Budowa i funkcje gałki ocznej. Krótko- oraz dalekowzroczność

Zmysł wzroku jest to umiejętność odbierania przez narząd wzroku świetlnych bodźców pochodzących ze środowiska oraz przetwarzanie ich jako wzrokowe wrażenia, odczytywanie, interpretacja i spowodowanie właściwej reakcji organizmu. Zatem odebranie i przetworzenie są elementami składowymi procesu widzenia. Zmysł wzroku ma bardzo czułe narzędzie, jakim jest narząd wzroku zbudowany z dwóch gałek ocznych oraz aparatu chroniącego i poruszającego gałkami. Do narządu wzroku należą również połączenia nerwowe pomiędzy siatkówką oka a mózgiem, przede wszystkim z płatem potylicznym mózgu.

BUDOWA GAŁKI OCZNEJ CZŁOWIEKA

Widzenie jest złożonym procesem wymagającym użycia wyspecjalizowanego organu. Jest nim oko. Składa się ono z wielu części, z których każda spełnia określone funkcje i jest niezbędna do prawidłowego funkcjonowania całości organu. Najważniejsze części oka to: oczodół, powieki i aparat łzowy, spojówka, mięśnie poruszające gałką oczną i gałka oczna. To właśnie ten ostatni element umożliwia widzenie.

Gałka oczna u człowieka umiejscowiona jest w kostnym oczodole (45 mm głębokości, 30 cm3 objętości), w jego przedniej części. Jest chroniona przed wstrząsami i urazami poprzez powięzi i przez tkankę tłuszczową, która wyściela wnętrze oczodołu pomiędzy kośćmi a gałką oczną. Ruchy gałki ocznej są możliwe dzięki mięśniom ocznym, które sterują ułożeniem gałek. Gałka oczna może się poruszać dzięki sześciu mięśniom zewnętrznym. Wśród nich wyróżniamy dwa mięśnie skośne (górny i dolny) oraz cztery mięśnie proste (zewnętrzny, wewnętrzny, dolny i górny). Z oczodołu ma ujście do mózgu, poprzez specjalny otwór w kości, nerw wzrokowy, który unerwia gałkę oczną i przewodzi bodźce elektryczne powstałe na siatkówce z bodźców świetlnych.

Gałka oczna ma mniej więcej kulisty kształt. Jej średnica wynosi w przybliżeniu 24 mm. Gałkę oczną wypełnia przede wszystkim ciałko szkliste, które jest substancją bezpostaciową. Ciałko szkliste jest substancją pod pewnym ciśnieniem, nadaje ono kształt gałce.

Twardówka (łac. sclera) to najbardziej zewnętrzna błona oka. Jest nieprzeźroczystą błoną włóknistą łącznotkankową, która na przodzie gałki ocznej przeistacza się w rogówkę.

Rogówka (łac. cornea) przypomina swoim kształtem szkiełko koperty zegarka. Jest to przeźroczysta błona włóknista.

Pomiędzy twardówką a siatkówką znajduje się naczyniówka (łac. choroidea), która z tęczówką (łac. iris) oraz z ciałkiem rzęskowym (łac. corpus ciliare) tworzą błonę naczyniową. W błonie tej zawarte są liczne naczynia krwionośne. Naczyniówka to tylna część środkowej błony naczyniowej oka, której podstawową funkcją jest odżywianie siatkówki. Jak można wywnioskować z nazwy, naczyniówka zbudowana jest głównie z naczyń krwionośnych, ponadto w jej skład wchodzą włókna elastyczne, tkanka łączna i komórki barwnikowe.

Ciało rzęskowe to struktura, która utrzymuje soczewkę we właściwym dla niej położeniu. Znajduje się pod twardówką i tak jak tęczówka, stanowi część błony naczyniowej oka. Składa się z mięśni gładkich, wyrostków rzęskowych i wiązadełek Zinna podtrzymujących soczewkę. Wyrostki rzęskowe wytwarzają ciecz wodnistą, od której zależy właściwe ciśnienie w oku. Dzięki ruchom mięśni soczewka zmienia kształt, co pozwala na akomodację, czyli dostosowanie widzenia do odległości. Ciało rzęskowe jest bardzo dobrze ukrwione.

Siatkówka (łac. retina) jest światłoczułą, receptorową częścią oka zbudowaną z pręcików i czopków oraz z elementów właściwej tkanki nerwowej i glejowej. Najwięcej czopków, światłoczułych komórek, jest w centrum siatkówki tworząc tam tak zwaną plamkę żółtą, miejsce najbardziej wrażliwe na światło i rozróżnianie barw. Na siatkówce jest też plamka ślepa, czyli miejsce w którym nie ma żadnych komórek światłoczułych. Jest więc całkowicie niewrażliwe na bodźce świetlne. To tutaj ma swój początek nerw wzrokowy.

Nerw wzrokowy zbudowany jest z wiązki włókien nerwowych (około 1 mln.), które wychodzą z gałki ocznej przez tarczę nerwu wzrokowego. Tarcza nerwu wzrokowego nosi też nazwę plamki ślepej, ponieważ nie ma w niej ani jednej komórki światłoczułej.

Soczewka (łac. lens) jest to dwuwypukła, przeźroczysta struktura, którą budują komórki nabłonka. Załamują one światło mocniej w części centralnej niż w częściach obwodowych. Sprężysta część soczewki dąży do jak największego uwypuklenia, ale hamują tą tendencję włókna obwódki rzęskowej, rozciągają soczewkę powodując jej spłaszczenie. Wyróżnia się w jej budowie torebkę (łac. capsule), korę (łac. cortex) oraz jądro (łac. nucleus).

Tęczówka (łac. iris) jest niejako przedłużeniem siatkówki, rogówki i naczyniówki wyrastającym z ciałka rzęskowego. Znajduje się w niej barwnik, który nadaje jej barwę od jasnoniebieskiej po prawie czarną. Jest ona błoną naczyniową umięśnioną, jest zaopatrzona w okrężny mięsień - zwieracz, który dzięki przywspółczulnemu unerwieniu powoduje skurcze tęczówki zwężając źrenicę oka, którą tęczówka otacza. Rozwieracz, drugi mięsień tęczówki, rozkurcza ją poszerzając otwór źreniczny a unerwiony jest współczulnie. Barwnik w tęczówce chroni oko przed rozproszonym światłem w otoczeniu.

Gałka oka jest wypełniona wewnątrz głównie przez galaretowatą, przeźroczystą substancję, tak zwane ciałko szkliste (łac. corpus vitreum). Z kolei przód gałki oraz powieki od spodu są chronione przez spojówkę (łac. tunica conjuctiva). Ochronie oka służą również łzy, które są wydzielane przez gruczoł łzowy, który leży w części górno - bocznej oczodołu.

Powieki są od wewnątrz wyścielone błoną śluzową, która okrywa również przód gałki ocznej aż do punktów graniczących z rogówką. Inaczej błona ta nazywana jest spojówką.

Pod górną powieką, w części skroniowej oczodołu, znajdują się gruczoły łzowe. Przy każdym mrugnięciu łzy są rozprowadzane na całej przedniej powierzchni oka, chroniąc przede wszystkim rogówkę przed infekcjami różnego typu.

Układ optyczny oka jest zbudowany z przeźroczystych elementów jego budowy: z rogówki, przedniej komory oka, soczewki i ciałka szklistego, przez które kolejno przechodzi promień świetlny. Do układu optycznego zalicza się również siatkówkę , na powierzchnię której docierają wcześniej odpowiednio załamane i skupione promienie świetlne. Na siatkówce powstaje obraz rzeczywisty, odwrócony i pomniejszony. Ostre odzwierciedlanie na siatkówce obrazu obiektów znajdujących się w różnej odległości od obserwatora jest możliwe dzięki zjawisku akomodacji, czyli takiej zmianie kształtu soczewki, aby osie optyczne obu gałek ocznych krzyżowały się na obserwowanym obiekcie.

DZIAŁANIE GAŁEK OCZNYCH - WIDZENIE

Wiązka świetlna przechodzi kolejno od źrenicy przez rogówkę, przednią komorę oka, dalej przez soczewkę oraz ciało szkliste by na końcu dotrzeć do siatkówki zbudowanej z pręcików i czopków, w których bodziec świetlny zamieniany jest na w impuls nerwowy i przekazywany przez nerw wzrokowy do mózgu.

Promienie światła są skupiane na siatkówce dzięki złożonemu układowi optycznemu, na który składają się rogówka, soczewka oraz ciało szkliste. Odpowiednie skupienie wiązek świetlnych warunkuje prawidłową ostrość widzenia. Dzięki temu, że soczewka w razie potrzeby zmienia swój kształt na bardziej wklęsły albo wypukły, zmienia ona swoją moc optyczną i ogniskuje na siatkówce obraz przedmiotów, które znajdują się na różnych odległościach od patrzącego. Jest to zjawisko akomodacji.

Jeżeli oko nie ogniskuje światła w prawidłowy sposób na siatkówce, powstają wówczas wady wzroku.

Soczewka powoduje odwrócenie obrazu, jaki odbija się na siatkówce. Mózg uczy się w biegu życia odkodowywania impulsów nerwowych biegnących do niego z oczu. Niemowlę przez pierwsze dnia życia nie ma jeszcze wykształconej zdolności prawidłowego odczytywania obrazu i dlatego widzi wszystko na odwrót, do góry nogami. Po kilku miesiącach jednak jego mózg potrafi już automatycznie obracać obraz tak, żeby jego odczytanie było zgodne z rzeczywistym jego ułożeniem w przestrzeni.

Tęczówka pełni rolę tak zwanej przysłony aperturowej, która kurczy się w razie zwiększenia intensywności światła w otoczeniu. Skutkiem skurczów tęczówki jest zwężenie się źrenicy, które mieści się w zakresie pomiędzy 8mm w ciemnościach a 2mm w intensywnym świetle.

ODRÓŻNIANIE KOLORÓW

Oko ludzkie jest zdolne do odbierania tylko pewnego zakresu promieniowania świetlnego co związane jest w chemi-fizycznymi właściwościami struktur oka odpowiedzialnych za odbieranie bodźców świetlnych, zwłaszcza pręcików i czopków. Zakres światła widzialnego dla człowieka mieści się pomiędzy 400nm długości fali elektromagnetycznej (barwa fioletowa) a około 700 nm długości fali świetlnej (barwa czerwona), co odpowiada zakresowi tak zwanego okna optycznego. Długość fali świetlnej poniżej 400nm jest już ultrafioletem a promienie świetlne o długości fali większej niż 700nm należą do podczerwieni. Rogówka nie przepuszcza do wnętrza oka promieniowania spoza okna optycznego.

Rogówka ludzkiego oka nie wpuszcza do jego głębszych warstw promieniowania, którego długość fali nie mieści się w oknie optycznym. Przepuszczone przez rogówkę promieniowanie trafia na powierzchnię siatkówki, która dzięki komórkom światłoczułym różnie reaguje na różne długości fali świetlnej wywołując różne wrażenia wzrokowe. Czopki są mniej czułe na natężenie światła ale przy dobrym oświetleniu bardzo dobrze rozróżniają barwy. Największa czułość czopków jest przy 550nm. Pręciki nie rozróżniają tak dobrze barw ale dzięki większej czułości na małe nawet natężenie światła bardzo dobrze rozróżniają kontury obserwowanych obiektów przy słabym oświetleniu. Maksimum ich czułości wynosi średnio 510nm. Czopki odpowiadają za widzenie w dzień= widzenie fotopowe a pręciki za widzenie w mroku = widzenie skotopowe.

Gałka oczna ogarnia zasięgiem swojego wzroku szerokie pole widzenia. Pomocne są tu jej ruchy we wszystkich kierunkach, które są sterowane przez sześć mięśni ocznych, dwóch skośnych oraz czterech prostych. Mięśnie tworzą jakby lejek, który częścią szerszą przyczepia się w równikowej płaszczyźnie oka a jego wierzchołek przyczepiony jest w głębi do kanału kostnego, poprzez który wychodzi do jamy czaszki nerw wzrokowy. Mięśnie oczne unerwione są przede wszystkim przez nerw okołoruchowy.

Ostrość widzenia oceniana jest podczas specjalistycznych badań okulistycznych. Ocenia się ją za pomocą specjalnych tablic ze znakami o zróżnicowanej wielkości. Zależnie od wykrytej wady wzroku stosuje się szkła korekcyjne a w trudniejszych przypadkach zabiegi chirurgiczne.

Dzięki posiadaniu przez nas pary gałek ocznych ułożonych względem siebie równolegle mamy umożliwione ocenianie głębi obrazu, czyli odległości poszczególnych obserwowanych elementów od patrzącego na nie człowieka. Umożliwia to konwergencja, czyli takie ułożenie gałek ocznych przez ruchy odpowiednich mięśni, aby obie osie widzenia gałek podążały za zbliżającym się lub oddalającym się przedmiotem. Osie widzenia gałek ocznych przecinają się na obserwowanym przedmiocie. Kąt przecięcia się osi pozwala strukturom mózgu odpowiadającym za widzenie ocenić odległość obserwowanych przedmiotów.

Na siatkówkę pada obraz pomniejszony, rzeczywisty i odwrócony. Mózg uczy się odkodowywać taki obraz w ten sposób aby odbierać otrzymany obraz jako nieodwrócony. Mózg niemowląt przez pierwsze tygodnie życia nie ma jeszcze takiej umiejętności. Dzieci widzą wiec początkowo świat odwrócony do góry nogami. Dopiero z czasem mózg uczy się właściwej interpretacji bodźców jakie otrzymuje z siatkówki i sam "odwraca sobie" obraz.

WADY WZROKU

dalekowzroczność - nazywana też nadwzrocznością, jest to wada widzenia, przy której występuje ostre widzenie obiektów oddalonych od obserwatora przy jednoczesnej małej ostrości obserwowanych obiektów występujących blisko obserwatora. Powodem nadwzroczności są za małe przednio-tylne rozmiary gałki ocznej lub za słabe łamanie wiązek światła przez układ optyczny. Dalekowzroczność pogłębia się wraz z wiekiem, ponieważ u osób starszych zmniejsza się elastyczność mięśnia rzęskowego a co za tym idzie soczewce coraz trudniej jest zmieniać kształt w razie potrzeby.

Promienie świetlne odbite od obiektów leżących blisko ogniskują się za siatkówką, dlatego dalekowidz musi odsunąć od siebie na pewną odległość obserwowany przedmiot, żeby wyraźnie go zobaczyć. Dalekowidzom zaleca się noszenie okularów korekcyjnych ze szkłami skupiającymi.

KRÓTKOWZROCZNOŚĆ

Jeśli gałka oczna jest duża (tak zwykle bywa u krótkowidzów) lub, w przypadku normalnej wielkości, zbyt duża jest refrakcja, biegnące równolegle promienie po załamaniu przez układ optyczny ogniskują się przed siatkówką. Na siatkówce nie powstaje, więc obraz ostrego punktu, lecz krążek rozproszenia. Przed oko krótkowidza, aby zogniskować promienie na siatkówce, należy założyć szkło rozpraszające (minusowe). Krótkowidz dobrze widzi z bliska i nie potrzebuje szkieł korekcyjnych. Patrząc daleko, widzi nieostro i w przeciwieństwie do dalekowidza nie może tego wyrównać akomodacją. Mruży, więc oczy, żeby ostrzej widzieć, "obcinając" sobie przez to kręgi rozproszenia na siatkówce. Stąd pochodzi nazwa krótkowzroczności (z greckiego myopia = mrużyć). Krótkowzroczność jest bardzo częstą wadą wzroku. Jej powodem jest zbyt silne załamywanie promieni świetlnych przechodzących przez układ optyczny oka. Równoległe promienie świetlne odbite od obserwowanych obiektów są silnie załamywane i ogniskowane przed powierzchnią siatkówki, dlatego krótkowidz przysuwa do siebie przedmioty, które chce wyraźnie zobaczyć. Krótkowidzom zaleca się okulary korekcyjne ze szkłami rozpraszającymi.

DALEKOWZROCZNOŚĆ

Dalekowzroczność, nazywana też nadwzrocznością, jest to wada widzenia, przy której występuje ostre widzenie obiektów oddalonych od obserwatora przy jednoczesnej małej ostrości obserwowanych obiektów występujących blisko obserwatora. Powodem nadwzroczności są za małe przednio-tylne rozmiary gałki ocznej lub za słabe łamanie wiązek światła przez układ optyczny. Dalekowzroczność pogłębia się wraz z wiekiem, ponieważ u osób starszych zmniejsza się elastyczność mięśnia rzęskowego a co za tym idzie soczewce coraz trudniej jest zmieniać kształt w razie potrzeby.

Promienie świetlne odbite od obiektów leżących blisko ogniskują się za siatkówką, dlatego dalekowidz musi odsunąć od siebie na pewną odległość obserwowany przedmiot, żeby wyraźnie go zobaczyć. Dalekowidzom zaleca się noszenie okularów korekcyjnych ze szkłami skupiającymi.