Анатомия и физиология человека (с возрастными особенностями детского организма) - Сапин М.Р., Сивоглазов В. И. 2002

Нервная система
Органы чувств
Орган зрения

Органы чувств — это комплекс анатомических структур, которые воспринимают энергию внешнего воздействия, превращают ее в нервный импульс и передают в соответствующие центры головного мозга, в том числе в кору большого мозга, где происходит высший анализ. К органам чувств относятся: органы зрения, слуха, чувства земного тяготения (гравитация), вкуса, обоняния, кожного чувства.

Орган зрения состоит из глазного яблока и вспомогательных органов глаза, расположенных в глазнице.

Глазное яблоко имеет шаровидную форму, у него выделяют передний и задний полюсы. Передний полюс — это наиболее выступающая точка роговицы, задний полюс расположен латерально от места выхода зрительного нерва. Соединяющая оба полюса условная линия называется наружной осью глаза, она равна примерно 24 мм. Выделяют также внутреннюю, зрительную ось глаза, проходящую от роговицы через середину хрусталика до центральной ямки.

Глазное яблоко состоит из внутреннего ядра, которое окружают три оболочки: наружная фиброзная, средняя сосудистая и внутренняя сетчатая (рис. 97).

Наружная фиброзная оболочка подразделяется на заднюю часть — белочную оболочку, или склеру, и прозрачную переднюю часть — роговицу. Склера образована плотной соединительной тканью, ее толщина составляет 0,3—0,6 мм. Через заднюю часть склеры из глазного яблока выходит зрительный нерв. В толще передней части склеры, у ее границы с роговицей, имеется круговой узкий канал — венозный синус склеры, в который оттекает жидкость из передней камеры глаза. Прозрачная роговица является выпукловогнутой линзой, через которую свет проникает внутрь глаза. Толщина роговицы достигает 0,8—0,3 мм в ее центре и до 1,1 мм — у ее границы со склерой. В роговице очень много нервных окончаний, обеспечивающих высокую ее чувствительность, и нет кровеносных сосудов.

Сосудистая оболочка глазного яблока расположена под склерой, у нее выделяют три части: собственно сосудистую оболочку, ресничное тело и радужку.

Рис. 97. Глазное яблоко. Разрез в горизонтальной плоскости (схема):

Хрусталик при расслаблении (а) и сокращении (б) ресничной мышцы.

1 — роговица, 2 — передняя камера глаза, 3 — хрусталик, 4 — радужка, 5 — задняя камера глаза, 6 — конъюнктива, 7 — латеральная прямая мышца, 8 — белочная оболочка (склера), 9 — собственно сосудистая оболочка, 10 — сетчатка, 11 — центральная ямка, 12 — зрительный нерв, 13 — диск зрительного нерва (слепое пятно), 14 — наружная ось глаза, 15 — медиальная прямая мышца, 16 — поперечная ось глаза, 17 — ресничное тело, 18 — ресничный поясок, 19 — зрительная ось глаза

Собственно сосудистая оболочка состоит из сети кровеносных сосудов и небольшого количества соединительной ткани. Кпереди собственно сосудистая оболочка переходит в утолщенное ресничное тело кольцевидной формы.

Ресничное тело, состоящее из различно направленных гладкомышечных пучков, участвует в аккомодации (приспособлении) глаза к видению предметов, расположенных на различном расстоянии. От ресничного тела по направлению к хрусталику отходят 70—75 ресничных отростков, переходящих в волокна ресничного пояска (цинновой связки), прикрепляющихся к хрусталику. Ресничные отростки богаты кровеносными сосудами, из которых выделяется жидкость — водянистая влага, поступающая в заднюю камеру глаза. Ресничное тело кпереди продолжается в радужку.

Радужка представляет собой круглый диск с отверстием в центре (зрачок). Расположена радужка между роговицей спереди и хрусталиком сзади. Она отделяет переднюю камеру глаза, ограниченную спереди роговицей, от задней камеры глаза, находящейся кпереди от хрусталика. Латеральный периферический край радужки переходит в ресничное тело. Передняя и задняя поверхности радужки покрыты эпителием. В толще радужки имеется две мышцы. Вокруг зрачка расположены пучки миоцитов, которые образуют сфинктер (суживатель) зрачка. Пучки миоцитов, расширяющие зрачок — дилятатор (расширитель) зрачка, имеют радиальное направление. Наличие в радужке пигментных клеток, содержащих пигмент меланин, обусловливает цвет глаз — карий, черный (при наличии большого количества пигмента) или голубой, зеленоватый (если пигмента мало).

Кнутри от сосудистой оболочки глаза располагается внутренняя (светочувствительная) оболочка глазного яблока — сетчатка. Сетчатка подразделяется на две части — заднюю зрительную и переднюю — ресничную. Последняя покрывает сзади ресничное тело и не содержит светочувствительных клеток. Задняя зрительная часть сетчатки содержит светочувствительные палочковидные и колбочковидные клетки, имеющие форму палочек и колбочек. Глубокий слой сетчатки, прилежащий к собственно сосудистой оболочке, образован пигментными клетками. Светочувствительные (фоторецепторные) клетки сетчатки через посредство вставочных биполярных клеток соединяются с ганглиозными клетками сетчатки. Аксоны ганглиозных клеток сходятся в задней части глазного яблока, где образуют толстый зрительный нерв, прободающий сосудистую и белочную оболочку и уходящий в сторону верхушки глазницы. Место выхода из сетчатки аксонов ганглиозных клеток называют диском зрительного нерва (слепым пятном). В этом месте палочки и колбочки отсутствуют. В области диска в сетчатку входит ее центральная артерия.

Латеральнее от диска зрительного нерва (на 4 мм) располагается желтоватого цвета пятно с центральной ямкой в нем. Центральная ямка является местом наилучшего видения, здесь сосредоточено большое количество колбочек.

Внутренние среды глазного яблока образованы хрусталиком, стекловидным телом, камерами глаза.

Хрусталик представляет собой прозрачную двояковыпуклую линзу диаметром около 9 мм, имеющую переднюю и заднюю поверхности. Хрусталик покрыт прозрачной капсулой. Вещество хрусталика бесцветное, прозрачное, плотное, сосудов и нервов не содержит. К хрусталику прикрепляются волокна ресничного пояска (цинновой связки). При натяжении связки в момент расслабления ресничной мышцы хрусталик уплощается, устанавливается на дальнее видение. При расслаблении связки во время сокращения ресничной мышцы выпуклость хрусталика увеличивается, он устанавливается на ближнее видение. Приспособление хрусталика к видению на различные расстояния называют аккомодацией глаза.

Стекловидное тело заполняет пространство между хрусталиком спереди и сетчаткой сзади. Оно представляет собой аморфное межклеточное вещество желеобразной консистенции. На передней поверхности стекловидного тела имеется ямка, к которой прилежит хрусталик.

Камеры глаза располагаются роговицей спереди и хрусталиком с цинновой связкой и ресничным телом сзади. Выделяют две камеры глаза — переднюю и заднюю, которые разделены радужкой и сообщаются между собой через зрачок. В камерах находится прозрачная жидкость — водянистая влага, которая вырабатывается капиллярами ресничных отростков и выделяется в заднюю камеру глаза, а из задней камеры через зрачок оттекает в переднюю камеру. Задняя камера сообщается с пространствами между волокнами ресничной связки, отходящей к хрусталику от ресничных отростков. В углу передней камеры, образованном краем радужки и роговицы, имеются узкие щели, через которые водянистая влага оттекает в венозный синус склеры, а из него — в вены глазного яблока.

Благодаря оттоку водянистой влаги сохраняется равновесие между ее образованием и всасыванием, что и является условием поддержания внутриглазного давления.

Вспомогательные органы глаза. Глазное яблоко у человека может поворачиваться так, чтобы зрительные оси обоих глаз сходились на рассматриваемом предмете. В глазнице имеется шесть поперечнополосатых глазодвигательных мышц. Это четыре прямые (верхняя, нижняя, медиальная, латеральная) и две косые (верхняя и нижняя) мышцы. Нижняя косая мышца начинается на нижней стенке глазницы возле отверстия носослезного канала. Остальные начинаются в глубине глазницы в окружности зрительного канала. Все прямые мышцы прикрепляются к склере впереди экватора. Сухожилие верхней косой мышцы перекидывается через блок в верхне-медиальном углу глазницы, поворачивает назад и вбок и прикрепляется к склере позади экватора. Нижняя косая мышца прикрепляется также позади экватора. Прямые мышцы поворачивают глазное яблоко в соответствующем направлении, косые поворачивают глаз вокруг сагиттальной оси. Благодаря содружественному действию глазодвигательных мышц движения обоих глазных яблок согласованы.

Позади глазного яблока находится жировое тело глазницы, выполняющее роль эластичной подушки для глаза.

Веки защищают глазное яблоко спереди. Они представляют собой кожные складки, ограничивающие глазную щель и закрывающие ее при смыкании век. Нижнее веко при открывании глаз слегка опускается под действием силы тяжести. К верхнему подходит мышца, поднимающая верхнее веко, которая начинается вместе с прямыми мышцами. В толще век располагаются разветвленные сальные (мейбомиевы) железы, открывающиеся возле корней ресниц. Задняя поверхность век покрыта конъюнктивой, которая продолжается в конъюнктиву глаза. Конъюктива представляет собой тонкую соединительнотканную пластинку, покрытую многослойным эпителием. В местах перехода с век на глазное яблоко конъюнктива образует узкие щели — верхний и нижний своды конъюнктивы.

Слезный аппарат глаза включает слезную железу, слезные канальцы, слезный мешок и носослезный проток.

Слезная железа располагается на верхнелатеральной стенке глазницы, в одноименной ямке. От 5 до 12 ее выводных канальцев открываются в верхний свод конъюнктивы. Слезная жидкость омывает глазное яблоко и увлажняет роговицу. Мигательные движения век прогоняют слезную жидкость в медиальный угол глаза, где на краях верхнего и нижнего век берут начало слезные канальцы. Верхний и нижний слезные канальцы впадают в слезный мешок, который обращен слепым концом вверх. Нижняя часть слезного мешка переходит в носослезный проток, открывающийся в нижний носовой ход. Слезная часть круговой мышцы глаза, сращенная со стенкой слезного мешка, сокращаясь, расширяет его, что способствует всасыванию слезы в слезный мешок через слезные канальцы.

Возрастные особенности органа зрения

Глазное яблоко у новорожденного относительно большое, его передне-задний размер равен 17,5 мм, масса — 2,3 г, Зрительная ось глазного яблока проходит латеральнее, чем у взрослого человека. Растет глазное яблоко на первом году жизни ребенка быстрее, чем в последующие годы. К 5 годам масса глазного яблока увеличивается на 70%, а к 20—25 годам — в 3 раза по сравнению с новорожденным.

Роговица у новорожденного относительно толстая, кривизна ее в течение жизни почти не меняется; хрусталик почти круглый, радиусы его передней и задней кривизны примерно равны. Особенно быстро растет хрусталик в течение первого года жизни, в дальнейшем темпы роста его снижаются. Радужка выпуклая кпереди, пигмента в ней мало, диаметр зрачка равен 2,5 мм. По мере увеличения возраста ребенка толщина радужки увеличивается, количество пигмента в ней возрастает к двум годам, диаметр зрачка становится большим. В возрасте 40—50 лет зрачок немного суживается.

Ресничное тело у новорожденного развито слабо. Рост и дифференцировка ресничной мышцы осуществляются довольно быстро. Способность к аккомодации устанавливается к 10 годам. Зрительный нерв у новорожденного тонкий (0,8 мм), короткий. К 20 годам жизни диаметр его возрастает почти вдвое.

Мышцы глазного яблока у новорожденного развиты достаточно хорошо, кроме их сухожильной части. Поэтому движения глаза возможны сразу после рождения, однако координация этих движений наступает со второго месяца жизни ребенка.

Слезная железа у новорожденного имеет небольшие размеры, выводные канальцы железы тонкие. На первом месяце жизни ребенок плачет без слез. Функция слезоотделения появляется на втором месяце жизни ребенка. Жировое тело глазницы развито слабо. У людей пожилого и старческого возраста жировое тело глазницы уменьшается в размерах, частично атрофируется, глазное яблоко меньше выступает из глазницы.

Глазная щель у новорожденного узкая, медиальный угол глаза закруглен. В дальнейшем глазная щель быстро увеличивается. У детей до 14—15 лет она широкая, поэтому глаз кажется большим, чем у взрослого человека.

Оптическая система и аккомодационный аппарат глаза

Оптическая система глаза. Зрительное восприятие начинается с передачи изображения на сетчатку и возбуждения ее фоторецепторных клеток — палочковидных и колбочковидных нейроцитов — палочек и колбочек. Проекцию изображения на сетчатку обеспечивает оптическая система глаза, состоящая из светопреломляющего и аккомодационного аппаратов.

Светопреломляющий аппарат включает роговицу, водянистую влагу, хрусталик, стекловидное тело. Это прозрачные структуры, преломляющие свет при переходе его из одной среды в другую (воздух—роговица—жидкость—хрусталик). Роговица обладает большой преломляющей способностью.

Аккомодационный аппарат образуют ресничное тело с его мышцей, радужка и хрусталик. Эти структуры фокусируют лучи света, исходящего от рассматриваемых объектов, на зрительную часть сетчатки. Основным механизмом аккомодации (приспособления) является хрусталик, способный к изменению своей преломляющей силы. Изменение кривизны хрусталика регулируется сложно устроенной мышцей ресничного тела. При сокращении ресничной мышцы ослабевает натяжение волокон ресничного пояска, прикрепляющегося к капсуле хрусталика. При этом хрусталик, не испытывающий давления своей капсулы, распрямляется, становится более выпуклым, что повышает его преломляющую способность. При расслаблении ресничной мышцы волокна ресничного пояска натягиваются, хрусталик уплощается, преломляющая способность его уменьшается. Хрусталик с помощью ресничной мышцы постоянно изменяет свою кривизну, приспосабливает глаз для ясного видения предметов на разном их удалении от глаза. Такое свойство хрусталика получило название аккомодации. В то же время преломляющая сила роговицы, водянистой влаги и стекловидного тела остаются постоянными. Прозрачные среды глаза и его аккомодационный аппарат оптимально преломляют параллельные лучи света, фокусирует их строго на сетчатке. Если преломляющая сила роговицы или хрусталика ослаблена (хрусталик уплощен), то лучи света сходятся в фокусе позади сетчатки. Такое явление называют дальнозоркостью. При этом человек хорошо видит далеко отстоящие предметы и плохо — расположенные вблизи. При повышении преломляющей силы прозрачных сред глаза (хрусталик более выпуклый) лучи света сходятся в одной точке кпереди от сетчатки. При этом развивается близорукость, при которой хорошо видны близко расположенные предметы, а удаленные — плохо. И дальнозоркость, и близорукость исправляются с помощью очков с двояковыпуклыми или двояковогнутыми линзами.

Проводящий путь зрительного анализатора

Периферическим звеном зрительного анализатора являются светочувствительные элементы — палочки и колбочки. Центральным звеном, ядром этого анализатора служит зрительная кора на медиальной поверхности затылочной доли полушарий большого мозга, в области («по берегам») шпорной борозды.

Свет на пути к светочувствительной сетчатке проходит через все прозрачные среды глаза. Зрачок, играющий роль диафрагмы, под действием ее мышц то суживается, то расширяется, пропуская внутрь глаза меньший или больший пучок света. Светопреломляющие среды (роговица, водянистая влага передней и задней камер, хрусталик и стекловидное тело) направляют пучок света на самое чувствительное место сетчатки — желтое пятно с его центральной ямкой. Глазодвигательные мышцы поворачивают глаза в сторону рассматриваемого объекта.

Попавший в глаз свет проникает в самые глубокие слои клетчатки, где раздражает палочковидные и колбочковидные нейроциты (палочки и колбочки). Преобразование энергии света в нервные импульсы происходит в результате химических процессов в палочках и колбочках. Под действием света в наружных члениках светочувствительных клеток происходят химические реакции, при которых зрительные пигменты (родопсин) распадаются на более простые химические вещества. Эти вещества действуют на палочки и колбочки, вызывая в них возбуждение. После прекращения действия света происходит восстановление родопсина. Следовательно, химические реакции приводят к возникновению в светочувствительных клетках рецепторного потенциала, который генерирует нервный импульс.

Палочковидные нейроциты (палочки) не способны различать цвета, они используются преимущественно в сумеречном, ночном зрении для распознавания предметов по их форме и освещенности. Колбочковидные нейроциты (колбочки) выполняют свои функции в дневное время и для цветного зрения. В соответствии с особенностями строения и химического состава одни колбочки воспринимают синий цвет, другие — зеленый, третьи — красный, имеющие различную длину световой волны.

Возникший в палочках и колбочках нервный импульс передается расположенным в толще сетчатки биполярным клеткам, а затем ганглиозным нейроцитам, которые являются элементами проводящего пути зрительного анализатора. Аксоны ганглиозных клеток, собираясь в области слепого пятна, формируют зрительный нерв, который направляется в полость черепа. На нижней поверхности мозга правый и левый зрительные нервы образуют частичный перекрест. В зрительном перекресте на другую сторону переходят не все нервные волокна зрительного нерва, а только те, которые идут от медиальной части сетчатки. Таким образом, за зрительным перекрестом в составе зрительного тракта идут нервные волокна от латеральной («височной») части сетчатки «своего» глаза и медиальной («носовой») части сетчатки другого глаза. Далее нервные волокна идут к подкорковым зрительным центрам — латеральному коленчатому телу и верхним холмикам пластинки четверохолмия среднего мозга. В этих центрах от волокон ганглиозных клеток сетчатки импульс передается следующим нейронам, чьи отростки направляются в корковый центр зрения — кору затылочной доли мозга, где происходит высший анализ зрительных восприятий. Частичный перекрест зрительных проводящих путей обеспечивает бинокулярность зрения.

Бинокулярное, черно-белое и цветное зрение

Зрение двумя глазами (бинокулярное зрение) дает возможность воспринимать объемное изображение предметов, глубину их расположения, оценивать расстояние, на котором они находятся. При рассматривании какого-либо предмета правый глаз видит его больше с правой стороны, левый — с левой стороны. В то же время человек эти два изображения воспринимает как одно, только рельефное. Бинокулярное зрение возможно благодаря тому, что его изображение возникает на одинаковых, соответветствующих друг другу участках сетчатки правого и левого глаз. Работая сообща, объединяя зрительную информацию, оба глаза обеспечивают стереоскопическое зрение, которое позволяет получить более точные представления о форме, объеме и глубине расположения предметов.

Адаптация глаз к свету. При переходе из темного помещения на свет или из светлого помещения в темное необходимо некоторое время для привыкания, адаптации, Привыкание к яркому свету (световая адаптация) происходит быстро, в течение 4—6 мин. Значительно медленнее глаза привыкают к темноте. При переходе из светлого помещения в темное темновая адаптация длится до 45 мин и более. При этом резко повышается чувствительность палочковидных нейроцитов (палочек).

Цветовое зрение обеспечивают колбочковидные нейроциты (колбочки). В темноте функционируют только палочки, цвета они не различают. В восприятии цветов участвуют не только колбочковидные фоторецепторы глаза (колбочки), но и зрительные центры головного мозга.

Нарушение цветового зрения {дальтонизм) встречается примерно у 8% мужчин и 0,5% женщин. В таких случаях отсутствует восприятие или красного, или зеленого, или синего цветов, Полная цветовая слепота (ахромазия) встречается редко.

Вопросы для повторения и самоконтроля:

1. Перечислите органы чувств, дайте каждому из них функциональную характеристику.

2. Расскажите о строении оболочек глазного яблока.

3. Назовите структуры, относящиеся к прозрачным средам глаза. Какое назначение имеет каждая из этих сред?

4. Перечислите органы, которые относятся к вспомогательным аппаратам глаза. Какие функции выполняет каждый из вспомогательных органов глаза?

5. Расскажите о строении и функциях аккомодационного аппарата глаза.

6. Опишите проводящий путь зрительного анализатора, от рецепторов, воспринимающих свет, до коры большого мозга.

7. Расскажите об адаптации глаза к свету и о цветовом зрении.