Fiziologia ochiului uman

Fiziologia ochiului uman

Analizatorul vizual, ca si ceilalti analizatori ai organismului, este foarte bine constituit pentru functia vizuala. Lumina patrunde in ochi, traversand, inainte de a atinge retina mediile transparente si refringente, formate din cornee, umoare apoasa, cristalin si vitros. Mediile transparente si refringente contribuie la convergenta razelor luminoase la nivelul retinei.

Corneea este primul dioptru ocular, care datorita transparentei sale absolute si puterii sale refractive are un rol fundamental in transmiterea, refractia si reflexia luminii, contribuind prin aceasta la calitatea imaginii retiniene.

Cristalinul prezinta o structura complexa, dar cu toata eterogenitatea sa constituie o remarcabila unitate functionala ce permite, prin transparenta sa, transmiterea luminii, iar prin puterea sa acomodativa, focalizarea acesteia la nivelul retinei. In timp ce corneea, umoarea apoasa si vitrosul poseda o putere refringenta nemodificata, cristalinul isi modifica refractia dupa cum ochiul este utilizat pentru vederea de departe sau de aproape. Adaptarea sa este asigurata prin jocul muschiului ciliar. Acomodatia permite astfel proiectarea unei imagini clare pe retina, oricare ar fi distanta obiectului fixat. Vitrosul, tesut conjunctiv vascoelastic, contine hialocite, celule cu anumita specializare, alaturi de o substanta fundamentala formata din fibre colagene si hialuronat de sodiu.

Uveea este membrana vasculara a ochiului alcatuita din iris, corp ciliar si coroida.

Irisul, partea cea mai anterioara a uveei, este o membrana situata in plan frontal, in forma de disc perforat, care prezinta in centru un orificiu circular, pupila. Rolul fundamental al irisului este optic, realizand un diagram cu deschidere variabila, controland intensitatea luminii ce patrunde in interiorul ochiului; el impiedica lumina sa treaca prin periferia cristalinului, reducand astfel aberatia sferica si cromatica, iar prin contractia pupilei adanceste focarul ocular cu reducerea cercurilor de difuziune de la nivelul retinei.

Corpul ciliar este segmentul intermediar al uveei cu rol in acomodarea cristalinului.

Coroida asigura elementele nutritive pentru epiteliul pigmentar si fotoreceptorii retinieni.

Prin bogatia patului vascular si abundenta debitului sangvin, are rol termic asigurand o ambianta izoterma pentru desfasurarea proceselor foto-chimice de la nivelul retinei.

Prezenta celulelor pigmentare ii confera coroidei un rol optic, de camera obscura.

Retina, membrana nervoasa a ochiului, este un receptor selectiv pentru radiatiile electromagnetice cuprinse intre 375 si 760nm. Prima etapa a perceptiei luminoase se situeaza la nivelul fotoreceptorilor unde exista o interactiune intre fotonii vehiculati de unda luminoasa si fotopigmenti. Retina nu este decat o expansiune a creierului, ca o antena la suprafata corpului. Fotoreceptorii retinieni transforma energia electrica in energie luminoasa datorita fotopigmentilor ce contin un receptor proteic - rodopsina. Imaginile de la nivelul retinei sunt transmise prin caile optice la centrul cortical al vederii.

Celula retinitalamica ganglionara constituie primul neuron al caii vizuale. Ea primeste informatiile prin intermediul dendritelor si contribuie la elaborarea mesajului vizual.

Prin axonul sau, celula ganglionara transmite impulsuri pana la corpul geniculat lateral in talamus. Ansamblul acestor axoni constituie, din punct de vedere macroscopic, nervul optic, chiasma si bandeleta optica. Din corpul geniculat lateral pleaca radiatiile optice, suportul macroscopic al celulelor talamocorticale. Ele ajung la aria vizuala occipitala constituind calea vizuala principala. O parte din axonii celulelor retinotalamice se indreapta spre structurile mezencefalice si in special la tuberculii cvadrigemeni anteriori constituind calea vizuala secundara, implicata in reflexe cu punct de plecare vizual.

Globul ocular poseda proprietatea de a orienta axa vizuala in directia obiectului fixat prin musculatura extrinseca ce il roteste in jurul lui. Muschii sunt comandati prin nervii oculomotori. Cei doi ochi actioneaza simultan, ca un singur ochi, pentru a realiza vederea binoculara si stereoscopica.

Transparenta corneei, indispensabila patrunderii razelor  luminoase, este asigurata prin mediul intern care o nutreste. Corneea este protejata impotriva agresiunilor externe prin motilitatea palpebrala care nu lasa intre pleoape decat o fanta palpebrala a carei inchidere si deschidere este instantanee.

Corneea este aparata si prin sensibilitatea sa proprie, fiind umectata in mod constant de filmul lacrimal. Globul ocular este inchis si protejat de cavitatea orbitara impotriva traumatismelor si agresiunilor externe.

Refractia oculara in repaus acomodativ.

Refractia statica

Ochiul normal - denumit emetrop - se caracterizeaza prin doua elemente structurale:

Suprafetele sale dioptrice ( in zona lor optic utila) sunt foarte apropiate de forma unei calote sferice si sunt corect centrate.

In situatia privirii la infinit - deci in repaus acomodativ - exista un echilibru perfect intre puterea dioptrica totala a sistemului optic si lungimea axului antero-posterior al globului ocular.

De aici rezulta doua consecinte:

focarul imagine este punctiform, stigmic;

razele paralele ce cad pe cornee - venite de la infinit - se proiecteaza si isi formeaza focarul exact pe retina.

Realizarea echilibrului perfect intre valoarea dioptrica - deci pozitia focarului imagine principal - si pozitia retinei, impune armonizarea a trei categorii de marimi:

raza de curbura a principalelor suprafete dioptrice,

indicele de refractie al parenchimului corneean si cristalinian,

lungimea axului antero-posterior al globului ocular.

Ca orice sistem optic convergent, ochiul va forma o imagine reala, rezultata dintr-un proces psihofiziologic, si mai mica decat obiectul. Marimea imaginii de pe retina este invers proportionala cu distanta de la obiect la ochi; cu cat aceasta este mai mare, cu atat imaginea va fi mai mica.

In mod normal, sistemul dioptric ocular permite focalizarea unui fascicul incident de raze paralele - venite de la infinit - intr-un focar punctiform situat la nivelul posterior al ochiului, pe retina, situatie in care vorbim de emetropie.

In situatia in care focarul nu se formeaza pe retina vorbim de ametropii.

Refractia dinamica. Acomodatia.

Ochiul uman are capacitatea de a vedea clar la diferite distante prin modificarea puterii sale de convergenta. Aceasta calitate se datoreaza modificarii dioptrilor cristalinieni, atat ca raza de curbura cat si ca distanta de separare intre ei. Este de fapt punerea la punct a aparatului fotografic, daca comparam ochiul cu acest aparat optic. In cazul ochiului aceasta punere la punct se obtine nu prin deplasarea obiectivului, ci prin modificarea puterii sale de convergenta. Cristalinul sufera trei tipuri de modificari in cursul acomodatiei:

modificari ale dioptrilor: raza de curbura a fetei anterioare se micsoreaza cu 4 mm si a celei posterioare cu 0,5 mm; in plus, aceasta modificare de curbura a fetei anterioare nu este uniforma, ci intereseaza in principal regiunea centrala.

modificarea indicelui de refractie: odata cu modificarea formei cristalinului se schimba si raporturile dintre lamele intracristaliniene, fapt ce are drept consecinta modificarea indicelui mediu de refractie al lentilei.

cristaloida se relaxeaza, devenind usor ondulata in vederea de aproape.

Modificarile ochiului in timpul acomodarii sunt:

• pupila se contracta, reduce cercul de difuzie si acomodarea necesara;
• marginea pupilei se deplaseaza in fata;
• suprafata anterioara a cristlinului avanseaza;
• suprafata posterioara a cristalinului reculeaza;
• raza de curbura a suprafetei anterioare a cristalinul scade;
• raza de curbura posterioara a cristalinului scade, dar putin; indicele de refractie a cristalinului creste;
• punctul principal imagine se deplaseaza spre retina cu 5x10 mm;
• cristlinul se deplaseaza putin in jos;
• punctul nodal imagine se departeza de retina, unghiul scade;
• centrul pupilei de intrare sedeplaseaza spre nas;
• globul ocular se alungeste putin. Acomodatia este definita prin urmatorii parametrii:

• punctul remotum este cel mai indepartat punct vazut clar de ochi si este situat la infinit pentru ochiul emetrop (practic, infinitul oftalmologic este situat la distanta de 5 m).
• punctul proxim este cel mai apropiat punct vazut clar de ochi in situatia utilizarii capacitatii maxime de acomodatie.
• parcursul acomodatiei este distanta dintre punctul remotum si punctul proxim.
• amplitudinea acomodatiei este diferenta dintre refractia ochiului in repaus - atunci cand priveste la infinit - si refractia aceluiasi ochi atunci cand face maximum de efort acomodativ.

Senzatia luminoasa. Adaptarea vizuala.

Senzatia luminoasa este determinata de stimularea specifica a fotoreceptorilor retinieni, de radiatiile electromagnetice cu lungimi de unda cuprinse intre 360 si 770 nm; deasupra si sub aceste valori retina este foarte putin sensibila.

Presiunea fizica pe globul ocular este, de asemenea, susceptibila de a produce senzatii luminoase de tip anarhic prin excitare mecanica. Excitatia radiatiilor electromagnetice se produce prin intermediul unor elemente corpusculare, numite fotoni care poarta o anumita cantitate de enrgie. De aici apare notiunea cantitativa, pentru declansarea senzatiei fiind nevoie de o anumita densitate de flux, sau un anumit numar de cuante.

Stimularea retiniana de catre radiatiile electromagnetice, depinde de lungimea de unda a acestora. Stimulii declanseaza fenomene fizice, chimice si psihologice care produc impresia senzoriala de lumina. In perceptia vizuala exista doua etape:

o etapa de transductie - fotoreceptia si geneza semnalului electric;

o etapa de transmisie;

Etapa de fotoreceptie. Fotoreceptorii sunt reprezentati de celulele cu conuri si

bastonase care se diferentiaza intre ele prin aspectul celular, tipul pigmentului continut si prezenta conexiunilor intre spatiile extramembranare si articolul extern, prezente numai la conuri. Celulele cu conuri sunt in numar de aproximativ 7 milioane, iar cele cu bastonas sunt in numar de circa 130 milioane si prezinta o densitate maxima pe macula.

Celulele vizuale cu bastonas contin in membrana discurilor o glicoproteina numita rodopsina, care joaca rol de receptor membranar al mesajului fotonic, fiind principalul pigment fotosensibil. Conurile si bastonasele se scurteaza la lumina si se alungesc la intuneric.

Caile vizuale

Informatiile vizuale captate de retina merg prin intermediul nervului optic, care are un diametru de aproximativ 3 mm. Informatiile provenite de la semi-campurile vizuale drept si stang se intersecteaza la nivelul chiasmei optice. Astfel, informatiile vizuale captate de jumatatea dreapta a fiecarei retine sunt trimise catre emisfera dreapt, in timp ce informatiile captate de semicampurile stangi ajung la emisfera stanga.

Functiile ochiului

Vederea indica urmatoarele functii:

• recunoasterea formei si prezentei unui obiect..acuitate vizuala(AV)
• percepe lumina sau intunericul.perceptie luminoasa
• percepe culoarea..vedere colorata
• perceperea unui camp vast..camp vizual
• perceperea distantei si steneognozia..vederea binoculara
• fixarea obiectelor aflate la aproape sau distanta..acomodatia
• fixarea ambilor ochi asupra unor tinte..convergenta

Tipuri de vedere

Definitia acuitatii vizuale :

Acuitatea vizuala se refera la acuratetea vederii sau capacitatea ochiului de a diferentia doua puncte distincte:

vederea centrala si vederea periferica: vederea centrala reprezinta acuitatea vizuala realizata in foveea centrala la nivelul retinei, vederea periferica reprezentand acuitatea vizuala realizata situate in jurul foveei centrale. In general, acuitatea vederii periferice este mai scazuta.

Vederea monoculara si vederea binoculara: vederea monoculara este acuitatea vizuala realizata atunci cand unul dintre ochi este inchis. Vederea binoculara este acuitatea vizuala privind cu ambii ochi. In absenta anormalitatilor, vederea binoculara este, in general, cu aproximativ 10% mai buna decat cea monoculara.

Acuitatea vizuala la distanta si acuitatea vizuala la aproape: acuitatea vizuala la distanta este realizata, in general, privind la o distanta de 5 m, in timp ce acuitatea la aproape este cea realizata privind la o distanta de 30 cm. In cazul miopiei, acuitatea vizula la distanta este slaba. In cazul prezbiopiei, acuitatea vizuala la distanta este buna este buna, insa cea de aproape este slaba.

Vederea naturala( fara corectie) si vederea cu corectie: vederea naturala este acuitatea vizuala a ochilor in conditiile in care nu se foloseste nici un "dispozitiv" corector. Vederea corectata este acuitatea vizuala a ochilor cu vicii de refractie, care sunt corectate prin folosirea ochelarilor sau a lentilelor de contact.

Cauze majore ale vederii slabe:

vicii de refractie miopie, hipermetropie si astigmatism;

acomodatie slaba. prezbiopie;

curbura corneeana inadecvata astigmatism( regulat, neregulat si keratoconus);

refractie incetosata.  cataracta.