Глаз человека - цвет, строение и болезни глаз человека

Глаз человека – это орган, который реагирует на свет, следуя нескольким целям. Как сознательный орган чувств, глаза у млекопитающих обеспечивают зрение. Палочки и колбочки в сетчатке делают возможным сознательное восприятие света и зрение, включая различение света и восприятие глубины. Глаз человека может различать около 1 млн. цветов.

Содержание статьи

1. Основные характеристики глаз человека
1. Размеры
2. Компоненты
2. Видео о глазах человека
3. Динамический диапазон
4. Поле зрения
5. Раздражение глаз
6. Движение глаз
1. Внешние мышцы глазного яблока
2. Сон с быстрым движением глаз
3. Быстрые скачкообразные движения глаз (саккады)
4. Микросаккады
5. Вестибулярноокулярный рефлекс
6. Плавное прослеживающее движение
7. Оптокинетический рефлекс
7. Быстрое реагирование глаз человека
1. Вергентные движения глаз
2. Сужение зрачка
3. Аккомодация линз
8. Влияние старения на глаза
9. Глазные специалисты
10. Нетрадиционные глазные специалисты

Так же как глаза всех млекопитающих ганглионарные, клетки в сетчатке глаз человека, не образующие изображение, принимают световые сигналы, которые влияют на изменение размера зрачка, регуляцию и подавление гормона мелатонина, и подгонку биологических часов.

Основные характеристики глаз человека

Глаз не имеет форму совершенной сферы, он скорее состоит из двух соединенных частей. Меньшая передняя часть, называемая роговицей, присоединена к большей части, белой оболочке. Обычно роговица имеет радиус примерно 8 мм. Склеральная полость составляет оставшиеся 5/6. Ее радиус обычно составляет 12 мм. Роговица и белая оболочка соединены кольцом, названным каймой.

Размеры

Размеры глаз среди взрослых людей различаются всего на 1-2 мм. Обычно измерение по вертикали меньше, чем измерение по горизонтали, и составляет у взрослых людей 24 мм, а при рождении всего 16-17 мм. Глазное яблоко увеличивается быстро, достигая 22,5-23 мм к трем годам. К 13 годам глаз достигает своего нормального размера. Диаметр глаза взрослого человека составляет 24 мм, его объем – 6 см³, а его масса 7,5 гр.

Компоненты

Глаз состоит из трех оболочек. Самый верхний слой состоит из роговицы и белой оболочки. Средний слой состоит из сосудистой оболочки, ресничного тела и радужки. Внутренний слой – это сетчатка, которая снабжается сосудами сосудистой оболочки также как и кровеносными сосудами сетчатки, которые можно увидеть с помощью глазного зеркала.

Внутри этих оболочек находятся внутриглазная жидкость, стекловидное тело и подвижные линзы. Внутриглазная жидкость – это прозрачная жидкость, которая содержится в двух областях: в передней камере между роговицей и радужкой и в задней камере между радужкой и линзами. Линзы прикреплены к ресничному телу поддерживающей связкой (зонула Цинна), состоящей из прозрачных волокон. Стекловидное тело – это прозрачная желеобразная масса, которая располагается за линзами и окаймлена белой оболочкой глаза, зонулой и линзами. Они соединены зрачком.

Видео о глазах человека

Динамический диапазон 

Статический коэффициент контрастности сетчатки примерно 100:1. При движении глаза она смещается химически и геометрически путем настройки радужки, которая регулирует размер зрачка. Первичная адаптация к темноте происходит при пребывании в полной, беспросветной темноте в течение 4 секунд. Полная адаптация с помощью изменения химического состава (эффект Пуркинье) занимает 30 минут. Поэтому коэффициент контрастности сетчатки может составлять 1 000 000:1. Этот процесс непрямолинейный и многоаспектный, поэтому при появлении света процесс адаптации начинается заново. Полная адаптация зависит от кровообращения, поэтому привыкание к темноте может задерживаться из-за плохого кровообращения и сосудосуживающих средств, как табак.

Глаз человека включает линзы, которые не отличаются от линз, использующихся в оптических инструментах, например, фотоаппаратах, и здесь можно применить те же принципы работы. Зрачок глаза человека является объективом. Радужка – это диафрагма, которая служит как апертурная диафрагма. Преломляемость в роговице заставляет эффективную апертуру (входной зрачок) изменить диаметр зрачка. Диаметр входного зрачка обычно составляет 4 мм, хотя он может варьироваться от 2 мм в месте с ярким светом до 8 мм в темноте. Последнее качество медленно снижается с возрастом. Иногда зрачки глаз пожилых людей не расширяются больше чем на 5-6 мм.

Вернуться к содержанию

    Поле зрения 

Примерное поле зрения глаза человека составляет 95° от носа, 75° вниз, 60° впереди носа и 60° вверх, позволяя людям иметь практически 180° горизонтального поля зрения. С поворотом глазного яблока на 90° горизонтальное поле зрения составляет 270°. Примерно на 12-15° в сторону и 1,5° вниз находится зрительный нерв или слепое пятно, которое примерно на 7,5° выше и 5,5° шире.

  Раздражение глаз

Раздражение глаза было определено как «испытывание любого жжения, царапания или других раздражающих ощущений в глазу». Это распространенная проблема, которую испытывают люди всех возрастов. Симптомы и признаки раздражения глаза включают дискомфорт, сухость, излишнее слезоотделение, зуд, ощущение песка в глазах, болезненные ощущения, утомление глаз, скрипучесть, чувствительность, покраснение, отек век и утомление. Эти симптомы могут быть разной тяжести. Было предположено, что эти симптомы связаны с различными причинными механизмами.

На данный момент были изучены некоторые возможные экологические причинные факторы. Одна гипотеза предполагает, что загрязнение воздуха может вызвать раздражение глаз и дыхательных путей. Раздражение глаз зависит от нарушения целостности слезной пленки наружных покровов глазного яблока, при котором образование сухих мест вызывает такой симптом как сухость глаз. Профессиональные факторы также влияют на появление раздражения глаз. Некоторые из них включают свет, направление взгляда и нарушение визуальной нервной системы. Другим фактором, который связан с работой, является стресс. В добавление к этому было обнаружено, что психологические факторы связаны с усилением раздражения глаз пользователей компьютеров. Другие такие факторы риска как химические токсины/раздражители, например, амино-формальдегидные соединения, ацетальдегид, акролеин, Н-декан, летучие органические соединения, пестициды и консерванты, аллергены и т.д., также могут вызвать раздражение глаз.

Некоторые летучие органические вещества, которые одновременно являются химическими реагентами и раздражителями дыхательных путей могут вызвать раздражение глаз. Индивидуальные факторы, например, использование контактных линз, декоративной косметики и определенных медицинских препаратов, также может привести к дисбалансу слезной пленки и, возможно, к появлению большего количества симптомов. Несмотря на это, если только пылинки могут нарушить целостность слезной пленки и вызвать раздражение глаз, они должны содержать большое количество поверхностно-активных веществ. Интегрированная психологическая модель риска с частотой морганий, дестабилизацией и нарушением целостности слезной пленки как единый феномен может объяснить раздражение глаз среди офисных работников с точки зрения профессиональных, климатических и психологических факторов риска.

Существует два основных измерения раздражения глаз. Первое – это частота морганий, которую можно определить, наблюдая за человеком. Другими измерениями являются тест на время разрыва слезной пленки, слезоотделение, гиперемия (покраснение, отек), цитология слезной жидкости и эпителиальное повреждение (витальная окраска). Частота морганий определяется количеством морганий за минуту и связана с раздражение глаз. Частота морганий индивидуальна и может варьироваться от 2-3 морганий до 20-30 морганий в минуту, и зависит от внешних факторов, включая использование контактных линз. Обезвоживание, умственная деятельность, условия работы, комнатная температура, относительная влажность и освещение влияет на частоту морганий. Тест на время разрыва слезной пленки является следующим основным измерением раздражения глаз и целостности слезной пленки. Он определяется как промежуток времени (в секундах) между морганием и разрывом. Считается, что тест на время разрыва слезной пленки также отражает целостность слезной пленки. У обычных людей время разрыва слезной пленки превышает интервал между морганиями, и поэтому слезная пленка не разрывается. Исследования показали, что частота морганий негативно соотносится со временем разрыва слезной пленки. Этот феномен означает, что раздражение глаз связано с повышением частоты морганий, т.к. роговица и конъюнктива имеют чувствительные нервные окончания, которые относятся к первому тройничному нерву. Другие методы оценки, например, гиперемия и т.д. все больше используются для оценки раздражения глаз.

Вернуться к содержанию

Существуют другие факторы, которые также связаны с раздражением глаз. Три основных фактора , которые влияют больше всего включают загрязнение воздуха, контактные линзы и половые различия. Исследования показали, что распространенность объективных глазных признаков часто значительно отличается среди офисных работников в сравнении с общим населением. Результаты этого исследования могут означать, что загрязнение воздуха внутри помещений играет важную роль в возникновении раздражения глаз. Все больше и больше людей носят контактные линзы, и самой распространенной жалобой таких людей является сухость глаз. Хотя, пользователи контактных линз и очков испытывают одинаковые симптомы раздражения глаз: сухость, покраснение и ощущение песка в глазах. Чаще эти симптомы испытывают пользователи контактных линз, однако у людей, носящих очки, эти симптомы проявляются сильнее. Исследования показали, что частота возникновения сухости глаз увеличивается с возрастом, особенно среди женщин. Целостность слезной пленки значительно ниже у женщин, чем у мужчин. В добавление к этому женщины моргают чаще при чтении. Несколько факторов можно отнести к половым различиям. Одним из них является использование декоративной косметики для глаз. Другая причина может заключаться в том, что женщины проводят за компьютером больше времени, чем мужчины. Третье распространенное объяснение связано со снижением слезоотделения, особенно среди женщин после 40 лет.

В ходе исследования, проведенного Калифорнийским университетом, была изучена частота возникновения симптомов в промышленных зданиях. Результаты исследования показали, что раздражение глаз оказалось наиболее частым симптомом. Работа в современных офисах с использованием офисного оборудования вызывает опасения о возможном негативном влиянии на здоровье. С 1970-х годов сообщалось о возникновении симптомов слизистых, кожи и общих симптомов при работе с самокопировальной бумагой. Выбросы различных аэрозольных и быстро испаряющихся веществ считаются специфическими причинами. Эти симптомы относятся к синдрому болезненной атмосферы в здании, который вызывает такие симптомы как раздражение глаз, кожи и верхних дыхательных путей, головные боли и усталость.

Многие симптомы, относящиеся к синдрому болезненной атмосферы в здании и множественная химическая чувствительность похожи на симптомы, которые вызываются химическими раздражителями, переносимыми воздухом. Повторное измерение раздражения было использовано в исследовании острых симптомов раздражения глаз и дыхательных путей, вызванного воздействием натриево-боратной пыли. Оценка симптомов 79 объектов, подверженных воздействию, и 27 объектов, неподверженных воздействию происходила до начала воздействия, и затем каждый час в течение следующих шести часов, четыре дня подряд. В анализе были использованы два различных профиля воздействия, среднее ежедневное и среднее кратковременное (15 минут). Отношения воздействия и ответной реакции были оценены с помощью частоты показателей каждого симптома.

Было обнаружено, что высокая частота показателей раздражения носа, глаз и горла, кашель, одышка связана с высокими уровнями воздействия раздражителей. При использовании кратковременного воздействия были обнаружены более слабые ответные реакции. Анализ множественной логистической регрессии показал, что курильщики менее подвержены воздействию натриево-боратной пыли, находящейся в воздухе.

Можно предпринять несколько мер для предотвращения раздражения глаз:

• Пытайтесь поддерживать нормальную скорость моргания, избегая высокой комнатной температуры, очень низкой и очень высокой относительной влажности, т.к. они снижают скорость моргания или увеличивают скорость испарения воды.
• Пытайтесь поддерживать слезную пленку целой с помощью следующих действий: моргание и короткие перерывы для работающих за компьютерами; направление взгляда вниз рекомендуется для уменьшения области поверхности глаза и испарения воды; расстояние между монитором и клавиатурой должно быть как можно меньше, чтобы уменьшить испарение с области поверхности глаз.

В добавление к этому существуют другие меры, например, гигиена век, избегание трения глаз и должное использование индивидуальных товаров и медицинских препаратов. Декоративную косметику для глаз следует использовать аккуратно.

Вернуться к содержанию

Движение глаз

Система зрения мозга работает слишком медленно, чтобы обрабатывать информацию, если изображения проходят через сетчатку быстрее, чем несколько раз в секунду. Поэтому, чтобы человек мог видеть во время движения, мозг должен компенсировать движение головы поворачиванием глаз. Другим осложнением зрения является развитие небольшой области сетчатки с очень высокой остротой зрения. Эта область называется центральной ямкой сетчатки и покрывает примерно 2 градуса угла зрения человека. Для четкого зрения мозг может поворачивать глаза так, чтобы изображение объекта попадало в ямку. Движения глаз очень важны для визуального восприятия и любая неудачная попытка движения глаз может привести к серьезным проблемам со зрением.

Наличие двух глаз также усложняет работу мозга, т.к. мозг должен точно направлять каждый из них, чтобы объект зрения попадал на соответствующие точки двух сетчаток. В противном случае может возникнуть двойное зрение. Движения различных частей тела контролируются поперечно-полосатыми мышцами, действующими вокруг суставов. Движения глаз не являются исключением, но глазные мышцы имеют особенные преимущества перед мышцами и суставами скелета и соответственно отличаются от них.

Внешние мышцы глазного яблока

Каждый глаз имеет шесть мышцы, которые контролируют его движения: латеральная прямая мышца, медиальная прямая мышца, нижняя прямая мышца, верхняя прямая мышца, нижняя косая мышца и верхняя косая мышца. Когда к мышцам приложено разное напряжение, на глазное яблоко приложен крутящий момент, который позволяет ему поворачиваться и выполнять практически чистое вращение с примерно 1 мм перемещения. Поэтому считается, что глаз поворачивается вокруг одной точки в центре глазного яблока.

Сон с быстрым движением глаз

Сон с быстрым движением глаз обозначает стадию сна, во время которой человек видит реалистичные сны. В течение этой стадии глаза быстро движутся. Сама по себе это не уникальная форма движения глаз.

Быстрые скачкообразные движения глаз (саккады)

Быстрые скачкообразные движения глаз – это быстрые одновременные движения двух глаз в одном направлении, контролируемые лобной долей мозга. Иногда движения могут быть необычными, чуть меньше саккад или чуть больше микросаккад.

Микросаккады

Даже при взгляде на один предмет глаза движутся. Это подтверждает, что светочувствительные клетки человека постоянно стимулируются в разной степени. Без изменения входящего сигнала эти клетки перестанут генерировать исходящие сигналы. У взрослых людей микросаккады двигают глаз не больше чем на 0,2°.

Вестибулярноокулярный рефлекс

Вестибулярноокулярный рефлекс – это рефлекс движения глаза, который стабилизирует изображения на сетчатке во время движения головы, производя движение глаза противоположно направлению движения головы, таким образом, сохраняя изображение по центру поля зрения. Например, когда голова движется вправо, глаза движутся влево и наоборот.

Плавное прослеживающее движение

Глаза также могут следовать за движущимися предметами. Это слежение менее точное, чем вестибулярноокулярный рефлекс, т.к. оно требует обработку мозгом входящей визуальной информации и снабжения ответной реакцией. Следовать за предметом и двигаться с постоянной скоростью довольно легко, хотя глаза будут часто совершать саккадные движения, чтобы успевать. Плавное прослеживающее движение может двигать глаз на 100°/сек у взрослых людей.

Труднее визуально определять скорость в условиях низкой освещенности или во время движения, если только не существует еще одной исходной точки для определения скорости.

Оптокинетический рефлекс

Оптокинетический рефлекс – это комбинация саккады и плавного прослеживающего движения. Например, когда человек смотрит из окна на движущийся поезд, глаза могут сфокусироваться на движущемся поезде на короткое время (с помощью плавного прослеживающего движения), пока поезд не вышел из поля зрения. В этот момент оптокинетический рефлекс начинает действовать и двигает глаза назад к точке, где они впервые увидели поезд (с помощью саккады).

Вернуться к содержанию

Быстрое реагирование глаз человека

Подготовка к зрению вблизи включает три процесса для фокусировки изображения на сетчатке.

Вергентные движения глаз

Когда существо с бинокулярным зрением смотрит на объект, глаза должны вращаться вокруг вертикальной оси так, чтобы проекция изображения была в центре сетчатки двух глаз. Чтобы смотреть на объект с близкого расстояния, глаза вращаются «по направлению друг к другу» (конвергенция), в то время как при взгляде на объект на большом расстоянии, они вращаются «друг от друга» (дивергенция). Увеличенная конвергенция называется косоглазием (например, фокусировка на носе). При взгляде вдаль или «взгляде в никуда» глаза ни конвергируют, ни дивергируют. Вергентные движения тесно связаны с аккомодацией глаза. При нормальных условиях изменение фокуса глаз, чтобы смотреть на объект на другом расстоянии, автоматически вызовет вергенцию и аккомодацию.

Сужение зрачка

Линзы не могут преломлять лучи света на краях так же как они могут это делать ближе к центру. Поэтому, изображение, полученное любой линзой, становится размытым на краю линзы (сферическая абберация). Размытость можно уменьшить отсеиванием периферийных лучей света и взглядом на лучше сфокусированный центр. Зрачок служит для этой цели, сужаясь при взгляде на близко распложенные объекты. Зрачок имеет две функции: приспосабливать глаз к различным степеням яркости и уменьшать сферическую абберацию.

Аккомодация линз

Изменение изгиба линзы, аккомодация, осуществляется с помощью ресничных мышц, окружающих линзу. Это сужает диаметр ресничного тела, расслабляет волокна поддерживающей связки и позволяет линзе принять более выпуклую форму. Более выпуклая линза преломляет свет сильнее и фокусирует дивергентные лучи света на сетчатке, позволяя фокусироваться на более близких объектах.

Вернуться к содержанию

Влияние старения на глаза

Существует множество заболеваний, нарушений и изменений, связанных с процессом старения, которые могут повлиять на глаза человека и окружающие их структуры.

При старении глаз возникают определенные изменения, которые можно отнести только к процессу старения. Большинство этих анатомических и физиологических процессов усугубляются постепенно. Со старением качество зрения ухудшается из-за причин независимых от заболеваний глаз человека. В то время как многие важные изменения происходят в здоровом глазу, наиболее важные функциональные изменения заключаются в уменьшении размера зрачка и потере аккомодации или способности фокусироваться (пресбиопия). Область зрачка определяет количество света, которое может достигнуть сетчатки. Способность зрачка расширяться в зависимости от объема света с возрастом ухудшается, приводя к существенному уменьшению количества света, которое попадает на сетчатку. При сравнении с молодыми людьми можно сказать, что пожилые люди постоянно носят темные солнцезащитные очки. Поэтому для детального рассмотрения объекта пожилым людям необходимо дополнительное освещение. Определенные заболевания глаз могут развиться от заболеваний, передающихся половым путем, например, герпеса и остроконечных кондилом. Если возникает контакт между глазами и пораженной областью, ЗППП может распространиться на глаза.

При старении на периферии роговицы развивается выступающее белое кольцо, называемое старческой дугой. Старение вызывает растяжение и движение вниз тканей век и атрофию орбитальной жировой ткани. Эти изменения являются причинами нескольких нарушений глазных век, например, эктропиона, энтропиона, дерматохалазии и птоза. Гель стекловидного тела подвергается сжижению (заднее отслоение стекловидного тела) и со временем его помутнение становится сильнее.

Различные глазные специалисты, включая, офтальмологов, оптометристов и окулистов, занимаются лечением нарушений зрения. Таблица Снеллена – это одна из оптометрических таблиц, которые используют для определения остроты зрения. В конце полного осмотра глаз врач может выписать пациенту очки с корректирующими линзами. Некоторые нарушения, при которых прописывают корректирующие линзы, включают близорукость, которая поражает примерно каждого третьего человека, дальнозоркость, которая поражает примерно четверть населения, и старческую дальнозоркость, потеря диапазона фокусировки в пожилом возрасте.

Вернуться к содержанию

Глазные специалисты

Глаз человека достаточно сложный, чтобы требовать специального внимания и ухода помимо обязанностей общего терапевта. Обычно каждый глазной специалист имеет одну или несколько обязанностей в следующих областях:

• Офтальмология
• Оптометрия
• Ортоптика
• Оптика

Нетрадиционные глазные специалисты

Существует много врачей, которые работают с глазами человека, на которых повлияли различные теории традиционной оптометрии. Такие врачи, вдохновленные, например, Уильямом Горацио Бейтсом, верят, что зрение можно улучшить с помощью упражнений, воздействующих на глазные мышцы. Другие верят в эффективность релаксации и применяют йогу. Некоторые верят, что положение тела играет важную ролью. Такие факторы как стресс, сон, громкая музыка, технические новшества, резкое воздействие света, психологический дискомфорт (злость, депрессия, тревога), физический дискомфорт (боль, кашель, жар, сильная жара или холод) и вынужденная концентрация способствуют ухудшению зрения. Более современный метод лечения глаз называется естественным улучшением зрения.