Глаз – строение человеческого органа внешнее и внутреннее, функции

Глаз человека – один из самых сложных органов тела из-за особенной его анатомии и физиологии. По своему строению он представляет оптическую систему, способную подстраиваться под разные условия освещения и любые внешние раздражители. Глаза являются самым важным анализатором для человека, поскольку с их помощью мы получаем от 90% всех информации о внешнем мире. Они являются первичным звеном в сложной цепочке восприятия, познания и других психических функций, которые иногда нарушаются различными патологиями.  В статье мы рассмотрим глаз как орган зрения, его анатомические особенности и какие функции каждого элемента.

Строение глаза

Зрительный анализатор человека состоит из периферического отдела, представленного глазным яблоком, проводящих путей и корковых структур головного мозга. Вся информация поступает на наружную часть глаза, а затем проходит долгий путь по нервной дуге, достигая затылочной доли коры больших полушарий. Процесс является полностью автоматическим и происходит всего за доли секунды.

Периферическая часть

Внешняя или периферическая часть зрительной системы представлена глазным яблоком. Оно располагается в глазницах (орбите), которые защищают его от повреждений и травм. Имеет форму сферы, объемом до 7 см³, масса глазного яблока составляет до 78 граммов. В строении выделяют три оболочки – фиброзная, сосудистая и сетчатка. Внутри глазного яблока находится водянистая влага – внутриглазная жидкость, которая поддерживает сферическую форму и является светопреломляющей средой. Все структурные элементы тесно связаны между собой, поэтому при патологии какой-либо составляющей (например, гемианопсаия) угнетаются все зрительные процессы. О каких заболеваниях свидетельствует нарушение периферического зрения читайте в этой статье.

Проводящие пути

Это сложная физиологическая система, с помощью которой информация, поступающая на периферическую часть зрительного аппарата (сетчатую оболочку), поступает в корковые центры полушарий головного мозга. После того, как луч света достигает глубинных слоев сетчатки, запускается фотохимическая реакция.

Во время этого энергия трансформируется в нервные импульсы, устремляющиеся к трем слоям нейронов. Затем импульс через цепь нервных окончаний и зрительный тракт, состоящий из правой и левой части, отправляется в подкорковые центры мозга. Вне зависимости от сложности и объема информации, передача сигнала осуществляется за доли секунд.

Каждое полушарие получает информацию одновременно из левого и правого глазного яблока. Это физиологический аспект лежит в основе биполярного и объемного зрения человека.

Подкорковые центры

После того, как информация достигает зрительного тракта, она поступает в головной мозг. Нервные окончания огибают ножки мозга с наружной части, а затем входят в первичные или подкорковые центры. В состав этого отдела входят подушка таламуса, латеральное коленчатое тело и несколько ядер верхних холмов среднего мозга. В них пучок нервов веерообразно рассыпается, образуя зрительную лучистость или пучок Грациоле. На этом заканчивается первичное проецирование зрительной информации. Последующая обработка происходит в более сложных мозговых структурах.

Высшие зрительные центры

Вся поверхность головного мозга условно делят на центры, каждый их которых отвечает за определенные функции. Для обеспечения полноценной работы организма человека все участки коры больших полушарий тесно взаимосвязаны. Высшие или кортикальные зрительные центры располагаются на медиальной поверхности затылочной доли, а точнее в области шпорной борозды. Зрительное поле коры мозга имеет №17. В этой условной зоне выделяют несколько ядер, каждое из которых отвечает за определенные функции. К примеру, ядро Якубовича регулирует функции глазодвигательного нерва.

Зрительный тракт – сложная нервная дуга, поэтому при выпадении хотя бы одного элемента в его составе возникают комплексные проблемы.

Опыты по изучению высших зрительных центров изначально проводились на животных. Открытие зрительного центра в головном мозге приписывают Г. Ленцу. Впоследствии этим вопросом активно занимались советские и немецкие физиологи.

Глазное яблоко

Это периферический отдел зрительного анализатора. Именно в нем происходит получение и первичная обработка информации. Зрение развивается постепенно, поэтому у детей этот орган отличается по строению от взрослых. Глазное яблоко имеет несколько оболочек, к которым подходит большое количество сосудов, нервных окончаний и мышц. Располагается в орбитах черепах, снаружи защищено веками и ресницами.

Наружная часть

Фиброзная или наружная часть глазного яблока представлена роговицей и склерой. Они кардинально отличаются по своим функциям и анатомическому строению, внешне представляя единую плотную структуру из соединительной ткани. Она имеет высокую эластичность, благодаря чему поддерживает характерную сферическую форму глаза. Через роговицу в зрительный анализатор поступает первичная информация, поэтому при ее повреждении или болезнях страдает весь процесс зрения. 

Роговица

Это прозрачная оболочка глаза, имеющая выпуклую форму. Роговица – одна из самых маленьких по площади элементов глазного яблока. В норме представляет собой выпукло-вогнутую линзу с преломляющей силой в 40 дптр. Она имеет характерный блеск и большую светочувствительность. Является основной преломляющей средой в глазах у млекопитающих. В ее строении нет кровеносных сосудов, но есть большое количество нервных окончаний. Именно поэтому даже малейшее прикосновение к этому элементу приводит к судорогам век, сильной боли и усиленному морганию. Снаружи располагается прекорнеальная пленка, которая является главной защитой роговицы от внешних воздействий.

Среди заболеваний роговицы к самым распространенным относят дистрофию и кератит – ее воспаление.

Склера

Белочная оболочка или склера – самый плотный элемент глаза. Состоит из пучков коллагеновых волокон и плотной соединительной ткани, в толще которой крепятся глазные мышцы. Состоит из двух основных элементов – эписклера и супрахориоидальное пространство. Средняя толщина склеры составляет 0,3-1 мм, а у маленьких детей она еще развита настолько слабо, что через нее просвечивает зрительный пигмент голубого цвета. Выполняет опорную и поддерживающую функцию, благодаря ей сохраняется тонус и форма глазного яблока. Область, где склера переходит в роговицу, называется лимбом. Это одно из самых тонких мест наружной оболочки глазного яблока.

Сосудистая оболочка

Увеальный тракт – срединная структура глаза, расположенная под склерой. Имеет мягкую текстуру, выраженную пигментацию и большое количество кровеносных сосудов. Необходим для питания клеток сетчатки, а также участвует в основных зрительных процессах – аккомодации и адаптации. Сосудистая оболочка представлена тремя основными структурами – радужкой, цилиарным (реснитчатым) телом и хориоидеей. Воспаление этой части глазного яблока называется увеитом, который в 25% случаев является причиной слепоты, слабовидения и тумана перед глазами.

Радужка

Анатомически находится за роговицей глазного яблока, непосредственно перед хрусталиком. Под увеличением микроскопа можно обнаружить губчатую структуру, состоящую из множества тонких перемычек (трабекул). В ее центре находится зрачок – отверстие, размером до 12 мм, которое способно подстраиваться под любые световые раздражители. Выполняет функцию диафрагмы, поскольку расширяется и сужается в зависимости от яркости освещения. Ее цвет формируется только к 12 годам, может быть различным, что определяется содержанием меланина в составе. Именно радужка защищает человеческий глаз от переизбытка солнечного света. Отсутствие или деформация радужки в медицине именуется колобомой.

Ресничное тело

Цилиарное или ресничное тело имеет форму кольца и располагается в основании радужки, соединяясь с ней при помощи небольшой гладкой мышцы. Именно она обеспечивает кривизну и фокусировку хрусталика. Считается, что ресничное тело является ключевым звеном в процессе аккомодации глаза человека – способности поддерживать видеть объекты на разных расстояниях. Отростки цилиарного тела продуцируют внутриглазную жидкость, а также проводят питательные вещества к образованиям глаза, в составе которых нет сосудов (хрусталик, роговица и стекловидное тело).

Хориоидея

Занимает не менее 2\3 площади сосудистого тракта, поэтому технически является сосудистой оболочкой глаза. Основная задача этого элемента – питание всех структурных элементов глаза. Кроме того, она принимает активное участие в регенерации клеток, распадающихся с возрастом. Имеется у всех видов млекопитающих и имеет характерный темно-коричневый или черный цвет в зависимости от концентрации кровеносных тел и хроматофоров. Имеет сложное строение, в состав которого входит более 5 слоев.

Хориоидит – одна из самых распространенных в пожилом возрасте болезней сосудистой оболочки глаза. Отличается тем, что плохо поддается лечению и приводит к значительному угнетению зрительных функций.

Сетчатка

Первоначальный структурный элемент периферического отдела зрительного анализатора. Является светочувствительной оболочкой, толщина которого может достигать 0,5 мм. В строении имеется 10 слоев клеток, имеющих различные функции. Именно тут световой луч преобразуется в нервное возбуждение, поэтому сетчатка нередко сравнивается с пленкой фотоаппарата. Благодаря специальным светочувствительным клеткам – колбочкам и палочкам она формирует полученное изображение. Они расположены на всей зрительной части, вплоть до ресничного тела. Место, где нет фоточувствительных элементов, называют слепым пятном.

В пожилом возрасте часто наблюдается дистрофия сетчатки, развивается куриная слепота. Это объясняется возрастным истощением организма и снижением функции регенерации клеток.

На сетчатке человека содержится порядка 7 млн. колбочек и 125 млн. палочек, в зависимости от их концентрации могут развиваться различные зрительные заболевания, например, сумеречное зрение.

Полость глаза

Внутри глазного яблока находится светопроводящая и светопреломляющая среда. Она представлена тремя основными элементами – водянистой влагой в передней и задней камере, хрусталиком и стекловидным телом.

Внутриглазная жидкость

Водянистая влага находится в передней части глазного яблока в пространстве между роговицей и радужкой. Задняя камера локализована между радужкой и хрусталиком. Оба отдела связаны между собой через зрачок. Внутриглазная жидкость постоянно перемещается между камерами, если происходит остановка этого процесса, зрительные функции ослабевают. Нарушение оттока глазной жидкости называется глаукомой и при отсутствии лечения приводит к слепоте. По своему составу она схожа с плазмой крови, но благодаря фильтрации цилиарными отростками практически не содержит белка и других элементов.

Глаз взрослого человека ежедневно производит от 3 до 8 мл водянистой влаги.

Внутриглазное давление напрямую связано с водянистой влагой. Физиологически это соотношение образованной и выведенной в кровоток внутриглазной жидкости.

Хрусталик

Располагается непосредственно за зрачком, между стекловидным телом и радужкой. Это биологическая двояковыпуклая линза, которая с помощью реснитчатого тела может менять свою кривизну, что позволяет ей фокусироваться в объектах, удаленных на разное расстояние. Хрусталик бесцветен, имеет эластичную структуру. В зависимости от тонуса мышечных волокон преломляющая сила хрусталика оставляет 20-30 дптр, а толщина находится в пределах 3-5 мм. Нарушение прозрачности хрусталика приводит к развитию катаракты. Особенность в том, что заболевания глаукома и катаракта тесно связаны, т.к. при нарушении оттока жидкости теряется процесс поступления необходимых питательных элементов, поддерживающих прозрачность хрусталика.

Хрусталик окружен тончайшей пленкой, защищающая его от растворения и деформации водой, которая находится позади него в стекловидном теле.

Стекловидное тело

Это прозрачное вещество в форме геля, которое заполняет пространство между хрусталиком и сетчаткой глаза. В норме у взрослого человека ее объем должен быть не менее 2/3 от всего глазного яблока (до 4 мл). На 99% состоит из воды, в которой растворены молекулы аминокислот и гиалуроновая кислота. В границах стекловидного тела находятся гиалоциты – клетки, продуцирующие коллаген. В последние годы ведется активная работа по их культивированию, что позволяет создать искусственное стекловидное тело без силиконовых элементов для процедуры витрэктомии.

Защитный аппарат глаза

Глазное яблоко защищено со всех сторон от механических повреждений, грязи и пыли, что необходимо для его полноценной работы. Изнутри защиту осуществляют глазницы черепа, а снаружи – веки, конъюнктива и ресницы. У новорожденных детей эта система развита еще не полностью, поэтому именно в этом возрасте чаще всего наблюдается конъюнктивит – воспаление слизистой оболочки глаз.

Глазница

Это парная полость в черепе, в которой содержится глазное яблоко и его придатки – нервные и сосудистые окончания, мышцы, окруженные жировой клетчаткой. Глазница или орбита является пирамидальной впадиной, обращенной внутрь черепной коробки. Имеет четыре края, образованные разными по форме и размеру костями. В норме у взрослого человека объем орбиты составляет 30 мл, из которых только 6,5 приходится на глазное яблоко, все остальное пространство занимают различные оболочки и защитные элементы.

Веки

Это подвижные складки, окружающие внешнюю часть глазного яблока. Они необходимы для защиты от внешних воздействий, равномерного увлажнения слезной жидкостью и очищения от пыли и грязи. Веко состоит из двух слоев, граница между которыми находится на свободном крае этой структуры. Именно располагаются мейбомиевые железы. Наружная поверхность покрыта очень тонким слоем эпителиальной ткани, а на конце век находятся ресницы, выполняющие роль своеобразной щетки для глаз.

Конъюнктива

Тонкая прозрачная оболочка из эпителиальной ткани, которая покрывает глазное яблоко снаружи и заднюю поверхность век. Выполняет важную защитную функцию – продуцирует слизь, благодаря которой смачиваются и смазываются внешние структуры глазного яблока. С одной стороны переходит на кожу век, а с другой кончается эпителием роговицы. Внутри конъюнктивы располагаются дополнительные слезные железы. Ее толщина составляет не более 1 мм у взрослого человека, общая площадь – 16 см2. Визуальный осмотр конъюнктивы позволяет диагностировать некоторые заболевания. Например, при желтухе она окрашивается в желтый цвет, а при анемии – в ярко-белый.

Воспалительный процесс этого элемента называется конъюнктивитом и считается самым распространенным заболеванием глаз.

Конъюнктива, локализованная у носового угла глаза, образует характерную складку, за счет чего называется третьим веком. У некоторых видов животных она настолько выражена, что покрывает большую часть глаза.

Слезный и мышечный аппарат

Слезы представляют собой физиологическую жидкость, которая необходима для защиты, питания и поддержания оптических функций внешних структур глазного яблока. Аппарат состоит из слезной железы, точек, канальцев, а также слезного мешка и носослезного протока. Железа располагается в верхней части глазницы. Именно там и происходит синтез слезы, которая затем попадает через проводящие каналы на поверхность глаза. Воспаление слезного мешка или канальцев в офтальмологии называют дакриоциститом. Стекает она в конъюнктивальный свод, после чего по слезным канальцам транспортируется в нос. В день у здорового человека выделяется не более 1 мл этой жидкости.

Подвижность глаза обеспечивают шесть глазодвигательных мышц. Из них 2 имеют косую форму, а 4 – прямую. Помимо этого, полноценную работу обеспечивают мышцы, поднимающие и опускающие веко. Все волокна иннервируются несколькими глазными нервами, благодаря чему достигается быстрая и синхронная работа глазного яблока.

Близорукость или миопия, как правило, развивается именно из-за перенапряжения косых глазодвигательных мышц, называемое спазмом аккомодации.

Видео

Данное видео про то, из чего состоит глаз человека и как происходит интерпретация картинки.

Выводы

1. Глаз человека – сложный по строению и физиологии орган, который состоит из глазного яблока, его оболочек, полости и защитного аппарата.
2. Обработка информации начинается в периферической части зрительного анализатора, а затем поступает в высшие зрительные центры, расположенные в затылочной доли головного мозга.
3. Наружная часть глаза состоит из нескольких оболочек (фиброзная, сосудистая и сетчатая), в составе которых выделяют несколько структурных элементов.
4. Сферическую форму глазного яблока обеспечивает внутриглазная жидкость и склера.
5. Глазница (орбиты), веки, конъюнктива и слезная железа выполняют защитную функцию.
6. За движение глазного яблока в пространстве отвечают 6 мышц, которые иннервируются нервными окончаниями.

Читайте также про то, как развить зрение – методы тренировки.