Zrakové ústrojí

1. Zrakové ústrojí „Horší než být slepý je mít v pořádku zrak a nevidět.“

2. Oko z hlediska biologie

3. Zrakový orgán • tvořen: • oční koule (= oko) • přídatné orgány

4. 1) Oční koule - stěna • uložena v dutině očnice • tvořena 3 vrstvami: a) zevní vazivová vrstva: bělima rohovka b) střední vazivová vrstva: cévnatka řasnaté těleso duhovka c) vnitřní vazivová vrstva: sítnice

5. a) zevní vazivová vrstva bělima (sclera) = pevná tuhá vazivová blána • funkce: 1) ochranný obal hlubších oddílů oční koule 2) opora pro připojjící se se šlachy a okohybné svaly • prakticky bezcévná (proto bílá barva) • vzadu jí prochází zrakový nerv • vpředu přechází v průhlednou, vyklenutou rohovku (cornea) • zopakování: zevní vazovivá vrstva tovřena: bělimou a rohovkou zajišťuje stabilitu tvaru oční koule místo úponů šlach okohybných svalů

7. b) střední vazivová vrstva cévnatka (choroidea) • protkána cévami, obsahuje pigmentové buňky • zabezpečuje výživu oka • v přední části přechází v řasnaté těleso (corpus ciliare), na němž je zavěšena čočka (lens) • řasnaté těleso vylučuje oční komorový mok • od řasnatého tělesa odstupuje duhovka (iris),ta obsahuje pigment → zabarvení = „barva očí“ • duhovka má uprostředkruhovitý otvor = zornice, panenka (pupilla) – jejím rozšiřováním či stahováním je regulování množství světla přicházejícího do oční koule - zopakování: střední vazivová vrstva: - obsahuje krevní cévy - obsahuje pigmentové buňky → obsah pigmentu, mohutné cévy – světelně a tepelně izolační vrstva - regulace množství vstupujícího světla

8. c) vnitřní vazivová vrstva sítnice (retina) • tvořena 2 vrstvami: • zevní vrstva – epitelové buňky obsahují pigment – spolu s pigmentovou vrstvou cévnatky působí jako světelná izolační vrstva, pohlcuje dopadající světelné paprsky a zabraňuje jejich odrazu uvnitř oka („černá komora“) • vnitřní vrstva – obsahuje vlastní primární smyslové buňky – světločivné buňky = fotoreceptory a dále neurony – sbírají informace z fotoreceptorů a odvádějí je prostřednictvím zrakového nervu z oka do mozku fotoreceptory: tyčinky - pro černobílé vidění, vnímají světlo za šera - obsahují rodopsin - umožňují periferní vidění čípky – vnímání barev, rozlišují 3 základní barvy (červená, zelená, modrá) slepá skvrna = místo, kde nejsou ani čípky ani tyčinky a sbíhají se zde nervová vlákna z celé sítnice – vystupují z oční koule v podobě zrakového nervu žlutá skvrna = místo přímo za čočkou, kde jsou nakupeny pouze čípky – místo nejostřejšího vidění zopakování: vnitřní vazivová vrstva - vlastní vidění

9. Stavba sítnice

10. Obsah oční koule = průhledné, čiré struktury, které propouštějí a lámou světelné paprsky tak, aby dopadly na sítnici • Čočka • Sklivec • Oční komora • Komorový mok

11. čočka (lens cristallina) • její plochy nestejně zakřivené – přední plocha méně vyklenutá než zadní • čočku připojena na řasnaté těleso – v něm buňky hladkého svalstva – při kontrakci určitého typu hladkého svalstva – tah závěsného aparátu se zmenší – čočka se vlastní pružností vyklene – zvětší se její optická mohutnost - vidění na blízko • při kontrakci jiných hladkých svalů – napřímení čočky – vidění do dálky → akomodace čočky

12. sklivec (corpus vitreum) • měkká a průhledná hmota • do přední strany vsazena čočka oční komory (camera bulbi) • přední oční komora = prostor mezi zadní plochou rohovky a přední plochou duhovky • zadní oční komora = prostor mezi zadní plochou duhovky a přední plochou čočky • vyplněny komorovým mokem (humor aquosus) - čirá tekutina, produkována výběžky řasnatého tělesa - složení odpovídá tkáňovému moku - slouží k zajištění metabolických funkcí předního segmentu oka a k regulaci nitroočního tlaku (při poruše odtoku komorového moku do žilního systému se zvyšuje nitrooční tlak = zelený zákal = glaukom)

14. 2) Přídatné oční orgány • okohybné svaly – zajišťují pohyb oční koule * přímé, šikmé, zdvihač horního víčka • hladké svaly očnice – regulace šířky oční štěrbiny • víčka – uzavírají oko v očnici a chrání ho * mrkání – roztírání slz * vnitřní strana pokryta tenkou blankou = spojivka(tunica conjunctiva) – přechází až na oční kouli po okraj rohovky • slzní žlázy – uloženy při vnějším okraji očnice * slzy – antibakteriální účinky, zvlhčují oční kouli, odstraňují nečistoty • oko chráněno obočím a řasami – zachycování potu z čela

15. Slzné ústrojí • slzný kanálek horní • slzný vak • přechod do slzného vaku • slzný vak • společné vyústění kanálků do slzného vaku • slzný kanálek dolní • slzná žláza

16. Okohybné svaly

17. Stavba z hlediska chemie • Světlo vstupující do oka prochází postupně rohovkou, přední oční komorou obsahující oční mok, čočkou, prostorem naplněným sklivcem a konečně se soustředí na sítnici, která je vlastním vizuálním aparátem. • Vnější prostor rohovky je omýván slzami, vnitřní očním mokem. Obě izoosmotické tekutiny obsahují soli, albumin, globulin, glukosu a další složky.Oční mok zajišťuje výživu pro rohovku i čočku a odstraňuje z nich konečné produkty metabolismu.Sklivec je kolagenní nebo želatinová hmota pomáhající udržovat tvar oka.Hlavní metabolické palivo je glukóza (stejně jako u jiných tkání CNS). • struktura rodopsinu, zrakového pigmentu tyčinek

18. Chemické vlastnosti • Rohovka: • H2O: vysoký obsah vody • Na+,K+: Endotelové buňky rohovky se aktivním transportem Na+ podílejí na dehydrataci rohovky – do rohovky totiž proniká ještě další voda ze slz a komorové vody. – tzv. endotelová pumpa • kerantan sulfát: spojení kolagenních vláken v rohovce permeabilita = propustnost – důležitá vlastnost pro propustnost léků transparence: schopnost propouštět světlo metabolismus: Rohovka dýchá atmosferický kyslík ze slz, ve spánku kyslík z krve + převážně metabolismus glukózy

19. Čočka • endotelová pumpa – vyšší obsah Na+, K+ - udržování čočky v dehydratovaném stavu • kyselina askorbová, glutathion – ochranná funkce proti UV záření • hlavně metabolismus glukózy (glukóza se štěpí na kyselinu mléčnou anaerobní cestou, štěpí se ale také na fruktózu a sorbitol→ akumulace má indukční efekt na vznik katarakty = šedý zákal) • syntéza bílkovin malá

20. Biochemie vidění • Zrakový pigment – v tyčinkách a čípcích sítnice • zrakový pigment tyčinek = rhodpsin • zrakový pigment čípků = zelený, červený, modrý Rhodopsin: • 2 složky: chromatofor (absorbuje světlo), opsin (bílkovina • Chromatofor = aldehyd vitaminu A = retinaldehyd = retinal - v regenerovaném stavu retinal v 11-cis formě, kdy jeho tvar přesně zapadá do opsinové části molekuly - ozaření – 11-cis forma se mění v transformu, vzniká relumirodopsin, ten se mění na lumirodopsin, metarodopsin I a metarodopsin II = aktivní rodopsin - nakonec se rodopsin disociuje na transformu retinalu a opsin regenerace rodopsinu z vitaminu A a opsinu = podstata adaptace na tmu: - transforma retinalu je transportována do pigmentového epitelu, kde je přeměněna na 11-cis formu retinalu – dále se cis forma mění na aldehyd - reakcí opsinu s aldehydem vzniká rodopsin (→ foton ….)

21. Podstata biochemického procesu (obecně) • foton způsobí izomeraci 11-cis formy retinalu na transformu • tato izomerace způsobá konformační změny bílkoviny (rodopsinu u tyčinek, červeného, zeleného a modého pigmentu u čípků) • tím je ovlivněn membránový potenciál buněk – vzniká elektrický signál přenášený nervy do mozku

22. Látky, které mají vliv na vidění Beta-karoten - Z beta-karotenu vzniká v těle vitamin A, nehrozí u něj předávkování jako u vitaminu A. Působí antioxidačně, chrání tělní buňky, nejvíce sliznice a kůži, kde se podílí na ochraně před UV zářením. Beta-karoten je důležitý v obraně organismu proti nádorům, infekčním chorobám, dně a překyselení organismu. Je nezbytný pro správnou funkci zraku. Lutein • karotenoid, důležitý antioxidant, zabraňuje peroxidaci tuků, která je značná v krevním séru, tak i v očích • váže se na oči (při vstupu do organismu a po vstřebání se lutein hromadí ve 2 oblastech očí: 1) ve žlutém bodě (macula lutea ) --- lutein ochraňuje tento bod, snižuje počet výskytu degenerace žlutého bodu v důsledku působení volných radikálů 2) na sítnici a v oční čočce --- ochraňuje před šedým zákalem

23. Borůvky - účinné biolátky v borůvkách regenerují oční barvivo a dokáží zlepšit vidění, především při špatných světelných podmínkách. Vitamin E • přírodní vitamin E s vysokou vstřebatelností a antioxidačním účinkem pro dobrou funkci zraku, pokožky a proti degenerativním onemocněním Další potraviny a doplňky stravy, které napomáhají zlepšení zraku: - šťáva z rajčat, hroznové slupky, extrakt z měsíčku a ze světlíku, kyselina listová, zinek…

24. Fyzikální podstata vidění • Mechanismus vzniku obrazuOči přeměňují energii viditelného spektra na akční potenciály zrakových nervů. Vlnové délky viditelného spektra leží přibližně mezi 397 a 723 nm. Obrazy předmětů okolního prostředí se promítají na sítnici. Světelné paprsky, které na sítnici dopadají, způsobují pohyb Na+ a K+ a vznik biopotenciálů (tj. elektrické napětí naměřené mezi dvěma body tkáně) v tyčinkách a čípcích. Takto vzniklé vzruchy se ze sítnice přenášejí do mozkové kůry, kde vyvolávají pocit zrakového vjemu. • světlo – elektrické napětí na sítnici – vzruch – mozek

25. Viditelné spektrum

26. Optické principy, zákonitosti • 1) Zákon odrazu: Dopadá-li světlo na rozhraní dvou prostředí pod úhlem α, odráží se s úhlem α'. Velikost úhlu odrazu α ' se rovná velikosti úhlu dopadu α, tj. α = α '. Odražený paprsek leží v rovině dopadu. - lom paprsku ke kolmici (při přechodu do „hustšího“ prostředí) - lom paprsku od kolmice (při přechodu do „řidšího“ prostředí) • 2) Zákon lomu: Dopadá-li paprsek z prostředí s absolutním indexem lomu n1 do prostředí s absolutním indexem lomu n2, dochází k lomu paprsku. Lomený paprsek zůstává v rovině dopadu. Úhel dopadu značíme α, úhel lomu značíme β.Pro tyto úhly přitom platí: sin α / sin β = n1/n2.

27. Na rozhraní 2 fyzikálních prostředí, která jsou průhledná (zde vzduch – rohovka, komorová voda – čočka), se tedy část paprsků odráží, část prochází do druhého prostředí, kde se lomí. Index lomu (n) = fyzikální veličina, která udává hodnotu optické lomivosti • geometrická definice: poměr sinu úhlu dopadajícího paprsku a sinu úhlu paprsku procházejícího lomu (Snellův zákon) – relativní index lomu n = sinα / sinαI • fyzikální definice – využívá se v optice: poměr rychlosti světla ve vakuu a rychlosti světla ve skle n = c/v - Oko se skládá z několika opticky různých prostředí – viz. tabulka

28. k největšímu lomu dochází na povrchu rohovky a čočky Světlo dopadá nejprve na rohovku - první část optického systému oka. Zde nastává první lom světla a jeho centrování do středu oka. Dále prochází zornicí k čočce přes komorovou vodu - zde nastává druhý lom světla. Dále se světlo dostává přes čočku. Každá z jejích vrstev přispívá k lomu světelného paprsku svým dílem, což dohromady vytváří jemný a stupňovaný efekt. Zadní část čočky je umístěna přibližně na 1/3 cesty světelného paprsku na jeho cestě k sítnici, kam se dostane přes sklivec. Na sítnici ho zaznamenají světločivé buňky a odehraje se přeměna světelné energie na elektrické nervové impulsy. Po průchodu čočkou se paprsky jdoucí rovnoběžně s optickou osou čočky se sbíhají v bodě nazývaném ohnisko F. Vzdálenost ohniska od roviny čočky (myšlené roviny procházející středem čočky a kolmé na optickou osu) se nazývá ohnisková vzdálenost f. Tyto parpsky jsou zobrazivané v oblasti žluté skvrny. Co se konkrétně děje v oku

29. Dioptrie (φ = 1/f) • Čím větší je zakřivení čočky, tím větší je její refrakce, tj. lomná schopnost (optická mohutnost). Optickou lomivost čočky udáváme v dioptriích. Dioptrie je převrácená hodnota hlavní ohniskové vzdálenosti, udávané v metrech. Tak např. čočka s hlavní ohniskovou vzdáleností 0,25 má optickou mohutnost (φ) 1/0,25 = 4 dioptrie. • Optická mohutnost oka je přibližně 60 dioptrií.

30. Obraz na sítnici • věrný, zmenšený, převrácený

31. Hlavní části oka podílející se na vidění • Rohovka – neměnná celková lomivost (43 dpt) • Čočka - bikonvexní, elastická a průhledná vazivová tkáň. Nitrooční tlak udržuje čočku plochou. Lomivost v klidu je 19,1 dpt (zploštělý stav, akomodace na dálku). Čočka s rohovkou, komorovou vodou přední oční komory a sklivcem spoluvytvářejí optický systém oka, nazývaný dioptrický aparát. • Duhovka se zornicí uprostřed - reguluje množství světla dopadajícího do oka • Ciliární sval – jeden z okohybných svalů - obkružuje čočku, jeho kontrakce způsobí, že se čočka, zvláště její přední plocha, silně vyklene: akomodace na blízko (zkracuje se ohnisková vzdálenost Akomodační schopnost klesá s věkem - ztracená lomivost je kompenzována brýlemi na čtení • Sítnice - obsahuje fotoreceptory tyčinky a čípky.

32. Poruchy krátkozrakost (myopie) dalekozrakost (hypermetropie) • paprsky světla usměrněné - paprsky světla usměrněné čočkou se sbíhají před čočkou se sbíhají až za sítnicí sítnicí - korekce: čočka spojka - korekce: čočka roztpylka

33. Další poruchy • astigmatismus: nepravidelně tvarovaná rohovka, popř. čočka (neostré, zkreslené, zamlžené vidění)

34. Šilhání (strabismus) • Šilhání je zraková vada, při které je porušena vzájemná spolupráce obou očí. Každé oko míří jiným směrem. • šedý zákal = katarakta • zelený zákal = glaukom

35. Poruchy barvocitu a barvoslepost • červenozelená záměna • žlutomodrá záměna • totální barvoslepost

36. Zdroje a autoři • Internet • Fyziologie oka a vidění, nakl. GRADA • Iveta Basíková, Renáta Primasová, Zuzana Hynoušová • 3. C, 2006/2007