Физиология зрения

 

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ, МОЛОДЕЖИ И СПОРТА УКРАИНИ

СУМСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПЕДАГОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

им. А.С. МАКАРЕНКА

 

Естественно-географический факультет

Кафедра зоологии

 

 

ТАЧКИН ЯРОСЛАВ  ВАЛЕРИЕВИЧ

 

ФИЗИОЛОГИЯ ЗРЕНИЯ

Курсовая робота

 

Научный руководитель:

кандидат биол. наук,

доцент  Басанец

Лидия Михайловна

 

 

 

 

Сумы – 2012 г.

ПЛАН

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………3

Раздел 1.Строение глаза…………………………………………………...5

Раздел 2 Оптическая система………………………………………...…..10

Раздел 3.Фотохимические реакции зрения………………………...……15

Раздел 4.Патологии оптической системы……………………………….19

1. Дальнозоркость……………………………………………...…19

4.2 Близорукость……………………………………………..…....22

      4.3 Катаракта…………………………………………………….…24

ВЫВОДЫ…………………………………………………………………..27

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАНОЙ  ЛИТЕРАТУРЫ……...............................28

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность  темы.

      Из всех органов чувств человека глаз всегда признавался наилучшим даром и чудеснейшим произведением творческой силы природы. Поэты воспевали его, ораторы восхваляли, философы прославляли его как мерило, указывающее на то, к чему способны органические силы, а физики пытались подражать ему как непостижимому образу оптических приборов. (сл. Г. Гельмгольц). Не глазом, а посредством глаза смотреть на мир умеет разум. (сл. Авиценн).

Некоторые ученые считают, что около 70% информации человек получает из окружающего мира с помощью зрения, другие полагают, что цифра должна быть увеличена до 90%. Недаром А. М. Горький, которому пришлось несколько дней во время болезни пробыть с повязкой на глазах, писал о своем состоянии так: «Ничто не может быть страшнее, как потерять зрение,— это невыразимая обида, она отнимает у человека девять десятых мира». Основная функция зрения состоит в различении яркости, цвета, формы, размеров наблюдаемых объектов. Наряду с другими анализаторами зрительный - играет большую роль в регуляции положения тела и в определении расстояния до объекта.

Глаз (глазное яблоко, Bulbus oculi) имеет почти правильную округлую форму, размер его передне-задней оси  примерно 24 мм, весит около 7 г и  анатомически состоит из трех оболочек (наружной - фиброзной, средней - сосудистой, внутренней - сетчатки) и трех прозрачных сред (внутриглазной жидкости, хрусталика и стекловидного тела).

Цель курсовой роботы: теоретически исследовать строение и функции оптической системы глаза, а также основные нарушения, связанные с ней.

Предмет курсовой роботы: особенности строения и функции зрительной системы человека.

Объект курсовой роботы: зрительная система.

Задания  курсовой роботы:

1. С помощью дополнительной, научной литературы исследовать строение глаза и оптической системы в целом;
2. Рассмотреть особенности фотохимического механизма восприятия света на рецепторах сетчатки глаза;
3. Провести теоретическое исследования самых распространенных патологий оптического аппарата глаза.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Раздел 1.

 Строение глаза

 Впервые анатомия глаза была исследована и записана в Александрии, Египет, в первом столетии нашей эры. Анатомист, Руфус из Ефеса, описал основные части глаза человека, которые включали куполообразную роговицу спереди, радужную оболочку, хрусталик и стекловидную жидкость (которая придает глазу блестящий вид). Сегодня же нам известно, что он представляет собою намного сложную структуру.(cм. рис 1.)

Рис.1

Глаз, oculus (от греч. ophthalamos, отсюда - офтальмология), состоит из глазного яблока, bulbus oculi, и окружающих вспомогательных  органов. Выделяют оптический и придаточный аппараты глаза. В свою очередь оптический аппарат глаза являет собой систему, которая воспринимает и кодирует полученную информацию в электрические импульсы. Придаточный аппарат – систему обслуживающею оптический. В этих системах выделяют следующие структуры.

Роговица - прозрачная оболочка, покрывающая переднюю часть глаза. В ней отсутствуют кровеносные  сосуды, она имеет большую преломляющую силу. Входит в оптическую систему  глаза. Роговица граничит с непрозрачной внешней оболочкой глаза - склерой. Передняя камера глаза - это пространство между роговицей и радужкой. Она  заполнена внутриглазной жидкостью.

Радужка - по форме похожа на круг с отверстием внутри (зрачком). Радужка состоит из мышц, при сокращении и расслаблении которых размеры  зрачка меняются. Она входит в сосудистую оболочку глаза. Радужка отвечает за цвет глаз (если он голубой - значит, в  ней мало пигментных клеток, если карий - много). Выполняет ту же функцию, что  диафрагма в фотоаппарате, регулируя  светопоток.

Зрачок - отверстие в радужке. Его размеры обычно зависят от уровня освещенности. Чем больше света, тем меньше зрачок.

Хрусталик - "естественная линза" глаза. Он прозрачен, эластичен - может менять свою форму, почти  мгновенно "наводя фокус", за счет чего человек видит хорошо и вблизи, и вдали. Располагается в капсуле, удерживается ресничным пояском. Хрусталик, как и роговица, входит в оптическую систему глаза.

Стекловидное тело – это  прозрачный гель, состоящий из внеклеточной жидкости с коллагеном и гиалуроновой кислотой в коллоидном растворе. В  задней части глаза его внутренняя поверхность выстлана сетчаткой. Промежуток между сетчаткой и плотной  склерой, окружающей глазное яблоко, заполнен сетью кровеносных сосудов  – сосудистой оболочкой. У заднего  полюса глаза человека в сетчатке есть небольшое углубление – центральная  ямка – место, где острота зрения при дневном освещении максимальна.

Внешняя поверхность роговицы покрыта тонким слоем слезной  жидкости, за счет чего улучшаются оптические свойства этой поверхности. Слезная  жидкость, в малых количествах  постоянно вырабатывается слезными железами. За счет движения век она  равномерно распределяется по роговице и конъюнктиве. Часть её испаряется, а оставшаяся стекает по слезным  протокам в полость носа. Слезная  жидкость предотвращает высыхание  роговицы и конъюнктивы и одновременно выполняет роль смазки между глазным  яблоком и веками.

Сетчатка - состоит из фоторецепторов (они чувствительны к свету) и  нервных клеток. Клетки-рецепторы, расположенные  в сетчатке, делятся на два вида: колбочки и палочки. В этих клетках, вырабатывающих фермент родопсин, происходит преобразование энергии света (фотонов) в электрическую энергию нервной  ткани, т.е. фотохимическая реакция.

Палочки обладают высокой  светочувствительностью и позволяют  видеть при плохом освещении, также  они отвечают за периферическое зрение. Колбочки, наоборот, требуют для  своей работы большего количества света, но именно они позволяют разглядеть мелкие детали (отвечают за центральное  зрение), дают возможность различать  цвета. Наибольшее скопление колбочек находится в центральной ямке (макуле), отвечающей за самую высокую  остроту зрения. Сетчатка прилегает  к сосудистой оболочке, но на многих участках неплотно. Именно здесь она  и имеет тенденцию отслаиваться при различных заболеваниях сетчатки.

Склера - непрозрачная внешняя  оболочка глазного яблока, переходящая  в передней части глазного яблока в прозрачную роговицу. К склере крепятся 6 глазодвигательных мышц. В ней находится небольшое  количество нервных окончаний и  сосудов.

Сосудистая оболочка - выстилает  задний отдел склеры, к ней прилегает  сетчатка, с которой она тесно  связана. Сосудистая оболочка ответственна за кровоснабжение внутриглазных структур. При заболеваниях сетчатки очень часто вовлекается в патологический процесс. В сосудистой оболочке нет нервных окончаний, поэтому при ее заболевании не возникают боли, обычно сигнализирующие о каких-либо неполадках.

Зрительный нерв – посредством зрительного нерва сигналы от нервных окончаний передаются в головной мозг.

Глазное яблоко – имеет  шаровидную форму и состоит из трех оболочек. Первая, самая наружная - фиброзная оболочка (иначе называется капсулой глаза), разделяется на две  неравные части: непрозрачную белую  склеру (т.н. белочная оболочка) и переднюю выпуклую, прозрачную – роговицу. К  склере прикрепляются глазодвигательные  мышцы, обеспечивающие движения глаз. Благодаря своей выпуклости роговица обладает высокой преломляющей способностью –более 40,0 диоптрий, т.е. наибольшей по сравнению со всеми другими преломляющими  средами глазного яблока, вместе взятыми. Кроме того, роговица имеет высокую  чувствительность.

Вторая оболочка глазного яблока, расположенная под капсулой, - сосудистая. Она выстилает всю  внутреннюю поверхность склеры, а  в переднем отрезке глаза, отделяясь  от белочной оболочки, образует своеобразную перегородку – радужную оболочку, разделяющую глазное яблоко на передний и задний отрезки. В центре радужки  располагается круглое отверстие  – зрачок, который (под воздействием света, эмоций, при переводе взгляда  вдаль и пр.) меняет свою величину, играя роль диафрагмы, как в фотоаппарате. У основания радужной оболочки изнутри  находится цилиарное тело - своеобразное утолщение сосудистой оболочки кольцевидной формы с отростками, выступающими в полость глаза. От этих отростков  тянутся тонкие связки, которые удерживают хрусталик глаза - двояковыпуклую прозрачную эластичную линзу с преломляющей силой около 20,0 диоптрий, расположенную  непосредственно за зрачком. Цилиарное тело осуществляет две важные функции: продуцирует внутриглазную жидкость (благодаря этому поддерживается определенный тонус глаза, омываются и получают питание внутренние структуры глаза), а также обеспечивает фокусировку глаза (вследствие изменения степени натяжения вышеуказанных связок хрусталика).

Третья, самая внутренняя, самая сложная по строению и наиболее физиологически важная оболочка –  это сетчатка. Она состоит из 10 слоев. Внутренняя поверхность глазного яблока, выстланная оптически деятельной частью сетчатки (т.е. до цилиарного тела), получила название глазного дна. На глазном  дне есть желтое пятно (восприятие предметов  областью желтого пятна определяет остроту зрения) и диск зрительного  нерва (начавшись на глазном дне  в виде диска, зрительный нерв покидает глазное яблоко, затем глазницу, далее, перекрестившись в головном мозге с нервом второго глаза, волокна нерва направляются к  коре головного мозга – конечному  пункту анализа зрительного образа).

Очевидно, что хорошее  зрение возможно лишь при условии  четкого и нормального функционирования всех структур столь сложно устроенного  органа чувств, т.е., с одной стороны  предъявляются требования к четкости строения глаза как оптического  прибора, с другой стороны – к  «органической дееспособности»  всех составляющих цепочки от глазного яблока до коры головного мозга. Глаз можно назвать сложным оптическим прибором. Его основная задача – «передать» правильное изображение зрительному нерву [1;6;7].

 

 

 

 

 

 

Раздел 2.

Оптическая система  глаза 

Оптическая система глаза  представляет собой неточно центрированную сложную систему линз, формирующую  на сетчатке перевёрнутое и уменьшенное  изображение внешнего мира. Диоптрический  аппарат состоит из прозрачной роговицы, передней и задней камер, заполненных  водянистой влагой, радужной оболочки, окружающей зрачок, хрусталика, окруженного  прозрачной сумкой, и стекловидного  тела, занимающего большую часть  глазного яблока.

Поток излучения, отраженный от наблюдаемого предмета, проходит через  оптическую систему глаза и фокусируется на внутренней поверхности глаза  – сетчатой оболочке, образуя на ней обратное и уменьшенное изображение (мозг «переворачивает» обратное изображение, и оно воспринимается как прямое). Оптическую систему глаза составляют роговица, водянистая влага, хрусталик и стекловидное тело . Особенностью этой системы является то, что последняя среда, проходимая светом непосредственно перед образованием изображения на сетчатке, обладает показателем преломления, отличным от единицы. Вследствие этого фокусные расстояния оптической системы глаза во внешнем пространстве (переднее фокусное расстояние) и внутри глаза (заднее фокусное расстояние) неодинаковы.

Преломление света в глазе  происходит главным образом на его  внешней поверхности – роговой  оболочке, или роговице, а также  на поверхностях хрусталика. Радужная оболочка определяет диаметр зрачка, величина которого может изменяться непроизвольным мышечным усилием от 1 до 8 мм. 

Для оценки преломляющей способности  любой оптической системы используют условную единицу - диоптрию (сокращенно - дптр). За 1 дптр принята сила линзы  с главным фокусным расстоянием  в 1 м. Диоптрия (D) - величина, обратная фокусному  расстоянию (F):

D=1/F

Оптическая система глаза  чрезвычайно сложна, поэтому при  расчетах хода лучей обычно пользуются упрощенными, эквивалентными истинному  глазу «схематическими глазами». В таблице 1. приведены данные для аккомодированного и не аккомодированного глаза.