Фізіологія очі

Міністерство охорони здоров'я Російської Федерації

Саратовський Державний Медичний Університет

Кафедра очних хвороб

Завідувач кафедрою:

Викладач:

Реферат на тему:

Фізіологія очі.

4

Саратов 2003

Зорова сенсорна система, як і будь-яка інша, складається з трьох відділів:

1. Периферичний відділ-очне яблуко, зокрема - сітківка ока (сприймає світлове подразнення)

2. Провідникової відділ - аксони гангліозних клітин - зоровий нерв - зоровий перехрест - зоровий тракт - проміжний мозок (колінчаті тіла) - середній мозок (четверохолміе)-таламус

3. Центральний відділ - потилична частка: область шпорної борозни і прилеглих звивин

Периферичний відділ зорової сенсорної системи.

Око - комплексне утворення, що складається з очного яблука і допоміжного апарату (брови, повіки, слізні залози). З точки зору сенсорної системи основним структурним компонентом очного яблука є сітківка, в якій закладені не тільки рецепторні клітини - палички і колбочки, але і частина провідної та керуючої системи - ланцюг нейронів: біполярні, горизонтальні, амакріновие і гангліозні клітини. Крім того в сітківці є гліальні клітини, які виконують трофічну, опорну, розмежувальну і захисну функції.

Решта структури ока виконують допоміжні функції: светопроводящий, светопреломляющую, зволожуючу, різноманітні види захисту. Хоча ці функції не є основними, але порушення будь-якої з них відбивається на якості та кількості зорової інформації аж до повного припинення її надходження в ЦНС.

ОПТИЧНА СИСТЕМА ОЧІ, БУДОВА І ФІЗІОЛОГІЯ СІТКІВКИ

До оптичній системі ока відносяться: рогівка, водяниста волога, райдужка, зіниця, кришталик і склоподібне тіло

Очне яблуко, має кулясту форму і поміщається в кістковій воронці - очниці. Спереду він захищений століттями. За вільному краю століття ростуть вії, які захищають око від попадання в нього частинок пилу. У верхненаружного краю очниці розташована слізна залоза, що виділяє слізну рідину, що омиває око. Очне яблуко має кілька оболонок, одна з яких - зовнішня - склера, або білкову оболонку (білого кольору). У передній частині очного яблука вона переходить у прозору рогівку (переломлює промені світла)

Під белочной оболонкою розташована судинна оболонка, що складається з великої кількості судин. У передньому відділі очного яблука судинна оболонка переходить у ресничное тіло і райдужну оболонку (радужку). Вона містить пігмент, що надає колір оці. У ній є круглий отвір - зіниця. Тут розташовані м'язи, які змінюють величину зіниці і, в залежності від цього, в око потрапляє більша або менша кількість світла, тобто відбувається регуляція надходження потоку світла. Позаду райдужки в оці розташовується кришталик, який представляє собою еластичну, прозору двоопуклу лінзу, оточену ресничной м'язом. Його оптичної функцією є заломлення і фокусування променів, крім того він відповідає за акомодацію ока. Кришталик може змінювати свою форму - ставати більш-менш опуклі і сильніше або слабкіше заломлювати промені світла. Завдяки цьому людина здатна чітко бачити предмети, розташовані на різній відстані. Рогівка та кришталик володіють світлозаломлюючу здатністю

За кришталиком порожнину ока заповнюється прозорої желеподібної масою - склоподібним тілом, яке пропускає промені світла і є світлозаломлюючу середовищем.

Светопроводящий і светопреломляющих середовища (рогівка, водяниста волога, кришталик, склоподібне тіло) виконують також функцію фільтрації світла, пропускаючи тільки світлові промені з діапазоном довжин хвиль от400 до 760 мкм. При цьому ультрафіолетові промені затримуються рогівкою, а інфрачервоні - водянистої вологою.

Внутрішня поверхня ока вистелена тонкою, складною за будовою і найбільш функціонально важливої ​​оболонкою - сітківкою. У ній виділяють два відділи: задній відділ або зорову частину і передній відділ - сліпу частину. Кордон, їх відокремлює називається зубчастою лінією. Сліпа частина прилягає зсередини до цилиарному тілу і до райдужної оболонки і являє собою два шари клітин:

• внутрішній - шар кубічних пігментних клітин

• зовнішній - шар призматичних клітин, позбавлених пігменту меланіну.

У сітківці (в зоровій її частини) містяться не тільки периферичний відділ аналізатора - рецепторні клітини, а й значна частина його проміжного відділу. Фтоторецепторние клітини (палички і колбочки) за даними більшості дослідників, є своєрідно зміненими нервовими клітинами і тому ставляться до первинно відчуває або нейросенсорні рецепторів. Нервові волокна, що відходять від цих клітин, збираються разом і утворюють зоровий нерв.

Мікроскопічно в сітківці виділяють 10 шарів:

1. Шар пігментних клітин

2. Шар паличок і колбочок

3. Зовнішня гліальна прикордонна мембрана

4. Зовнішній ядерний шар

5. Зовнішній сітчастий шар

6. Внутрішній ядерний шар

7. Внутрішній сітчастий шар

8. Гангліозних шар

9. Шар нервових волокон

10. Внутрішня гліальна прикордонна мембрана

У структурно-функціональному відношенні провідними елементами сітківки є нервові клітини, які розташовуються в три шари:

Існує два типи зв'язку між структурними елементами сітківки:

• вертикальні - утворюють своєрідні вертикальні колонки, які забезпечують головним чином передачу нервових імпульсів в доцентровому напрямку.

• горизонтальні - забезпечують обробку нервових імпульсів

а) фоторецепторами є палички і колбочки, які працюють у зовнішньому шарі сітківки. Палички і колбочки подібні за своєю будовою, вони складаються з чотирьох ділянок:

• Зовнішнє сегмент - світлочутливий ділянку, де світлова енергія перетворюється в рецепторний потенціал. Зовнішнє сегмент заповнений мембранними дисками, освіченими плазматичною мембраною. У паличках у кожному зовнішньому сегменті міститься 600 - 1000 дисків, які представляють собою сплощені мембранні мішечки, укладені як стовпчик монет. У колбочках мембранних дисків менше, вони є складки плазматичної мембрани.

• Перетяжка - місце, де зовнішній сегмент майже повністю відділений від внутрішнього впячиванием зовнішньої мембрани. Зв'язок між двома сегментами здійснюється через цитоплазму і кілька війок, які переходять з одного сегмента в інший.

• Внутрішній сегмент - область активного метаболізму, заповнена мітохондріями.

На рівні рецепторів відбувається гальмування і сигнал колбочки перестає відображати число поглинених фотонів, а несе інформацію про колір, розподіл та інтенсивності світла, падаючого на сітківку в околицях рецептора.

б) Горизонтальні клітини відповідають на світ гіперполяризацією з яскраво вираженою просторової суммацией. Суммация здійснюється по всьому полю: і в центрі, і на периферії. Одночасне включення плями (збуджує тільки центр рецепторного поля) і кільця (збуджує тільки периферію поля) викликає складання відповідей.

Горизонтальні клітини не генерують нервових імпульсів, але мембрана має нелінійними властивостями, що забезпечують безімпульсное проведення сигналу без загасання. Існує 2 типу горизонтальних клітин:

1. Клітини В-типу, або яскравості, завжди відповідають гіперполяризацією незалежно від довжини хвилі світла.

2. Клітини С-типу, або хроматичні, діляться на двох-і трифазні.

Хроматичні клітини відповідають гіпер-або деполяризацією в залежності від довжини хвилі стимулюючого світла.

• Двофазні клітини бувають або червоно-зелені (деполярізуется червоним світлом, гіперполярізуется зеленим), або зелено-сині (деполярізуется зеленим світлом, гіперполярізуется синім).

• Трифазні клітини деполярізуется зеленим світлом, а синій і червоний світло викликає гіперполяризацію мембрани.

в) У біполярних клітинах гіперполяризація виникає при стимуляції центру поля, а збудження периферії призводить до деполяризації мембрани клітини. У клітини іншого типу мембрана деполярізуется при стимуляції плямою і гіперполярізуется при включенні кільця. Сигнали від рецепторів, що надходять на входи біполярних клітин, регулюються горизонтальними клітинами.

г) Амакріновие клітини генерують градуальний і імпульсні потенціали. Ці клітки відповідають швидкоплинної деполяризацією на включення і виключення світла і демонструють слабкий просторовий антагонізм між центром і периферією. Спайки з'являються при включенні і виключенні плями і кільця. У внутрішньому синаптичному шарі біполярні клітини управляють амакріновимі клітинами і з допомогою зворотного зв'язку через синапси з амакрінових на біполярні клітини повільні потенціали (тонічний характер відповіді) біполярних клітин перетворюються в швидкоплинну активність (фазний характер відповіді) амакрінових клітин.

д) гангліозні клітини за своїми властивостями є нейронами звичайного типу. У них виникають збуджуючі (деполярізаціонние) і гальмові (гіперполярізацонние) постсинаптичні; потенціали, які й визначають частоту імпульсів, що поширюються по аксонах клітини в мозок. Гангліозних клітини, які отримують сигнали безпосередньо від біполярних, генерують відповіді тонічного типу - імпульси виникають протягом дії стимулу при стимуляції центру поля. При додатковому роздратуванні периферії відбувається гальмування розряду на включення стимулу, а при вимиканні виникає тривалий відповідь.

Клітини тонічного типу, подібно біполярним, забезпечують вимірювання рівня освітленості, гангліозних клітини фазного типу збуджуються через синапси амакрінових клітин і подібно до них реагують швидкоплинучими активністю на зміну освітленості центру чи периферії поля. У клітинах цього типу конвергенція периферичних рецепторів здійснюється через амакріновие клітини.

Рецептивні поля гангліозних клітин поділяються на прості і складні. Прості рецептивні поля мають концентричну структуру, аналогічну рецептивних полях біполярних клітин. Розмір рецептивного поля може перевищувати область дендритних розгалужень ганглиозной клітини, що, мабуть, пов'язано з наявністю латеральних взаємодій за посередництвом амакрінових клітин. Гангліозні клітини з простими рецептивними полями, якщо вони з'єднані колбочками, можуть кодувати колір.

Рецептивні поля гангліозних клітин можуть перебудовуватися при зміні рівня адаптації та параметрів стимулів. В основі перебудови поля лежить латеральне гальмування. З підвищенням інтенсивності посилюється гальмівний вплив периферії, що зменшує розмір поля, викликаючи зростання роздільної здатності і одночасну втрату чутливості через сумації світлового потоку по меншій площі. Перебудова поля дозволяє ганглиозной клітці посилати сигнали в мозок про перепади освітленості в межах поля - відбувається виділення і підкреслення контуру зображення. Це дуже економічний спосіб передачі інформації, так як зображення кодується не поточечно, а виділяються тільки істотні ознаки зображення - контури.

Родопсин: рецепторний потенціал первинний. Конформационное зміна молекули зорового пігменту генерує електричний потенціал з дуже невеликою латентністю (менше 1 мс), який називається первинним рецепторним потенціалом. Він складається з декількох компонентів, які можна виділити при зниженні температури. При температурі нижче нуля виділяється компонент, пов'язаний зі стереізомерізаціей (коли метародопсін I переходить в метародопсін II).

Родопсин: рецепторний потенціал вторинний, генерується в сітківці хребетних при висвітленні її фоторецепторів. При цьому спостерігається гіперполяризація мембрани палички або колбочки. Величина мембранного потенціалу рецепторній клітини змінюється від -25 до -40 мВ. Амплітуда гіперполяризації збільшується зі збільшенням інтенсивності світлового стимулу. Вторинний рецепторний потенціал паличок розвивається повільніше, ніж потенціал колб. Тому паличкова система більш інертна, ніж колбочковая. Якщо ж з рецепторним потенціалам вимірювати спектральну чутливість паличок, то виявиться, що її максимум знаходиться в районі близько 500 нм, що узгоджується зі спектром поглинання родопсину. Процес генерації гіперполярізуется рецепторного потенціалу паличок і колбочок описується наступною моделлю. Конформационное зміна молекули пігменту "активує" іони кальцію або ж вторинні внутрішньоклітинні молекули-переносники, які за допомогою процесу дифузії досягають натрієвого каналу в клітинній мембрані зовнішніх сегментів фоторецепторів. У результаті взаємодії між молекулами-переносниками та молекулами ліпопротеїну в іонних натрієвих каналах ці канали закриваються і натрієва провідність мембрани знижується. У порівнянні з іншими нервовими клітинами мембрана фоторецептора має в темряві порівняно високу натрієву провідність, тому темнової струм через мембрану визначається потоком іонів натрію. При висвітленні натрієва провідність і темнової струм зменшуються, в результаті чого генерується гіперполярізуется рецепторний потенціал. Ця гіпотеза пояснює, чому вторинний рецепторний потенціал колб має меншу латентність і більш швидкий часовий хід, ніж рецепторний потенціал паличок. Справа в тому, що відстань, яку повинні пройти активовані молекули-переносники до найближчого натрієвого каналу, в колбочках менше, ніж у паличках. У паличках велика частина молекул пігменту знаходиться в твірної диски мембрані зовнішнього сегмента, тоді як у колбочках вони знаходяться в складках самої клітинної мембрани. Молекули-переносники в паличках, що утворюються через 1 -2 мс після поглинання фотона, повинні спочатку шляхом дифузії досягти клітинної мембрани, тільки після цього можливо взаємодію з іонними натрієвими каналами.

Література:

• «Фізіологія сенсорних систем». Ч. I. Л., 1971

• Школяр-Яррос Є.Г., Калініна А.В. «Нейрони сітківки». М., 1986

• Капінос І.К. «Гістофізіологія сенсорних систем». Саратов, 1991