Просто о сложном: строение глаза и его функции

Строение глаза отличается высоким уровнем сложности. Анатомия сочетает нервные, эндокринные, мышечные и сосудистые ткани в единой структуре. Благодаря многослойной конструкции глаза воспринимают преломляемые от объектов световые лучи и преобразовывают полученную информацию в нервные импульсы.

Общие сведения об устройстве и работе органа зрения

Анатомия органа зрения подразумевает его разделение на 2 части: внутренние (расположенные в полости черепа) и внешние (различимые снаружи).

К последним относятся следующие части глаза:

• зрачок,
• радужка,
• склера,
• роговица,
• слизистые оболочки или конъюнктива,
• слезные железы,
• веки,
• границы глазницы.

Из-за век и мягких тканей, наполняющих полость глазницы, орган зрения визуально похож на миндалевидную структуру. При разрезе черепа и удалении лишних оболочек становится ясно, что глаз имеет шарообразную слегка приплюснутую форму. Его масса составляет 7-10 г. Орган зрения вытянут от лба к затылку, что обусловлено его функциональными особенностями. В то же время глаз не всегда сформировывается нормально: если его длина увеличится, развивается миопия, в противном случае — дальнозоркость.

Врач офтальмолог высшей категории. Кандидат медицинских наук.

Орган зрения располагается в полости черепа, в глазнице. Кости защищают его мягкую структуру от получения травм. Внешне человек различает только ⅕ часть глазного яблока. Оно является передней или начальной частью зрительного анализатора. Глаз воспринимает лучи света, которые после проникновения через зрачок, хрусталик и стекловидное тело попадают на сетчатку. При этом величина видимого изображения уменьшается, а оно само переворачивается.

Нервные окончания и фоточувствительные клетки при воздействии света раздражаются. В результате в них формируется нервный импульс, содержащий визуальную информацию об окружающей среде. Она передается по зрительному нерву к затылочной части головного мозга, где происходит дальнейший анализ и обработка полученных данных.

Структурные части

За движение и защиту глаз отвечают костная структура глазницы, веки со слизистыми оболочками и мышечный аппарат.

Веки

Веки выполняют одновременно несколько функций:

• равномерно выделяют жидкость по видимой поверхности глазного яблока, не давая ему пересыхать,
• защищают орган зрения от мелких пылевых частиц, ультрафиолета и токсичных раздражителей,
• удаляют попавшие в глаз микроэлементы: песчинки, ресницы.

Веки — это основная структура, участвующая в акте моргания. Слезные железы постоянно выделяют жидкость, которая попадает в мешок конъюнктивы. При сокращении мышц влага попадает на поверхность глазного яблока, после чего распределяется при закрытии век и движении глаз. Излишки жидкости удаляются через носослезный проток.

Изнутри веки покрыты конъюнктивой, по всей поверхности которой располагаются добавочные слезные железы. При развитии конъюнктивита или повреждении слизистой оболочки глаз возникает ложное ощущение инородного тела.

Каждое веко обладает внутренней прослойкой из хрящей и круговых мышц. По краям век располагаются ресницы, защищающие глазное яблоко от попадания пота и грязи. Между волосяными фолликулами располагаются протоки сальных желез, при воспалении которых развивается ячмень.

Мышцы

Существует 8 мышц, отвечающих за движения органа зрения и его структурные части. Вместе они создают кольцо и полую сферу, внутри которой располагается стекловидное тело. Скелетная мускулатура глаза разделяется на 3 группы:

1. Мышца, поднимающая верхнее веко.
2. Глазодвигательные. Они окружают глазное яблоко и поворачивают его в нужном направлении. Есть 4 прямых мышц, расположенных сверху и снизу органа зрения и 2 косых мышцы. Последние будто находятся в подвешенном состоянии и захватывают глаз как щипцы.
3. Круговая мышца глаза. Отвечает за мимику и сужение глазной щели.

Глазодвигательные мышцы образуют фиброзное кольцо в глубокой части глазницы. Каждое сухожилие крепко зафиксирована с плотными структурами нервной оболочки. Благодаря такому взаимодействию они быстро закрывают и открывают глазную щель.

Оболочки органа зрения

Существует 3 основных оболочки органа зрения:

1. Наружная, склера. Представляет собой тонкую ткань белого цвета, поэтому ее часто называют белком глаз. Центральная часть склеры формирует роговицу.
2. Сетчатка или нервная оболочка. Воспринимает видимое изображение и передает нервные импульсы в мозг.
3. Сосудистая оболочка. Располагается под склерой. Мелкие капилляры обеспечивают орган зрения кислородом и питательными веществами. Спереди формируют радужную оболочку. Чтобы предотвратить воздействие солнечных лучей на сосуды и их проникновение в полость глазного яблока, в ней сконцентрирован цветной пигмент.

Склера

Представляет собой плотную структуру из соединительной ткани белого цвета с голубоватым оттенком. Фиброзная конструкция практически не содержит сосудов и клеток. Склера покрывает до 80% всей поверхности глазного яблока. Ее верхняя часть соединяется с эписклерой с помощью рыхлой волокнистой ткани.

Структура склеры практически идентична коллагеновым волокнам. Благодаря такому строению она обладает высокой прочностью и эластичность. Но в отличие от коллагена склера не является однородной. В ней присутствует дренажная система.

Роговица

Роговица — это прозрачная линза, образующая купол над радужной оболочкой и зрачком. Необходима для преломления световых лучей, благодаря чему обеспечивает высокую четкость видимого изображения и широкое поле зрения. При ее повреждении человек видит только то, что смог бы рассмотреть через зрачок. Такое состояние называют туннельным зрением.

В роговице отсутствуют капилляры, поэтому кислород она получает из внешней среды. Питательные вещества в виде витаминов и минералов поставляет слезная жидкость. Структура полностью прозрачна, обладает повышенной восприимчивостью к действию внешних раздражителей. Форма в виде полусферы позволяет роговице собирать захваченные световые лучи в единый пучок и передавать ее через зрачок на сетчатку.

Радужка

Часть света, проходящего через роговицу, рассеивает радужная оболочка. Она отделена от роговицы полостью, наполненной внутриглазной жидкостью. Это пространство между глазными структурами называется передней камерой глаза.

Радужка содержит концентрированный пигмент — меланин, цвет которого зависит от расы человека. Он не позволяет пропускать световые лучи. При его отсутствии внешне глаза становятся красными, потому что сквозь роговицу становятся видны мелкие капилляры. Такая ситуация возникает у альбиносов, в организме которых частично или полностью исключено присутствие меланина.

Помимо сосудов радужка состоит из радиальных и кольцевых мышц. Последние являются сфинктерами, то есть образуют мышечное кольцо, которое при сужении уменьшает диаметр зрачка. Радиальные мышцы являются их антагонистами, так как необходимы для расширения зрачка.

Он располагается в центре радужки. От отверстие диаметром до 8 мм. Человек не контролирует его движения. Зрачок сужается в хорошо освещенном помещении, благодаря чему на сетчатку не попадает большое количество лучей. Расширяется в темноте, чтобы к сетчатой оболочке поступало как можно больше света.

Цилиарное тело

Альтернативное название — ресничное тело. Эта структура кольцевой формы является частью сосудистой оболочки, которая необходима для поддержания хрусталика в естественном положении. Цилиарное тело обеспечивает аккомодацию глаза, поддерживает нормальную температуру и принимает участие в выработке внутриглазной жидкости. Она поддерживает давление в полости органа зрения и обеспечивает бессосудистые оболочки питательными веществами.

Ресничное тело располагается под склерой и соединяет собой сосудистую и радужную оболочку.

Хрусталик

После прохождения через зрачок световые лучи попадают на эластичную линзу глаза — хрусталик. Это белковая полностью прозрачная и подвижная структура. Сзади он плотно соединяется со стекловидным телом. К хрусталику не проведены сосуды и нервы. Кислород он получает из внешней среды с воздухом, проникающим через зрачок и радужную оболочку, питательные вещества с внутриглазной жидкостью.

Эластичные белковые волокна заключены в капсулу, которая прикрепляется к ресничному телу пояском, натяжение или расслабление которого меняет кривизну хрусталика. Благодаря высокой подвижности человек может различать объекты вблизи и на некотором расстоянии. Эта способность является аккомодацией.

Толщина естественной линзы составляет 3-6 мм. Диаметр у взрослого человека достигает 10 мм. У младенцев до 1 года хрусталик обладает шарообразной структурой. С возрастом диаметр постепенно увеличивается и хрусталик приобретает овальную форму.

СПРАВКА. Если хрусталик повреждается, происходит денатурация (уплотнение) белка. В результате прозрачная структура мутнеет, развивается катаракта. Аналогичная ситуация может возникнуть с роговицей или стекловидным телом.

Сетчатка

Сетчатая или внутренняя оболочка является глазным дном органа зрения. Она состоит на 90% из нервных клеток, потому что в процессе эмбриогенеза развивается из вытянутых нейронов головного мозга. В сетчатке располагаются 2 вида фоточувствительных клеток: колбочки и палочки. Последние отвечают за зрение в сумерках, первые воспринимают световые лучи при хорошем освещении.

От центра сетчатки к затылочной доле головного мозга тянется зрительный нерв. Это соединенные в пучок волокна, отходящие из сетчатой оболочки. Выход 2 пары черепно-мозговых нервов образует на сетчатке слепое пятно, на котором отсутствуют фоточувствительные клетки. Наибольшее количество колбочек и палочек фокусируется над слепой зоной. В результате в этой области острота зрения достигает своего максимума и является местом наилучшего видения (макулой).

Зрительные нервы обоих глаз перекрещиваются у основания мозга, благодаря чему оба полушария затылочной доли получают изображение от двух органов зрения. Место пересечения нервов называется хиазмой.

Камеры глаза

Хрусталик делит полость глазного яблока на 2 части:

1. Переднюю камеру. Скрывается под роговицей, заполнена внутриглазной жидкостью. На стыке роговицы и радужной оболочки располагается угол передней камеры глаза, на котором располагается дренажные точки. Они обеспечивают отток жидкости из полости камеры.
2. Заднюю камеру. Наполнена стекловидным телом, поддерживающим форму глазного яблока.

Кровоснабжение

Кровоснабжение органа зрения обеспечивают следующие структуры:

• хориоидея — сосудистая оболочка глазного дна и склеры, представляющая собой множество мелких капилляров,
• цилиарное тело, окончания которого вырабатывают внутриглазную жидкость,
• радужная оболочка, под пигментным слоем располагается слой сосудов.

Внутри глаза есть бессосудистые структуры, которые получают кислород и питательные вещества из воздуха и внутриглазной жидкости. К ним относят оболочки в передней камере глаза и хрусталик. Большинство капилляров располагаются на сетчатой оболочке или склере. Они обеспечивают клеточное дыхание и трофику.

Нервные окончания

К глазам подходят 2 пары черепно-мозговых нервов: глазодвигательный и зрительный. Первый отвечает за движения глазного яблока, регулирует сокращения и расслабления прямых и косых мышц органа зрения. Зрительный нерв представляет собой связующее звено между сетчаткой и головным мозгом.

Сетчатая оболочка и зрительный нерв формируют рецепторный аппарат глаза. Сетчатка содержит светочувствительные клетки, тела и короткие отростки нейронов. Они формируют нервные импульсы, содержащие информацию о видимом изображении и передают ее к затылочной доле мозга. Отростки нейронов переплетаются в зоне слепого пятна и проходят через сетчатку в полость черепа в виде зрительного нерва.

Сетчатка отличается многоэтажным сложным строением. При рассмотрении структуры через микроскоп можно насчитать до 10 слоев. На наружном слое сидят палочки и колбочки. Нейроэпителиальные клетки определяют цвет видимого объекта благодаря высокой чувствительности к световым лучам. Функции фоточувствительных элементов различаются:

1. Палочки отвечают за восприятие окружающего мира в сумерках, позволяя видеть в полумраке. Они более чувствительны, чем колбочки, потому что могут улавливать даже небольшие и слабые потоки солнечных лучей. Для полноценной работы требуют потребление ретинола или витамина A. Их количество больше, чем число колбочек. Благодаря палочкам человек различает белый и черный цвет.
2. Колбочки обеспечивают дневной зрение и цветовое восприятие. Из-за поступления большого количества света днем организму не требуется большое количество колбочек, поэтому их меньше.

На следующих слоях расположены хориокапилляры, пигментные клетки и нервные окончания. Сосуды поставляют нервным окончаниям, кислород, ретинол и ряд минеральных соединений.

У всех позвоночных животных сетчатка будто вывернута наизнанку, поэтому видимое изображение является перевернутым.

Полезное видео

Строение глаза:

Заключение

Глаз отличается сложной структурой, состоящей из многокомпонентных слоев. Шарообразная структура делится хрусталиком на 2 камеры. В передней располагается роговица, радужка и зрачок. Она заполнена внутриглазной жидкостью, которая питает бессосудистые структуры органа зрения и поддерживает давление внутри глазного яблока.

Задняя камера заполнена гелеобразной субстанцией или сосудистым телом. Оно отделяет хрусталик от сетчатки и рассеивает световой пучок по всей поверхности глазного дна. Сетчатая оболочка состоит из фоточувствительных клеток, хориокапилляров и нейронов.