Светопреломляющий (диоптрический) аппарат глаза включает роговицу, хрусталик, стекловидное тело, жидкости передней и задней камер глаза.

Роговица занимает 1/16 площади фиброзной оболочки глаза и, выполняя защитную функцию, отличается высокой оптической гомогенностью, пропускает и преломляет световые лучи и является составной частью светопреломляющего аппарата глаза. Пластинки коллагеновых фибрилл, из которых состоит основная часть роговицы, имеют правильное расположение, одинаковый показатель преломления с нервными ветвями и межуточной субстанцией, что вместе с химическим составом определяет ее прозрачность.

В роговице микроскопически выделяют 5 слоев: 1) передний многослойный плоский неороговевающий эпителий; 2) переднюю пограничную мембрану (боуменову оболочку); 3) собственное вещество роговицы; 4) заднюю пограничную эластическую мембрану (десцеметову оболочку); 5) задний эпителий («эндотелий»).

Клетки переднего эпителия роговицы плотно прилегают друг к другу, располагаются в 5 слоев, соединены десмосомами. Базальный слой расположен на боуменовой оболочке. В патологических условиях (при недостаточно прочной связи базального слоя и боуменовой оболочки) происходит отслойка от базального слоя боуменовой оболочки. Клетки базального слоя эпителия (герминативный, зародышевый слой) имеют призматическую форму и овальное ядро, расположенное близко к вершине клетки. К базальному слою примыкают 2-3 слоя многогранных клеток. Их вытянутые в стороны отростки внедряются между соседними клетками эпителия, подобно крыльям (крылатые, или шиповидные, клетки). Ядра крылатых клеток округлые. Два поверхностных эпителиальных слоя состоят из резко уплощенных клеток, не имеют признаков ороговения. Удлиненные узкие ядра клеток наружных слоев эпителия располагаются параллельно поверхности роговицы. В эпителии имеются многочисленные свободные нервные окончания, обусловливающие высокую тактильную чувствительность роговицы. Поверхность роговицы увлажнена секретом слезных и конъюнктивальных желез, который защищает глаз от вредных физико-химических воздействий внешнего мира, бактерий. Эпителий роговицы отличается высокой регенерационной способностью. Под эпителием роговицы расположена бесструктурная передняя пограничная мембрана - боуменова оболочка толщиной 6-9 мкм. Она представляет собой модифицированную гиалинизированную часть стромы, трудноотличима от последней и имеет тот же состав, что и собственное вещество роговицы. Граница между боуменовой оболочкой и эпителием хорошо выражена, а слияние боуменовой оболочки со стромой происходит незаметно.

Собственное вещество роговицы- строма - состоит из гомогенных тонких соединительнотканных пластинок, взаимопересекающихся под углом, но правильно чередующихся и расположенных параллельно поверхности роговицы. В пластинках и между ними располагаются отростчатые плоские клетки, являющиеся разновидностями фибробластов. Пластинки состоят из параллельно расположенных пучков коллагеновых фибрилл диаметром 0,3-0,6 мкм (по 1000 в каждой пластинке). Клетки и фибриллы погружены в аморфное вещество, богатое гликозаминогликанами (в основном кератинсульфатами), которое обеспечивает прозрачность собственного вещества роговицы. В области радужно-роговичного угла оно продолжается в непрозрачную наружную оболочку глаза - склеру. Собственное вещество роговицы не имеет кровеносных сосудов.

Задняя пограничная пластинка - десцеметова оболочка - толщиной 5-10 мкм, представлена коллагеновыми волокнами диаметром 10 нм, погруженными в аморфное вещество. Это стекловидная, сильно преломляющая свет мембрана. Она состоит из 2 слоев: наружного - эластического, внутреннего - кутикулярного и является производным клеток заднего эпителия («эндотелия»). Характерными особенностями десцеметовой оболочки являются прочность, резистентность к химическим агентам и расплавляющему действию гнойного экссудата при язвах роговицы.

При гибели передних слоев десметова оболочка выпячивается в виде прозрачного пузырька (десцеметоцеле). На периферии она утолщается, и у людей пожилого возраста на этом месте могут формироваться округлые бородавчатые образования - тельца Гассаля-Генле.

У лимба десцеметова оболочка, истончаясь и разволокняясь, переходит в трабекулы склеры.

«Эндотелий роговицы», или задний эпителий состоит из одного слоя плоских полигональных клеток. Он защищает строму роговицы от воздействия влаги передней камеры. Ядра клеток «эндотелия» округлые или слегка овальные, их ось располагается параллельно поверхности роговицы. Клетки «эндотелия» нередко содержат вакуоли. На периферии «эндотелий» переходит непосредственно на волокна трабекулярной сети, образуя наружный покров каждого трабекулярного волокна, вытягиваясь в длину.

В регуляции водного обмена играют роль боуменова и десцеметова оболочки, а процессы обмена в роговице обеспечиваются диффузией питательных веществ из передней камеры глаза за счет краевой петлистой сети роговицы, многочисленными концевыми капиллярными ветвями, образующими густое перилимбальное сплетение.

Лимфатическая система роговицы формируется из узких лимфатических щелей, сообщающихся с ресничным венозным сплетением. Роговица отличается высокой чувствительностью, что объясняется наличием в ней нервных окончаний.

Длинные цилиарные нервы, представляя ветви назоцилиарного нерва, отходящего от первой ветви тройничного нерва, на периферии роговицы проникают в ее толщу, теряют миелин на некотором расстоянии от лимба, делясь дихотомически. Нервные ветви образуют следующие сплетения: в собственном веществе роговицы, претерминальное и под боуменовой оболочкой - терминальное, суббазальное (сплетение Райзера).

При воспалительных процессах кровеносные капилляры и клетки (лейкоциты, макрофаги и др.) проникают из области лимба в собственное вещество роговицы, что приводит к ее помутнению и ороговению, образованию бельма.

Передняя камера глаза образована роговицей (наружная стенка) и радужной оболочкой (задняя стенка), в области зрачка - передней капсулой хрусталика. На крайней ее периферии в углу передней камеры имеется камерный, или радужно-роговичный, угол с небольшим участком цилиарного тела. Камерный (еще называемый фильтрационный) угол граничит с дренажным аппаратом - шлеммовым каналом. Состояние камерного угла играет большую роль в обмене внутриглазной жидкости и в изменении внутриглазного давления. Соответственно вершине угла в склере проходит кольцевидно располагающийся желобок. Задний край желобка несколько утолщен и образует склеральный валик, сформированный за счет круговых волокон склеры (заднее пограничное кольцо Швальбе). Склеральный валик служит местом прикрепления поддерживающей связки цилиарного тела и радужной оболочки - трабекулярного аппарата, заполняющего переднюю часть склерального желобка. В задней части он прикрывает шлеммов канал.

Трабекулярный аппарат, ранее ошибочно называвшийся гребенчатой связкой, состоит из 2 частей: склерокорнеальной занимающей большую часть трабекулярного аппарата, и второй, более нежной, - увеальной части, которая расположена с внутренней стороны и является собственно гребенчатой связкой склерокорнеальный отдел трабекулярного аппарата прикрепляется к склеральной шпоре, частично сливается с цилиарной мышцей (мышца Брюкке). Склерокорнеальная часть трабекулярного аппарата состоит из сети переплетающихся трабекул, имеющих сложную структуру. В центре каждой трабекулы, представляющей плоский тонкий тяж, проходит коллагеновое волокно, обвитое, укрепленное эластическими волокнами и покрытое снаружи футляром из гомогенной стекловидной оболочки, являющейся продолжением десцеметовой оболочки. Между сложным переплетом корнеосклеральных волокон остаются многочисленные свободные щелевидные отверстия - фонтановы пространства, выстланные «эндотелием», переходящим с задней поверхности роговицы. Фонтановы пространства направлены к стенке венозного синуса склеры - шлеммова канала, расположенного в нижнем отделе склерального желобка шириной 0,25 см. В некоторых местах он разделяется на ряд канальцев, далее сливающихся в один ствол. Внутри шлеммов канал выстлан эндотелием. С его наружной стороны отходят широкие, иногда варикозно-расширенные сосуды, образующие сложную сеть анастомозов, от которых берут начало вены, отводящие камерную влагу в глубокое склеральное венозное сплетение.

Хрусталик,Это прозрачная двояковыпуклая линза, форма которой меняется во время аккомодации глаза к видению близких или отдаленных объектов. Вместе с роговицей и стекловидным телом хрусталик составляет основную светопреломляющую среду. Радиус кривизны хрусталика варьирует от 6 до 10 мм, показатель преломления составляет 1,42. Хрусталик покрыт прозрачной капсулой толщиной 11-18 мкм. Его передняя стенка состоит из однослойного плоского эпителия хрусталика.

По направлению к экватору эпителиоциты становятся выше и образуют ростковую зону хрусталика. Эта зона «поставляет» в течение всей жизни новые клетки как на переднюю, так и на заднюю поверхность хрусталика. Новые эпителиоциты преобразуются в так называемые хрусталиковые волокна.Каждое волокно представляет собой прозрачную шестиугольную призму. В цитоплазме хрусталиковых волокон находится прозрачный белок - кристаллин. Волокна склеиваются друг с другом особым веществом, которое имеет такой же, как и они, коэффициент преломления. Центрально расположенные волокна теряют свои ядра, и, накладываясь друг на друга, образуют ядро хрусталика.

Хрусталик поддерживается в глазу с помощью волокон ресничного пояска, образованного радиально расположенными пучками нерастяжимых волокон, прикрепленных с одной стороны к цилиарному телу, а с другой - к капсуле хрусталика, благодаря чему сокращение мышц цилиарного тела передается хрусталику.

Стекловидное тело. Это прозрачная желеобразная масса, заполняющая полость между хрусталиком и сетчаткой. На фиксированных препаратах стекловидное тело имеет сетчатое строение. На периферии оно более плотное, чем в центре. Через стекловидное тело проходит канал - остаток эмбриональной сосудистой системы глаза - от сосочка сетчатки до задней поверхности хрусталика. Стекловидное тело содержит белок витреин и гиалуроновую кислоту. Показатель преломления стекловидного тела равен 1,33.

Форма и прозрачность некоторых глазных структур обеспечивает остроту зрения человека. Светопреломляющая система глаза состоит из нескольких расположенных друг перед дружкой линз, прозрачных при отсутствии патологических изменений. Именно они пропускают лучи света и преломляют их таким образом, что, концентрируясь на сетчатке, последние складываются в целостное изображение. Картинка по нервным путям поступает в затылочную область головного мозга, где интерпретируется корой. Важную роль для зрения играет аккомодационный механизм. Он помогает фокусировать видимые элементы и увеличивает их по мере надобности.

Анатомия светопреломляющего аппарата

Хрусталик и роговица формируются из эктодермального слоя. Обе структуры образуют диоптрический аппарат. Для человека норма 58,6 диоптрий.

Преломление света становится возможным благодаря кривизне каждой составляющей структуры органа зрения. Светопреломляющий аппарат глаза состоит из таких компонентов:

• Роговица. В ней есть 5 гистологически различных слоев клеток, покрытых эпителиальной оболочкой. Но, несмотря на это, роговица остается прозрачной и отлично пропускает лучи солнечного спектра. Ее преломляющая способность зависит от радиуса и кривизны.
• Стекловидное тело. Эта преломляющая структура не содержит нервных или сосудистых сплетений. Она состоит из студенистой жидкости в передней камере глазного яблока. На задней поверхности стекловидного тела присутствует чашеобразная ямка.
• Хрусталик. Это плотная двояковыпуклая структура, выполняющая функцию линзы. Она содержит передний и задний полюс. Само вещество хрусталика представлено вытянутыми эпителиальными клетками.
• Передняя глазная камера. Это полость, ограниченная спереди роговицей, а сзади радужкой. Именно она содержит стекловидное тело и хрусталик.
• Водянистая влага.
• Задняя глазная камера. Она сообщается с передней через зрачок - круглое отверстие в радужке. Спереди границей камеры является задняя поверхность радужки, а сзади - хрусталик.

Функции анатомических образований

Сетчастая оболочка глаза служит для преобразования энергии света и обработки первичных импульсов.

Светопреломляющие структуры глаза функционируют в едином ансамбле, дополняя друг друга. Правильная последовательность их расположения обеспечивает такие физиологические функции:

• Улавливание световых лучей. С этой целью все прозрачные структуры действуют, как собирательные линзы.
• Пропуск излучения. Благодаря прозрачности роговица, хрусталик, обе камеры и стекловидное тело пропускают сквозь в себя любой свет. Эта функция нарушается при катаракте, возрастных дегенерациях и других деструктивных процессах глазного яблока.
• Концентрация света на сетчатке. Свойства перечисленных структур позволяют сфокусировать изображение для его интерпретации палочками и колбочками.
• Преломление излучения. Интересные наблюдения в этой области были опубликованы педиатрами. Оказывается, новорожденный ребенок все видит в перевернутом виде именно благодаря преломлению лучей. Уже потом мозг человека подстраивает изображение под понятный для него ракурс.
• Аккомодация. Физиология прозрачных глазных структур предусматривает их способность искривляться таким образом, дабы можно было разглядеть предметы вблизи и вдали. В первую очередь такой функцией обладает хрусталик, к которому прикреплена парная цилиарная мышца.

Механизмы

Многие структурные компоненты глаза относятся к производным кожных покровов, а вовсе не нервной ткани. Это обусловлено эволюционно. Нервными производными являются только палочки, колбочки и зрительный нерв.

Светопреломляющие среды глазного яблока функционируют слаженно благодаря своей прозрачности и форме. Роговица принимает на себя главный «лучевой удар», перенаправляя свет в стекловидное тело, расположенное в передней глазной камере. Оттуда лучи через хрусталик поступают в глубокие слои. На этом этапе они преломляются и концентрируются. В задней камере глаза излучение несколько видоизменяется. Оно проникает через отверстие зрачка и ложится на сетчатку. Поэтому слаженное функционирование каждого компонента влияет на качество зрения человека. Также светопроводящие структуры имеют неодинаковую плотность, благодаря чему у людей не бывает лучевого ожога сетчатки. Все прозрачные глазные структуры действуют по простому механизму пропуска световых лучей. И только хрусталик, будучи двояковыпуклой линзой, выполняет функцию увеличительного стекла.

Преломляющие среды глазного яблока: роговица, жидкость камер глаза, хрусталик, стекловидное тело.

В н у т р е н н е е ядро глаза состоит из прозрачных светопреломляющих сред: стекловидного тела, хрусталика, водянистой влаги камер глаза.

Стекловидное тело находится в стекловидной камере. Объем его у взрослого - 4 мл. По составу - это гелеобразная среда с наличием в остове особых белков: витрозина и муцина, с которыми связана гиалуроновая кислота, что обеспечивает вязкость и упругость тела. Первичное стекловидное тело развивается из мезодермы, вторичное - из мезодермы и эктодермы. Сформированное стекловидное тело есть постоянная среда глаза, которая при потере не восстанавливается. Оно покрыто по периметру пограничной мембраной, которая прочно связана с ресничным эпителием (базис - основа в виде кольца, выступающего кпереди от зубчатого края) и с задней частью капсулы хрусталика (гиалоидо-хрусталиковая связка).

Хрусталик расположен между радужкой и стекловидным телом, в углублении (стекловидной ямке) и удерживается волокнами ресничного пояска.

В хрусталике р а з л и ч а ю т:

1. переднюю поверхность капсулы (эпителий и волокна) с наиболее выступающей точкой - полюсом;
2. заднюю поверхность капсулы (эпителий и волокна) с более выпуклым задним полюсом;
3. экватор - переход передней поверхности в заднюю;
4. вещество хрусталика из хрусталиковых волокон и склеивающего их образования; ядро хрусталика - хрусталиковые волокна без ядер: склерозированные, уплотненные;
5. ресничный поясок, волокна которого начинаются с передней и задней поверхности капсулы в области экватора.

Ось хрусталика составляет расстояние между полюсами, преломляющая сила хрусталика - 18 диоптрий (дптр).

Передняя камера находится между роговицей и радужкой, между радужкой и передней поверхностью капсулы хрусталика - задняя камера. Обе заполнены влагой, способной к небольшому преломлению света.

Передняя камера по периметру ограничена гребенчатой связкой, между пучками волокон которой находятся выстланные плоскими клетками пространства радужко-роговичного угла (фонтановы пространства) - путь оттока влаги в венозный синус склеры. Поражение угла лежит в основе развития ангулярной глаукомы.

Задняя камера обмен влаги осуществляет за счет щелевидных пространств между волокнами ресничного пояска, которые в виде общей круговой щели (петитов канал) охватывают хрусталик по периферии.

Роговица находится в наружной оболочке глаза, составляя ее переднюю часть и участвуя своей выпуклостью в формировании переднего полюса глазного яблока. Она прозрачна, имеет круглую форму с диаметром у взрослого человека в 12 мм, толщиной в 1 мм. В сагиттальной плоскости она плавно изогнута. По наружной поверхности роговица - выпуклая, а по внутренней поверхности - вогнутая. Радиус кривизны составляет до 7,5-8 мм, что обеспечивает преломление света до 40 дптр. Роговица врастает в циркулярную борозду склеры, образуя своим периферическим краем небольшое утолщение - лимб.

В роговице различают пять слоев:

1. передний эпителий толщиной до 50 мкм с многочисленными свободными нервными окончаниями; отличается высокой регенерацией и проницаемостью для лекарств;
2. передняя пограничная пластинка толщиной 6-9 мкм;
3. собственное вещество из фиброзных пластинок, включающих пучки коллагеновых волокон, отростчатые плоские фибробласты и аморфную среду из кератинсульфатов, гликозаминогликанов и воды;
4. задняя пограничная пластинка толщиной 5-10 мкм; обе пластинки: передняя и задняя состоят из коллагеновых волокон и аморфного вещества;
5. задний эпителий из плоских полигональных клеток разнообразной формы.

Роговица не имеет сосудов, питание получает диффузное за счет жидкости передней камеры и сосудов циркулярной борозды склеры.

7.5.2. Светопроводящие среды глаза и преломление света (рефракция)

Глазное яблоко представляет собой шаровидную камеру диаметром около 2,5 см, содержащую светопроводящие среды – роговицу, влагу передней камеры, хрусталик и студнеобразную жидкость – стекловидное тело, назначение которых преломлять световые лучи и фокусировать их в области расположения рецепторов на сетчатке.

Стенками камеры служат три оболочки. Наружная непрозрачная оболочка – склера – переходит спереди в прозрачную роговицу. Средняя сосудистая оболочка в передней части глаза образует ресничное тело и радужную оболочку, обусловливающую цвет глаз. В середине радужной оболочки (радужки) имеется отверстие – зрачок, регулирующий количество пропускаемых световых лучей. Диаметр зрачка регулируется зрачковым рефлексом, центр которого находится в среднем мозге. Внутренняя сетчатая оболочка (сетчатка), или рети-на, содержит фоторецепторы глаза – палочки и колбочки – и служит для преобразования световой энергии в нервное возбуждение. Светопреломляющие среды глаза, преломляя световые лучи, обеспечивают четкое изображение на сетчатке.

Основными преломляющими средами глаза человека являются роговица и хрусталик. Лучи, идущие из бесконечности через центр роговицы и хрусталика (т. е. через главную оптическую ось глаза) перпендикулярно к их поверхности, не испытывают преломления. Все остальные лучи преломляются и сходятся внутри камеры глаза в одной точке – фокусе. Приспособление глаза к четкому видению различно удаленных предметов (его фокусирование) называется аккомодацией. Этот процесс у человека осуществляется за счет изменения кривизны хрусталика. Ближняя точка ясного видения с возрастом отодвигается (от 7 см в 7-10 лет до 75 см в 60 лет и более), так как снижается эластичность хрусталика и ухудшается аккомодация. Возникает старческая дальнозоркость.

В норме длинник глаза соответствует преломляющей силе глаза. Однако у 35 % людей имеются нарушения этого соответствия. В случае близорукости длинник глаза больше нормы и фокусировка лучей происходит перед сетчаткой, а изображение на сетчатке становится расплывчатым. В дальнозорком глазу, наоборот, длинник глаза меньше нормы и фокус располагается за сетчаткой. В результате изображение на сетчатке тоже расплывчато.