Cтроение и функции палочек и колбочек сетчатки глаза

Сетчатка глаза является одной из важнейших составляющих органов зрения. Под нею понимается внутренняя оболочка глазного яблока. В общей сложности их у него три. Она прилегает к оболочке из сосудов по всей ее поверхности до зрачка. Толщина ее составляет 0,4 мм, и она считается периферической частью зрительного анализатора. Нейроны сетчатки представляют собой сенсорную часть зрительной системы. Этот слой помогает воспринимать свет и цвет из внешнего мира.

Глаз как орган

Глаз человека – сложный, уникальный орган, благодаря которому каждый житель планеты получает более 90% информации. Орган обладает индивидуальными, присущими только ему характеристиками. Он также имеет общие черты строения и работы.

За годы эволюции глаз достиг сложного строения, в нем взаимосвязаны тесно разные структуры тканевого происхождения. Элементы соединительной ткани, пигментные клетки, нервы, кровеносные сосуды – все вместе обеспечивают основную функцию – зрение.

Глаз имеет форму шара или сферы, поэтому его часто сравнивают с яблоком, называя глазное яблоко. Это очень нежная структура, расположенная в костном углублении черепа – глазнице, где укрыта частично от различных повреждений.

Перед изучением структуры зрительного органа, необходимо непосредственно узнать из чего состоит глаз. Итак, глаз состоит из: Глазного яблока; Роговицы; Зрачка; Водянистой влаги; Радужки; Ресничного тела; Хрусталика; Стекловидного тела; Склеры; Сетчатки; Сосудистой оболочки; Центральной ямки; Слепого пятна; Зрительного нерва.

Вот такая сложная структура этого важного органа. Глазное яблоко очень чувствительно к различным повреждениям, заболеваниям, нарушениям обмена веществ. Давайте изучим более подробно его анатомическое строение.

Дополнительно о строении

Передача изображения с сетчатки глаза в мозг представляет запутанный процесс. Зрение по большому счету можно считать импульсом электрического происхождения. В несколько этапов этот развивающийся импульс попадает на два разных нейрона. Речь идет о биполярном и ганглиозном. Эти нейроны заканчиваются отростками, они формируют получающийся из них зрительный нерв, который помогает импульсу развиваться и попадать в нужные отделы головного мозга.

Стоит отметить, что люди по-разному воспринимают периферические предметы. Связано это с тем, что рецептивные поля расположены неравномерно. Зачастую на периферической области расположена всего одна колбочка, к которой присоединяются ганглиозные клетки сетчатки. Однако бывает, что присутствует дополнительная колбочка сетчатки и вместо двух есть три клетки. В результате такое неравномерное соединение будет являться причиной формирования высокого разрешения зрения. Важно различать центральное и периферическое зрение, поскольку выполняют они разные функции.

Вне зависимости от того, у правого или у левого глаза рассматривается строение, присутствует два типа нервных клеток. Горизонтальными выстилается наружный сплетениевидный слой, а амакриновыми внутренний. Без них не может получиться связи нейронов, которыми выполняется работа. При формировании образов предметов используется диск зрительного нерва. Он расположен неподалеку от фовеальной области, однако этот оптический объект лишен фоторецепторов, поэтому попавшие фотоны на диск – это не воспринятый комплекс света, а просто физиологическое пятно, которое соответствует диску.

Имеет эта часть глаза различные по толщине области. Повлиять на это может отсутствие достаточного кровоснабжения. Меньшим количеством покрыта фовеальная область – это центральная ямка сетчатки. Именно на этой области формируется зрение, отличное высоким разрешением. Самая толстая часть располагается в области, где формируется диск зрительного нерва.

В нижней части находится сосудистая оболочка, на которой присутствует несколько плотных сращений. В остальных зонах крепится эта оболочка рыхло. Именно из-за этого порой возникает вероятность отслоения. За питание клеток отвечает два источника – это шесть внутренних слоев и четыре наружных слоя.

Строение глаза

Итак, рассмотрим чуть подробнее строение глазного яблока. Глаз ребенка и взрослого человека имеет почти шаровидную форму диаметром около 24 мм.

  • Наружная фиброзная оболочка глазного яблока- плотная эластичная ткань,9/10 ее составляет непрозрачная ткань – склера, и 1/10 прозрачная часть- своей структуре она аналогична твердой мозговой оболочке. Выполняет защитную роль, обеспечивает постоянство форм, объема и тонуса глаза. Роговица-преломляющая ( оптическая ) структура глаза. Она покрывает переднюю часть глаза ,как стекло у часов прикрывает циферблат. Это прозрачная, бессосудистая, высокочувствительная структура глаза.
  • Сосудистая оболочка делится на 3 отдела :
  1. Радужка – это своеобразная диафрагма,регулирующая в зависимости от условий, поступление  света в глаз. А также радужка  принимает участие в ультрафильтрации и оттоке  внутриглазной жидкости. Радужка обуславливает цвет глаз. В центре ее находится отверстие-зрачок.
  2. Цилиарное тело. Выполняет 2 основные функции-выработка и отток внутриглазной жидкости и аккомодация, т.е. создание условий для ясного видения на любом расстоянии ( вдаль и вблизи ).
  3. Собственно сосудистая оболочка – основная ее функция заключается в питании безсосудистых структур глаза.
  • Сетчатка. Это своеобразное “окно в мозг”. Это внутренняя структура оболочек глаза,выстилающая глазное дно. Состоит из особых чувствительных к свету клеток (рецепторов),нескольких слоев нервных клеток и большого количества кровеносных сосудов. Клетки-рецепторы – это палочки и колбочки. Место наибольшего скопления колбочек называется макулой (размер ее около 2 мм в диаметре).В центре макулы находится так называемая центральная ямка (fovea), размером в 0.1 мм. Именно она отвечает за наибольшую остроту зрения. Всего в сетчатке насчитывается более 125 млн. палочек и 6.5 млн колбочек.

Прозрачные внутриглазные среды– хрусталик, стекловидное тело и влага передней  и задней камер

  • Хрусталик-важнейшая преломляющая оптическая среда двояковыпуклая прозрачная эластичная безсосудистая линза, которая при сокращении цилиарной. Мышцы меняет свою кривизну, и тем самым приспосабливает глаз видеть четко на различном расстоянии. Этот процесс называется аккомодацией.
  • Стекловидное тело располагается позади хрусталика. Составляет 65 % содержимогоглаза. В стекловидном теле содержится до 98% воды, и незначительное количество белка   и солей. Оно прозрачно, бесцветно, гелеобразно, не содержит нервов и сосудов.
  • Внутриглазная жидкость (водянистая влага ) – содержится в основном в передней и задней камерах глаза.В ее составе 99% воды  и незначительное количество приходится на водянистой влаги у см куб. Водянистая влага непрерывно оттекает из глаза по специальным путям. Состав и количество влаги влияют на жизнеобеспечение бессосудистых структур глаза, а также на уровень внутриглазного давления.

Сетчатка глаза: строение и функции

Многие знают, что сетчатка расположена внутри глаза и является самой внутренней его оболочкой. Известно, что в своем составе она содержит так называемые фоточувствительные клетки. Непосредственно благодаря им и выполняет сетчатка функции фоторецепции.

Их названия произошли от того, какую форму имеют клетки. Так, палочкообразные клетки получили название «палочки», а клетки, похожие на химический сосуд под названием «колба» — получили наименование «колбочек».

Палочки и колбочки отличаются между собой не только особенностями гистологического строения. Главное различие между ними состоит в том, каким образом они воспринимают свет и его спектральные характеристики. Палочки отвечают за восприятие светового потока в сумеречное время – именно тогда, когда, как говорится, «все кошки серые». А вот колбочки отвечают за восприятие цветного зрения.

Оболочки глаза

Склера занимает примерно 5/6 всей поверхности ока, главное её предназначение – предотвратить травмирование органа зрения. Часть внутренней оболочки выходит наружу и постоянно контактирует с негативными внешними факторами, она называется роговицей. Данный элемент имеет ряд характеристик, благодаря которым человек четко различает предметы. К ним относят:

  • Светопропускная и преломляющая способности,
  • Прозрачность,
  • Гладкая поверхность,
  • Увлажненность,
  • Зеркальность.

Скрытая часть внутренней оболочки называется склера, она состоит из плотной соединительной ткани. Под ней располагается сосудистая система. Средний отдел включает в себя радужную оболочку, цилиарное тело и хориоидею. Также в её состав входит зрачок, представляющий собой микроскопическое отверстие, на которое не заходит радужка. Каждый из элементов имеет свои функции, необходимые для обеспечения бесперебойной работы органа зрения.

Заключительный слой – сетчатка, контактирующая с головным мозгом, она отличается сложной конструкцией, поскольку считается одной из самых значимых «деталей» ока.

Склера выполняет функцию защиты глазного яблока от повреждений. Она является наружной оболочкой и занимает около 5/6 поверхности органа зрения. Часть склеры, которая находится снаружи и выходит непосредственно к окружающей среде, называется роговицей. Ей присущи свойства, благодаря которым мы имеем способность чётко видеть окружающий мир.

Основные из них – это прозрачность, зеркальность, влажность, гладкость и способность пропускать и преломлять лучи. Остальная часть наружной оболочки глаза – склера – состоит из плотной соединительнотканной основы. Под ней находится следующий слой – сосудистый. Средняя оболочка представлена тремя образованиями, расположенными последовательно: радужка,

и хореоидея. Помимо этого, сосудистый слой включает зрачок. Он представляет собой небольшое отверстие, не покрытое радужной оболочкой. Каждое из этих образований имеет собственную функцию, которая необходима для обеспечения зрения. Последний слой – это сетчатая оболочка глаза. Она контактирует непосредственно с головным мозгом. Строение сетчатки глаза очень сложно. Это связано с тем, что она считается самой важной оболочкой органа зрения.

Болезни сетчатки глаза

Зрительные органы, в том числе и сетчатка, поражаются множественными заболеваниями. Причинами становятся наследственные и приобретенные факторы.

Отслоение сетчатки

Патологический процесс, при котором сетчатая оболочка отделяется от сосудистой. Под влиянием травм, внутриглазных опухолей или дистрофических изменений происходит разрыв сетчатки. В результате этого разрыва под сетчатку проникает жидкость из стекловидного тела, что провоцирует отслойку.

Читайте также:  Лечение цитомегаловирусного ретинита

Симптомы заболевания:

  1. Пелена перед глазами,
  2. Появление светящихся точек, искр,
  3. Искажение изображений, предметов,
  4. Выпадение из поля зрения целых участков.

Для отслоения характерна гибель нервных клеток. Чем дольше длится процесс, тем меньше надежды на восстановление даже после удачно проведенной операции. Успешность терапии зависит от своевременно обнаруженной патологии. Операция — единственный способ сохранить и восстановить зрение. При помощи медикаментов отслоение не лечится.

Спровоцировать отслойку могут близорукость или дистрофия сетчатого слоя. В этом случае наилучшим способом является профилактика — регулярное обследование у офтальмолога и лечебные мероприятия по назначению.

Дистрофия колбочек

Расстройство наследственного характера, при котором происходит угнетение и гибель колбочек — конических фоторецепторов, преобразующих световой раздражитель в нервный сигнал.

Симптомы:

  • Снижение остроты зрения в любом возрасте,
  • Повышенная чувствительность к яркому свету,
  • Нарушенная цветопередача, бедность цветового восприятия.

Нарушение может быт первичным и развиваться в результате других офтальмологических заболеваний. При этом наружный ядерный слой фоторецепторов практически исчезает, а также происходят изменения в пигментном слое.

Лучшим тестом в диагностике дистрофии считается электроретинография — метод, основанный на изучении биопотенциалов сетчатки при световом раздражении.

Замедлить прогрессирование дистрофии, но не вылечить заболевание, способно потребление омега-3 жирных кислот, бета-каротиноидов, лютеина. Рекомендуется пища с низким гликемическим индексом.

Пигментный ретинит

Дегенеративное наследственное заболевание, для которого характерно сильное ухудшение остроты зрения и возможно развитие слепоты. Симптомы можно наблюдать уже в детском возрасте.

Это одна из форм дистрофии сетчатой оболочки, вызванная аномальным строением фоторецепторов или пигментного слоя. При заболевании человек плохо адаптируется к свету или темноте, у них могут выпадать периферические или центральные зоны зрения.

Другие симптомы:

  1. Отсутствие четкости и контраста,
  2. Неясное различение цвета,
  3. Постоянная усталость глаз.

Пигментный ретинит может снижать остроту зрения как от края к центру, так и от центра к периферии. Снижение зрения прогрессирует. Процесс можно затормозить приемом правильных витаминных добавок, в том числе витамина А. Лечение в будущем предусматривает возможность имплантации сетчатки глаза.

Макулодистрофия

Это группа заболеваний, поражающих сетчатку и влияющих на качество центрального зрения. Развитие патологии кроется в сосудистых нарушениях и недостатке питания сетчатки в центральной зоне. В результате макулодистрофии развивается слепота.

Факторами риска считаются наследственность и старческий возраст.

Уязвимость организма повышает недостаток витаминов с антиоксидантными свойствами, цинка, пигментов. Для профилактики рекомендуется питание с достаточным количеством жирных кислот, а также отказ от продуктов с высоким гликемическим индексом. Исследователи также связывают развитие макулодистрофии с присутствием в организме цитомегаловируса.

Симптомы:

  • Ощущение тумана перед глазами,
  • Трудности при чтении,
  • Трудности с распознаванием лица близко стоящего человека,
  • Искаженное восприятие прямых линий.

Для лечения применяют специально созданный препарат ранибизумаб. Он предназначен для введения в полость глаза, подавления роста видоизмененных сосудов. Несмотря на эффективность лечения, заболевание может возникнуть вновь.

Ретинобластома

Злокачественная опухоль, в развитии которой играют основную роль ткани эмбрионального происхождения. Развивается преимущественно у детей. Чаще всего в генетическом коде обнаруживают мутантный ген. В развитии двусторонней ретинобластомы виновата наследственность.

Для диагностики используется ультразвуковое исследование, КТ, МРТ. Приоритетным в лечении является сохранение жизни, во вторую очередь — органа, в третью — зрительных функций.

При заболеваниях сетчатки больным предлагается широкая диагностическая программа. Помимо определения остроты зрения, цветоощущения и определения контрастной чувствительности, пациентам фотографируют глазное дно, выявляют выпадение полей зрения, оценивают сосудистые изменения на сетчатке. Своевременное обследование и лечение на ранних стадиях позволяют полностью избавиться от болезни или поддерживать здоровье глаз в оптимальных пределах.

Микроскопическое строение сетчатки

Сетчатка глаза состоит из трех радиальных слоя клеток и двух слоев синапсов. Ганглионарные нейроны являются побочным продуктом эволюции и располагаются в самых глубоких слоях клетчатки, а фоточувствительные «палочки» и «колбочки» находятся в удалении от центра. Сетчатка глаза представляет собой инвертированный орган.

Микроскопическое строение сетчатки

Поэтому, прежде чем свет попадет на светочувствительные рецепторы, он должен пройти через всю многослойную сетчатку. Но трудность заключается в том, что на его пути встает непрозрачный эпителий и хориоидея.

Перед рецепторами могут располагаться капилляры с форменными элементами крови, которые в синем свете выглядят как очень мелкие, движущиеся, прозрачные точки. Такое явление получило название «феномен Ширера». Между фоторецепторными и ганглионарными нейронами располагаются биполярные нейроны. Через них происходит связь между первыми и вторыми.

Микроскопическое строение сетчатки

Горизонтальные и амакриновые нейроны осуществляют горизонтальные связи в сетчатке. Между слоями фоточувствительных и ганглионарных нейронов расположены наружный и внутренний плексиформные слои. Первый осуществляет связь между колбочками и палочками, а второй переключает сигнал с биполярных на ганглионарные и амакриновые нейроны в горизонтальном и вертикальном направлении.

Следовательно, в наружном нуклеарном слое сетчатки содержатся фотосенсорные клетки, во внутреннем нуклеарном слое находятся биполярные, горизонтальные и амакриловые клетки, в ганглионарном — ганглионарные клетки и перемещенные амакриловые клетки. Радиальные глиальные клетки Мюллера пронизывают всю сетчатку.

Микроскопическое строение сетчатки

Пограничная наружная мембрана представляет собой комплекс синаптических соединений между ганглионарным слоем и слоем фоторецепторов. Аксоны ганглионарных клеток образуют нервноволокнистый слой. Клетки Мюллера образуют внутреннюю пограничную мембрану.

Читайте также:  Дистрофия штаргардта лечение стволовыми клетками. Болезнь штаргардта

Аксоны, не имеющие белковой оболочки, подходя к внутренней границе сетчатки, разворачиваются и под углом 90 градусов формируют зрительный нерв. В сетчатке каждого глаза человека может находится 110-125 млн. палочек и 6-7 млн. колбочек.

Микроскопическое строение сетчатки

Их распределение в слоях сетчатки происходит неравномерно. В центральной части сетчатки находится больше колбочек, в периферической, в основном, находятся палочки. Центральная часть зрительного пятна заполнена уменьшенными в размерах колбочками, онирасположены мазаично и образуют компактные шестигранные структуры.

Функции колбочек и палочек различны. Рецепторы в виде палочек обладают повышенной чувствительностью к свету, но не способны различать цвета. Рецепторы в виде колбочек требуют большего освещения и при достаточном освещении способны различать цвета. Палочки в своем составе содержат специальное вещество, так называемый родопсин или зрительный пурпур.

Микроскопическое строение сетчатки

Под действием света родопсин разлагается и это способствует улавливанию рецепторами малейшего воздействия света. Колбочки содержат вещество иодопсин — зрительный пигмент. Разложение этих веществ приводит в действие электролитические процессы способствующие световому восприятию и передаче нервных импульсов от глаза в зрительный отдел мозга. Мозг способен получить эту информацию и переработать, для получения определенного образа.

В самом удаленном слое сетчатки, который прилегает к сосудистой оболочке содержится очень много пигмента, окрашенного в черный цвет. Он располагается в виде зерен и помогает органу зрения работать при различном уровне освещения. Черный пигмент фокусирует пучок света на себя и препятствует процессу рассеивания световых лучей внутри самого глаза.

Микроскопическое строение сетчатки

С помощью современных нанотехнологий удалось создать искусственный глаз и вживить его в организм человека. До этого пациент был полностью слепым, а после операции получил способность самостоятельно передвигаться и различать предметы

На сетчатку газа была установлена крохотная пластина из специального сплава, которая содержит 60 электродов. В специальные очки встроили видеокамеру, которая направляет образ на преобразователь, передающий сигнал на электроды. Электроды связаны с зрительным нервом передающим сигнал в мозг. Пациенту необходимо носить с собой приборы для электропитания и для обработки информации.

Микроскопическое строение сетчатки

Хрусталик

Хрусталик – биологическая линза человека. Это жидкость, помещенная в капсулу. Она имеет способность к аккомодации. Такая деятельность достигается благодаря внутриглазным мышцам. Хрусталик преобразует свою форму, поэтому человек может видеть попеременно вблизи и вдалеке.

Хрусталик

Во внутренней жидкости хрусталика содержатся липиды, белки, витамины, ферменты. Если преобладают растворимые фракции, внутренняя часть поддерживает прозрачную структуру. Как только количество нерастворимых фракций становится больше, хрусталик мутнеет. Из-за этого развивается катаракта и снижение остроты зрения.

Офтальмоскопическая картина глазного дна

При офтальмоскопировании на видны диск зрительного нерва и макулярная область. Нормальная сетчатка в ахроматическом свете не отражает лучи и остается прозрачной и незаметной. При офтальмоскопировании глазное дно выглядит темно-красным. Это происходит потому, что сетчатка прозрачная и через нее просвечивает кровь сосудистой оболочки.

Офтальмоскопическая картина глазного дна
Офтальмоскопическая картина глазного дна

Латеральнее в височную сторону находится макула. Она овальной формы и ее размер 5-6 мм. В макулярной области выделяют центральную ямку и фовеолу. Рефлекс краев центральной ямки очень яркий и насыщенный, его хорошо видно при офтальмоскопировании, что характерно для молодых людей. У новорожденных детей этот рефлекс отсутствует. В середине центральной ямки находится углубление – фовеола. В фовеоле сетчатка очень тонкая и тут находятся только колбочки, что обеспечивает высокую остроту зрения.

Офтальмоскопическая картина глазного дна
Офтальмоскопическая картина глазного дна

Диск зрительного нерва представляет собой отростки ганглиозных клеток сетчатки. Он лишен светочувствительных зрительных клеток (палочек и колбочек). Эту особенность необходимо учитывать при исследовании поля зрения, так как в месте проекции диска зрительного нерва будет «слепое пятно». Находится он на 3 мм ближе к середине от заднего полюса глаза. По виду он бледно-розовый, имеет четкие границы, на нем видны центральные сосуды сетчатки, по форме круглый или овальный.

Офтальмоскопическая картина глазного дна
Офтальмоскопическая картина глазного дна

Симптомы заболеваний сетчатки глаза

Наиболее характерный признак поражения сетчатой оболочки – это снижение остроты или сужение полей зрения. Также возможно появление абсолютных или относительных скотом различной локализации. На дефект фоторецепторов могут указывать различные формы дальтонизма и куриная слепота.

Выраженное ухудшение центрального зрения указывает на поражение макулярной области, периферического – периферии глазного дна. Появление скотомы говорит о локальном повреждении определенной зоны ретины. Увеличение размеров слепого пятна наряду с сильным снижением остроты зрения может говорить о патологии зрительного нерва.

Окклюзия центральной артерии сетчатки проявляется неожиданной и резкой (в течение нескольких секунд) слепотой одного глаза. При разрывах и отслойках ретины возможно появление световых вспышек, молний, бликов перед глазами. Больной может жаловаться на возникновение тумана, черных или цветных пятен в поле зрения.