Глазное яблоко: строение и функции

Глазное яблоко (лат. bulbus oculi) — это шаровидный орган зрения. Диаметр глазного яблока составляет около 24 мм, вес — 7,5 грамма. Глазное яблоко лежит в костной глазнице и на две трети скрыто в ней: снаружи для осмотра доступна только передняя треть. Внутри глазное яблоко заполнено прозрачным вязким гелем, который на 98% состоит из воды. Этот гель называют стекловидным телом (corpus vitreum).

Оставшиеся 2% стекловидного тела приходятся на гиалуроновую кислоту и коллагеновые волокна — они и придают гелю студенистую плотность. Стекловидное тело занимает бо́льшую часть объёма глаза и входит в оптическую систему: сквозь него световые лучи беспрепятственно доходят от хрусталика (lens crystallina) до сетчатки (retina).

Глаз и глазное яблоко — это одно и то же?

Глаз и глазное яблоко — не полные синонимы. Глазное яблоко — это сама шаровидная часть, заполненная стекловидным телом и одетая в оболочки. Глаз как орган зрения шире: помимо глазного яблока он включает вспомогательный аппарат — веки, глазодвигательные мышцы, слёзные железы и костную глазницу. В обиходе оба слова используют как равнозначные, но анатомически «глазное яблоко» указывает именно на шар.

Строение глазного яблока

Глазное яблоко одето в три оболочки. Снаружи внутрь они идут так: склера, сосудистая оболочка и сетчатка. Склера — белая, поэтому её называют «белком глаза». Само слово происходит от греческого «склерос» — «твёрдый». Склера работает как внешняя стенка и защищает глаз, а прочность и форму ей задаёт внутриглазное давление. Толщина склеры неодинакова: спереди оболочка тоньше, сзади — толще. Склеру прорезают два отверстия. Заднее пропускает зрительный нерв (nervus opticus), который выходит из глаза плотным пучком нервных волокон и несёт информацию в мозг; переднее занимает роговица, через которую внутрь проникает свет. Жёсткость склере даёт волокнистый коллаген.

Шесть наружных (экстраокулярных) мышц крепятся к склере. Эти мышцы поворачивают глаз вверх, вниз, вправо и влево и подчиняются нашей воле. Внутри глаза работают другие мышцы — внутриглазные; они срабатывают автоматически, помимо нашего сознания. К ним относятся ресничные мышцы (musculus ciliaris): они меняют форму хрусталика и наводят глаз на резкость на разных расстояниях. Этот процесс называют аккомодацией — от латинского accommodare, «приспосабливать».

Роговица

Роговица — это прозрачное «окно» в передней части склеры, выгнутое вперёд наподобие щита. Роговица пронизана тончайшими нервами, но не содержит кровеносных сосудов; сосудов лишены также хрусталик и стекловидное тело. Под микроскопом роговица делится на шесть слоёв: эпителий, боуменова мембрана, строма, слой Дуа, десцеметова мембрана и эндотелий. Каждый слой выполняет свою задачу. Слёзная жидкость постоянно увлажняет роговицу. Роговица преломляет входящий свет и сводит лучи к центру. Именно роговица отвечает за бо́льшую часть преломления: её оптическая сила достигает +43 диоптрий.

Передняя и задняя камеры глаза

Передняя камера глаза (camera anterior bulbi) лежит сразу за роговицей. Задняя камера (camera posterior bulbi) заметно меньше и охватывает хрусталик, располагаясь между стекловидным телом и радужкой. Обе камеры заполняет прозрачная водянистая влага (humor aquaeus). Несмотря на название, это не вода, а питательная жидкость для внутренних структур глаза. Водянистую влагу вырабатывает ресничное тело внутри глаза, поэтому со слезами её путать нельзя: слёзы образуются в слёзных железах и выходят на внешнюю поверхность глаза.

Радужка

Радужка задаёт цвет глаз. За оттенок отвечают пигменты, прежде всего меланин: тёмные глаза содержат больше пигмента, чем светлые. Радужка лежит прямо перед хрусталиком и состоит из рыхлой соединительной ткани, пронизанной множеством кровеносных сосудов. Радужка регулирует, сколько света пройдёт внутрь глаза через зрачок.

Зрачок

Зрачок — это чёрное круглое отверстие в центре радужки, через которое лучи попадают внутрь глаза. Диаметр зрачка задают две внутриглазные мышцы. При ярком свете сфинктер зрачка сокращается и зрачок сужается; в темноте расширяющая мышца зрачка растягивает его. Обе мышцы, как и ресничные, работают вне нашей воли — сознательно управлять ими нельзя. Зрачок откликается ещё и на эмоции: раздражение, страх, грусть или радость меняют его размер, поэтому зрачок выдаёт наши реакции.

Хрусталик

Хрусталик (lens crystallina) прозрачен, эластичен и легко меняет форму. Кровеносных сосудов и нервов у хрусталика нет — питание он получает только из водянистой влаги. Хрусталик имеет двояковыпуклую форму и меняет преломляющую силу, чтобы свести лучи в одну точку. Так работает аккомодация — автофокусировка на разных расстояниях. Чтобы изменить кривизну, хрусталику нужна тяга ресничных мышц. Толщина хрусталика зависит от степени аккомодации, а диаметр составляет около десяти миллиметров.

Хрусталик подвешен к цилиарному телу на зонулярных волокнах (fibrae zonulares) — эластичных нитях, расходящихся веером. Когда мы смотрим вдаль, ресничные мышцы расслабляются, волокна натягивают хрусталик и уплощают его. Когда мышцы сокращаются, натяжение волокон спадает, и хрусталик за счёт собственной упругости становится выпуклее — так глаз наводится на близкие предметы, например на буквы в газете. С возрастом хрусталик теряет эластичность и твердеет. Это вызывает пресбиопию — возрастную дальнозоркость, которую корректируют очками для чтения или прогрессивными очками.

Сосудистая оболочка

Сосудистая оболочка выстилает заднюю часть глаза между склерой и сетчаткой. В отличие от хрусталика, роговицы и стекловидного тела, эту оболочку густо пронизывают кровеносные сосуды — крупные и средние вены, а также артерии. Сосудистая оболочка снабжает сетчатку кислородом и питательными веществами и отводит от неё избыточное тепло. В передней части глаза сосудистая оболочка переходит в цилиарное тело.

Сетчатка — где рождается зрение

Сетчатка принимает световые волны и переводит их в нервные импульсы. Импульсы уходят по зрительному нерву в мозг, и только там складывается образ, который мы видим. Сетчатка состоит из десяти гистологических слоёв. Один из слоёв несёт светочувствительные клетки — палочки и колбочки. Палочки срабатывают при слабом свете; их насчитывается почти 120 миллионов, но цвет они не различают. За цветное зрение отвечают около 6 миллионов колбочек — и они же обеспечивают чёткость изображения.

Отчего возникает дальтонизм

Колбочки получили название за форму — под электронным микроскопом они напоминают короткие сосновые шишки. Колбочки делят между собой цвета: одни различают синий, другие — красный, третьи — зелёный. Когда один или несколько типов колбочек работают с дефектом, развивается дальтонизм — человек путает соответствующие цвета.

Колбочки плотнее всего собраны в центральной ямке сетчатки (fovea centralis). Ямка лежит примерно в центре сетчатки, на задней стенке глаза — как раз там, куда оптика глаза фокусирует прямые параллельные лучи. Палочек в ямке нет. Поскольку колбочки отвечают и за цвет, и за чёткость, острота зрения максимальна именно в ямке. Участок сетчатки вокруг ямки выделяется жёлтым цветом, поэтому его называют жёлтым пятном, или макулой (macula lutea).

Слепое пятно

На сетчатке есть и слепое пятно. Оно приходится на место, где зрительный нерв выходит из глаза к мозгу. Ни палочек, ни колбочек в этой точке нет, поэтому света она не воспринимает. Слепое пятно мы всё же не замечаем: мозг достраивает недостающий фрагмент картинки.

Как глаз защищён

Глаз — чувствительный орган, и природа защитила его со всех сторон. Глазное яблоко лежит в глазнице (orbita) — костной полости, которую образуют семь костей черепа. Глазница гасит удары и связана с полостью черепа каналами и отверстиями. Веки (palpebrae) прикрывают глаз, как занавес, во время сна; при угрозе или попадании соринки срабатывает рефлекс моргания. Ресницы задерживают пыль и грязь, а брови отводят пот, стекающий со лба, в сторону от глаза.

Слёзы

Слёзы промывают глаз. Их вырабатывают слёзные железы размером с небольшой миндаль — они лежат в глазнице над глазным яблоком и подают жидкость по каналам; крупным железам помогают мелкие добавочные. Слёзная жидкость ровным слоем растекается по роговице и образует плёнку, которая защищает глаз от пересыхания и от механических и химических раздражителей. Стоит чему-то попасть в глаз — и слёзы вымывают инородное тело наружу. Тот же механизм срабатывает от лука: при нарезке он выделяет летучий газ (оксид пропантиаля), который раздражает глаз и вызывает слёзы.

Как мы видим

Глаз работает как фотокамера. Роговица и хрусталик ловят свет и фокусируют его на центральную ямку сетчатки, проведя через все внутренние структуры глаза. У глаза есть несколько способов подстроить поток света под условия. Радужка меняет диаметр зрачка: в полумраке она расширяет зрачок и впускает больше света, при ярком освещении — сужает и снижает поток. Ресничная мышца кольцом охватывает хрусталик и меняет его форму: для близкого зрения она сильнее сжимает хрусталик, усиливая преломление, а для дальнего — отпускает и преломление ослабляет.

Частые вопросы о глазном яблоке