Вопросы в начале параграфа.
Вопрос 1. В чем уникальность зрения?
Уникальность зрение по сравнению с другими анализаторами состоит в том, что оно позволяет не только опознавать предмет, но и определять его место в пространстве, следить за перемещениями.
Вопрос 2. Как защищено глазное яблоко? Каково его строение?
Спереди глаз защищен веками, ресницами и бровями. Снаружи глазное яблоко заключено в белочную оболочку, или склеру, которая в передней части переходит в прозрачную роговицу. Это самая сильная «линза» глаза.
За склерой находится сосудистая оболочка.
Она черная, благодаря чему свет внутри глаза не рассеивается. В передней части глаза сосудистая оболочка переходит в радужную. Цвет радужной оболочки и определяет цвет глаз.
В середине радужной оболочки находится круглое отверстие - зрачок.
Вопрос 3. Какую функцию выполняют глазные мышцы?
Благодаря клеткам гладкой мышечной ткани зрачок может расширяться и суживаться, пропуская количество света, необходимое для рассмотрения предмета.
Вопрос 4. Как функционирует зрительный анализатор в целом?
Зрительный анализатор не только позволяет воспринимать объемное изображение, поскольку одновременно охватывается и левая, и правая части объекта, но и определять расстояние до него. Чем дальше предмет, тем мельче его изображение на сетчатке. Это помогает нам определять расстояние до предмета.
Вопросы в конце параграфа.
Вопрос 1. Какие функции выполняют брови, ресницы, веки, слезные железы?
Брови защищают глаза от стекающих по лбу капелек пота, ресницы и веки защищают глаза от попадания инородных частиц (пыли, песчинок, мошек и др.). Слезные железы и верхние веки защищают глаза от осушения.
Вопрос 2. Что такое зрачок? Каковы его функции?
Зрачок - круглое отверстие, которое находится в центре радужной оболочки и расширяется или сужается в зависимости от освещения. При помощи изменения диаметра зрачка глаз регулирует поступающий поток света.
Вопрос 3. Как работает хрусталик?
Хрусталик располагается позади зрачка и прилегает к радужной оболочке. К нему подходит ресничная мышца, которая изменяет его кривизну. Благодаря изменению кривизны хрусталика световые лучи, отраженные от предметов, расположенных на разных расстояниях от глаза, фокусируются на сетчатке, чем обеспечивается четкое их изображение.
Вопрос 4. Где располагаются колбочки и палочки? Каковы их свойства?
Колбочки и палочки - рецепторные клетки глаза, располагаются на сетчатке. Палочки сравнительно равномерно распределены по ней, колбочки же имеют сосредоточение в районе желтого пятна, которое находится прямо напротив зрачка. Палочки способны очень быстро возбуждаться уже при слабом сумеречном свете, но они не могут воспринимать цвет. Колбочки возбуждаются при ярком свете, но гораздо медленнее, и способны воспринимать цвет.
Вопрос 5. Из каких частей состоит зрительный анализатор и как работает его корковая часть?
Зрительный анализатор состоит из зрительного рецептора (глаза), зрительного нерва и зрительной зоны коры больших полушарий, расположенной в затылочной доле. В зрительных рецепторах энергия света превращается в нервные импульсы. Нервные импульсы по волокнам зрительного нерва попадают в мозг. Зрительные пути устроены так, что левая часть поля зрения от обоих глаз попадает в правое полушарие коры большого мозга, а правая часть поля зрения - в левое. Изображения от обоих глаз попадают в соответствующие мозговые центры и создают объемное единое изображение.
Цветовое зрение . Глазное яблоко воспринимает световые лучи в коротком диапазоне, видимом спектре волн - 300-800 нм.
Излучение с короткими волнами меньше 300 нм вызывает повреждение тканей на молекулярном уровне. Это ультрафиолетовые, рентгеновские лучи, гамма-излучение. Инфракрасные длинные лучи с диапазоном выше 900 нм также не воспринимаются органом зрения, так как они излучаются всеми нагретыми телами, в том числе и животным организмом. Поэтому глазное яблоко воспринимает световые лучи только в коротком диапазоне - видимом спектре волн - 300-800 нм. Трёхкомпонентную теорию цветового зрения разработал М. В. Ломоносов. В последующем она была доработана Юнгом и Гельмгольцем. По этой теории, в колбочках находится три вида пигмента, которые раздражаются при попадании на них световых волн разной длины. Это не значит, что при раздражении, например, красным цветом пигмента происходит возбуждение одного рецептора, раздражаются все рецепторы, но не в одинаковой степени. В большей степени возбуждается рецептор, чувствительный к красному цвету, в меньшей - к зелёному и слабей - к фиолетовому цвету. При одинаковом возбуждении трёх рецепторов возникает белый цвет.
Цветовое зрение трехсоматичное. При смешении трех основных цветов - желтого, синего, красного - можно получить различные цвета. Например, если освещать один глаз зеленым цветом, другой красным, то возникнет ощущение желтого цвета. Цветовое зрение присутствует у рыб, ящериц, черепах, лягушек. Лошади различают красный, желтый, зеленый и фиолетовый, крупные жвачные - красный, жёлтый и синий цвета. У собак слабое цветовое зрение. Они не различают цветовых оттенков, цветовое зрение рудиментарное, нестойкое. В глазном дне отсутствует желтое пятно, палочки и колбочки представлены в небольшом количестве (Школьник-Яррос Е. Г., 1962). Собаки хорошо различают только оттенки серого цвета. Отсутствует цветное зрение у мышей и кроликов. Глазное яблоко воспринимает световые видимые волны с диапазоном от 300 до 800 нм. Свет распространяется в виде волн различной длины, измеряемой в нанометрах. Глаз воспринимает волны света длиной 4·10 -5 см и частотой 7,5·10 14 - 3,75·10 14 Гц. На одном конце спектра находится красный свет с длиной волны 800 нм, на другом фиолетовый с длиной волны 400 нм. У пчелы диапазон воспринимаемого излучения составляет 300-600 нм, у человека - от 400 до 750 нм. У обитателей водной среды более узкий диапазон: 500-600 нм, это спектр сине-зеленой области. Это связано с тем, что идет сильное поглощение излучения водой.
Дихромазия - врожденное расстройство цветового зрения. Развивается вследствие ослабления или выпадения цветоощущаемого компонента. При отсутствии красноощущающего компонента - протанопия, зеленоощущающего - дейтеранопия, синеощущающего - тританопия. По трехкомпонентной теории цвета в сетчатке располагаются три вида колбочек, которые возбуждаются в краснооранжевом, второй - в зеленом, третий - в сине-фиолетовом цвете. Дневное (фотопическое) характеризуется высокой остротой зрения и цветоощущением.
Мезопическое зрение - функционирование колбочек и палочек.
Скотопическое зрение - зрение возникает благодаря работе палочек. Данные виды зрения функционируют при различной степени освещенности.
Острота зрения - способность глаза различать мелкие объекты. Она зависит от плотности ганглиозных клеток. Чем больше их на единицу площади, тем более мелкие детали изображения различимы. Животные, особенно хищные птицы, воспринимают раздельно большое число раздражений в секунду. Человек воспринимает зрительные образы, следующие друг за другом не чаще 10 в 1 секунду. Возникшее возбуждение в зрительном центре исчезает не сразу, а через некоторое время. Если перед глазами проходит 16-18 образов, возникает плавное изображение. Это происходит вследствие того, что раздражение одного образа не успевает исчезнуть, как наступает раздражение от следующего. На остроту зрения влияют глазные мышцы, воздействующие на глазное яблоко и участвующие в пассивной аккомодации.
Аккомодация - способность глаза фокусировать на сетчатке световые лучи, отраженные от рассматриваемых предметов. Невозможно ясно видеть предметы, располагающиеся на разном расстоянии от глаза. Видение одних предметов происходит отчетливо, других расплывчато. Глаз постоянно находится в процессе аккомодации. При рассмотрении предмета, расположенного вблизи, цилиарные мышцы сокращаются, растягивая при этом хрусталик. При рассмотрении дальних предметов цинновы связки расслаблены, хрусталик утолщается. Благодаря эластическому сухожилию мышцы после сокращения приходят в исходное состояние. Атрофия мышечных волокон и замена соединительной тканью приводит к ослаблению аккомодации при пресбиопии. Изменение аккомодации с близкого расстояния на дальнее происходит быстрее, чем при переводе с дальнего на близкое.
В природе существует три типа аккомодации.
Передвижение хрусталика вдоль оси глаза . Данная аккомодация присуща рыбам. Хрусталик в глазу располагается так, что фокус преломленных лучей совпадает с сетчаткой. При приближении предмета изображение удаляется за сетчатку. Для ясного видения хрусталик круглой формы продвигается вперед до тех пор, пока фокус не совпадет с сетчаткой. Для перемещения хрусталика в глазном яблоке существует специальная мышца.
Активное изменение хрусталика . Такая аккомодация существует у птиц, которые нуждаются в сильной аккомодации. Для активного воздействия на хрусталик имеется костное кольцо с прикрепленной к нему поперечно-полосатой кольцевой мышцей. При сокращении мышцы кривизна хрусталика резко увеличивается. Сила аккомодации в данном случае увеличивается на 50 Д. В толще стекловидного тела находится гребень, простирающийся от зрительного нерва до капсулы хрусталика.
Пассивный тип аккомодации . Во время покоя цилиарные мышцы, цинновы связки натянуты, при сокращении цилиарной мышцы расслабляются цинновы связки, хрусталик становится выпуклым.
Рыбы и амфибии, приспособленные к водной среде, хуже видят на большие расстояния, так как вода плохо пропускает свет. Поэтому у рыб, земноводных, ракообразных и головоногих моллюсков зрительные структуры развиты слабо. У рыб глаз установлен на близкое видение предмета. При аккомодации шарообразный хрусталик рыбы оттягивается назад при помощи специальной оттягивающей мышцы. У рептилий аккомодация осуществляется за счет изменения формы хрусталика специальной мышцей, а для бинокулярности зрения конвергенция осуществляется глазодвигательными мышцами (Константинов А. И., Соколов В А., 1980). У земноводных глаз установлен на дальнее видение, поэтому для ближнего видения предмета хрусталик продвигается вперед. У птиц и млекопитающих аккомодация происходит за счет изменения формы хрусталика. У амфибий, благодаря переходу к наземному существованию, возникла потребность к установке глаза на дальнозоркость. Отрицательная аккомодация сменяется положительной. Появляется аккомодационный аппарат глаза, веки и новая мышца - отгягиватель (Терентьева П. В., 1950; Огнев С. И., 1953).
На степень аккомодации влияют следующие факторы:
- Возрастные изменения хрусталика.
- Изменение биохимического состава хрусталика.
- Состояние цилиарного тела.
С возрастом в цилиарной мышце и цинновых связках развиваются склеротические изменения, что ведет к снижению сократительной способности. При этом ослабляется подвижность хрусталика, что приводит к ослаблению рефракции пресбиопии.
Ближайшая точка ясного видения (punctum praximum) - расстояние, при котором глаз отчетливо различает предмет.
Дальнейшая точка ясного видения (punctum remotum) - это максимальное расстояние, при котором глаз отчетливо воспринимает предмет.
Длина аккомодации - пространство между ближайшей и дальнейшей точкой ясного зрения.
Рефракция - способность оптической системы глаза преломлять параллельные лучи и собирать в одной точке. Преломляющая сила оптической системы измеряется диоптрией. Одна диоптрия равна преломляющей силе стекла с фокусным расстоянием в 1 м. Д = 1/F.
Нормальная рефракция. Эмметропия фокус параллельных лучей после преломления оптической системы глаза попадает на сетчатку. Ненормальная рефракция. Аметропия - рефракция, при которой фокус преломления лучей не совпадает с сетчаткой.
Форма глазного яблока зависит от вида животного, от степени рефракции. Шаровидные глаза эмметропичные, при миопии по форме удлиненные и приближаются к сжатым эллипсоидам. При прогрессировании близорукости наблюдается растяжение, истончение фиброзной капсулы. Растягивается задний отдел склеры (Должич Г. И., Шурыгина И. П., Шаповалова В. М., 1991). Гиперметропия - фокус располагается за сетчаткой, такие животные хорошо видят вдали и хуже вблизи. Данная рефракция возможна в случае укорочения зрительной оси, например при уменьшенном глазном яблоке. Гиперметропия также развивается при уменьшении рефракционной способности хрусталика его отсутствием или уплощением.
Миопия - фокус лучей располагается перед сетчаткой. Это связано с усилением преломляющей силы оптических сред глаза. Такая рефракция развивается в следующих случаях: глазное яблоко увеличено по сравнению с нормой, при этом увеличивается глазная ось. Увеличение зрительной оси глаза возникает при патологии роговицы: кератоконусе, кератоглобусе.
При миопии на сетчатке возникает круг светорассеивания. При дальнозоркости параллельные лучи собираются сзади сетчатки, а на ней расплывчатое изображение предмета. При прогрессирующей близорукости растет корнеосклеральная капсула глаза, происходит неравномерное растяжение фиброзной капсулы, растягивается задний отдел склеры. С возрастом хрусталик теряет способность аккомодировать. Становится более выпуклым (Сергиенко Н. М., Лаврик Ю. Н., 1987). Форма глазного яблока зависит от вида животного, от степени рефракции. Шаровидные глаза эмметропичные, при миопии по форме удлиненные и приближаются к сжатым или вытянутым эллипсоидам. При прогрессировании близорукости наблюдается растяжение, истончение фиброзной капсулы.
При пресбиопии длина глазного яблока остается неизменной. Ближняя точка отодвигается от глаза в связи с изменением эластичности хрусталика, ослаблением цинновых связок. Пресбиопия связана со старческими изменениями, происходящими в глазном яблоке. Ослабляется действие цинновых связок, цилиарного тела, в хрусталике формируется ядро, паренхима мутнеет. При пресбиопии теряется способность глаза аккомодировать на близкие расстояния.
Такое нарушение аккомодации отмечается у собак к 8-10 годам, крупного рогатого скота - к 10 годам.
Анизометропия - ненормальная рефракция. Она возникает при различном сочетании различных видов рефракций. Один глаз может быть эмитропом, другой - гиперметропом и т. д. По данным В. Н. Авророва, А. В. Лебедева (1985), 10% животных страдают анизометропией. Из них на эмметропию - миотропию приходится 17%, эмметропию - гиперметропию - 2,2%, миопию - гиперметропию - 0,3%.
Астигматизм - ненормальная рефракция. При астигматизме радиус кривизны роговицы в различных меридианах неодинаковый. Внутренняя поверхность роговицы имеет большую кривизну, чем наружная. Так как кривизна по горизонтальному меридиану роговицы больше, чем по вертикальному, то лучи, пройдя по горизонтальному меридиану, преломляются сильнее. При выпукл ой форме роговицы толщина в центре меньше, чем в периферических областях. Кривизна роговицы больше выражена по вертикали, чем по горизонтали. При астигматизме параллельные лучи не пересекаются в одной точке. При эмметропии поток света после прохождения оптических сред имеет форму конуса. При астигматизме поток лучей в форме неправильного конуса. Неодинаковая толщина роговицы возможна при рубцовом стягивании. При этом краевые лучи преломляются роговицей сильнее, чем центральные.
Классификация . Правильный астигматизм - преломляющая сила роговицы одинаковая по всему меридиану. Неправильный - сила преломления в меридианах неодинаковая. Прямой - сильная рефракция в вертикальном меридиане, обратный - в горизонтальном. Простой - в одном из меридианов эмметропия, в другом аметропия. Астигматизм присутствует в большей или меньшей степени в эмметропическом глазе. Коррекция астигматизма происходит за счет радужной оболочки, которая ограничивает попадание краевых лучей. Наиболее заметно это проявляется у животных, имеющих радужную оболочку овальной формы.
Сферическая абберация . При данной аккомодации глаза лучи, проходящие на центр глаза, преломляются сильнее, чем те, которые попадают на периферию.
Хроматическая абберация . Лучи с различной длиной волны не собираются в фокусе.
Бинокулярное зрение . Положение глаз определяется размерами углов между оптическими осями в горизонтальной и вертикальной плоскостях. У волка, например, в первом случае этот угол равен примерно 55°, во втором - 165°. Величина бинокулярного зрения волка достаточно большая - около 70°, тогда как общее поле обзора сравнительно невелико (Бибиков Д. И., 1985).
У куньих угол бинокулярного зрения равен 55-65°, у медведей 80-85°. Очень велико это поле у кошачьих (130°), поскольку зрительные оси обоих глаз почти параллельны (Ф. В. Андреев).
Угол между зрительными осями меньше всего у человека и обезьян, у которых оси почти параллельны, у льва угол равен 10°, у кошки - 14-18°, у собаки - 30-50°, у зайца - 170°. Глазные оси обоих глаз лошади, конвергируя, образуют угол в 137°, крупного рогатого скота - 119°, овцы - 134°, свиньи - 118°, собаки - 92,5°, кошки - 77° (Климов А. Ф., АкаевскийА. И., 1934).
У кролика зрение является в основном монокулярным, то есть он видит порознь обоими глазами (поле монокулярного зрения около 190°). Бинокулярное зрение у него почти не развито: наложение поля зрения одного глаза на поле зрения другого спереди происходит лишь на 27°. Оба поля зрения накладываются несколько друг на друга сзади (9°), что обеспечивает полный круговой обзор (Жеденов В. Н., Бигдан С. С., 1957).
Положение глаз, их величина и величина углов полей зрения связаны со способом добывания пиши и мест обитания. Смещение глаз во фронтальную плоскость позволяет легче обнаружить добычу (Андреев Ф. В., 1968; Стрельников И. Д., 1970). Постановка глаз напрямую зависит от вида зрения данного животного. У травоядных глаза смотрят в стороны (латерально), у обезьян и человека вперёд (фронтально), у собак - занимают промежуточное положение. Латеральное расположение глаз даёт обширное поле зрения, при фронтальном - меньше, но зато животное получает другое преимущество - бинокулярное зрение (Абрикосов Г. Г., 1961). Латеральное зрение травоядных не может обеспечить целенаправленный зрительный поиск, присущий человеку (Подвигин Н. Ф., Макаров Ф. Н., 1986). Форма, размер желтого пятна зависят от образа жизни животного и положения глаз на голове. У животных с фронтальным расположением глаз (приматы, хищные) желтое пятно округлой формы, площадью 0,5 мм 2 . Животные с унилатеральным зрением имеют желтое пятно в форме горизонтально вытянутой полоски. Дельфины как водные животные воспринимают изображение как в воде, так и на суше. В соответствии с этим они имеют два желтых пятна. Для восприятия света зрачок на свету формирует дугообразную щель, которая, смыкаясь, образует два зрачковых отверстия (Масс А. М., 1997). Поэтому дельфины хорошо видят как под водой, так и на воздухе, чего нельзя сказать о рыбах, глаза которых приспособлены к зрению только в воде. Ширина поля зрения неодинакова у различных пород. На него оказывают влияние строение черепа, расположение глаз, форма и размер носа. У широкомордых собак с коротким носом (пекинес, мопс) глаза расходятся под малым углом. У узкомордых собак с вытянутым носом (борзых) оси глаз расходятся под большим углом. Глаза собаки расположены так, что оптические оси расходятся на 20°. Суммарное поле зрения составляет 240-250°, что на 60-70° больше, чему человека. Как указывает Д. И. Бибиков, смещение роговицы и зрачка у хищных от центральной оси приводит к усилению роли бинокулярного зрения. Бинокулярное зрение - это объемное видение предмета обоими глазами. При рассмотрении предмета одним глазом изображение представляется в плоском изображении. Когда оба изображения проецируются на идентичные (корреспондирующие), светочувствительные клетки сетчатки, возникает одно изображение. Каждая точка одной сетчатки имеете другой сетчатке свою корреспондирующую точку. Диспаратные точки не одинаковые по расположению. Изображение диспаратных точек передается на различные участки коры головного мозга.
Для осуществления бинокулярного зрения необходима конвергенция - глаза при этом поворачиваются навстречу друг к другу для удержания предмета в центральной ямке сетчатки. При конвергенции необходима согласованная работа наружных мышц глаза, при этом возникает слияние изображений (фузия) на соответствующих участках сетчатки каждого глаза. Стереоэффект образуется в том случае, когда изображение предмета на сетчатке имеет асимметрию. Каждый глаз видит предмет прямо и сбоку. При рассмотрении объекта формируются два сходных, чуть различающихся предмета. Оба поля зрения сетчатки на 2/3 между собой совмещены. Для бинокулярного зрения необходимо параллельное расположение зрительных осей глаза (дивергенция), при этом световые лучи попадают на центры сетчатки. Это возможно, если орбита глаза располагается в одной плоскости - как у кошек, человека, обезьяны. Смещение глаз во фронтальную плоскость позволяет животному легче обнаружить добычу. Конвергенция - глаза поворачиваются навстречу друг к другу для удержания изображения в центральной ямке сетчатки. При удалении предмета глаза расходятся друг от друга. Комбинированное зрение имеют, как отмечает К. А. Фомин (1968), лошади, рогатый скот, олени. Для бинокулярного зрения, четкого видения предметов они поворачивают голову, верблюды поднимают голову до горизонтальной линии. Предмет рассматривается у животных с латеральным наклоном головы монокулярно и мгновенно - бинокулярно. Немаловажный фактор в создании объемного изображения - попадание светового сигнала на корреспондирующие, или идентичные, точки обеих сетчаток. Неидентичные точки, или диспарантные, передаются в различные участки головного мозга и воспринимаются как различные точки. В этом случае возникает раздвоение изображения.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter .
Огромный пляж из голых галек - На все глядящий без пелен - И зоркий, как глазной хрусталик, Незастекленный небосклон.
Б. Пастернак
12.1. Строение хрусталика
Хрусталик является частью светопроводящей и светопреломляющей системы глаза. Это прозрачная, двояковыпуклая биологическая линза, обеспечивающая динамичность оптики глаза благодаря механизму аккомодации.
В процессе эмбрионального развития хрусталик формируется на 3- 4-й неделе жизни зародыша из эк-
тодермы, покрывающей стенку глазного бокала. Эктодерма втягивается в полость глазного бокала, и из нее формируется зачаток хрусталика в виде пузырька. Из удлиняющихся эпителиальных клеток внутри пузырька образуются хрусталиковые волокна.
Хрусталик имеет форму двояковыпуклой линзы. Передняя и задняя сферичные поверхности хрусталика имеют разный радиус кривизны (рис. 12.1). Передняя поверх-
Рис. 12.1. Строение хрусталика и расположение поддерживающей его цинновой связки.
ность более плоская. Радиус ее кривизны (R = 10 мм) больше, чем радиус кривизны задней поверхности (R = 6 мм). Центры передней и задней поверхностей хрусталика называют соответственно передним и задним полюсами, а соединяющую их линию - осью хрусталика, длина которой составляет 3,5-4,5 мм. Линия перехода передней поверхности в заднюю - это экватор. Диаметр хрусталика 9-10 мм.
Хрусталик покрыт тонкой бесструктурной прозрачной капсулой. Часть капсулы, выстилающая переднюю поверхность хрусталика, имеет название «передняя капсула» («передняя сумка») хрусталика. Ее толщина 11-18 мкм. Изнутри передняя капсула покрыта однослойным эпителием, а задняя его не имеет, она почти в 2 раза тоньше передней. Эпителий передней капсулы играет важную роль в метаболизме хрусталика, характеризуется высокой активностью окислительных ферментов по сравнению с центральным отделом линзы. Эпителиальные клетки активно размножаются. У экватора они удлиняются, формируя зону роста хрусталика. Вытягивающиеся клетки превращаются в хрусталиковые волокна. Молодые лентовидные клетки оттесняют старые волокна к центру. Этот процесс непрерывно протекает на протяжении всей жизни. Центрально расположенные волокна теряют ядра, обезвоживаются и сокращаются. Плотно наслаиваясь друг на друга, они формируют ядро хрусталика (nucleus lentis). Размер и плотность ядра с годами увеличиваются. Это не отражается на степени прозрачности хрусталика, однако вследствие снижения общей эластичности постепенно уменьшается объем аккомодации (см. раздел 5.5). К 40- 45 годам жизни уже имеется достаточно плотное ядро. Такой механизм роста хрусталика обеспечивает стабильность его наружных размеров. Замкнутая капсула хрусталика не позволяет погибшим клеткам слущи-
ваться наружу. Как и все эпителиальные образования, хрусталик в течение всей жизни растет, но размер его практически не увеличивается.
Молодые волокна, постоянно образующиеся на периферии хрусталика, формируют вокруг ядра эластичное вещество - кору хрусталика (cortex lentis). Волокна коры окружены специфическим веществом, имеющим одинаковый с ними коэффициент преломления света. Оно обеспечивает их подвижность при сокращении и расслаблении, когда хрусталик меняет форму и оптическую силу в процессе аккомодации.
Хрусталик имеет слоистую структуру - напоминает луковицу. Все волокна, отходящие от зоны роста по окружности экватора, сходятся в центре и образуют трехконечную звезду, которая видна при биомикроскопии, особенно при появлении помутнений.
Из описания строения хрусталика видно, что он является эпителиальным образованием: в нем нет ни нервов, ни кровеносных и лимфатических сосудов.
Артерия стекловидного тела (a. hyaloidea), которая в раннем эмбриональном периоде участвует в формировании хрусталика, впоследствии редуцируется. К 7-8-му месяцу рассасывается сосудистое сплетение вокруг хрусталика.
Хрусталик со всех сторон окружен внутриглазной жидкостью. Питательные вещества поступают через капсулу путем диффузии и активного транспорта. Энергетические потребности бессосудистого эпителиального образования в 10-20 раз ниже, чем потребности других органов и тканей. Они удовлетворяются посредством анаэробного гликолиза.
По сравнению с другими структурами глаза хрусталик содержит наибольшее количество белков (35- 40 %). Это растворимые α- и β-кристаллины и нерастворимый альбуминоид. Белки хрусталика органоспецифичные. При иммунизации
к этому белку может возникнуть анафилактическая реакция. В хрусталике есть углеводы и их производные, восстановители глютатиона, цистеина, аскорбиновой кислоты и др. В отличие от других тканей в хрусталике мало воды (до 60- 65 %), причем с возрастом ее количество уменьшается. Содержание белка, воды, витаминов и электролитов в хрусталике значительно отличается от тех пропорций, которые выявляются во внутриглазной жидкости, стекловидном теле и плазме крови. Хрусталик плавает в воде, но, несмотря на это, является дегидрированньм образованием, что объясняется особенностями водно-электролитного транспорта. В линзе высокий уровень ионов калия и низкий уровень ионов натрия: концентрация ионов калия в 25 раз выше, чем в водянистой влаге глаза и стекловидном теле, а концентрация аминокислот в 20 раз выше.
Капсула хрусталика обладает свойством избирательной проницаемости, поэтому химический состав прозрачного хрусталика поддерживается на определенном уровне. Изменение состава внутриглазной жидкости отражается на состоянии прозрачности хрусталика.
У взрослого человека хрусталик имеет легкий желтоватый оттенок, интенсивность которого с возрастом может усиливаться. Это не отражается на остроте зрения, однако может повлиять на восприятие синего и фиолетового цветов.
Хрусталик располагается в полости глаза во фронтальной плоскости между радужкой и стекловидным телом, разделяя глазное яблоко на передний и задний отделы. Спереди хрусталик служит опорой для зрачковой части радужки. Его задняя поверхность располагается в углублении стекловидного тела, от которого хрусталик отделяет узкая капиллярная щель, расширяющаяся при скоплении в ней экссудата.
Хрусталик сохраняет свое положение в глазу при помощи волокон круговой поддерживающей связки ресничного тела (циннова связка). Тонкие (толщиной 20-22 мкм) паутинные нити отходят радиальными пучками от эпителия цилиарных отростков, частично перекрещиваются и вплетаются в капсулу хрусталика на передней и задней поверхностях, обеспечивая воздействие на капсулу хрусталика при работе мышечного аппарата ресничного (цилиарного) тела.
12.2. Функции хрусталика
Хрусталик выполняет в глазу ряд очень важных функций. Прежде всего он является средой, через которую световые лучи беспрепятственно проходят к сетчатке. Это функция светопроведения. Она обеспечивается основным свойством хрусталика - его прозрачностью.
Главная функция хрусталика - светопреломление. По степени преломления световых лучей он занимает второе место после роговицы. Оптическая сила этой живой биологической линзы в пределах 19,0 дптр.
Взаимодействуя с цилиарным телом, хрусталик обеспечивает функцию аккомодации. Он способен плавно изменять оптическую силу. Саморегулирующийся механизм фокусировки изображения (см. раздел 5.5) возможен благодаря эластичности хрусталика. Этим обеспечивается динамичность рефракции.
Хрусталик делит глазное яблоко на два неравнозначных отдела - меньший передний и больший задний. Это перегородка или разделительный барьер между ними. Барьер защищает нежные структуры переднего отдела глаза от давления большой массы стекловидного тела. В том случае, когда глаз лишается хрусталика, стекловидное тело перемещается кпереди. Изменяются анатомические взаимоотношения, а вслед за ними и функции. Затрудня-
ются условия гидродинамики глаза за счет сужения (сдавления) угла передней камеры глаза и блокады области зрачка. Возникают условия к развитию вторичной глаукомы. При удалении хрусталика вместе с капсулой возникают изменения и в заднем отделе глаза вследствие вакуумного эффекта. Стекловидное тело, получившее некоторую свободу перемещения, отходит от заднего полюса и ударяется о стенки глаза при движениях глазного яблока. В этом причина возникновения тяжелой патологии сетчатки, такой как отек, отслойка, кровоизлияния, разрывы.
Хрусталик является преградой для проникновения микробов из передней камеры в полость стекловидного тела - защитный барьер.
12.3. Аномалии развития хрусталика
Пороки развития хрусталика могут иметь разные проявления. Любые изменения формы, размеров и локализации хрусталика вызывают выраженные нарушения его функции.
Врожденная афакия - отсутствие хрусталика - встречается редко и, как правило, сочетается с другими пороками развития глаза.
Микрофакия - маленький хрусталик. Обычно эта патология сочета-
ется с изменением формы хрусталика - сферофакией (шаровидный хрусталик) или нарушением гидродинамики глаза. Клинически это проявляется высокой близорукостью с неполной коррекцией зрения. Маленький круглый хрусталик, подвешенный на длинных слабых нитях круговой связки, имеет значительно большую, чем в норме, подвижность. Он может вставиться в просвет зрачка и вызвать зрачковый блок с резким повышением внутриглазного давления и болевым синдромом. Чтобы освободить хрусталик, нужно медикаментозным путем расширить зрачок.
Микрофакия в сочетании с подвывихом хрусталика является одним из проявлений синдрома Марфана, наследственного порока развития всей соединительной ткани. Эктопия хрусталика, изменение его формы вызваны гипоплазией поддерживающих его связок. С возрастом отрыв цинновой связки увеличивается. В этом месте стекловидное тело выпячивается в виде грыжи. Экватор хрусталика становится видимым в области зрачка. Возможен и полный вывих хрусталика. Помимо глазной патологии, для синдрома Марфана характерны поражение опорно-двигательного аппарата и внутренних органов (рис. 12.2).
Рис. 12.2. Синдром Марфана.
а - экватор хрусталика виден в области зрачка; б - кисти рук при синдроме Марфана.
Нельзя не обратить внимания на особенности внешнего вида больного: высокий рост, непропорционально длинные конечности, тонкие, длинные пальцы рук (арахнодактилия), слабо развитые мышцы и подкожная жировая клетчатка, искривление позвоночника. Длинные и тонкие ребра образуют грудную клетку необычной формы. Помимо этого, выявляют пороки развития сердечно-сосудистой системы, вегетативно-сосудистые расстройства, дисфункцию коркового вещества надпочечников, нарушение суточного ритма выведения глюкокортикоидов с мочой.
Микросферофакия с подвывихом или полным вывихом хрусталика отмечается и при синдроме Марчезани - системном наследственном поражении мезенхимальной ткани. Больные с этим синдромом в отличие от больных с синдромом Марфана имеют совершенно иной внешний вид: низкий рост, короткие руки, которыми им трудно обхватить собственную голову, короткие и толстые пальцы (брахидактилия), гипертрофированные мышцы, асимметричный сдавленный череп.
Колобома хрусталика - дефект ткани линзы по средней линии в нижнем отделе. Данная патология наблюдается крайне редко и обычно сочетается с колобомой радужки, цилиарного тела и хориоидеи. Такие дефекты образуются вследствие неполного закрытия зародышевой щели при формировании вторичного глазного бокала.
Лентиконус - конусовидное выпячивание одной из поверхностей хрусталика. Другая разновидность патологии поверхности линзы - лентиглобус: передняя или задняя поверхность хрусталика имеет шаровидную форму. Каждая из этих аномалий развития обычно отмечается на одном глазу, может сочетаться с помутнениями в хрусталике. Клинически лентиконус и лентиглобус проявляются усилением
рефракции глаза, т. е. развитием миопии высокой степени и труднокорригируемого астигматизма.
При аномалиях развития хрусталика, не сопровождающихся глаукомой или катарактой, специального лечения не требуется. В тех случаях, когда вследствие врожденной патологии хрусталика возникает не корригируемая очками аномалия рефракции, измененный хрусталик удаляют и заменяют его искусственным (см. раздел 12.4).
12.4. Патология хрусталика
Особенности строения и функций хрусталика, отсутствие нервов, кровеносных и лимфатических сосудов определяют своеобразие его патологии. В хрусталике не бывает воспалительных и опухолевых процессов. Основные проявления патологии хрусталика - нарушение его прозрачности и потеря правильного места расположения в глазу.
12.4.1. Катаракта
Любое помутнение хрусталика называется катарактой.
В зависимости от количества и локализации помутнений в хрусталике различают полярные (передние и задние), веретенообразные, зонулярные (слоистые), ядерные, кортикальные и полные катаракты (рис. 12.3). Характерный рисунок расположения помутнений в хрусталике может быть свидетельством врожденной или приобретенной катаракты.
12.4.1.1. Врожденная катаракта
Врожденные помутнения хрусталика возникают при воздействии токсичных веществ в период его формирования. Чаще всего это вирусные заболевания матери во время беременности, такие как
Рис. 12.3. Локализация помутнений при различных видах катаракт.
грипп, корь, краснуха, а также токсоплазмоз. Большое значение имеют эндокринные расстройства у женщины во время беременности и недостаточность функции паращитовидных желез, приводящая к гипокальциемии и нарушению развития плода.
Врожденные катаракты могут быть наследственными с доминантным типом передачи. В таких случаях заболевание чаще всего бывает двусторонним, нередко сочетается с пороками развития глаза или других органов.
При осмотре хрусталика можно выявить определенные признаки, характеризующие врожденные катаракты, чаще всего полярные или слоистые помутнения, которые имеют либо ровные округлые очертания, либо симметричный рисунок, иногда это может быть подобие снежинки или картины звездного неба.
Небольшие врожденные помутнения в периферических отделах хрусталика и на задней капсуле можно
обнаружить и в здоровых глазах. Это следы прикрепления сосудистых петель эмбриональной артерии стекловидного тела. Такие помутнения не прогрессируют и не мешают зрению.
Передняя полярная катаракта -
это помутнение хрусталика в виде круглого пятна белого или серого цвета, которое располагается под капсулой у переднего полюса. Оно образуется в результате нарушения процесса эмбрионального развития эпителия (рис. 12.4).
Задняя полярная катаракта по форме и цвету очень похожа на переднюю полярную катаракту, но располагается у заднего полюса хрусталика под капсулой. Участок помутнения может быть сращен с капсулой. Задняя полярная катаракта представляет собой остаток редуцированной эмбриональной артерии стекловидного тела.
В одном глазу могут отмечаться помутнения и у переднего, и у заднего полюса. В таком случае говорят о переднезадней полярной катаракте. Для врожденных полярных катаракт характерны правильные округлые очертания. Размеры таких катаракт небольшие (1-2 мм). Ино-
Рис. 12.4. Врожденная передняя полярная катаракта с остатками эмбриональной мембраны зрачка.
гда полярные катаракты имеют тонкий лучистый венчик. В проходящем свете полярная катаракта видна как черное пятно на розовом фоне.
Веретенообразная катаракта занимает самый центр хрусталика. Помутнение располагается строго по переднезадней оси в виде тонкой серой ленты, по форме напоминающей веретено. Оно состоит из трех звеньев, трех утолщений. Это цепочка соединенных между собой точечных помутнений под передней и задней капсулами хрусталика, а также в области его ядра.
Полярные и веретенообразные катаракты обычно не прогрессируют. Пациенты с раннего детства приспосабливаются смотреть через прозрачные участки хрусталика, нередко имеют полное или достаточно высокое зрение. При данной патологии лечение не требуется.
Слоистая (зонулярная) катаракта встречается чаще других врожденных катаракт. Помутнения располагаются строго в одном или нескольких слоях вокруг ядра хрусталика. Прозрачные и мутные слои чередуются. Обычно первый мутный слой располагается на границе эмбрионального и «взрослого» ядер. Это хорошо видно на световом срезе при биомикроскопии. В проходящем свете такая катаракта видна как темный диск с ровными краями на фоне розового рефлекса. При широком зрачке в ряде случаев определяются еще и локальные помутнения в виде коротких спиц, которые расположены в более поверхностных слоях по отношению к мутному диску и имеют радиальное направление. Они как будто сидят верхом на экваторе мутного диска, поэтому их называют «наездниками». Только в 5 % случаев слоистые катаракты бывают односторонними.
Двустороннее поражение хрусталиков, четкие границы прозрачных и мутных слоев вокруг ядра, симметричное расположение периферических спицеобразных помутнений с
относительной упорядоченностью рисунка свидетельствуют о врожденной патологии. Слоистые катаракты могут развиться и в постнатальном периоде у детей с врожденной или приобретенной недостаточностью функции паращитовидных желез. У детей с симптомами тетании обычно выявляют слоистую катаракту.
Степень снижения зрения определяется плотностью помутнений в центре хрусталика. Решение вопроса о хирургическом лечении зависит главным образом от остроты зрения.
Тотальная катаракта встречается редко и всегда бывает двусторонней. Все вещество хрусталика превращается в мутную мягкую массу вследствие грубого нарушения эмбрионального развития хрусталика. Такие катаракты постепенно рассасываются, оставляя после себя сращенные друг с другом сморщенные мутные капсулы. Полное рассасывание вещества хрусталика может произойти еще до рождения ребенка. Тотальные катаракты приводят к значительному снижению зрения. При таких катарактах требуется хирургическое лечение в первые месяцы жизни, так как слепота на оба глаза в раннем возрасте является угрозой развития глубокой, необратимой амблиопии - атрофии зрительного анализатора вследствие его бездействия.
12.4.1.2. Приобретенная катаракта
Катаракта - наиболее часто наблюдающееся заболевание глаз. Эта патология возникает главным образом у пожилых людей, хотя может развиться в любом возрасте вследствие разных причин. Помутнение хрусталика - это типовая ответная реакция его бессосудистого вещества на воздействие любого неблагоприятного фактора, а также на изменение состава внутриглазной жидкости, окружающей хрусталик.
При микроскопическом исследовании мутного хрусталика выявляют набухание и распад волокон, которые теряют связь с капсулой и сокращаются, между ними образуются вакуоли и щели, заполненные белковой жидкостью. Клетки эпителия набухают, теряют правильные очертания, нарушается их способность воспринимать красители. Ядра клеток уплотняются, интенсивно окрашиваются. Капсула хрусталика изменяется незначительно, что при выполнении операции позволяет сохранить капсульный мешок и использовать его для фиксации искусственного хрусталика.
В зависимости от этиологического фактора выделяют несколько видов катаракт. Для простоты изложения материала разделим их на две группы: возрастные и осложненные. Возрастные катаракты можно рассматривать как проявление процессов возрастной инволюции. Осложненные катаракты возникают при воздействии неблагоприятных факторов внутренней или внешней среды. Определенную роль в развитии катаракты играют иммунные факторы (см. главу 24).
Возрастная катаракта. Раньше ее называли старческой. Известно, что возрастные изменения в разных органах и тканях протекают не у всех одинаково. Возрастную (старческую) катаракту можно обнаружить не только у стариков, но также у пожилых людей и даже людей активного зрелого возраста. Обычно она бывает двусторонней, однако помутнения не всегда появляются одновременно в обоих глазах.
В зависимости от локализации помутнений различают корковую и ядерную катаракты. Корковая катаракта встречается почти в 10 раз чаще, чем ядерная. Рассмотрим сначала развитие корковой формы.
В процессе развития любая катаракта проходит четыре стадии созревания: начальная, незрелая, зрелая и перезрелая.
Ранними признаками начальной корковой катаракты могут служить вакуоли, расположенные субкапсулярно, и водяные щели, образующиеся в корковом слое хрусталика. В световом срезе щелевой лампы они видны как оптические пустоты. При появлении участков помутнения эти щели заполняются продуктами распада волокон и сливаются с общим фоном помутнений. Обычно первые очаги помутнения возникают на периферических участках коры хрусталика и пациенты не замечают развивающейся катаракты до тех пор, пока не возникнут помутнения в центре, вызывающие снижение зрения.
Изменения постепенно нарастают как в переднем, так и в заднем корковых слоях. Прозрачные и мутнеющие части хрусталика неодинаково преломляют свет, в связи с этим больные могут предъявлять жалобы на диплопию или полиопию: вместо одного предмета они видят 2-3 или более. Возможны и другие жалобы. В начальной стадии развития катаракты при наличии ограниченных мелких помутнений в центре коры хрусталика пациентов беспокоит появление летающих мушек, которые перемещаются в ту сторону, куда смотрит больной. Длительность течения начальной катаракты может быть разной - от 1-2 до 10 лет и более.
Стадия незрелой катаракты характеризуется обводнением вещества хрусталика, прогрессированием помутнений, постепенным снижением остроты зрения. Биомикроскопическая картина представлена помутнениями хрусталика разной интенсивности, перемежающимися с прозрачными участками. При обычном наружном осмотре зрачок еще может быть черным или едва сероватым за счет того, что поверхностные субкапсулярные слои еще прозрачные. При боковом освещении образуется полулунная «тень» от радужки с той стороны, откуда падает свет (рис. 12.5, а).
Рис. 12.5. Катаракта. а - незрелая; б - зрелая.
Набухание хрусталика может привести к тяжелому осложнению - факогенной глаукоме, которую называют также факоморфической. В связи с увеличением объема хрусталика суживается угол передней камеры глаза, затрудняется отток внутриглазной жидкости, повышается внутриглазное давление. В этом случае необходимо удалить набухший хрусталик на фоне гипотензивной терапии. Операция обеспечивает нормализацию внутриглазного давления и восстановление остроты зрения.
Зрелая катаракта характеризуется полным помутнением и небольшим уплотнением вещества хрусталика. При биомикроскопии ядро и задние кортикальные слои не просматриваются. При наружном осмотре зрачок ярко-серого или молочно-белого цвета. Хрусталик кажется вставленным в просвет зрачка. «Тень» от радужки отсутствует (рис. 12.5, б).
При полном помутнении коры хрусталика утрачивается предметное зрение, но сохраняются светоощущение и способность определять местонахождение источника света (если сохранна сетчатка). Пациент может различать цвета. Эти важные показатели являются основанием для благоприятного прогноза относительно возвращения полноценного зрения после удаления катарак-
ты. Если же глаз с катарактой не различает свет и тьму, то это свидетельство полной слепоты, обусловленной грубой патологией в зрительно-нервном аппарате. В этом случае удаление катаракты не приведет к восстановлению зрения.
Перезрелая катаракта встречается крайне редко. Ее называют также молочной или морганиевой катарактой по имени ученого, который впервые описал эту фазу развития катаракты (G. В. Morgagni). Она характеризуется полным распадом и разжижением мутного коркового вещества хрусталика. Ядро теряет опору и опускается вниз. Капсула хрусталика становится похожа на мешочек с мутной жидкостью, на дне которого лежит ядро. В литературе можно найти описание дальнейших изменений клинического состояния хрусталика в том случае, если операция не была произведена. После рассасывания мутной жидкости на какой-то промежуток времени зрение улучшается, а затем ядро размягчается, рассасывается и остается только сморщенная сумка хрусталика. При этом пациент проходит через многие годы слепоты.
При перезрелой катаракте существует опасность развития тяжелых осложнений. При рассасывании большого количества белковых масс возникает выраженная фагоцитар-
ная реакция. Макрофаги и белковые молекулы забивают естественные пути оттока жидкости, в результате чего развивается факогенная (факолитическая) глаукома.
Перезрелая молочная катаракта может осложниться разрывом капсулы хрусталика и выходом белкового детрита в полость глаза. Вслед за этим развивается факолитический иридоциклит.
При развитии отмеченных осложнений перезрелой катаракты необходимо срочно произвести удаление хрусталика.
Ядерная катаракта встречается редко: она составляет не более 8- 10 % от общего количества возрастных катаракт. Помутнение появляется во внутренней части эмбрионального ядра и медленно распространяется по всему ядру. Вначале оно бывает гомогенным и неинтенсивным, поэтому его расценивают как возрастное уплотнение или склерозирование хрусталика. Ядро может приобретать желтоватую, бурую и даже черную окраску. Интенсивность помутнений и окраски ядра нарастает медленно, постепенно снижается зрение. Незрелая ядерная катаракта не набухает, тонкие корковые слои остаются прозрачными (рис. 12.6). Уплотненное крупное ядро сильнее преломляет световые лучи, что кли-
Рис. 12.6. Ядерная катаракта. Световой срез хрусталика при биомикроскопии.
нически проявляется развитием близорукости, которая может достигать 8,0-9,0 и даже 12,0 дптр. При чтении пациенты перестают пользоваться пресбиопическими очками. В близоруких глазах катаракта обычно развивается по ядерному типу, и в этих случаях также происходит усиление рефракции, т. е. увеличение степени близорукости. Ядерная катаракта на протяжении нескольких лет и даже десятилетий остается незрелой. В редких случаях, когда происходит ее полное созревание, можно говорить о катаракте смешанного типа - ядерно-корковой.
Осложненная катаракта возникает при воздействии различных неблагоприятных факторов внутренней и внешней среды.
В отличие от корковых и ядерных возрастных катаракт для осложненных характерно развитие помутнений под задней капсулой хрусталика и в периферических отделах задней коры. Преимущественное расположение помутнений в заднем отделе хрусталика можно объяснить худшими условиями для питания и обмена веществ. При осложненных катарактах помутнения сначала появляются у заднего полюса в виде едва заметного облачка, интенсивность и размеры которого медленно увеличиваются до тех пор, пока помутнение не займет всю поверхность задней капсулы. Такие катаракты называют задними чашеобразными. Ядро и большая часть коры хрусталика остаются прозрачными, однако, несмотря на это, острота зрения значительно снижается из-за высокой плотности тонкого слоя помутнений.
Осложненная катаракта, обусловленная влиянием неблагоприятных внутренних факторов. Отрицательное воздействие на весьма уязвимые процессы обмена в хрусталике могут оказывать изменения, происходящие в других тканях глаза, или общая патология организма. Тяжелые рецидивирующие воспали-
тельные заболевания глаза, а также дистрофические процессы сопровождаются изменением состава внутриглазной жидкости, которое в свою очередь приводит к нарушению обменных процессов в хрусталике и развитию помутнений. Как осложнение основного глазного заболевания катаракта развивается при рецидивирующих иридоциклитах и хориоретинитах различной этиологии, дисфункции радужки и цилиарного тела (синдром Фукса), далеко зашедшей и терминальной глаукоме, отслойке и пигментной дегенерации сетчатки.
Примером сочетания катаракты с общей патологией организма может служить кахектическая катаракта, возникающая в связи с общим глубоким истощением организма при голодании, после перенесенных инфекционных заболеваний (тиф, малярия, оспа и др.), в результате хронической анемии. Катаракта может возникнуть на почве эндокринной патологии (тетания, миотоническая дистрофия, адипозогенитальная дистрофия), при болезни Дауна и некоторых кожных заболеваниях (экзема, склеродермия, нейродермиты, атрофическая пойкилодермия).
В современной клинической практике чаще всего приходится наблюдать диабетическую катаракту. Она развивается при тяжелом течении болезни в любом возрасте, чаще бывает двусторонней и характеризуется необычными начальными проявлениями. Субкапсулярно в переднем и заднем отделах хрусталика формируются помутнения в виде мелких, равномерно расположенных хлопьев, между которыми местами видны вакуоли и тонкие водяные щели. Необычность начальной диабетической катаракты заключается не только в локализации помутнений, но и главным образом в способности к обратному развитию при адекватном лечении диабета. У пожилых людей с выраженным склерозом ядра хрусталика диабетиче-
ские заднекапсулярные помутнения могут сочетаться с возрастной ядерной катарактой.
Начальные проявления осложненной катаракты, возникающей при нарушении обменных процессов в организме на почве эндокринных, кожных и других заболеваний, также характеризуются способностью к рассасыванию при рациональном лечении общего заболевания.
Осложненная катаракта, вызванная воздействием внешних факторов. Хрусталик очень чувствителен ко всем неблагоприятным факторам внешней среды, будь то механическое, химическое, термическое или лучевое воздействие (рис. 12.7, а). Он может изменяться даже в тех случаях, когда нет прямого повреждения. Достаточно того, что поражаются соседние с ним части глаза, поскольку это всегда отражается на качестве продукции и скорости обмена внутриглазной жидкости.
Посттравматические изменения в хрусталике могут проявляться не только помутнением, но и смещением хрусталика (вывихом или подвывихом) в результате полного или частичного отрыва цинновой связки (рис. 12.7, б). После тупой травмы на хрусталике может остаться круглый пигментный отпечаток зрачкового края радужки - так называемая катаракта, или кольцо Фоссиуса. Пигмент рассасывается в течение нескольких недель. Совсем иные последствия отмечаются в том случае, если после контузии возникает истинное помутнение вещества хрусталика, например розеточная, или лучистая, катаракта. Со временем помутнения в центре розетки усиливаются и зрение неуклонно снижается.
При разрыве капсулы водянистая влага, содержащая протеолитические ферменты, пропитывает вещество хрусталика, в результате чего он набухает и мутнеет. Постепенно происходят распад и рассасывание
Рис. 12.7. Посттравматические изменения в хрусталике.
а - инородное тело под капсулой помутневшего хрусталика; б - посттравматический вывих прозрачного хрусталика.
хрусталиковых волокон, после чего остается сморщенная хрусталиковая сумка.
Последствия ожогов и проникающих ранений хрусталика, а также экстренные меры помощи описаны в главе 23.
Лучевая катаракта. Хрусталик способен поглощать лучи с очень малой длиной волны в невидимой, инфракрасной, части спектра. Именно при воздействии этих лучей существует опасность развития катаракты. В хрусталике оставляют следы рентгеновские и радиевые лучи, а также протоны, нейтроны и другие элементы расщепления ядра. Воздействие на глаз ультразвука и тока СВЧ также может привести к
развитию катаракты. Лучи видимой зоны спектра (длина волны от 300 до 700 нм) проходят через хрусталик, не повреждая его.
Профессиональная лучевая катаракта может развиваться у рабочих горячих цехов. Большое значение имеют стаж работы, длительность непрерывного контакта с излучением и выполнение правил техники безопасности.
Необходимо соблюдать осторожность при проведении лучевой терапии в области головы, особенно при облучении глазницы. Для защиты глаз используют специальные приспособления. После взрыва атомной бомбы у жителей японских городов Хиросима и Нагасаки выявляли характерные лучевые катаракты. Из всех тканей глаза хрусталик оказался наиболее восприимчивым к жесткому ионизирующему излучению. У детей и молодых людей он более чувствителен, чем у лиц пожилого и старческого возраста. Объективные данные свидетельствуют о том, что катарактогенное воздействие нейтронного излучения в десятки раз сильнее, чем другие виды излучения.
Биомикроскопическая картина при лучевой катаракте, так же как и при других осложненных катарактах, характеризуется помутнениями в виде диска неправильной формы, располагающимися под задней капсулой хрусталика. Начальный период развития катаракты может быть длительным, иногда он составляет несколько месяцев и даже лет в зависимости от дозы облучения и индивидуальной чувствительности. Обратного развития лучевых катаракт не происходит.
Катаракта при отравлениях. В литературе описаны тяжелые случаи отравления спорыньей с расстройством психики, судорогами и тяжелой глазной патологией - мидриазом, нарушением глазодвигательной функции и осложненной катарактой, которую обнаруживали спустя несколько месяцев.
Токсическое воздействие на хрусталик оказывают нафталин, таллий, динитрофенол, тринитротолуол и нитрокраски. Они могут попадать в организм разными путями - через дыхательные пути, желудок и кожу. Экспериментальную катаракту у животных получают при добавлении в корм нафталина или таллия.
Осложненную катаракту могут вызвать не только токсичные вещества, но также избыток некоторых лекарств, например сульфаниламидов, и обычных ингредиентов пищи. Так, катаракта может развиться при кормлении животных галактозой, лактозой и ксилозой. Помутнения хрусталика, обнаруженные у больных галактоземией и галактозурией, - это не случайность, а следствие того, что галактоза не усваивается и накапливается в организме. Веских доказательств роли дефицита витаминов в возникновении осложненной катаракты не получено.
Токсические катаракты в начальном периоде развития могут рассосаться, если прекратилось поступление активнодействующего вещества в организм. Длительное воздействие катарактогенных агентов вызывает необратимые помутнения. В этих случаях требуется хирургическое лечение.
12.4.1.3. Лечение катаракты
В начальной стадии развития катаракты осуществляют консервативное лечение для предотвращения быстрого помутнения всего вещества хрусталика. С этой целью назначают закапывания препаратов, улучшающих обменные процессы. Эти препараты содержат цистеин, аскорбиновую кислоту, глутамин и другие ингредиенты (см. раздел 25.4). Результаты лечения не всегда убедительны. Редкие формы начальных катаракт могут рассосаться, если своевременно будет проведена рациональная терапия того заболе-
вания, которое явилось причиной образования помутнений в хрусталике.
Хирургическое удаление мутного хрусталика называется экстракцией катаракты.
Операцию по поводу катаракты выполняли еще 2500 лет до нашей эры, о чем свидетельствуют памятники Египта и Ассирии. Тогда использовали прием «низдавления», или «реклинации», хрусталика в полость стекловидного тела: иглой прокалывали роговицу, толчкообразно нажимали на хрусталик, отрывали цинновы связки и опрокидывали его в стекловидное тело. Только у половины больных операции были успешными, у остальных наступала слепота вследствие развития воспаления и других осложнений.
Первую операцию извлечения хрусталика при катаракте выполнил французский врач Ж. Давиель в 1745 г. С тех пор методика операции постоянно изменяется и совершенствуется.
Показанием к операции является снижение остроты зрения, приводящее к ограничению трудоспособности и дискомфорту в обычной жизни. Степень зрелости катаракты не имеет значения при определении показаний к ее удалению. Так, например, при чашеобразной катаракте ядро и кортикальные массы могут быть полностью прозрачными, однако тонкий слой плотных помутнений, локализующихся под задней капсулой в центральном отделе, резко снижает остроту зрения. При двусторонней катаракте сначала оперируют тот глаз, который имеет худшее зрение.
Перед операцией обязательно проводят исследование обоих глаз и оценку общего состояния организма. Врачу и пациенту всегда важен прогноз результатов операции в плане предупреждения возможных осложнений, а также относительно функции глаза после операции. Для
того чтобы составить представление о сохранности зрительно-нервного анализатора глаза, определяют его способность локализовать направление света (проекцию света), исследуют поле зрения и биоэлектрические потенциалы. Операцию удаления катаракты проводят и при выявленных нарушениях, рассчитывая восстановить хотя бы остаточное зрение. Хирургическое лечение абсолютно бесперспективно только при полной слепоте, когда глаз не ощущает света. В том случае, если обнаруживают признаки воспаления в переднем и заднем отрезках глаза, а также в его придатках, обязательно проводят противовоспалительную терапию до операции.
В процессе обследования может быть выявлена недиагностированная ранее глаукома. Это требует от врача особого внимания, так как при удалении катаракты из глаукомного глаза существенно возрастает опасность развития самого тяжелого осложнения - экспульсивной геморрагии, последствием которой может быть необратимая слепота. При глаукоме врач принимает решение о выполнении предварительной антиглаукоматозной операции или комбинированного вмешательства экстракции катаракты и антиглаукоматозной операции. Экстракция катаракты при оперированной, компенсированной глаукоме более безопасна, так как в ходе операции менее вероятны внезапные резкие перепады внутриглазного давления.
При определении тактики хирургического лечения врач учитывает и любые другие особенности глаза, выявленные в процессе обследования.
Общее обследование пациента преследует цель выявить возможные очаги инфекции, прежде всего в органах и тканях, расположенных рядом с глазом. До операции должны быть санированы очаги воспаления любой локализации. Особое внимание следует обратить на состояние
зубов, носоглотки и околоносовых пазух.
Анализы крови и мочи, ЭКГ и рентгеновское исследование легких помогают выявить заболевания, для устранения которых требуется экстренное или плановое лечение.
При клинически спокойном состоянии глаза и его придатков исследование микрофлоры содержимого конъюнктивального мешка не производят.
В современных условиях непосредственная предоперационная подготовка больного существенно упрощается, в связи с тем что все микрохирургические манипуляции малотравматичны, при их выполнении обеспечивается надежная герметизация полости глаза и пациенты после операции не нуждаются в строгом постельном режиме. Операция может быть выполнена амбулаторно.
Экстракцию катаракты производят с использованием микрохирургической техники. Это значит, что хирург осуществляет все манипуляции под микроскопом, применяет тончайшие микрохирургические инструменты и шовный материал, обеспечен удобным креслом. Подвижность головы пациента ограничена специальным изголовьем операционного стола, имеющим форму полукруглого столика, на котором лежат инструменты, на него опираются руки хирурга. Совокупность этих условий позволяет хирургу выполнять точные манипуляции без тремора пальцев рук и случайных отклонений головы пациента.
В 60-70-х годах прошлого века хрусталик удаляли из глаза целиком в сумке - интракапсулярная экстракция катаракты (ИЭК). Наиболее популярным был метод криоэкстракции, предложенный в 1961 г. польским ученым Крвавичем (рис. 12.8). Операционный доступ осуществляли сверху через дугообразный корнеосклеральный разрез по лимбу. Разрез большой - немного
Рис. 12.8. Интракапсулярная экстракция катаракты.
а - роговица поднята кверху, край радужки отведен книзу ирисретрактором, чтобы обнажить хрусталик, криоэкстрактор касается поверхности хрусталика, вокруг наконечника белое кольцо примораживания хрусталика; б - мутный хрусталик выводят из глаза.
меньше полуокружности роговицы. Он соответствовал диаметру удаляемого хрусталика (9-10 мм). Специальным инструментом - ирисретрактором захватывали верхний край зрачка и обнажали хрусталик. Охлажденный наконечник криоэкстрактора прикладывали к передней поверхности хрусталика, примораживали его и легко удаляли из глаза. Для герметизации раны накладывали 8-10 узловых швов или один непрерывный шов. В настоящее время этот простой способ применяют крайне редко из-за того, что в послеоперационном периоде, даже в отдаленные сроки, могут возникать тяжелые осложнения в заднем отделе глаза. Это объясняется тем, что после интракапсулярной экстракции катаракты вся масса стекловидного тела продвигается кпереди и занимает место удаленной линзы. Мягкая, податливая радужка не может сдержать перемещение стекловидного тела, в результате чего появляется гиперемия сосудов сетчатки ex vacuo (вакуумный эффект).
Вслед за этим могут возникать кровоизлияния в сетчатку, отек ее центрального отдела, участки отслоения сетчатки.
Позднее, в 80-90-х годах прошлого столетия, основным способом удаления мутного хрусталика стала экстракапсулярная экстракция катаракты (ЭЭК). Суть операции заключается в следующем: вскрывают переднюю капсулу хрусталика, удаляют ядро и кортикальные массы, а задняя капсула вместе с узким ободком передней капсулы остаются на месте и выполняют свою обычную функцию - отделяют передней отдел глаза от заднего. Они служат преградой для перемещения стекловидного тела кпереди. В связи с этим после экстракапсулярной экстракции катаракты возникает существенно меньше осложнений в заднем отделе глаза. Глаз легче выдерживает различные нагрузки при беге, толчках, подъеме тяжестей. Кроме того, сохранившаяся сумка хрусталика является идеальным местом для искусственной оптики.
Существуют разные варианты выполнения экстракапсулярной экстракции катаракты. Их можно разделить на две группы - мануальная и энергетическая хирургия катаракты.
При мануальной технике ЭЭК хирургический доступ почти вдвое короче, чем при интракапсулярной, так как он ориентирован только на выведение ядра хрусталика, диаметр которого у пожилого человека равен 5-6 мм.
Можно уменьшить операционный разрез до 3-4 мм, чтобы сделать операцию более безопасной. В этом случае приходится разрезать ядро хрусталика пополам в полости глаза двумя крючками, движущимися от противоположных точек экватора навстречу друг другу. Обе половинки ядра выводят поочередно.
В настоящее время мануальная хирургия катаракты уже вытеснена современными методами с использованием энергии ультразвука, воды или лазера для разрушения хрусталика в полости глаза. Это так называемая энергетическая хирургия, или хирургия малых разрезов. Она привлекает хирургов существенным снижением частоты развития осложнений в ходе операции, а также отсутствием послеоперационного астигматизма. Широкие операционные разрезы уступили место проколам в области лимба, которые не требуют наложения швов.
Техника ультразвуковой факоэмульсификации катаракты (ФЭК) была предложена в 1967 г. американским ученым C. D. Kelman. Широкое использование этого метода началось в 80-90-е годы.
Для выполнения ультразвуковой ФЭК созданы специальные приборы. Через прокол у лимба длиной 1,8-2,2 мм в глаз вводят наконечник соответствующего диаметра, несущий ультразвуковую энергию. Специальными приемами разделяют ядро на четыре фрагмента и поочередно разрушают их. Через тот же
Рис. 12.9. Энергетические методы экстракции катаракты.
а - ультразвуковая факоэмульсификация мягкой катаракты; б - лазерная экстракция твердой катаракты, самостоятельный раскол
ядра.
наконечник в глаз поступает сбалансированный солевой раствор BSS. Вымывание хрусталиковых масс происходит по аспирационному каналу (рис. 12.9, а).
В начале 80-х годов Н. Э. Темиров предложил гидромониторную факофрагментацию мягких катаракт путем передачи через специальный наконечник высокоскоростных импульсных потоков подогретого изотонического раствора натрия хлорида.
В 1994 г. группой отечественных офтальмологов (В. Г. Копаева, Ю. В. Андреев) под руководством академика С. Н. Федорова впервые в мире была разработана технология разрушения и эвакуации катаракты любой степени твердости с помощью лазерной энергии и оригинальной вакуумной установки. Известные другие лазерные системы позволяют эффективно разрушать только мягкие катаракты. Операцию выполняют бимануально через два прокола у лимба. На первом этапе расширяют зрачок и вскрывают переднюю капсулу хрусталика в виде круга диаметром 5- 7 мм. Затем в глаз вводят лазерный (диаметром 0,7 мм) и отдельно ирригационно-аспирационный (1,7 мм) наконечники (рис. 12.9, б). Они едва касаются поверхности хрусталика в центре. Хирург наблюдает, как в течение нескольких секунд «растаивает» ядро хрусталика и формируется глубокая чаша, стенки которой распадаются на фрагменты. При их разрушении снижают уровень энергии. Мягкие кортикальные массы аспирируют без использования лазера. Разрушение мягких и средней твердости катаракт происходит за короткий период времени - от нескольких секунд до 2-3 мин, для удаления плотных и очень плотных хрусталиков требуется от 4 до 6-7 мин.
Лазерная экстракция катаракты (ЛЭК) расширяет возрастные показания, поскольку в процессе операции не происходит нажима на хрусталик, нет необходимости в механической фрагментации ядра. Лазерный наконечник не нагревается в процессе работы, поэтому не нужно вводить большое количество сбалансированного солевого раствора. У пациентов моложе 40 лет часто не требуется включение лазерной энергии, так как мощная вакуумная система прибора справляется с отсасыванием мягкого вещества хрусталика. Складывающиеся мягкие ин-
траокулярные линзы вводят с помощью инжектора.
Экстракцию катаракты называют жемчужиной глазной хирургии. Это самая распространенная глазная операция. Она приносит глубокое удовлетворение хирургу и пациенту. Часто больные на ощупь приходят к врачу, а после операции сразу становятся зрячими. Операция позволяет вернуть ту остроту зрения, которая была в данном глазу до развития катаракты.
12.4.2. Вывих и подвывих хрусталика
Вывихом называют полный отрыв хрусталика от поддерживающей связки и смещение его в переднюю или заднюю камеру глаза. При этом происходит резкое снижение остроты зрения, так как из оптической системы глаза выпала линза силой 19,0 дптр. Вывихнутый хрусталик подлежит удалению.
Подвывих хрусталика - это частичный отрыв цинновой связки, который может иметь разную протяженность по окружности (см. рис. 12.7, б).
Врожденные вывихи и подвывихи хрусталика описаны выше. Приобретенное смещение биологической линзы происходит в результате тупых травм или грубых сотрясений. Клинические проявления подвывиха хрусталика зависят от величины образовавшегося дефекта. Минимальные повреждения могут остаться незамеченными, если не повреждена передняя пограничная мембрана стекловидного тела и хрусталик остался прозрачным.
Основной симптом подвывиха хрусталика - дрожание радужки (иридодонез). Нежная ткань радужки опирается на хрусталик у переднего полюса, поэтому дрожание подвывихнутой линзы передается
радужке. Иногда этот симптом можно увидеть, не применяя специальных методов исследования. В других случаях приходится внимательно наблюдать за радужкой при боковом освещении или в свете щелевой лампы, чтобы уловить легкую волну движений при небольших смещениях глазного яблока. При резких отведениях глаза вправо и влево легкие колебания радужки выявить не удается. Следует отметить, что иридодонез не всегда присутствует даже при заметных подвывихах линзы. Это происходит в тех случаях, когда вместе с надрывом цинновой связки в том же секторе появляется дефект в передней пограничной мембране стекловидного тела. При этом возникает ущемленная грыжа стекловидного тела, которая тампонирует образовавшееся отверстие, подпирает хрусталик и уменьшает его подвижность. В таких случаях подвывих линзы можно распознать по двум другим симптомам, выявляемым при биомикроскопии: это неравномерная глубина передней и задней камер глаза из-за более выраженного давления или перемещения стекловидного тела кпереди в зоне ослабления опоры хрусталика. При ущемленной и фиксированной спайками грыже стекловидного тела увеличивается задняя камера в данном секторе и одновременно изменяется глубина передней камеры глаза, чаще всего она становится меньше. В обычных условиях задняя камера недоступна осмотру, поэтому о глубине ее периферических отделов судят по косвенному признаку - разному расстоянию от края зрачка до хрусталика справа и слева или сверху и снизу.
Точное топографическое положение стекловидного тела, хрусталика и поддерживающей его связки за радужкой можно увидеть только при ультразвуковой биомикроскопии (УБМ).
При неосложненном подвывихе хрусталика острота зрения сущест-
венно не снижается и лечение не требуется, однако со временем могут развиться осложнения. Подвывихнутая линза может помутнеть или становится причиной развития вторичной глаукомы. В таких случаях встает вопрос об ее удалении. Своевременная диагностика подвывиха линзы позволяет правильно выбрать хирургическую тактику, оценить возможность укрепления капсулы и размещения в ней искусственного хрусталика.
12.4.3. Афакия и артифакия
Афакия - это отсутствие хрусталика. Глаз без хрусталика называется афакичным.
Врожденная афакия наблюдается редко. Обычно хрусталик удаляют хирургическим путем в связи с его помутнением или вывихом. Известны случаи выпадения хрусталика при проникающих ранениях.
При исследовании афакичного глаза обращают на себя внимание глубокая передняя камера и дрожание радужки (иридодонез). Если в глазу сохранилась задняя капсула хрусталика, то она сдерживает толчки стекловидного тела при движениях глаза и дрожание радужки выражено слабее. При биомикроскопии световой срез выявляет место расположения капсулы, а также степень ее прозрачности. В случае отсутствия хрусталиковой сумки стекловидное тело, удерживаемое только передней пограничной мембраной, прижимается к радужке и слегка проминирует в область зрачка. Такое состояние называют грыжей стекловидного тела. При разрыве мембраны в переднюю камеру выходят волокна стекловидного тела. Это осложненная грыжа.
Коррекция афакии. После удаления хрусталика резко изменяется рефракция глаза. Возникает гиперметропия высокой степени.
Преломляющая сила утраченного хрусталика должна быть компенсирована оптическими средствами - очками, контактной линзой или искусственным хрусталиком.
Очковую и контактную коррекцию афакии в настоящее время используют редко. При коррекции афакии эмметропичного глаза для дали потребуется очковое стекло силой +10,0 дптр, что существенно меньше, чем сила преломления удаленного хрусталика, которая в сред-
нем равна 19,0 дптр. Такая разница объясняется прежде всего тем, что очковая линза занимает другое место в сложной оптической системе глаза. Кроме того, стеклянная линза окружена воздухом, в то время как хрусталик - жидкостью, с которой имеет почти одинаковый коэффициент преломления света. Для гиперметропа силу стекла нужно увеличить на соответствующее количество диоптрий, у миопа, наоборот, - уменьшить. Если до опера-
Рис. 12.10. Конструкции различных моделей ИОЛ и место их фиксации в глазу.
ции миопия была близка к 19,0 дптр, то после операции слишком сильная оптика близоруких глаз полностью нейтрализуется удалением хрусталика и пациент будет обходиться без очков для дали.
Афакичный глаз неспособен к аккомодации, поэтому для работы на близком расстоянии назначают очки на 3,0 дптр сильнее, чем для дали. Очковую коррекцию нельзя использовать при монокулярной афакии. Линза +10,0 дптр является сильным увеличительным стеклом. Если она поставлена перед одним глазом, то в этом случае изображения в двух глазах будут слишком разные по величине, они не сольются в единый образ. При монокулярной афакии возможна контактная (см. раздел 5.9) или интраокулярная коррекция.
Интраокулярная коррекция афакии - это хирургическая операция, суть которой состоит в том, что помутневший или вывихнувшийся естественный хрусталик заменяют искусственной линзой нужной силы (рис. 12.11, а). Расчет диоптрийной силы новой оптики глаза выполняет врач, используя специальные таблицы, номограммы или компьютерную программу. Для расчета требуются следующие параметры: сила преломления роговицы, глубина передней камеры глаза, толщина хрусталика и длина глазного яблока. Общую рефракцию глаза планируют с учетом пожелания пациентов. Для тех из них, кто водит машину и ведет активную жизнь, чаще всего планируют эмметропию. Можно запланировать миопическую рефракцию низкой степени, если второй глаз близорукий, а также для тех пациентов, которые большую часть рабочего дня проводят за письменным столом, хотят писать и читать или выполнять другую точную работу без очков.
В последние годы появились бифокальные, мультифокальные, аккомодирующие, рефракционно-дифракционные интраокулярные лин-
зы (ИОЛ), позволяющие видеть предметы на разном расстоянии без дополнительной очковой коррекции.
Наличие искусственного хрусталика в глазу обозначают термином «артифакия». Глаз с искусственным хрусталиком называют артифакичным.
Интраокулярная коррекция афакии имеет ряд преимуществ перед очковой. Она более физиологична, устраняет зависимость пациентов от очков, не дает сужения поля зрения, периферических скотом, искажения предметов. На сетчатке формируется изображение нормальной величины.
В настоящее время существует множество конструкций ИОЛ (рис. 12.10). По принципу крепления в глазу выделяют три основных типа искусственных хрусталиков:
Переднекамерные линзы помещают углу передней камеры или крепят на радужке (рис. 12.11, б). Они контактируют с очень чувствительными тканями глаза - радужкой и роговицей, поэтому их редко используют в настоящее время;
Зрачковые линзы (пупиллярные) называют также ирисклипс-линзами (ИКЛ) (рис. 12.11, в). Их вставляют в зрачок по принципу клипсы, удерживаются эти линзы передними и задними опорными (гаптическими) элементами. Первый хрусталик такого типа - линза Федорова - Захарова - имеет 3 задние дужки и 3 передние антеннки. В 60-70-е годы XX в., когда выполняли в основном интракапсулярную экстракцию катаракты, линзу Федорова - Захарова широко использовали во всем мире. Главным ее недостатком является возможность вывиха опорных элементов или всей линзы;
Заднекамерныелинзы (ЗКЛ) размещают в капсуле хрусталика после удаления ядра и
Рис. 12.11. Искусственный и естественный хрусталик глаза.
а - мутный хрусталик, удаленный из глаза целиком в капсуле, рядом с ним искусственный хрусталик; б - артифакия: переднекамерная ИОЛ укреплена на радужке в двух местах; в- артифакия: ирис-клипс-линза располагается в зрачке; г - артифакия: заднекамерная ИОЛ располагается в капсуле хрусталика, виден световой срез передней и задней поверхностей ИОЛ.
кортикальных масс при экстракапсулярной экстракции катаракты (рис. 12.11, г). Они занимают место естественной линзы в общей сложной оптической системе глаза, поэтому обеспечивают наиболее высокое качество зрения. ЗКЛ лучше других укрепляют разделительный барьер между передним и задним отделами глаза, предупреждают развитие многих тяжелых послеоперационных осложнений, таких как вторичная глаукома, отслойка сетчатки и др. Они контактируют только с капсулой хрусталика, не имеющей нервов и сосудов, не способной к воспалительной реакции. Этот тип линз в настоящее время является предпочтительным.
ИОЛ изготавливают из жесткого (полиметилметакрилат, лейкосапфир и др.) и мягкого (силикон, гидрогель, акрилат, сополимер коллагена и др.) материала. Они могут быть моноили мультифокальными, сферическими, асферическими или торическими (для коррекции астигматизма).
В один глаз можно ввести два искусственных хрусталика. Если по каким-либо причинам оптика артифакичного глаза оказалась несовместимой с оптикой другого глаза, то ее дополняют еще одним искусственным хрусталиком необходимой оптической силы.
Технология изготовления ИОЛ постоянно совершенствуется, изменяются конструкции линз, как того требует современная хирургия катаракты.
Коррекция афакии может быть выполнена и другими хирургическими способами, основанными на усилении преломляющей способности роговицы (см. главу 5).
12.4.4. Вторичная, пленчатая катаракта и фиброз задней капсулы хрусталика
Вторичная катаракта возникает в афакичном глазу после экстракапсулярной экстракции катаракты. Это разрастание субкапсулярного эпителия хрусталика, оставшегося в экваториальной зоне хрусталиковой сумки.
При отсутствии ядра хрусталика эпителиальные клетки не стеснены, поэтому растут свободно, не вытягиваются. Они раздуваются в виде мелких прозрачных шариков разной величины и выстилают заднюю капсулу. При биомикроскопии эти клетки похожи на мыльные пузырьки или зерна икры в просвете зрачка (рис. 12.12, а). Их называют шарами Адамюка - Эльшнига по именам ученых, впервые описавших вторичную катаракту. В начальной стадии развития вторичной катарак-
ты субъективные симптомы отсутствуют. Острота зрения снижается, когда эпителиальные разрастания достигают центральной зоны.
Вторичная катаракта подлежит хирургическому лечению: производят вымывание эпителиальных разрастаний или дисцизию (рассечение) задней капсулы хрусталика, на которой размещаются шары Адамюка-Эльшнига. Дисцизию выполняют линейным разрезом в пределах зрачковой зоны. Операция может быть осуществлена и с помощью луча лазера. В этом случае вторичная катаракта разрушается также в пределах зрачка. Формируется круглое отверстие в задней капсуле хрусталика диаметром 2-2,5 мм. Если этого окажется недостаточно для обеспечения высокой остроты зрения, то отверстие может быть увеличено (рис. 12.12, б). В артифакичных глазах вторичная катаракта развивается реже, чем в афакичных.
Пленчатая катаракта формируется в результате самопроизвольного рассасывания хрусталика после травмы, остаются только сросшиеся передняя и задняя капсулы хрусталика в виде толстой мутной пленки (рис. 12.13).
Рис. 12.12. Вторичная катаракта и ее рассечение.
а - прозрачный трансплантат роговицы, афакия, вторичная катаракта; б - тот же глаз после лазерной дисцизии вторичной катаракты.
Рис. 12.13. Пленчатая катаракта. Большой дефект радужки после проникающего ранения глаза. Сквозь него видна пленчатая катаракта. Зрачок смещен книзу.
Пленчатые катаракты рассекают в центральной зоне лучом лазера или специальным ножом. В образовавшемся отверстии при наличии показаний может быть укреплен искусственный хрусталик специальной конструкции.
Фиброзом задней капсулы хрусталика принято обозначать уплотнение и помутнение задней капсулы после экстракапсулярной экстракции катаракты.
В редких случаях помутнение задней капсулы может быть обнаружено на операционном столе после удаления ядра хрусталика. Чаще всего помутнение развивается спустя 1-2 мес после операции из-за того, что задняя капсула была недостаточно очищена и остались невидимые тончайшие участки прозрачных масс хрусталика, которые впоследствии мутнеют. Такой фиброз задней капсулы считают осложнением экстракции катаракты. После операции всегда происходит сокращение и уплотнение задней капсулы как проявление физиологического фиброза, но при этом она остается прозрачной.
Рассечение помутневшей капсулы производят в тех случаях, когда резко снижена острота зрения. Иногда сохраняется достаточно высокое зрение даже при наличии значительных помутнений на задней капсуле хрусталика. Все зависит от локализации этих помутнений. Если в самом центре остался хотя бы небольшой просвет, этого может быть достаточно для прохождения световых лучей. В связи с этим вопрос о рассечении капсулы хирург решает только после оценки функции глаза.
Вопросы для самоконтроля
Познакомившись с особенностями строения живой биологической линзы, обладающей саморегулирующимся механизмом фокусировки изображения, вы можете установить ряд удивительных и в определенной мере загадочных свойств хрусталика.
Не будет вам трудна загадка, Когда уже прочли отгадку.
1.Хрусталик не имеет сосудов и нервов, но постоянно растет. Почему?
2.Хрусталик в течение всей жизни растет, а размер его практически не изменяется. Почему?
3.В хрусталике не бывает опухолей и воспалительных процессов. Почему?
4.Хрусталик со всех сторон окружен водой, но количество воды в веществе линзы с годами постепенно уменьшается. Почему?
5.Хрусталик не имеет кровеносных и лимфатических сосудов, однако может помутнеть при галактоземии, диабете, малярии, тифе и других общих заболеваниях организма. Почему?
6.На два афакичных глаза можно подобрать очки, а на один нельзя, если второй глаз факичный. Почему?
7.После удаления мутных хрусталиков, имеющих оптическую силу 19,0 дптр, назначают очковую коррекцию для дали не +19,0 дптр, а только +10,0 дптр. Почему?
Текущая страница: 18 (всего у книги 24 страниц) [доступный отрывок для чтения: 16 страниц]
Шрифт:
100% +
§ 47. Соматический и вегетативный отделы нервной системы
1. Почему скелетные мышцы подвластны нашей воле, а сердце, сосуды и другие внутренние органы – нет?
2. Почему внутренние органы регулируются двумя подсистемами, влияние которых противоположно?
Значение функционального разделения нервной системы на соматический и вегетативный отделы. В процессе эволюции позвоночных животных произошло разделение функций нервной системы.
Её соматический отдел специализируется на восприятии информации, поступающей из окружающей среды, и управлении движениями тела в пространстве. Вегетативный (автономный) отдел управляет внутренними органами, сосудами и железами.
Разделение функций нервной системы дало большие преимущества в борьбе за существование. Постройка жилища, бегство от хищника, поиск пищи требовали точной ориентировки в окружающей среде и выработки определённой линии поведения, которая выражалась в произвольных движениях, регулируемых соматической системой. Организация же сложного «внутреннего хозяйства», например установление необходимого для данной работы ритма и силы сердечных сокращений, давления крови, продвижение пищи по желудку и кишечнику, проходила автоматически благодаря точно очерченной для каждого вида генетической программе, осуществляемой вегетативным отделом нервной системы.
Вегетативная нервная система слабо подчиняется волевому контролю, и в этом есть определённое её преимущество, поскольку она не даёт нам возможности вмешиваться в веками отлаженную программу работы внутренних органов.
Соматическая нервная система регулирует работу поперечнополосатой мышечной ткани скелетных мышц.
Высшим центром соматической нервной системы является кора больших полушарий. Сюда стекается вся информация от органов чувств и внутренней среды организма. Здесь изыскиваются способы удовлетворения потребностей. В лобных долях коры созревает план будущих действий, который реализуется соматической нервной системой. Цели человека много сложнее, чем цели животных, но и они в конечном счёте сводятся к мышечному движению, будь то работа на станке, письмо, речевое общение или даже чтение (движение глаз, произнесение слов про себя и т. д.). Приспособление к природной и социальной среде, связанное с изменением поведения, осуществляет соматическая нервная система.
Вегетативная (автономная) нервная система, как и соматическая, имеет центральную и периферическую части. Высшим центром вегетативной регуляции является гипоталамус.
Автономная нервная система подразделяется на два подотдела – симпатический и парасимпатический (рис. 131).
Симпатический подотдел автономной нервной системы. Этот подотдел называют системой аварийных ситуаций, так как он активизируется всякий раз, когда организм находится в напряжении. Его высшие центры расположены в боковых столбах верхней и средней частей спинного мозга. От них идут нервы к симпатическим нервным узлам, расположенным вдоль позвоночника. Это парные узлы нервного ствола. Кроме того, имеются и дополнительные узлы, например, в области живота – солнечное сплетение, а также в некоторых других местах.
Под влиянием симпатической нервной системы сердце усиливает свою работу, повышается кровяное давление, увеличивается содержание сахара в крови, сосуды кожи сужаются, перераспределяя кровь к сердцу, мозгу и мышцам, человек бледнеет. Органы пищеварения под действием симпатических нервов затормаживают свою деятельность.
Парасимпатический подотдел автономной нервной системы. Высшие парасимпатические центры находятся в стволе головного мозга и в крестцовой части спинного мозга. Самый крупный из них – центр блуждающего нерва – находится в продолговатом мозге на дне IV желудочка. Блуждающие нервы управляют всеми внутренними органами грудной и брюшной полостей. Половые органы, мочевой пузырь и конечный отдел кишечника контролируются крестцовым отделом спинного мозга. Нервные узлы парасимпатической системы располагаются либо в самих органах, либо недалеко от них (рис. 132).
Рис. 131. Схема строения автономной (вегетативной) нервной системы: 1 – парасимпатические ядра; 2 – симпатические ядра; 3 – узлы симпатического ствола; 4 – блуждающий нерв парасимпатической системы; 5 – парасимпатические узлы в органах
Парасимпатическую систему называют системой отбоя или системой покоя. Она возвращает деятельность сердца в состояние покоя, уменьшает давление и содержание сахара в крови. Под её влиянием дыхание становится более редким, но более глубоким, что позволяет избавиться от продуктов неполного окисления, оставшихся после напряжённой работы. Блуждающий нерв расширяет кожные сосуды и активизирует органы пищеварения.
Рис. 132. Схема симпатической и парасимпатической иннервации вегетативной нервной системы: 1 – нейроны вегетативной нервной системы, находящиеся в головном и спинном мозге; 2 – вегетативные нервные узлы; 3 – иннервируемые органы
Взаимодействие симпатического и парасимпатического подотделов. Оба подотдела автономной нервной системы работают по принципу дополнительности. В состоянии ли покоя, в состоянии ли интенсивной работы находится человек, его внутренние органы получают нервные импульсы как от симпатического, так и от парасимпатического подотдела.
Представим, что человек увидел на остановке нужный ему автобус и побежал. Включилась симпатическая система, просвет сосудов стал сужаться, давление повысилось, и скорость крови возросла. Но если сужение чрезмерно, просвет сосуда становится настолько узким, что кровь по нему вообще не может пройти (это бывает при спазмах сосудов). Но этого не происходит, так как по обратным связям в мозг идут сигналы о неблагополучии и включается парасимпатическая система, которая расширяет сосуды. Так определяется оптимальная величина просвета сосудов, обеспечивающая необходимое давление и скорость крови.
СОМАТИЧЕСКИЙ И ВЕГЕТАТИВНЫЙ (АВТОНОМНЫЙ) ОТДЕЛЫ НЕРВНОЙ СИСТЕМЫ; СИМПАТИЧЕСКАЯ И ПАРАСИМПАТИЧЕСКАЯ ПОДСИСТЕМЫ.
Вопросы
1. Каково значение вегетативной нервной системы?
2. Чем вегетативная нервная система отличается от соматической нервной системы?
Задания
1. Сравните функции симпатического и парасимпатического подотделов нервной системы. Составьте и заполните таблицу «Влияние симпатической и парасимпатической нервной системы на деятельность некоторых органов».
2. Известно, что симпатические нервы сужают кровеносные сосуды кожи, а парасимпатические нервы их расширяют. Ногтём проведите по коже. Почему вначале появляется белая полоска, а спустя некоторое время – красная? Объясните, почему через некоторое время эта полоска исчезает и никаких следов от раздражения не остаётся.
3. Обсудите в классе, почему в процессе эволюции произошло разделение нервной системы на соматическую и вегетативную.
Основные положения главы 11
Нервную систему образуют нейроны и другие клетки нервной ткани. Она регулирует работу органов и организма в целом, обеспечивая постоянство внутренней среды, согласованную работу органов, приспособление организма как целого к внешней среде, психическую деятельность.
Морфологически нервная система подразделяется на центральную часть (спинной и головной мозг) и периферическую часть (нервы и нервные узлы).
Спинной мозг находится в позвоночном канале, головной мозг в черепе. Тела нейронов спинного мозга сосредоточены в серых столбах, которые занимают центральную часть спинного мозга и тянутся вдоль всего позвоночника. Тела нейронов головного мозга расположены в сером веществе коры и ядрах, разбросанных среди белого вещества головного мозга. Белое вещество состоит из нервных волокон, связывающих различные центры головного и спинного мозга. В спинном мозге оно занимает его периферическую часть.
Головной мозг подразделяется на отделы: задний мозг, включающий продолговатый мозг, мост и мозжечок, средний мозг и передний мозг, состоящий из промежуточного мозга и полушарий большого мозга. Все отделы мозга выполняют проводниковую и рефлекторную функции.
Работа центральной нервной системы многоуровневая. Спинной и низшие отделы головного мозга находятся под контролем высших отделов. Самую сложную функцию выполняют полушария большого мозга. Новая кора больших полушарий получает информацию от всех органов чувств и использует её для удовлетворения возникающих потребностей, прогнозируя будущие события и ответы на них. В лобных долях коры головного мозга формируются цели деятельности и разрабатывается программа действий, через низшие отделы мозга её «приказы» поступают к органам, а по обратным связям от органов идут сигналы о выполнении этих «приказов» и их эффективности.
Функционально нервная система образует два отдела: соматический и вегетативный. Соматический отдел регулирует работу скелетных мышц. Его работа подконтрольна воле человека. Вегетативный отдел регулирует работу внутренних органов, кровеносных сосудов и желёз. Он слабо подчиняется волевому контролю и действует по программе, сформировавшейся в результате естественного отбора и закреплённой наследственностью организма.
Вегетативный отдел состоит из двух подотделов – симпатического и парасимпатического, которые действуют по принципу дополнительности. Благодаря их совместной работе устанавливается оптимальный режим работы внутренних органов для каждой конкретной ситуации.
Глава 12. Анализаторы. Органы чувств
Из этой главы вы узнаете
Как работают органы чувств и анализатор в целом;
Как предупредить возможные нарушения их работы;
Насколько истинна получаемая нами информация.
Вы научитесь
Выделять существенные признаки строения и функционирования органов чувств, анализаторов;
Оценивать работу органов чувств;
Предупреждать зрительные и слуховые расстройства;
Использовать некоторые методы тренировки ряда анализаторов.
§ 48. Анализаторы
1. Чем анализатор отличается от органа чувств?
2. В чём выражена специфичность анализатора?
3. Что такое иллюзии и отчего они происходят?
4. Верную ли информацию о внешнем мире дают нам анализаторы?
Ощущения. Строение и функции анализаторов. Долгое время считалось, что окружающий мир мы познаём только с помощью органов чувств: глазами видим, унтами слышим, языком ощущаем вкус, носом чувствуем запахи, кожей – шероховатость, давление, температуру. На самом деле органы чувств являются лишь начальным звеном восприятия. Оптика нашего глаза фокусирует изображение на зрительные рецепторы сетчатки глаза. Ухо превращает звуковые колебания в механические колебания жидкости внутреннего уха, которые улавливаются слуховыми рецепторами. В любом случае анализ внешних событий и внутренних ощущений начинается с раздражения рецепторов – чувствительных нервных окончаний, или специализированных клеток, реагирующих на физические или химические показатели окружающей их среды, и кончается в нейронах головного мозга.
Рецепторы строго специализированы. Каждая их группа способна воспринимать и переводить на язык нервных импульсов только определённый набор раздражений. Но их опознание возможно только в коре большого мозга, где показания всех рецепторов, вызванные раздражением предмета, объединяются в единый образ.
Анализаторами называют системы, обеспечивающие восприятие, доставку в мозг и анализ в нём какого-либо вида информации (зрительной, слуховой, обонятельной и т. д.). Анализаторы состоят из рецепторов, проводящих путей и центров в коре большого мозга. Каждый анализатор обладает своей модальностью, то есть способом получения своей информации: зрительной, слуховой, вкусовой и т. д. Возбуждения, возникающие в рецепторах органов зрения, слуха, прикосновения, имеют одну и ту же природу – нервные импульсы. Но путаницы не происходит, потому что каждый из нервных импульсов поступает в соответствующую ему зону коры большого мозга. Здесь, в первичных чувствительных зонах, происходит анализ ощущений, во вторичных зонах – формирование образов, полученных от органов чувств одной модальности (например, только от зрения или только от слуха или осязания). Наконец, в третичных зонах коры воспроизводятся образы или ситуации, полученные от органов чувств разных модальностей, например от зрения и слуха.
Значение анализаторов. События, которые развёртываются перед нами в данный момент, мы воспринимаем чётко и ярко. Но мы можем представить себе и прошлые события, хотя они не будут такие яркие. Поэтому спутать их с образами живой действительности невозможно. (Правда, иногда в сознании могут возникать образы, которых на самом деле нет. Тогда говорят о галлюцинациях. Их появление может привести человека к ошибочным, а то и опасным действиям.)
Достоверность получаемой информации. Как правило, анализаторы дают верное представление об окружающей действительности. Однако возможны и ошибки, которые связаны с воздействием на рецепторы раздражителей, которые им несвойственны. Например, при механическом раздражении рецепторов глаза (надавливание на глазное яблоко, удар) могут возникать различные световые ощущения, например «искры из глаз». Однако такие ощущения трудно спутать с картинами окружающей обстановки, потому что эти изображения возникают как бы внутри глаза.
Некоторые ошибки восприятия вызываются физическими причинами. Ложка, опущенная в стакан с водой, кажется сломанной, поскольку преломление света в воде и в воздухе различно. Кажущиеся (ошибочные) изображения называют иллюзиями.
Несмотря на иллюзорные восприятия, мы получаем более или менее верное представление об окружающей нас действительности, поскольку анализаторы взаимно дополняют и уточняют друг друга.
Важное значение имеет и прошлый опыт. Например, может показаться, что вдали рельсы сходятся в одной точке. Но сколько бы мы ни пытались этой точки достичь, она всё время как бы отодвигается, то есть постоянно находится от нас на одном и том же расстоянии. В конце концов человек приходит к твёрдому убеждению, что схождение рельсов в одной точке лишь кажущееся, что это – иллюзия.
ОРГАН ЧУВСТВ, АНАЛИЗАТОР, МОДАЛЬНОСТЬ, РЕЦЕПТОРЫ, НЕРВНЫЕ ПУТИ, ЧУВСТВИТЕЛЬНЫЕ ЗОНЫ КОРЫ БОЛЬШОГО МОЗГА: ПЕРВИЧНЫЕ, ВТОРИЧНЫЕ, ТРЕТИЧНЫЕ; ГАЛЛЮЦИНАЦИИ, ИЛЛЮЗИИ.
Вопросы
1. В чём выражается специализация рецепторов и органов чувств?
2. Что входит в состав анализаторов?
3. Всегда ли наши анализаторы правильно отражают окружающую действительность?
4. Как вы считаете, достаточно ли знать, в какой области коры больших полушарий происходит анализ ощущений, чтобы определить, какое раздражение (слуховое, зрительное, обонятельное и т. д.) подействовало на организм?
Задания
1. Объясните, как можно исправить ошибки восприятия, если они есть.
2. Используя дополнительную литературу и ресурсы Интернета, найдите материал о разновидностях иллюзий. Подготовьте сообщение или презентацию на эту тему.
§ 49. Зрительный анализатор
1. В чём уникальность зрения?
2. Как защищено глазное яблоко? Каково его строение?
3. Какую функцию выполняют глазные мышцы?
4. Как функционирует зрительный анализатор в целом?
Значение зрения. Уникальность зрения по сравнению с другими анализаторами состоит в том, что оно позволяет не только опознавать предмет, но и определять его место в пространстве, следить за перемещениями.
Большую часть информации человек получает с помощью зрения.
Положение и строение глаза. Глаза, точнее глазные яблоки, расположены в глазницах – парных углублениях черепа (рис. 133). В глубине глазницы заметна щель, через которую в глаз входят сосуды и нервы. К глазному яблоку подходят мышцы, сокращение которых обеспечивает движение глаз. Спереди глаз защищён веками, ресницами и бровями.
В верхнем углу глаза со стороны щеки находится слёзная железа (рис. 134). При опускании подвижного верхнего века железа выделяет слёзы, которые увлажняют и промывают глаз. Слёзная жидкость от наружного верхнего угла глаза идёт в нижний внутренний угол и отсюда попадает в слёзный канал, который выводит избыток слёз в носовую полость. Именно поэтому плачущий человек начинает хлюпать носом.
Рис. 133. Положение глазного яблока в глазнице: 1 – глазное яблоко; 2 – зрительный нерв; 3 – мышцы, приводящие в движение глазное яблоко
Рис. 134. Слёзный аппарат: 1 – слёзная железа; 2 – носослёзный канал
Снаружи глазное яблоко покрыто белочной оболочкой, или склерой, которая в передней части переходит в прозрачную роговицу. Роговица свободно пропускает лучи света.
За склерой находится сосудистая оболочка. Она содержит множество кровеносных сосудов, по которым осуществляется питание глаза. В передней части глаза сосудистая оболочка переходит в радужную. Цвет радужной оболочки и определяет цвет глаз.
В середине радужной оболочки находится круглое отверстие – зрачок. Он играет роль диафрагмы: благодаря клеткам гладкой мышечной ткани зрачок может расширяться и суживаться, пропуская количество света, необходимое для рассмотрения предмета.
За зрачком располагается хрусталик, напоминающий двояковыпуклую линзу. С помощью окружающих его гладких мышц, образующих ресничное тело, хрусталик может менять форму: становиться то более выпуклым, то более плоским. (Хрусталик можно сравнить с механизмом точной настройки резкости изображения в оптических приборах.) Когда предмет находится далеко от глаз, хрусталик делается более плоским, когда близко – более выпуклым, фокусируя световые лучи на задней внутренней стенке глаза, которая называется сетчатой оболочкой или сетчаткой (рис. 135). Сетчатая оболочка – тонкий и очень нежный слой клеток – зрительных рецепторов.
Рис. 135. Строение глаза: А – внутреннее строение глаза; Б – восприятие света; 1 – склера (белочная оболочка); 2 – роговица; 3 – хрусталик; 4 – радужная оболочка со зрачком; 5 – ресничное тело; 6 – сосудистая оболочка; 7 – стекловидное тело; 8 – сетчатка; 9 – колбочки; 10 – палочки; 11 – зрительный нерв
Внутренняя часть глаза заполнена стекловидным телом, а пространство между роговицей и радужкой, между радужкой и хрусталиком – прозрачной жидкостью. Поэтому внутри глаза свет проходит через однородную прозрачную среду.
Ход лучей через прозрачную среду глаза. Световой поток из воздушной среды проходит через роговицу и преломляется в ней, так как её оптическая плотность близка к оптической плотности воды. На пути светового потока располагается радужка, которая пропускает его через зрачок. Если свет, попадающий на сетчатку, слишком яркий, зрачок суживается до диаметра, при котором освещённость на сетчатке станет оптимальной. Если освещённость слабая – зрачок расширяется.
В этом процессе участвует вегетативная нервная система: блуждающий нерв суживает зрачок, а симпатический – расширяет (см. рис. 131). Благодаря совместной работе этих нервов устанавливается нужный диаметр зрачка.
С помощью аналогичных рефлексов изменяется и кривизна хрусталика. Пройдя через стекловидное тело, лучи света попадают на сетчатку, где образуется уменьшенное перевёрнутое изображение объекта.
Строение сетчатки. Рецепторы сетчатки – это светочувствительные клетки (фоторецепторы) палочки и колбочки. Они примыкают к чёрной сосудистой оболочке. Её волоконца окружают каждую из этих клеток с боков и сзади, образуя чёрный футляр, обращённый открытой стороной к свету.
Рис. 136. Обнаружение слепого пятна. Смотрите на чёрную точку правым глазом так, чтобы точка была напротив него. Левый глаз закрыт. Если лист приблизить к глазам примерно на 25 см, фигура справа «потеряет» голову
Колбочки обладают меньшей светочувствительностью, но способны реагировать на цвет. Они сосредоточены преимущественно в центральной части сетчатки, в так называемом жёлтом пятне. В остальной части сетчатки находятся и колбочки, и палочки, однако по её периферии преобладают палочки. Последние передают только чёрно-белое изображение. Зато они обладают большей чувствительностью и могут действовать даже при слабом освещении. Перед палочками и колбочками располагаются нервные клетки, которые воспринимают и обрабатывают информацию, полученную от зрительных рецепторов. (Свет проходит через них.) Аксоны нейронов образуют зрительный нерв. В месте, где он выходит из глаза, зрительных рецепторов нет. Здесь находится слепое пятно, которое, как правило, человеком не замечается, но его можно выявить довольно простыми опытами (рис. 136).
Корковая часть зрительного анализатора. Зрительные нервные пути устроены так, что левая часть поля зрения от обоих глаз попадает в правое полушарие коры большого мозга, а правая часть поля зрения – в левое. Если изображения от правого и левого глаза попадают в соответствующие мозговые центры, то они создают единое объёмное изображение. Зрение двумя глазами называют бинокулярным зрением.
Итак, на сетчатке получается уменьшенное и перевёрнутое изображение предмета, но мы видим изображение прямое и в реальных размерах. Почему? Это происходит потому, что наряду со зрительными образами в мозг поступают нервные импульсы от глазных мышц. Нетрудно убедиться: когда мы смотрим вверх, зрачки движутся вверх, а когда вниз – то и зрачки опускаются вниз. Более того, глазные мышцы работают непрерывно. Они как бы описывают контуры предмета, а эти движения фиксируются головным мозгом и могут воспроизводиться другими органами, например рукой. О том, что это возможно, говорит тот факт, что, научившись писать рукой, мы можем знакомые буквы изобразить ногой или даже зажав в зубах карандаш.
Бинокулярное зрение не только позволяет воспринимать объёмное изображение, поскольку одновременно охватывается и левая, и правая части объекта, но и определять расстояние до него. Чем дальше предмет, тем мельче его изображение на сетчатке. Это помогает нам определять расстояние до предмета.
ГЛАЗНОЕ ЯБЛОКО, ГЛАЗНИЦА, ГЛАЗНЫЕ МЫШЦЫ, СЛЁЗНАЯ ЖЕЛЕЗА, СЛЁЗНЫЙ КАНАЛ, БЕЛОЧНАЯ ОБОЛОЧКА (СКЛЕРА), РОГОВАЯ ОБОЛОЧКА (РОГОВИЦА), ЗРАЧОК, РАДУЖНАЯ ОБОЛОЧКА (РАДУЖКА), ХРУСТАЛИК, РЕСНИЧНОЕ ТЕЛО, СТЕКЛОВИДНОЕ ТЕЛО, СЕТЧАТКА, ПАЛОЧКИ И КОЛБОЧКИ, ЖЁЛТОЕ ПЯТНО, СЛЕПОЕ ПЯТНО, БИНОКУЛЯРНОЕ ЗРЕНИЕ.
Вопросы
1. Какие функции выполняют брови, ресницы, веки, слёзные железы?
2. Что такое зрачок? Каковы его функции?
3. Как работает хрусталик?
4. Где располагаются колбочки и палочки? Каковы их свойства?
5. Из каких частей состоит зрительный анализатор и как работает его корковая часть?
6. Как вы считаете, существует ли взаимосвязь между строением глаза и средой, в которой обитает тот или иной организм?
7. Попробуйте предположить, что произойдёт со зрением человека, если он наденет очки, которые переворачивают изображение, и будет носить их не снимая.
Задания
1. Нарисуйте схему глазного яблока.
2. Изобразите схематично ход лучей через прозрачную среду глаза.
3. Благодаря изменению кривизны хрусталика у человека осуществляется аккомодация – «наведение на резкость». Вспомните из предыдущих курсов биологии, каков механизм аккомодации у земноводных. Что такое двойная аккомодация и представителям какого класса позвоночных она характерна?
4. Объясните, нарушение в работе каких фоторецепторов приводит к развитию дальтонизма.
Лабораторная работа
Иллюзия, связанная с бинокулярным зрением
Оборудование: трубка, свёрнутая из листа бумаги.
Ход работы
Один конец трубки приставьте к правому глазу. Ко второму концу трубки приставьте левую руку так, чтобы трубка лежала между большим и указательным пальцами. Оба глаза открыты и должны смотреть вдаль. Если изображения, полученные в правом и левом глазах, попадут на соответствующие участки коры большого мозга, возникнет иллюзия – «дырка в ладони».
Хрусталик разделяет внутреннюю поверхность глаза на две камеры : переднюю камеру, заполненную водянистой влагой, и заднюю камеру, заполненную стекловидным телом. Хрусталик представляет собой двояковыпуклую эластичную линзу, которая крепится на мышцах ресничного тела. Ресничное тело обеспечивает изменение формы хрусталика.
Сокращение или расслабление волокон ресничного тела приводит к расслаблению или натяжению цинновых связок, которые отвечают за изменение кривизны хрусталика.
Глаз позвоночных часто сравнивают с фотокамерой, так как система линз (роговица и хрусталик) дает перевернутое и уменьшенное изображение объекта на поверхности сетчатки.(Герман Гельмгольц).
Количество проходящего через хрусталик света регулируется переменной диафрагмой (зрачком), а хрусталик способен фокусировать более близкие и более удаленные объекты.
Оптическая система - диоптрический аппарат- представляет собой сложную, неточно центрированную систему линз, которая отбрасывает перевернутое, сильно уменьшенное изображение окружающего мира на сетчатку (мозг "переворачивает обратное изображение, и оно воспринимается как прямое) Оптическую систему глаза составляют - роговица, водянистая влага, хрусталик и стекловидное тело.
При прохождении лучей через глаз они преломляются на четырех поверхностях раздела:
1. Между воздухом и роговицей
2. Между роговицей и водянистой влагой
3. Между водянистой влагой и хрусталиком
4. Между хрусталиком и стекловидным телом .
Преломляющие среды имеют разные показатели преломления.
{Сложность оптической системы глаза затрудняет точную оценку хода лучей внутри него и оценку изображения на сетчатке. Поэтому пользуются упрощенной моделью - "редуцированным глазом", в котором все преломляющие среды объединяют в единую сферическую поверхность и они имеют один и тот же показатель преломления }
Большая часть преломления происходит при переходе из воздуха в роговицу - эта поверхность действует как сильная линза в 42 D, а также на поверхностях хрусталика.
Преломляющая сила
Преломляющая сила линзы измеряется ее фокусным расстоянием (f) . Это то расстояние позади линзы, на котором параллельные пучки света сходятся в одной точке.
Узловая точка - точка в оптической системе глаза через которую лучи идут не преломляясь.
Преломляющая сила рефракций любой оптической системы выражается в диоптриях. Диоптрия - равна преломляющей силе линзы с фокусным расстоянием 100 см или 1 метр
Оптическая сила глаза вычисляется как обратное фокусное расстояние:
где f - заднее фокусное расстояние глаза (выраженное в метрах)
В нормальном глазу общая преломляющая сила диоптрического аппарата составляет 59 D при рассматривании далеких предметов и 70,5 D - при рассматривании близких предметов.
Аккомодация
Для получения четкого изображения предмета на каком-то определенном расстоянии оптическая система должна быть перефокусирована. Для этого существуют 2-а простых способа –
а) смещение хрусталика относительно сетчатки, как в фотокамере (у лягушки); -(Уильям Бейц –американский офтальмолог –теория связана с поперечными и продольными мышцами -19 век)
б) или увеличение его преломляющей силы (у человека) –( Герман Гельмгольц).
Приспособление глаза к ясному видению удаленных на разное расстояние предметов называют - аккомодацией.
Аккомодация происходит путем изменения кривизны поверхностей хрусталика при помощи натяжения или расслабления ресничного тела.
Усиление рефракции хрусталика при аккомодации на ближнюю точку достигается увеличением кривизны его поверхности, т.е. он становится более округлым, а на дальнюю точку плоским. Изображение на сетчатке получается действительным уменьшенным и обратным.
При аккомодации происходят изменения кривизны хрусталика, т.е. его преломляющей способности.
Изменения кривизны хрусталика обеспечивается его эластичностью и цинновыми связками , которые прикреплены к ресничному телу. В ресничном теле находятся гладкомышечные волокна.
При их сокращении тяга цинновых связок ослабляется (они всегда натянуты и растягивают капсулу сжимающую и уплощающую хрусталик). Хрусталик вследствие своей эластичности принимает более выпуклую форму, если происходит расслабление цилиарной мышцы (ресничное тело) - цинновые связки натягиваются и хрусталик уплощается.
Таким образом, ресничные мышцы являются аккомодационными мышцами. Они иннервируются парасимпатическими нервными волокнами глазодвигательного нерва. Если закапать атропин (выключается парасимпатическая система) нарушается ближнее зрение , так как происходит расслабление ресничного тела и натяжение цинновых связок - хрусталик уплощается. Парасимпатические вещества - пилокарпин и эзерин - вызывают сокращение ресничной мышцы и расслабление цинновых связок .
Хрусталик имеет выпуклую форму.
В глазу с нормальной рефракцией резкое изображение далекого объекта на сетчатке образуется только в том случае, если расстояние между передней поверхности роговицы и сетчаткой составляет 24, 4 мм (в среднем 25-30 см)
Расстояние наилучшего зрения - это расстояние, на котором нормальный глаз испытывает наименьшее напряжение при рассматривании деталей предмета.
Для нормального глаза молодого человека дальняя точка ясного видения лежит в бесконечности.
Ближняя точка ясного видения находится на расстоянии 10 см от глаза (ближе четко видеть нельзя лучи идут параллельно).
С возрастом из-за отклонения формы глаза или преломляющей силы диоптрического аппарата эластичность хрусталика падает.
В пожилом возрасте ближняя точка сдвигается (старческая дальнозоркость или пресбиопия ) , так в 25 лет ближняя точка располагается на расстоянии уже около 24 см , а к 60 годам уходит на бесконечность . Хрусталик с возрастом становится менее эластичным и при ослаблении цинновых связок его выпуклость или не изменяется или изменяется незначительно. Поэтому ближайшая точка ясного видения отодвигается от глаз. Коррекция этого недостатка за счет 2двояковыпуклых линз. Существуют еще две аномалии преломления лучей (рефракции) в глазу.
1. Близорукость или миопия (фокус перед сетчаткой в стекловидном теле).
2. Дальнозоркость или гиперметропия (фокус перемещается за сетчатку).
Основной принцип всех дефектов состоит в том, что преломляющая сила и длина глазного яблока не согласуется между собой.
При миопии - глазное яблоко слишком длинно, а преломляющая сила имеет нормальную величину. Лучи сходятся перед сетчаткой в стекловидном теле, а на сетчатке возникает круг расстояния. У близорукого дальняя точка ясного видения находится не в бесконечности, а на конечном, близком расстоянии. Корректирование - необходимо уменьшить преломляющую силу глаза, используя вогнутые линзы с отрицательными диоптриями.
При гиперметропии и пресбиопии (старческая), т.е. дальнозоркости , глазное яблоко является слишком коротким и поэтому параллельные лучи от далеких предметов собираются сзади сетчатки, а на ней получается расплывчатое изображение предмета. Этот недостаток рефракции может быть компенсирован путем аккомодационного усилия, т.е. увеличением выпуклости хрусталика. Коррекция с помощью положительных диоптрий, т.е. двояковыпуклых линз.
Астигматизм - (относится к аномалиям рефракции) связан с неодинаковым преломлением лучей в разных направлениях (н-р по вертикальному и горизонтальному меридиану). Все люди в небольшой степени являются астигматиками. Это связано с несовершенством строения глаза в результате не строгой сферичности роговицы (используют цилиндрические стекла).