Глаз млекопитающих
| Глаз | |
|---|---|
 Принципиальная схема человеческого глаза. | |
 Человеческий глаз, вид спереди, на его орбиту, окруженную веком и ресницами , передний сегмент с радужной оболочкой (светло-коричневой у этого человека), зрачком и склерой . виден | |
| Подробности | |
| Идентификаторы | |
| латинский | глаз ( множественное число : глаза) |
| Анатомическая терминология | |
- задний сегмент
- теперь туго
- цилиарная мышца
- ресничные зоны
- канал Шлемма
- ученик
- передняя камера
- роговица
- ирис
- кора хрусталика
- ядро хрусталика
- цилиарный отросток
- конъюнктива
- нижняя косая мышца
- нижняя прямая мышца
- медиальная прямая мышца
- артерии и вены сетчатки
- оптический диск
- твердая мозговая оболочка
- центральная артерия сетчатки
- центральная вена сетчатки
- зрительный нерв
- вихревая вена
- бульбарная оболочка
- пятно
- ямка
- склера
- сосудистая оболочка
- верхняя прямая мышца
- сетчатка
У млекопитающих обычно есть пара глаз . Хотя зрение млекопитающих не так превосходно, как зрение птиц , у большинства видов млекопитающих оно, по крайней мере, двухцветное , а некоторые семейства (например, Hominidae ) обладают трехцветным цветовосприятием.
Размеры глазного яблока у людей различаются всего на 1–2 мм. Вертикальная ось — 24 мм; поперечная часть больше. При рождении он обычно составляет 16–17 мм, а к трем годам увеличивается до 22,5–23 мм. С этого момента и до 13 лет глаз достигает своего зрелого размера. Он весит 7,5 граммов, а его объем составляет примерно 6,5 мл. По линии, проходящей через узловую (центральную) точку глаза, проходит оптическая ось, которая отклоняется немного на пять градусов в сторону носа от зрительной оси (т. е. той, которая идет в направлении точки фокусировки к ямке).
Три слоя
[ редактировать ]Структура глаза млекопитающих имеет ламинарную организацию , которую можно разделить на три основных слоя или оболочки , названия которых отражают их основные функции: фиброзная оболочка , сосудистая оболочка и нервная оболочка . [1] [2] [3]
- Фиброзная оболочка глаза, также известная как фиброзная оболочка глаза , представляет собой внешний слой глазного яблока, состоящий из роговицы и склеры . [4] Склера придает глазу большую часть белого цвета. Он состоит из плотной соединительной ткани, наполненной белком коллагеном , который защищает внутренние компоненты глаза и сохраняет его форму. [5]
- Сосудистая оболочка, также известная как оболочка vasculosa oculi или «увеа», представляет собой средний васкуляризированный слой, который включает радужную оболочку , цилиарное тело и сосудистую оболочку . [4] [6] [7] Сосудистая оболочка содержит кровеносные сосуды , которые снабжают клетки сетчатки необходимым кислородом и удаляют продукты дыхания . Сосудистая оболочка придает внутренней части глаза темный цвет, что предотвращает вредные отражения внутри глаза. При взгляде прямо в глаза видна радужная оболочка, а не роговица, из-за ее прозрачности, зрачок (центральное отверстие радужной оболочки) черный, потому что свет не отражается изнутри глаза. Если используется офтальмоскоп, можно увидеть глазное дно , а также сосуды (которые обеспечивают дополнительный приток крови к сетчатке), особенно те, которые пересекают диск зрительного нерва - точку, где волокна зрительного нерва отходят от глазного яблока - среди прочего. [8]
- Нервная оболочка, также известная как нервная оболочка глаза , представляет собой внутренний сенсорный слой, включающий сетчатку . [4] [7]
- Сетчатка, способствующая зрению, содержит светочувствительные палочки и колбочки и связанные с ними нейроны. Чтобы максимизировать зрение и поглощение света, сетчатка представляет собой относительно гладкий (но изогнутый) слой. У него есть два момента, в которых оно отличается; ямка диск и зрительного нерва . Ямка представляет собой углубление сетчатки прямо напротив хрусталика, плотно заполненное колбочками. Он в значительной степени отвечает за цветовое зрение у людей и обеспечивает высокую остроту зрения, необходимую при чтении . Диск зрительного нерва, иногда называемый анатомическим слепым пятном , представляет собой точку на сетчатке , где зрительный нерв пронзает сетчатку и соединяется с нервными клетками внутри нее. В этот момент не существует светочувствительных клеток, поэтому он « слеп ». Непрерывным продолжением сетчатки являются мерцательный эпителий и задний эпителий радужки.
- Помимо палочек и колбочек, небольшая часть (около 1-2% у человека) ганглиозных клеток сетчатки сама по себе светочувствительна благодаря пигменту меланопсину . Обычно они наиболее возбудимы синим светом, длиной волны около 470–485 нм. Их информация отправляется в СХЯ (супрахиазматические ядра), а не в зрительный центр, через ретиногипоталамический тракт , который образуется при выходе чувствительных к меланопсину аксонов из зрительного нерва. В первую очередь эти световые сигналы регулируют циркадные ритмы у млекопитающих и некоторых других животных. [9] У многих, но не у всех, полностью слепых людей таким образом ежедневно корректируются циркадные ритмы. У ipRGC есть и другие функции, например, сигнализация о необходимости изменения диаметра зрачка при изменении условий освещенности.
Передние и задние сегменты
[ редактировать ]
Глаз млекопитающих также можно разделить на два основных сегмента: передний сегмент и задний сегмент . [10]
Человеческий глаз — это не простая сфера, а подобие двух объединенных сфер: меньшей, более резко изогнутой, и большей, менее изогнутой. Первый, передний сегмент – это передняя шестая [8] глаза , включающий структуры перед стекловидным телом : роговицу , радужную оболочку , цилиарное тело и хрусталик . [6] [11]
Внутри переднего сегмента имеются два заполненных жидкостью пространства:
- передняя камера между задней поверхностью роговицы (т.е. эндотелием роговицы ) и радужной оболочкой.
- задняя камера между радужкой и передней поверхностью стекловидного тела. [6]
Водянистая влага заполняет эти пространства внутри переднего сегмента и снабжает питательными веществами окружающие структуры.
Некоторые офтальмологи специализируются на лечении и лечении нарушений и заболеваний переднего сегмента. [11]
Задний сегмент — задние пять шестых. [8] глаза , включающий переднюю гиалоидную мембрану и все оптические структуры, находящиеся за ней: стекловидное тело , сетчатку , сосудистую оболочку и зрительный нерв . [12]
Радиусы переднего и заднего отделов составляют 8 мм и 12 мм соответственно. Точка соединения называется лимбом .
На другой стороне хрусталика находится вторая влага, водянистая влага , которая со всех сторон ограничена хрусталиком , цилиарным телом , поддерживающими связками и сетчаткой. Он пропускает свет без преломления, помогает поддерживать форму глаза и удерживает нежную хрусталик. У некоторых животных сетчатка содержит отражающий слой ( tapetum lucidum ), который увеличивает количество света, воспринимаемое каждой светочувствительной клеткой, что позволяет животному лучше видеть в условиях низкой освещенности.
Tapetum lucidum у животных, у которых он есть, может вызывать блеск глаз , например, который наблюдается в глазах кошек в ночное время. Эффект красных глаз , отражение красных кровеносных сосудов, появляется в глазах людей и других животных, у которых нет тапетума люцидума, следовательно, нет блеска для глаз, и редко у животных, у которых есть тапетум люцидум. Эффект красных глаз — это фотографический эффект, не встречающийся в природе.
Некоторые офтальмологи специализируются на этом сегменте. [13]
Экстраокулярная анатомия
[ редактировать ]Над склерой и внутренней частью век лежит прозрачная мембрана, называемая конъюнктивой . Он помогает смазывать глаза, выделяя слизь и слезы . Он также способствует иммунному надзору и помогает предотвратить попадание микробов в глаза. [14]
У многих животных, в том числе и у человека, веки протирают глаза и предотвращают обезвоживание. [15] Они разбрызгивают слезы на глазах, которые содержат вещества, которые помогают бороться с бактериальной инфекцией как часть иммунной системы . У некоторых видов есть мигательная перепонка для дополнительной защиты.У некоторых водных животных в каждом глазу есть второе веко, которое преломляет свет и помогает им ясно видеть как над, так и под водой. Большинство существ автоматически реагируют на угрозу своим глазам (например, на объект, движущийся прямо в глазу, или на яркий свет), закрывая глаза и/или отводя глаза от угрозы. Моргание глаз – это, конечно, тоже рефлекс .
У многих животных, включая человека, ресницы предотвращают попадание мелких частиц в глаза. Мелкие частицы могут быть бактериями, а также простой пылью, которая может вызвать раздражение глаз и привести к слезам и последующему нечеткости зрения. [16] У человека веки также используются в невербальном общении . [17] а ресницы имеют сексуальное и культурное значение. Добровольное моргание век подряд при зрительном контакте считается женским кокетливым поведением. Длинные и выпуклые ресницы считаются признаком красоты , и почти повсеместно их используют для того, чтобы подчеркнуть глаза и привлечь к ним внимание. [18]
У многих видов глаза встроены в часть черепа, известную как орбиты или глазницы. Такое расположение глаз помогает защитить их от травм. У некоторых фокальные поля двух глаз перекрываются, что обеспечивает бинокулярное зрение . Хотя большинство животных обладают в некоторой степени бинокулярным зрением, степень перекрытия во многом зависит от поведенческих требований.
У людей брови перенаправляют стекающие вещества (например, дождевую воду или пот) от глаза.
Функция глаза млекопитающих
[ редактировать ] |
Строение глаза млекопитающих полностью обязано задаче фокусировки света на сетчатке . Этот свет вызывает химические изменения в светочувствительных клетках сетчатки, продукты которых запускают нервные импульсы , которые поступают в мозг.
В глазах млекопитающих свет попадает в зрачок и фокусируется хрусталиком на сетчатке. Светочувствительные нервные клетки, называемые палочками (для яркости), колбочками (для цвета) и неотображающими ipRGC ( собственно светочувствительные ганглиозные клетки сетчатки ), реагируют на свет. Они взаимодействуют друг с другом и отправляют сообщения в мозг. Палочки и колбочки обеспечивают зрение. ipRGC позволяют включиться в 24-часовой цикл Земли, изменить размер зрачка и резко подавить выработку шишковидной железы гормона мелатонина .
сетчатка
[ редактировать ]Сетчатка содержит три формы светочувствительных клеток, две из которых важны для зрения: палочки и колбочки , а также подмножество ганглиозных клеток, участвующих в регулировании циркадных ритмов и размера зрачков, но, вероятно, не участвующих в зрении.
Хотя структурно и метаболически сходны, функции палочек и колбочек совершенно различны. Палочки очень чувствительны к свету, что позволяет им реагировать на тусклый свет и темноту; однако они не могут обнаружить различия в цвете. Это клетки, которые позволяют людям и другим животным видеть при лунном свете или при очень слабом освещении (например, в темной комнате). Колбочки, наоборот, нуждаются в высокой интенсивности света, чтобы реагировать и иметь высокую остроту зрения. Различные колбочки реагируют на разные длины волн света, что позволяет организму видеть цвет. Переход от конусного зрения к палочковидному — вот почему, чем темнее становятся условия, тем меньше цветов у объектов.
Различия между палочками и колбочками полезны; Помимо возможности видеть как в темноте, так и при освещении, они имеют и другие преимущества. Ямка , расположенная непосредственно за хрусталиком, состоит в основном из плотно упакованных колбочек. Ямка дает людям высокодетализированное центральное зрение, позволяя читать, наблюдать за птицами или выполнять любую другую задачу, которая в первую очередь требует пристального взгляда на предметы. Требование света высокой интенсивности действительно создает проблемы для астрономов , поскольку они не могут видеть тусклые звезды или другие небесные объекты , используя центральное зрение, поскольку света от них недостаточно для стимуляции колбочек. Поскольку конусные клетки — это все, что существует непосредственно в ямке, астрономам приходится смотреть на звезды «краем глаза» ( боковое зрение ), где также существуют палочки и где света достаточно , чтобы стимулировать клетки, что позволяет человеку наблюдать. слабые предметы.
Палочки и колбочки светочувствительны, но по-разному реагируют на разные частоты света. Они содержат различные пигментированные -фоторецепторы белки . Палочки содержат белок родопсин , а колбочки содержат разные белки для каждого цветового диапазона. Процесс, через который проходят эти белки, очень похож — под воздействием электромагнитного излучения определенной длины волны и интенсивности белок распадается на два составляющих продукта. Родопсин палочек распадается на опсин и ретиналь ; йодопсин колбочек распадается на фотопсин и ретиналь. Распад приводит к активации трансдуцина , что активирует циклическую GMP-фосфодиэстеразу , которая снижает количество открытых циклических нуклеотид-управляемых ионных каналов на клеточной мембране , что приводит к гиперполяризации ; эта гиперполяризация клетки приводит к уменьшению высвобождения молекул-медиаторов в синапсе .
Различия между родопсином и йодопсинами являются причиной того, почему колбочки и палочки позволяют организмам видеть в темноте и при свете: каждому из белков-фоторецепторов требуется разная интенсивность света для распада на составляющие продукты. Кроме того, синаптическая конвергенция означает, что несколько палочек соединяются с одной биполярной клеткой , которая затем соединяется с одной ганглиозной клеткой, посредством которой информация передается в зрительную кору . Эта конвергенция прямо контрастирует с ситуацией с колбочками, где каждая колбочка соединена с одной биполярной клеткой. Это расхождение приводит к более высокой остроте зрения или высокой способности различать детали колбочек по сравнению с палочками. Если луч света достигнет только одной палочки, реакции клетки может оказаться недостаточно для гиперполяризации связанной с ней биполярной клетки. Но поскольку несколько молекул-медиаторов «собираются» на биполярную клетку, достаточное количество молекул-медиаторов достигает синапсов биполярной клетки, чтобы гиперполяризовать ее.
, цвет различим из-за различных йодпсинов колбочек Кроме того ; В нормальном человеческом зрении существует три разных вида, поэтому нам нужны три разных основных цвета для создания цветового пространства .
Небольшой процент ганглиозных клеток сетчатки содержит меланопсин и, следовательно, сам по себе светочувствителен. Световая информация от этих клеток не участвует в зрении и достигает мозга не напрямую через зрительный нерв, а через ретиногипоталамический тракт , РГТ. Благодаря этой световой информации, присущий биологическим часам приблизительный 24-часовой цикл ежедневно корректируется в соответствии с природным циклом света/темноты. Сигналы этих светочувствительных ганглиозных клеток выполняют, по крайней мере, еще две дополнительные роли. Они осуществляют контроль над размером зрачка и приводят к резкому подавлению мелатонина секреции шишковидной железой .
Размещение
[ редактировать ]
Задача оптики глаза млекопитающих — передать на сетчатку четкое изображение зрительного мира. Из-за ограниченной глубины резкости глаза млекопитающих объект, находящийся на одном расстоянии от глаза, может проецировать четкое изображение, тогда как объект, расположенный ближе или дальше от глаза, не будет. Чтобы сделать изображение четким для объектов, находящихся на разном расстоянии от глаза, необходимо изменить его оптическую силу. Это достигается главным образом за счет изменения кривизны линзы. Для удаленных объектов линзу нужно сделать более плоской; для близких объектов линзу нужно сделать толще и закругленной.
Вода в глазу может изменить оптические свойства глаза и затуманить зрение. Он также может смывать слезную жидкость вместе с защитным липидным слоем и изменять физиологию роговицы из-за осмотических различий между слезной жидкостью и пресной водой. Осмотические эффекты становятся очевидными при плавании в бассейнах с пресной водой, поскольку осмотический градиент втягивает воду из бассейна в ткань роговицы (вода в бассейне гипотонична ) , вызывая отек и впоследствии оставляя у пловца «мутное» или «туманное» зрение в течение длительного времени. небольшой период после этого. Отек можно обратить вспять, промывая глаз гипертоническим солевым раствором , который осмотически вытягивает излишки воды из глаза.
Ссылки
[ редактировать ]- ^ "Глаз". По состоянию на 23 октября 2006 г.
- ^ «Общая анатомия глаза». По состоянию на 23 октября 2006 г.
- ^ «Анатомия и функции глаза». По состоянию на 23 октября 2006 г.
- ^ Перейти обратно: а б с Клайн Д; Хофстеттер Х.В.; Гриффин младший. Словарь визуальных наук . 4-е изд. Баттерворт-Хайнеманн, Бостон, 1997 г. ISBN 0-7506-9895-0
- ^ X. Органы чувств и общий покров. 1с. 1. Туника глаза. Грей, Генри. 1918. Анатомия человеческого тела.
- ^ Перейти обратно: а б с Кассен Б. и Соломон С. Словарь глазной терминологии . Гейнсвилл, Флорида: Издательская компания Triad, 1990.
- ^ Перейти обратно: а б «Энциклопедия Medline: Глаз». По состоянию на 25 октября 2006 г.
- ^ Перейти обратно: а б с «глаз человека». Британская энциклопедия. 2008. Британская энциклопедия 2006 Ultimate Reference Suite, DVD, 5 апреля 2008 г.
- ^ Ту Д.С., Чжан Д., Демас Дж. и др. (декабрь 2005 г.). «Физиологическое разнообразие и развитие внутренне светочувствительных ганглиозных клеток сетчатки» . Нейрон . 48 (6): 987–99. дои : 10.1016/j.neuron.2005.09.031 . ПМИД 16364902 .
Внутренне светочувствительные ганглиозные клетки сетчатки (ipRGC) опосредуют многочисленные незрительные явления, включая подстройку циркадных часов к циклам свет-темнота, светочувствительность зрачков и регулируемое светом высвобождение гормонов.
- ^ Анатомия глаза - передний сегмент. Архивировано 20 сентября 2008 г. в Wayback Machine.
- ^ Перейти обратно: а б «Отделы. Передний сегмент». Архивировано 27 сентября 2006 г. в Wayback Machine . Кантабрийском институте офтальмологии
- ^ «Анатомия заднего сегмента» . Архивировано из оригинала 3 июня 2016 г. Проверено 11 сентября 2008 г.
- ^ Витреоретинальные заболевания и хирургия - Глазной центр Новой Англии
- ^ Шамуэй, Калеб Л.; Мотлах, Махсо; Уэйд, Мэтью (2022 г.), «Анатомия, голова и шея, конъюнктива глаз» , StatPearls , Остров сокровищ (Флорида): StatPearls Publishing, PMID 30137787 , получено 2 ноября 2022 г.
- ^ Смит, Майкл (24 августа 2017 г.). «Веко» . Глазной институт Vision . Проверено 2 ноября 2022 г.
- ^ Смит, Майкл (26 августа 2017 г.). «Ресницы» . Глазной институт Vision . Проверено 2 ноября 2022 г.
- ^ Аргайл, Майкл (1988). Телесное общение (2-е изд.). Мэдисон: Издательство международных университетов. стр. 153–155. ISBN 978-0-416-38140-5 .
- ^ Агинальдо, Эрик; Мусави, Маеде; Пейсиг, Джесси (01 сентября 2018 г.). «Ресницы и привлекательность: длина и густота ресниц существенно коррелируют с привлекательностью лица» . Журнал видения . 18 (10): 1338. дои : 10.1167/18.10.1338 . ISSN 1534-7362 . S2CID 149895886 .
