Лекции для студентов

Физиология человека (часть 7)

ЧАСТНАЯ ФИЗИОЛОГИЯ АНАЛИЗАТОРОВ

ЗРИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗАТОР

Зрительный анализатор включает в себя — периферическую часть (глазное яблоко), проводящий отдел (зрительные нервы, подкорковые зрительные центры) и корковую часть анализатора.

Глаз имеет несколько систем:

Оптическая система глаза состоит из светопреломляющего образования: роговица, водянистая влага передней камеры, хрусталика и стекловидного тела (рис. 11.1.). Одной из упрощенных систем, позволяющих понять оптическую систему глаза, является редуцированный глаз Вербицкого. Он представляет собой роговицу, радиус кривизны которой 6,8 мм и стекловидное тело, показатель преломления которого 1,4 Д.

В этой искусственной системе роговица является фактически линзой, преломляющей свет. Лучи, проходящие через нее, преломляются и сходятся в одной точке на сетчатке. Согласно расчетам, произведенным на редуцированном глазу, главное фокусное расстояние (расстояние от передней поверхности линзы до точки пересечения лучей) составляет 23,8 мм. В этом случае изображение будет четким, правда, уменьшенным и перевернутым. Эта цифра приближается к истинной величине фокусного расстояния в нормальном глазу, где это расстояние колеблется от 20 до 26 мм. Преломляющую силу принято выражать в диоптриях (Д). Диоптрия - это преломляющая сила линзы с фокусным расстоянием в 100 см. Вычислено, что для роговицы она составляет 43 Д. Суммарная преломляющая сила глаза 62-76Д.

Система аккомодации. Хрусталик — имеет форму двояковыпуклой линзы. Основная функция — преломляющая и, следовательно, фокусировка изображения на сетчатке (преломляющая сила — 19-33Д). Это достигается путем аккомодации — изменением формы хрусталика. Изменение формы хрусталика происходит за счет расслабления или сокращения цилиарной мышцы, прикрепляющейся к капсуле хрусталика посредством цинновой связки (рис.11.2.).

Различные части хрусталика преломляют свет неодинаково. Потому изображение может искажаться по типу сферической аберрации. С возрастом хрусталик утрачивает свою прозрачность и эластические свойства, т. е. сила аккомодации уменьшается и появляется старческая дальнозоркость — пресбиопия. Нарушение аккомодации связано с нарушением питания хрусталика.

Радужная оболочка практически не проницаемая для лучей. В центре — отверстие, зрачок, диаметр которого меняется (подобие диафрагме фотоаппарата) от 2 до 8 мм — поток света соответственно меняется. Диаметр зрачка меняется медленно под влиянием рефлекторных механизмов (усиление парасимпатического влияния приводит к сокращению кольцевых мышц радужки и сужению зрачка, усиление симпатического влияния сокращает радиальные мышцы радужки, что расширяет зрачок) (рис.11.3.). Основная функция зрачка — это регуляция величины светового потока, а также пропускание светового потока на центральную сферическую часть хрусталика.

Если у человека имеется дефекты развития глазного яблока, то естественно нарушается рефракция (четкость изображения на сетчатке) и возникают различные ее аномалии.

Миопия (близорукость) при нарушении рефракции сопровождается тем, что лучи фокусируются перед сетчаткой (рис. 11.4.).

Гиперметропия (дальнозоркость) характеризуется тем, что лучи фокусируются за сетчаткой (рис. 11.5.).

В этом случае нужна коррекция при помощи искусственных линз.

Кроме оптической и аккомодационной систем в глазу имеется и рецепторная (воспринимающая) система — сетчатка; расположенная на задней стенке глазного яблока. Ее основная роль — преобразование света в электрические потенциалы. Сетчатка состоит из 4 основных слоев (рис. 11.6.): 1) пигментный; 2) слой биполярных клеток; 3) слой ганглиозных клеток, 4) слой палочек и колбочек (около 110-125 млн. палочек и 6 млн. колбочек). Нервные волокна ганглиозных клеток, собираясь между собой, образуют зрительный нерв. Волокна зрительного нерва идут в подкорковую часть зрительного анализатора — в наружные коленчатые тела переднего двухолмия, затем в кору головного мозга (в затылочную долю). От коры к сетчатке, также идут волокна, обеспечивающие корковый контроль.

На сетчатке (глазном дне) имеются два образования - слепое пятно (выход зрительного нерва, фоторецепторов нет) и желтое пятно (палочек нет, а плотность колбочек самая высокая).

Остановимся на основном слое сетчатки глаза — фоторецепторах (колбочки и палочки). Они обладают разной чувствительностью к цвету и свету: колбочки слабочувствительны к цвету, колбочки — обеспечивают цветное восприятие мира. Палочки — не чувствительны к цвету, но чувствительны к свету (именно они обеспечивают сумеречное зрение — восприятие окружающего мира в черно-белом цвете в условиях слабой освещености).

Теория восприятия света. Когда лучи света попадают на сетчатку, в ней происходит ряд химических превращений, связанных с образованием зрительных пигментов: родопсина (содержится в палочках) ииодопсина (содержится в колбочках) (рис. 11.7.). В результате энергия света превращается в электрические сигналы — импульсы. Так, родопсин под влиянием света претерпевает ряд химических изменений — превращается в ретинол (альдегид витамина А) и белковый остаток — опсин. Затем под влиянием фермента (редуктазы) альдегид переходит в витамин А, который поступает в пигментный слой. В темноте происходит обратная реакция — витамин А восстанавливается до альдегида и происходит ресинтез родопсина.

Процесс цветного зрения связан с колбочками. Химические преобразования иодопсина и др. пигментов под действием света разной длины волн вызывает ряд электрофизических реакций связанных с восприятием цвета.

При этом считается, что белок опсин претерпевает ряд конформаций, следствием чего является накопление в сетчатке ионов кальция, вызывающих гиперполяризацию нервных клеток на постсинаптической мембране и генерацию импульсов, поступающих в конечном итоге в корковую часть зрительного анализатора.

В темноте наблюдается явление — темновая адаптация (вначале колбочки, затем — палочки), что связано с восстановлением витамина А.

Цветное зрение. Наиболее принята теория трехцветного зрения. В колбочках различают до 400-800 дисков. Верхняя часть дисков воспринимает оранжевый цвет (длина волны 555 -570 нм); средняя — зеленый (длина волны 525-535 нм); нижняя — фиолетовый (длина волны 445-450 нм). Это основные цвета. Их смешивание дает все остальные цвета.

Восприятие пространства. Зависит от: 1) остроты зрения - наименьшего расстояния между двумя предметами, которое способен различить зрительный анализатор; 2) поля зрения — центрального и периферического; 3) бинокулярности зрения, которое не позволяет двоиться предметам т. к. изображение попадает на идентичные участки правой и левой сетчатки.