічної реакції, він розпадається, а темряві відновлюється протягом 30 хв із продуктів власного розщеплення. Ось чому людина, увійшовши в темну кімнату, спочатку нічого не бачить, а через деякий час починає поступово розрізняти предмети (до закінчення синтезу родопсину). В освіті родопсин бере участь вітамін А, при його нестачі цей процес порушується і розвивається "куряча сліпота".

У колбочках міститься інша світлочутлива речовина - йодопсин. Він розпадається у темряві та відновлюється на світлі протягом 3-5 хв. Розщеплення йодопсину на світлі дає колірне відчуття.

Кольоровий зір пояснюється тим, що в сітківці є три роди колб: одні збуджуються червоним кольором, інші зеленим, треті - синім. Відчуття всіх інших кольорів виникає внаслідок збудження цих колб у різних співвідношеннях. Бувають випадки, коли людина не розрізняє деяких кольорів. колірна сліпота, Дальтонізм). Це з порушенням функцій колб певного роду.

Крім цих шарів, що утворюють стінку ока, у ньому є

• водяниста волога
• кришталик
• скловидне тіло.

Вони заповнюють внутрішню порожнину ока і є його оптичною системою, що проводить і заломлює світлові променівсередині очі таким чином, що на сітківці утворюється зменшене зворотне зображення предмета, що знаходиться перед рогівкою.

Оптична система ока має здатність створювати на сітківці зображення предметів, які розташовані як на близькій, так і на далекій відстані від ока. Ця здатність називається акомодацією і досягається завдяки темі, що кришталик може змінювати свою форму.

Водяниста волога- прозора, безбарвна рідина, заповнює передню та задню камериочного яблука - щілинні порожнини, що розташовуються попереду і позаду райдужної оболонки. Водяниста волога продукується судинами війного тіла та райдужкою. Не плутати рідку вологу камер очного яблука зі сльозою! Відтік водянистої вологи здійснюється в систему вортикозних вен, в війні та кон'юнктивальні вени.

Кришталикрозташований позаду зіниці і прилягає до райдужної оболонки. Є прозорим тілом, що має форму двоопуклої лінзи. Укладений у капсулу, від якої відходять цинові зв'язки, що прикріплюються до війного м'яза. Скорочення цього м'яза змінюють кривизну кришталика, роблять його більш опуклим або плоским. При цьому змінюється заломлююча сила кришталика, і він фокусує на сітківці зображення відповідно до близьких або далеких предметів. Іноді спостерігаються порушення зору, пов'язані з нездатністю кришталика чітко фокусувати зображення на сітківці.

Порожнина ока за кришталиком заповнена в'язкою речовиною. склоподібним тілом. Це безбарвна прозора маса, що за консистенцією нагадує холодець.

Допоміжний апарат ока

Допоміжний апарат ока виконує рухову та захисну функції. Двигуна функція здійснюється шістьма м'язами (верхня, нижня, латеральна та медіальна прямі, верхня та нижня косі), від скорочення яких залежать рухи очей.

Захисну функцію виконує слізний апарат, Що складається з слізних залоз, що відводять шляхів, слізних канальців, слізного мішка та носослізної протоки Сльоза оберігає рогівку від переохолодження, висихання і змиває осілі пилові частинки.

До захисному апаратувідносяться також брови, повіки та вії. Повіки є шкірними складками, при змиканні вони повністю покривають очне яблуко. Внутрішня поверхня повік покрита слизовою оболонкою - кон'юнктивою. Краї повік забезпечені віями, за ними розташовуються отвори сальних залоз, в яких виробляється жировий секрет для змащування країв повік. Брови мають вигляд валиків, вони вкриті волоссям та оберігають око зверху.

Функції ока

Основна функція зору полягає у розрізненні яскравості, кольору, форми, розмірів об'єктів, що спостерігаються. Поряд з іншими аналізаторами зір грає велику рольу регуляції положення тіла та у визначенні відстані до об'єкта.

Виникнення зорових відчуттів відбувається за допомогою зорового аналізатора. Зоровий аналізаторпредставлений сприймаючим відділом - рецепторами сітчастої оболонкиочі, зоровими нервами, що проводить системою та відповідними ділянками кори в потиличних частках мозку.

Око людини пропускає та заломлює лише промені з довжиною хвилі від 400 до 760 мкм. Всі заломлюючі середовища очі, починаючи з рогівки, поглинають ультрафіолетові промені. Світлові подразнення сприймаються фоторецепторами – паличками та колбочками сітківки. Перш ніж досягти сітківки, промені світла проходять через світлозаломлюючі середовища очі. При цьому на сітківці виходить дійсне зворотне зменшене зображення. Незважаючи на перевернутість зображення предметів на сітківці, внаслідок переробки інформації в корі головного мозку людина сприймає їх у природному положенні, до того ж зорові відчуття завжди доповнюються та узгоджуються зі свідченнями інших аналізаторів.

Чітке уявлення про об'єкти, що спостерігаються, розташовані на різній відстані, здійснюється за рахунок акомодації - пристосування ока до бачення різно віддалених предметів. При акомодації скорочуються м'язи, які змінюють кривизну кришталика.

З віком еластичність кришталика зменшується, він стає сплощенішим і акомодація слабшає. У цей час людина добре бачить лише далекі предмети: розвивається так звана стареча далекозорість. Крім того, існує вроджена далекозорість, пов'язана зменшеною величиною очного яблука або слабкою заломлюючою силою рогівки або кришталика. При далекозорості зображення від далеких предметів фокусується позаду сітківки.

До порушень функції ока відноситься і короткозорість. При короткозорості очне яблуко збільшено у розмірі, зображення далеких предметів навіть за відсутності акомодації кришталика виходить перед сітківкою. Таке око ясно бачить лише близькі предмети і тому називається короткозорим.

Ці порушення зору виправляють окулярами, лінзи яких посилюють або послаблюють заломлюючу силу оптичної системи ока. Окуляри підбираються індивідуально. Пересування зображення на сітківку при короткозорості здійснюється за допомогою увігнутого скла, при далекозорості - випуклого скла. На відміну від старечої при вродженій далекозорості, акомодація кришталика може бути нормальна.

Досягнення світла фоторецепторів призводить до фотохімічної реакції – розпаду світлочутливих пігментів. Продукти розпаду змінюють мембранний потенціал фоторецепторів, внаслідок чого у нейронах сітківки, пов'язаних із ними, виникає збудження. Це збудження по волокнах зорового нерва проводиться до зорового центру кори великих півкуль, де відбуваються остаточний аналіз збудження, розрізнення зображень та формування відчуття.

Від надмірної освітленості очей охороняється шляхом зміни діаметра зіниці. Крім цього, сітківка сама здатна компенсувати збільшення яскравості: існують колбочки до палички, що функціонують у різних діапазонах яскравостей, відбуваються перебудова рецепторних областей, фотохімічні зрушення і т.д.

Гігієна зору

Око слід оберігати від різних механічних впливів, читати у добре освітленому приміщенні, тримаючи книгу на певній відстані (до 33-35 см від ока). Світло має падати ліворуч. Не можна близько нахилятися до книги, оскільки кришталик у цьому становищі довго перебуває у опуклому стані, що може призвести до розвитку короткозорості.

Занадто яскраве освітлення шкодить зору, руйнує світлосприймаючі клітини. Тому сталеварам, зварювальникам та особам інших подібних професій рекомендується одягати під час роботи темні захисні окуляри.

Не можна читати в транспорті, що рухається. Через нестійкість становища книги постійно змінюється фокусна відстань. Це веде до зміни кривизни кришталика, зменшення його еластичності, внаслідок чого слабшає війний м'яз. Розлад зору може виникнути також через нестачу вітаміну А.

Таблиця. Орган зору

У великій мірі прогресу фізіології зору та слуху сприяли роботи Г. Л. Гельмгольця.

У сітківці виділяють дві функціонально різні частини – зорову (оптичну) та сліпу (війну). Зорова частина сітчастої оболонки ока - це велика частина сітківки, яка вільно прилягає до судинної оболонки і прикріплюється до тканин, що підлягають, тільки в області диска і у зубчастої лінії. Вільнолежача частина сітківки, що безпосередньо стикається з судинною оболонкою, утримується за рахунок тиску, створюваного склоподібним тілом, а також за рахунок тонких зв'язків пігментного епітелію. Війкова частина сітківки покриває задню поверхнювійкового тіла і райдужної оболонки, доходячи до зіниці.

Зовнішня частина сітківки називається пігментною, внутрішня – світлочутливою (нервової) частиною. Сітківка складається з 10 шарів, до складу яких входять різні типи клітин. Сітківка на зрізі представлена ​​у вигляді трьох радіально розташованих нейронів (нервових клітин): зовнішнього – фоторецепторного, середнього – асоціативного, та внутрішнього – гангліонарного. Між цими нейронами розташовуються т.зв. плексиформні (від лат. plexus - сплетення) шари сітчастої оболонки, представлені відростками нервових клітин (фоторецепторів, біполярних та гангліозних нейронів), аксонами та дендритами. Аксони проводять нервовий імпульс від тіла даної нервової клітини до інших нейронів або іннервованих органів і тканин, дендрити проводять нервові імпульси у зворотному напрямку - до тіла нервової клітини. Крім цього в сітківці розташовані інтернейрони, представлені амакриновими та горизонтальними клітинами.

Шари сітківки

Сітківка має 10 шарів:

1. Перший шар сітківки – це пігментний епітелій, який безпосередньо прилягає до мембрани Бруха судинної оболонки ока. Його клітини оточують фоторецептори (і), частково заходячи між ними у вигляді пальцеподібних випинань, завдяки чому площа контакту між шарами збільшується. Під дією світла включення пігменту переміщуються з тіла пігментних клітин до їх відростків, що запобігає розсіюванню світла між сусідніми фоторецепторними клітинами (колбками або паличками). Клітини цього шару фагоцитують сегменти фоторецепторів, що відторгаються, а також забезпечують доставку кисню, солей, метаболітів від фоторецепторів і в зворотному напрямку, тим самим регулюючи баланс електролітів у сітківці і визначаючи її біоелектричну активність і ступінь антиоксидантного захисту. Клітини пігментного епітелію видаляють рідину із субретинального простору, сприяють максимально щільному приляганню зорової сітківки до судинної оболонки ока, беруть участь у процесах рубцювання при загоєнні вогнища запалення.

2. Другий шар сітківки представлений зовнішніми сегментами світлочутливих клітин, колб і паличок – спеціалізованих високодиференційованих нервових клітин. Колбочки та палички мають циліндричну форму, в якій розрізняють зовнішній сегмент, внутрішній сегмент, а також пресинаптичне закінчення, до якого підходять нервові відростки (дендрити) горизонтальних та біполярних клітин. Будова паличок і колбочек по-різному: зовнішній сегмент паличок представлений у вигляді тонкого паличкоподібного циліндра, що містить зоровий пігмент родопсин, у той час як зовнішній сегмент колб конічно розширений, він коротший і товщий, ніж у паличок, і містить зоровий пігмент йодопсин.

Зовнішній сегмент фоторецепторів має важливе значення: саме тут відбуваються складні фотохімічні процеси, в ході яких відбувається первинна трансформація енергії світла у фізіологічне збудження. Функціональне призначенняколбочок і паличок також по-різному: колбочки відповідають за відчуття кольору і центральний зір, забезпечують периферичний зірв умовах високого освітлення; палички забезпечують зір за умов низької освітленості (присмерковий зір). У темряві периферичний зір забезпечується спільними зусиллями колб та паличок.

3. Третій шар сітківки представлений зовнішньою прикордонною мембраною, або закінченою мембраною Верхоф, це так звана смуга міжклітинних зчеплень. Крізь цю мембрану в субретинальний простір проходять зовнішні сегменти колб і паличок.

4. Четвертий шар сітківки називається зовнішнім ядерним шаром, оскільки утворений ядрами колб і паличок.

5. П'ятий шар – зовнішній плексиформний шар, його називають сітчастим шаром, він відокремлює зовнішній ядерний шар від внутрішнього.

6. Шостий шар сітчастої оболонки – це внутрішній ядерний шар, представлений ядрами нейронів другого порядку (біполярних клітин), і навіть ядрами горизонтальних, амакринових і мюллерівських клітин.

7. Сьомий шар сітківки – внутрішній плексиформний шар, він складається з клубка переплетених відростків нервових клітин та відокремлює внутрішній ядерний шар від шару гангліозних клітин. Сьомий шар поділяє внутрішню судинну частину сітчастої оболонки та зовнішню безсудинну, яка повністю залежить від надходження кисню та поживних речовиніз прилеглої судинної оболонки.

8. Восьмий шар сітківки утворений нейронами другого порядку (гангліозними клітинами), у напрямку від центральної ямки до периферії його товщина чітко зменшується: безпосередньо в області навколо ямки даний шар представлений як мінімум п'ятьма рядами гангліозних клітин, до периферії число рядів нейронів поступово зменшується.

9. Дев'ятий шар сітківки представлений аксонами гангліозних клітин (нейронів другого порядку), які утворюють зоровий нерв.

10. Десятий шар сітківки - останній, він покриває поверхню сітківки зсередини і являє собою внутрішню прикордонну мембрану. Це основна мембрана сітківки, утворена основами нервових відростків клітин Мюллера (нейрогліальних клітин).

Клітини Мюллера є гігантські високоспеціалізовані, які проходять через усі шари сітчастої оболонки, виконуючи ізолюючу та опорну функції. Клітини Мюллера беруть участь у генеруванні біоелектричних електричних імпульсів, активно транспортуючи метаболіти. Мюллерівські клітини заповнюють вузькі щілини між нервовими клітинамисітківки та поділяють їх рецептивні поверхні.

Паличковий шлях проведення нервового імпульсу представлений паличковим фоторецептором, біполярними та гангліозними клітинами, амакриновими клітинами кількох видів (проміжними нейронами). Паличкові фоторецептори контактують лише з біполярними клітинами, які під дією світла деполяризуються.

Колбочковий шлях проведення нервових імпульсівхарактеризується тим, що вже у п'ятому шарі (зовнішній плексиформний шар) синапси колб пов'язують їх з біполярними нейронами різних типів, утворюючи як світловий, і темновий шлях проведення імпульсу. Завдяки цьому колбочки області формують канали контрастної чутливості. У міру віддалення від області макули кількість фоторецепторів, з'єднаних з безліччю біполярних клітин, зменшується, водночас кількість біполярних нейронів, з'єднаних з однією біполярною клітиною, збільшується.

Світловий імпульс активує перетворення зорового пігменту, запускаючи виникнення рецепторного потенціалу, який поширюється вздовж аксона до синапсу, де викликає нейромедіатор. Цей процес призводить до порушення нейронів сітківки, які здійснюють первинну обробку зорової інформації. Далі ця інформація подається за зоровому нервуу зорові центри головного мозку.

У процесі передачі нервового збудженняпо нейронах сітківки важливе значення мають сполуки з групи ендогенних трансмітерів, до яких належать аспартат (специфічний для паличок), глутамат, ацетилхолін (є трансмітером амакринових клітин), допамін, мелатонін (синтезується у фоторецепторах), гліцин, серотонін. Ацетилхолін є трансмітером збудження, а гамма-аміномасляна кислота(ГАМК) – гальмування, обидві ці сполуки містяться в амакринових клітинах. Тонкий баланс зазначених речовин забезпечує функціонування сітківки, а порушення такого може призводити до розвитку різних патологій сітківки (пігментний, лікарська ретинопатія і т.п.)

Здатний бачити при освітленні в кілька фотонів і прямому сонячному світлі. Він здатний фокусуватися лише за третину секунди. Завдяки цьому і за рахунок особливостей будови (про які йтиметься далі) око вважається одним із найскладніших органів організму. Що це? Результат еволюції чи неймовірний збіг обставин? Спробуємо розібратися у цьому.

Еволюція органу зору очима Дарвіна

Деякі вчені вважали ідею еволюції органу зору вкрай абсурдною. Але чи це так насправді? Чарльз Дарвін запропонував пояснення механізму еволюції. Він вважав, що й орган зору безперервно змінюються, ці зміни успадковуються. Отже, найскладніший орган зору міг бути створений у такому вигляді, яким ми його зараз спостерігаємо, шляхом природного відбору. Він проаналізував будову органу зору багатьох істот, а також показав зміни у структурі ока — починаючи з найпростіших і до найскладніших організмів.

Еволюція людського ока почалася понад 500 000 000 років тому. Саме тоді почався розвиток світлочутливої ​​плями, що складається з кількох клітин у найпростішого організму. Пляма допомагала відрізняти світло від темряви. І хоча воно не могло визначати відстань чи зображення, але саме з нього почався розвиток ока. На користь еволюції говорить той факт, що для того, щоб пляма розвивалася і згодом перетворилася б на пляму у планарії (плоського черв'яка) або звичайне око риби, знадобився б розвиток безлічі компонентів і систем організму.

Для кожного з компонентів необхідна наявність протеїнів (білків), які б виконували особливі функції. Ці функції повинні закріплюватись у ДНК істоти. Існування подібних речовин означає, що у взаємодію та процес еволюції залучається система інших протеїнів чи генів зі своєю функцією. Без них зір неможливий.

Еволюція – на шляху до досконалості

Людське око не претендує на досконалість хоча б тому, що воно не ідеальне. Отже, око – це результат еволюції. З іншого боку, те, що ми вважаємо дефектом дизайну, насправді може виявитися дуже корисним. Які дефекти дизайну людського ока ми знаємо?

Біолог Річард Доукінс у своїй книзі «Сліпий годинникар» справедливо стверджував, що з погляду фотоінженерії, фотографічні елементи мають бути спрямовані до світла, а дроти, що зв'язують елементи з органом відтворення та аналізу – до мозку (у нашому випадку). Якщо елементи підключені «задом наперед», а дроти розташовуються на боці, близької до світла, світло долає їхню масу, послаблюється та спотворюється. З погляду Доукінса, це естетично неправильно. Однак це припущення не пояснює того, чому подібна система успішно використовується хребетними протягом довгих років. Але той же Доукінс додає, що відмінність несуттєва, адже більшість фотонів прямують прямо і в будь-якому випадку будуть спіймані оком.

Про сітківку очей різних тварин

Найрозвиненіші неперевернені сітківки ока належать головоногим – кальмару та восьминогу. Сітківка восьминога містить 20 000 000 клітин-фоторецепторів. Але це не межа. У людини їх 126 мільйонів, а у птахів – удесятеро більше.

Людське око містить «центральну ямку». Це "центр центру" - місце в "плямі" - центрі людської сітківки. Саме тут найбільше фоторецепторів та колбочок. Всі судини розташовуються до неї таким чином, що створюється область високої візуальної різкості з зменшенням візуальної різкості до периферії сітківки. А сама пляма в 100 разів чутливіша за сітківку. Це дозволяє оку людини сфокусуватися на певній ділянці, не відволікаючись на периферійний зір.

Інакше справа з очима птахів. Їхня сітківка не має центральної ямки або плями. Сітківка восьминога також не має ямки, але восьминога має лінійний централіс. Цей орган формує діапазон різкості вздовж сітківки. Око восьминога має ще одну особливість. Використовуючи статоцист (орган рівноваги), око завжди підтримує одну позицію щодо гравітаційного поляЗемлі.

Енерговитрати на підтримку такого складного органу дуже великі. Так, споживання кисню сітківкою ока (з розрахунку на один грам тканини) на 50% більше, ніж у печінці, і на 600% більше, ніж у серцевому м'язі (міокарда). Близькість фоторецепторів до капілярів та відсутність на їхньому шляху нервів забезпечує швидке постачання поживних речовин і виводить відходи.

Приклади

Вперше зір з'явився близько 540 000 000 років тому. Еволюційний процес був складним. Спочатку у одноклітинного евгени зеленою з'явилася світлочутлива пляма – «око». Здатність розрізняти світло для евгени було життєво необхідним. У міру ускладнення життя та появи нових видів еволюціонував і око.

Так, відбувалося угруповання світлочутливих клітин у вигляді «плями». З його допомогою організм міг оцінити пересування хижака. З появою очних плям у медуз (близько 500 млн років тому), ці організми могли орієнтуватися у просторі.

У війних черв'яків з'являється вже дві плями, і кожна з них містить тисячі фоточутливих клітин. Ці плями лише наполовину занурені у чашку пігменту – прообразу сучасного ока. Поступово утворюється жолобок, так званий «келих ока». Наприклад, це можна побачити у річкових равликів. Видимість таким оком, як через матове скло.

Відбувається підвищення гостроти зору зі звуженням зовнішнього отвору ока. У молюска наутілус очей розміром 1 сантиметр містить мільйони клітин, але все одно вловлює мало світла.

На певному етапі еволюції виникло два органи зору. Один дозволяв бачити світ у світлих фарбах. Інший дозволяв розрізняти обриси предметів. Саме від другого і походить людський орган зору. Трохи пізніше відбувається формування прозорої плівки, яка захищає зіницю від забруднення та змінює його здатність заломлення світла. Так з'являється перший кришталик. Чим він більший – тим гостріший погляд.

Око виявляється настільки досконалим органом, що природі знадобилося винайти його двічі, окремо для безхребетних та хребетних. Процес розвитку також був різним. У випадку з молюсками очей стався з епітелію, а у випадку з людиною – з епітелію (рогівка та кришталик) та нервової тканини (склоподібне тіло та сітківка). Є також третій, фасеткове око. Він складніший і складається з безлічі омматидіїв (окремих очок). Цим оком мають трилобіти, комахи, ракоподібні та деякі безхребетні.