Физиология зрительной системы. Строение и функциональное значение сетчатки. Фотохимические процессы в рецепторах сетчатки при действии с

Эссе на тему: 25. Физиология зрительной системы. Строение и функциональное значение сетчатки. Фотохимические процессы в рецепторах сетчатки при действии света. Пути и центры зрительной чувствительности. Механизмы цветового зрения. Нарушения зрения и их профилактика.

Глаз представляет собой сферический орган, покрытый плотной фиброзной оболочкой, склерой. Склера спереди переходит в прозрачную роговицу. Внутренняя поверхность склеры выстлана двумя тонкими оболочками - сосудистой и сетчаткой. Сосудистая оболочка, содержащая многочисленные сосуды, питающие глаз, расположена между склерой и сетчаткой. Сетчатка - это слой, образованный нервными элементами: здесь расположены фоторецепторы и вставочные нейроны. Аксоны ганглиозных клеток сетчатки образуют зрительный нерв. Хрусталик делит глаз на два отсека с жидким содержимым: передняя камера заполнена водянистой влагой; позади хрусталика находится сосудистая масса - стекловидное тело.

Перед тем как попасть на сетчатку, свет должен пройти через прозрачную роговицу, водянистую влагу, зрачок, хрусталик и стекловидное тело. Поступающий в глаз световой поток регулируется радужкой, изменяющей размер зрачка. В радужке имеются две группы мышечных волокон, суживающие и расширяющие зрачок. На ярком свету радужка сокращается и входящий в глаз световой поток уменьшается. При увеличении освещения нейроны претектального ядра посылают импульсы по парасимпатическим волокнам, иннервирующим сфинктер зрачка. Если уровень освещения снижается, то нейроны претектального ядра тормозят активность парасимпатических волокон, что приводит к расслаблению сфинктера и расширению зрачка.

Роговица и хрусталик фокусируют лучи на сетчатке, содержащей слой фоторецепторов; последние запечатлевают зрительный образ в виде изменений электрических потенциалов. Прохождение световых лучей через искривленную поверхность, разграничивающую две среды с различной оптической плотностью, сопровождается преломлением лучей, или рефракцией. Аккомодация – возрастание преломляющей силы глаза  в результате увеличения кривизны хрусталика.

Сетчатка представляет собой внутреннюю светочувствительную оболочку глаза. Она имеет сложную многослойную структуру. Здесь расположены два вида вторично-чувствующих фоторецепторов (палочки и колбочки) и несколько видов нервных клеток. Колбочки расположены в центральной части сетчатки, они обеспечивают дневное зрение и являются  цветочувствительными  . Палочки расположены по периферии центральной ямки, они обеспечивают ночное (бесцветное) видение. Возбуждение фоторецепторов активирует первую нервную клетку сетчатки (биполярный нейрон). Возбуждение биполярных нейронов активирует  ганглиозные  клетки сетчатки, которые передают сигналы в подкорковые зрительные центры. В процессах передачи и переработки информации в сетчатке участвуют также горизонтальные и амакриновые клетки. Все перечисленные нейроны сетчатки образуют нервный аппарат глаза, который не только передает информацию в зрительные центры мозга, но и участвует в ее анализе и переработке. Поэтому сетчатку называют частью мозга, вынесенной на периферию. Пигментный  слой  сетчатки образован  одним рядом  эпителиальных клеток, содержащие  этому    слою черный  цвет. Этот пигмент, называют также экранирующим пигментом, он поглощает доходящий до него свет, препятствует его отражению и рассеиванию, а это способствует четкости зрительного восприятия.

Фотохимические процессы в сетчатке глаза.

В рецепторных клетках сетчатки – светочувствительные пигменты (сложные белковые вещества) – хромопротеиды, которые обесцвечиваются на свету.

В палочках на мембране наружных сегментов содержится родопсин, в колбочках – йодопсин.

Различаются тем, что максимум поглощения находится в различных областях спектра:

– палочки – в области 500 нм;

– колбочки (3 вида, т.к. 3 типа зрительных пигментов) – в синей части спектра (430–470 нм); в зеленой (500–530 мн); в красной (620–750 мн).

В темноте – ресинтез пигментов (с поглащением энергии). Восстановление йодопсина в 530 раз быстрее, чем родопсина.

При постоянном и равномерном освещении – равновесие между скоростью распада и ресинтеза пигментов.

Когда кол-во света ¯ – динамическое равновесие нарушается и сдвигается в сторону более высоких концентраций пигмента à феномен темновой адаптации.

Особое значение в фотохимических процессах имеет пигментный слой сетчатки, который образован эпителием, содержащим фусцин.

Этот пигмент поглощает свет, препятствуя отражению и рассеиванию его à четкость зрительного восприятия.

Отростки пигментных клеток окружают светочувствительные членики палочек и колбочек, принимая участие в обмене веществ фоторецепторов и в синтезе зрительных пигментов. 

Фотохимические процессы в фоторецепторах глаза + действие света à рецепторный потенциал (гиперполяризация мембраны рецептора).

РП à активация др. рецепторов à деполяризация их мембран.

Синаптические окончания фоторецепторов конвергируют (сходятся) на биполярные нейроны сетчатки. При этом фоторецепторы центральной ямки связаны только с одним биполяром.

Центральные зрительные пути и обработка зрительной информации.

Из сетчатки зрительная информация по волокнам зрительного нерва (II пара черепно-мозговых нервов) поступает в мозг. Зрительные нервы от каждого глаза у основания мозга (в области турецкого седла), образуют перекрест (хиазма), где часть волокон каждого зрительного нерва переходит на противоположную от своего глаза сторону. В области хиазмы, нервные импульсы идущие от носовых половин сетчаток, пересекаются и переходят на противоположную сторону головы, а волокна от височных половин сетчаток продолжаются  ипсилатерально  (на ту же сторону), объединяясь с пересекшимся пучком аксонов противоположного  (контрала-терального)  зрительного нерва. В результате этого каждое полушарие большого мозга получает информацию от обоих глаз. Проекции эти организованы так, что в затылочную долю правого полушария поступают сигналы от правых половин каждой сетчатки, а в левое полушарие — от левых половин сетчаток.

После зрительного перекреста зрительные нервы называют зрительными трактами.  Основное число волокон этого тракта приходит в таламический подкорковый зрительный центр — латеральное, или наружное, коленчатое тело (НКТ). Отсюда импульсы идут в первичную проекционную область зрительной коры (стриарная кора, или поле 17 по Бродману). Зрительная кора включает несколько полей, каждое из них обеспечивает свои, специфические функции , но получает сигналы от всей сетчатки и, в общем, сохраняет ее топологию. При действии света в рецепторах, а затем и в нейронах сетчатки генерируются электрические потенциалы, отражающие параметры действующего раздражителя. Суммарный электрический ответ сетчат-ки глаза на действие света называют электроретинограммой (ЭРГ) .                                                                                                                 В ганглиозных клетках при увеличении размера светового пятнышка, вспыхивающего в центре рецептивного поля, ответ увеличивается (пространственная суммация). Одновременное возбуждение близко расположенных ганглиозных клеток приводит к их взаимному торможению: ответы каждой клетки делаются меньше, чем при одиночном раздражении. В основе этого эффекта лежит латеральное, или боковое, торможение. Рецептивные поля соседних  ганглиозных  клеток частично перекрываются, так что одни и те же рецепторы могут участвовать в генерации ответов нескольких нейронов.

Возбуждение в нейронных слоях подкоркового зрительного центра — наружном колен-чатом теле (НКТ), куда приходят волокна зрительного нерва, во многом сходна с той, которая наблюдается в сетчатке. Ответы нейронов на вспышку света здесь короче, чем в сетчатке. На уровне наружных   коленчатых тел происходит взаимодействие афферентных сигналов, с эфферентными сигналами из зрительной   области коры, а также через ретикулярную формацию от слуховой и других сенсорных систем. Эти взаимодействия обеспечивают выделение наиболее существенных признаков сигнала и процессы избирательного зрительного внимания.

Импульсные  разряды нейронов наружного коленчатого тела по их аксонам поступают в затылочную часть полушарии большого мозга, где расположена первичная проекционная область    зрительной зоны коры (стриарная кора, или поле 17). Здесь происходит более Аккомодация.

Аккомодацией называют приспособление глаза к ясному видению объектов, расположенных на различном расстоянии. Когда мы смотрим на далекие предметы их изображение сфокусировано на сетчатке и они видны ясно, а изображение близких предметов при этом расплывчато, так как лучи от них собираются за сетчаткой. Главную роль в аккомодации играет хрусталик, изменяющий свою кривизну, следовательно, преломляющую способность. При рассматривании близких предметов хрусталик делается более выпуклым и лучи, расходящиеся от какой-либо точки объекта, сходятся на сетчатке. Аккомодация глаз происходит за счет сокра-щения ресничных мышц, которые изменяют выпуклость хрусталика.                                                                                                                         Аномалии рефракции глаза.

Рефракция глаза – это способность ясного видения без вмешательства аппарата  аккомодации, обеспечиваемая оптической системой глаза, Недостатки оптики человеческого глаза многочисленны. Две главные аномалии рефракции глаза — близорукость, или миопия, и дальнозоркость, или гиперметропия, — обусловлены изменением  длины глазного яблока. В нормальном глазу на сетчатке образуют резкие изображения удаленных предметов при почти полностью расслабленной аккомодации. Такие глаза называют эмметропическими.

Близорукость. Если продольная ось глаза слишком длинная, то лучи от далекого объекта сфокусируются не на сетчатке, а перед ней. Такой глаз называется близоруким, или миопическим. Близорукий глаз не может сфокусировать на сетчатке изображения удаленных предметов. Чтобы ясно видеть вдаль, необходимо, перед близорукими глазами поместить  вогнутые стекла, которые отодвинут сфокусированное изображение на сетчатку.

Дальнозоркость или гиперметропия. В дальнозорком глазу продольная ось глаза укорочена, и поэтому лучи от далекого объекта фокусируются не на сетчатке, а за ней. Этот недостаток рефракции может быть компенсирован аккомодационным усилием, т.е. увеличением выпуклости хрусталика. Поэтому дальнозоркий человек напрягает аккомодационную мышцу, рассматривая не только близкие, но и далекие объекты. Поэтому для чтения дальнозоркие люди должны надевать очки с двояковыпуклыми линзами, усиливающими преломление света. Гиперметропию не следует путать со старческой дальнозоркостью. Общее у них лишь то, что необходимо пользоваться очками с двояковыпуклыми линзами.

Астигматизм. К аномалиям рефракции относится также астигматизм (по латыни  - отрицание, стигма – точка и называется так из–за неспособности получить изображение точки в виде точки). При астигматизме наблюдается неодинаковое преломление лучей в разных направлениях (например, по горизонтальному и вертикальному меридианам). Астигматизм обусловлен не строго сферической поверхностью роговой оболочки. При астигматизме сильных степеней эта поверхность может приближаться к цилиндрической, что исправляется цилиндрическими очковыми стеклами, компенсирующими недостатки роговицы.

Для профилактики нарушений зрения можно рекомендовать соблюдение нескольких простых правил:

• Глазам нужно давать отдых; Работа на компьютере, просмотр телевизора и чтение нужно прерывать через 20-40 минут в зависимости от состояния зрения
• Не забывайте о правильном освещении рабочего места
• Будьте осторожны, берегите глаза от травм и повреждений
• Для нормального зрения важно разнообразное и полноценное богатое белками и витаминами питание.