1 NARZĄD WZROKU

Oko
można porównać do kamery cyfrowej, wyposażonej w:
• system soczewek (rogówka, soczewka, ciało szkliste)
• automatyczną regulację ostrości obrazu (akomodacja)
• automatyczną regulację przesłony (adaptacja)
• matrycę z czujnikami fotoelektrycznymi
(siatkówka z pręcikami i czopkami)
Sygnały generowane
przez fotoreceptory są
najpierw przetwarzane
przez inne komórki
siatkówki, a następnie
przesyłane „kablem”
(nerw wzrokowy) do
głównego procesora
(obszar wzrokowy kory
mózgu).
NARZĄD WZROKU
Ogólna topografia
oka
mięśnie okoruchowe
twardówka
naczyniówka
siatkówka
Warstwy ściany gałki ocznej:
• warstwa włóknista: twardówka i rogówka
• warstwa naczyniowa: naczyniówka właściwa,
ciałko rzęskowe i tęczówka
• warstwa nerwowa: siatkówka (część optyczna i „ślepa”)
rogówka
soczewka
nerw
wzrokowy
siatkówka
(cz.ślepa)
naczyniówka
właściwa
twardówka
rogówka
ciałko
rzęskowe
siatkówka
(cz.optyczna)
tęczówka
tęczówka
ciałko rzęskowe
„dno oka”
Warstwy:
Twardówka
Tkanka łączna zbita:
• włókna kolagenowe
• włókna sprężyste
• spoczynkowe fibroblasty
• melanocyty
• słabe unaczynienie
Funkcje:
• nadaje ścianie gałki
ocznej wytrzymałość
mechaniczną
i elastyczność
• jest miejscem przyczepu
mięśni poruszających
gałką oczną
Rogówka
• nabłonek
wielowarstwowy płaski
• błona Bowmana
(blaszka podstawna
i fibryle kolagenowe)
• zrąb
nieunaczyniony
fibryle kolagenowe
spoczynkowe fibroblasty
słabiej uwodniona istota
podstawowa
• błona Descemeta
(kolagen VIII i błona
podstawna)
• nabłonek jednowarstwowy płaski
(sródbłonek)
Funkcja: działa
jak soczewka (42 D)
1
Regularny (warstwowy i równoległy) układ fibryli kolagenowych w zrębie,
słabe uwodnienie i brak naczyń powodują przejrzystość rogówki.
Nabłonek zewnętrzny rogówki
• wielowarstwowy płaski
nierogowaciejący
• desmosomy i półdesmosomy
• strefy zamykające
• mirofałdy na szczytowej
powierzchni, pokrytej cienką
warstwą płynu (łez) – rogówka
musi być stale wilgotna
• ochrona przed UV: ferrytyna
w jądrach komórkowych
eliminuje rodniki tlenowe
• liczne bólowe zakończenia
nerwowe
• szybka odnowa i regeneracja
fibroblast
fibryle kolagenowe
Naczyniówka właściwa
Ciałko rzęskowe
• wiotka tkanka łączna
• liczne melanocyty
• liczne naczynia krwionośne
twardówka
Sclera
Warstwy:
• w. nadnaczyniowa
• w. naczyniowa
• w. naczyń włosowatych
(o ścianie okienkowej)
• błona Brucha
(kolagen – elastyna kolagen)
Retina
siatkówka
• zrąb z naczyniami
i mięśniami gładkimi
• wyrostki pokryte
nabłonkiem
• więzadełka Zinna
(fibrylina) łączą
zrąb
wyrostki z rejonem
równikowym soczewki
więzadełka
wyrostki
Funkcje:
• akomodacja
• produkcja płynu
wodnistego
Funkcja:
odżywianie fotoreceptorów
siatkówki
Akomodacja:
• przy rozluźnionych mięśniach
ściana gałki ocznej napina
więzadełka Zinna, soczewka ma
kształt bardziej płaski → ostre
widzenie odległych obiektów
• przy obkurczonych mięśniach
więzadełka Zinna zostają
poluźnione, a elastyczność
soczewki nadaje jej kształt
bardziej wypukły → ostre
widzenie bliskich obiektów
Nabłonek
ciałka rzęskowego
• dwuwarstwowy sześcienny, jest
przedłużeniem siatkówki (część „ślepa”)
• warstwa powierzchniowa - komórki jasne
(wpuklenia błony kom., liczne mitochondria)
- transportują jony (produkcja płynu
wodnistego)
• warstwa głęboka – komórki z ziarnami
melaniny (przedłużenie nabłonka
barwnikowego siatkówki)
• ten nabłonek to de facto dwa nabłonki
jednowarstwowe przylegające do siebie
powierzchniami szczytowymi – stąd po
jego obu stronach jest blaszka podstawna
2
Tęczówka
• zrąb łącznotkankowy z licznymi
melanocytami (barwa oczu: niebieska
niebieskozielona
szara
brązowa)
i naczyniami
• przednia powierzchnia: nieciągły nabłonek
płaski
• tylna powierzchnia pokryta nabłonkiem
dwuwarstwowym sześciennym (pigmentowanym)
• zwieracz źrenicy: kom. mięśniowe gładkie
• rozwieracz źrenicy: kurczliwe wypustki
kom. nabłonkowych
Zwężenie źrenicy
zwiększa głębię
ostrości wzroku
Funkcja: adaptacja
Sieć beleczkowa
(kąt przesączu, przestrzenie
Fontany)
kanał
Schlemma
Upośledzony odpływ płynu wodnistego powoduje wzrost jego
wewnątrzgałkowego ciśnienia, co prowadzi do postępującego
i nieodwracalnego uszkodzenia nerwu wzrokowego. Choroba ta
- jaskra - jest jedną z głównych przyczyn ślepoty w krajach
o niskim poziomie rozwoju
• między ciałkiem rzęskowym a rejonem przejścia twardówki w rogówkę
• beleczki łącznotkankowe wyścielone komórkami śródbłonka, między nimi
przestrzenie wypełnione płynem wodnistym
• w twardówce kanał Schlemma łączący się z żyłami
Funkcja: odprowadzanie płynu wodnistego
Soczewka
(twór
nabłonkowy)
torebka (b. gruba
blaszka podstawna)
• nabłonek sześcienny
(tylko na przedniej
powierzchni)
• włókna soczewkowe
•
W obszarze równikowym:
• komórki nabłonka przekształcają się
w włókna soczewkowe
• w torebce zakotwiczają się
więzadełka Zinna
Włókna soczewkowe
(zmodyfikowane komórki nabłonkowe)
• długie, płaskie „listewki”
• brak jądra
• niewiele organelli
• „koralikowe” filamenty pośrednie
• w cytoplazmie białka krystaliny
(zapewniają przejrzystość i zdolność
załamywania światła)
• polączenia boczne „główka i panewka”
• połączenia szczelinowe
dojrzałe
niedojrzałe
Funkcja: element układu
optycznego (ok. 14 D)
3
Ciało szkliste
• woda
• jony
• kwas hialuronowy
• fibryle kolagenowe (nieliczne)
• komórki (nieliczne):
- hialocyty (fibroblasty)
- makrofagi
ciało
szkliste
Zaćma jest najczęstszą patologią oka u osób starszych.
Dochodzi w niej do stopniowej utraty przejrzystości włókien
soczewkowych (zaburzenie dotyczy krystalin).
Funkcja:
element układu optycznego
(kilka D)
Siatkówka
1. Nabłonek barwnikowy
jest warstwowym układem komórek nerwowych
i zawiera 3 pierwsze neurony drogi wzrokowej
ułożone w odrębnych warstwach
2. Warstwa fotoreceptorów
3. Błona graniczna zewn.
(połączenia międzykom.)
4. Warstwa jądrowa zewn.
(perykariony komórek
fotoreceptorycznych)
5. Warstwa splotowata zewn.
(wł. nerwowe i synapsy)
6. Warstwa jądrowa wewn.
(perykariony komórek)
komórki
fotoreceptoryczne
7. Warstwa splotowata
wewn. (wł. nerwowe
i synapsy)
8. Warstwa kom. zwojowych
komórki
dwubiegunowe
9. Warstwa wł. nerwowych
10. Błona graniczna wewn.
(blaszka podstawna)
komórki zwojowe
10 warstw siatkówki
Komórki fotoreceptoryczne (komórki pręcikowe i czopkowe) to dwubiegunowe
komórki nerwowe, których dendryty zostały przekształcone w fotoreceptory
(pręciki i czopki)
segment zewnętrzny
(dyski błoniaste zawierające
białkowe barwniki wzrokowe:
rodopsynę lub jodopsyny)
szczątkowa rzęska
segment wewnętrzny:
- elipsoid (mitochondria)
- mioid (szorstka siateczka,
aparat Golgiego - produkcja
białek dysków błoniastych)
Działanie
fotoreceptorów
światło (!)
CIEMNOŚĆ
komórka wysyła sygnały
(synapsa hamująca!)
fotony
↓
rodopsyna
jodopsyna
→
aktywacja
↓
opsyna
stała depolaryzacja błony komórkowej (!)
→
aktywacja
efekt
↓
↓
białko G → fosfodiesteraza → hydroliza cGMP
cGMP
ŚWIATŁO
komórka nie wysyła sygnałów
hiperpolaryzacja błony komórkowej
perykarion
akson
synapsa (hamująca!)
1. Fotony aktywują rodopsynę/jodopsyny, uwolnienie opsyny
2. Opsyna aktywuje białko G (transducynę)
3. Transducyna aktywuje fosfodiesterazę cGMP
4. Obniża się poziom cGMP w cytoplazmie
5. Zamknięcie kanałów sodowych, hiperpolaryzacja błony kom.
6. Zahamowanie wydzielania neuroprzekaźnika (glutaminian)
w synapsie hamującej – drugi neuron zostaje „odblokowany”
i wysyła sygnały
4
Pręcik
Czopek
wąski, pałeczkowaty
szerszy, stożkowaty
dyski błoniaste
otoczone błoną
komórkową
dyski błoniaste
są częściowo wpukleniami
błony komórkowej
szypuła łącząca segment wewn.
z perykarionem (wypustka
pręcikonośna)
brak
rodopsyna
jodopsyny (wrażliwe na różne
odcinki widma,czopki S, M, L)
wymiana dysków błoniastych
przy udziale komórek
nabłonka barwnikowego
nie
wysoka czułość na światło
niższa czułość
niewrażliwy na barwy
wrażliwy na barwy
Pręcik
Nabłonek barwnikowy
Inne warstwy siatkówki - komentarze
• liczne ziarna melaniny
• wypustki obejmujące szczytowe rejony fotoreceptorów
• strefy zamykające
• warstwy jądrowe zawierają perykariony
komórek, a warstwy splotowate ich wypustki
i synapsy
Funkcje:
• pochłanianie światła
• fagocytoza dysków błoniastych fotoreceptorów
• udział w resyntezie barwników wzrokowych
• błona graniczna zewn.: strefy przylegania
pomiędzy komórkami glejowymi (Müllera)
a fotoreceptorami
Czopek
• w. splotowata zewn.: synapsy wstążkowe
• warstwa jądrowa wewn. zawiera perykariony:
- kom. dwubiegunowych
- kom. poziomych (modulują aktywność
synaptyczną)
- kom. amakrynowych (sygnalizacja zwrotna)
- kom. Müllera (odmiana gleju radialnego):
wypustki przechodzą przez całą grubość
siatkówki, pełnią funkcję „światłowodów”
• w. splotowata wewn.: synapsy elektryczne
kom. pręcikowe
kom. czopkowe
• warstwa włókien nerwowych zawiera
niezmielinizowane aksony komórek zwojowych
Warstwa komórek zwojowych:
światłoczułe komórki zwojowe
• ok. 4 % komórek zwojowych wykazuje wrażliwość na światło
• zawierają melanopsynę (barwnik wzrokowy aktywowany fotonami)
• wolna aktywacja – reaguja na wolne zmiany światła w otoczeniu
• aksony nie wchodzą w skład drogi wzrokowej – dochodzą do innych
obszarów mózgowia, odpowiedzialnych za pozawzrokowe procesy
zależne od światła: rytm dobowy, sen/czuwanie, nastrój
Pomiędzy nabłonkiem barwnikowym a fotoreceptorami nie ma
połączeń międzykomórkowych – stąd w pewnych warunkach
(uderzenie, gwałtowny wysiłek, obkurczenie ciała szklistego)
fotoreceptory mogą oddzielić się od nabłonka.
Jest to odwarstwienie siatkówki – grożące utratą wzroku,
gdyż czopki i pręciki tracą pośredni kontakt z naczyniówką
dostarczająca im tlenu i substancji odżywczych.
5
Szczególne obszary siatkówki
plamka żółta (macula lutea)
Naczynia odżywiające siatkówkę
plamka ślepa (tarcza n. wzrokowego)
dołeczek
centralny
• wyeksponowane fotoreceptory
(inne warstwy odsunięte)
• tylko czopki
• brak sumowania sygnałów
(neurony jednosynaptyczne)
• największa ostrość widzenia
• brak fotoreceptorów
• włókna nerwowe zbierają się
tworząc nerw wzrokowy
• po wyjściu z gałki ocznej
ulegają mielinizacji
• miejsce wejścia tętnicy centralnej
i wyjścia żył
• naczynia włosowate naczyniówki właściwej
• kapilary odchodzące od naczyń dna oka
naczynia dna oka
Bariera krew-siatkówka:
• strefy zamykające między komórkami
nabłonka barwnikowego
• strefy zamykające miedzy komórkami
śródbłonka kapilarów na terenie siatkówki
Komórki macierzyste siatkówki
Nisza: warstwa pigmentowanych
komórek w rejonie przejścia
nabłonka ciałka rzęskowego
w siatkówkę (ora serrata)
Komórki macierzyste:
Oglądanie przez wziernik dna oka (oftalmoskopia) daje informację o stopniu
zaawansowania nie tylko chorób narządu wzroku, ale także niektórych
chorób układowych (cukrzyca, nadciśnienie, miażdżyca)
• w hodowli różnicują się komórki podobne
do różnych typów komórek siatkówki
• transplantacja in vivo (zwierzęta) prowadzi
niekiedy do wytworzenia kilkuwarstwowego
„prototypu” siatkówki z komórkami
zawierającymi białka typowe dla fotoreceptorów,
ale nie udało się dotychczas uzyskać
odtworzenia funkcjonującej siatkówki
Powieka
Paradoksy oka:
spojówka
Spojówka:
• nabłonek wielowarstwowy walcowaty
z komórkami kubkowymi
• blaszka właściwa
• w układzie optycznym największą siłę załamywania światła
ma rogówka (a nie soczewka)
• skurcz mięśni ciałka rzęskowego powoduje rozluźnienie
więzadełek Zinna
• fotoreceptory są umieszczone po „złej” stronie siatkówki
(światło musi przejść przez prawie wszystkie warstwy, zanim
dotrze do pręcików i czopków)
tarczka
z gruczołami
Meiboma
skóra
• światło powoduje zahamowanie aktywności fotoreceptorów
gruczoły Molla
(apokrynowe)
Tarczka: tkanka łączna zbita
z dużymi gruczołami łojowymi
(gruczoły tarczkowe, Meiboma)
uchodzącymi na brzegu powieki.
Funkcja: natłuszczanie rogówki
Inne gruczoły powieki:
• gruczoły Molla (apokrynowe)
• gruczoły Zeissa (gruczoły łojowe
związane z korzeniami rzęs)
6
Gruczoł łzowy
Gruczoł surowiczy o budowie
zrazikowej
• pęcherzyki surowicze otoczone
komórkami mioepitelialnymi
i blaszka podstawną
• przewody wyprowadzające
(nabł. jednowarstwowy
sześcienny/walcowaty)
Łzy: woda, jony, lizozym, laktoferyna,
IgA
Drogi odpływu łez:
- kanaliki łzowe: nabłonek
wielowarstwowy płaski
- woreczek łzowy i przewód
nosowo-łzowy: nabłonek
wieloszeregowy z rzęskami
i komórkami kubkowymi
7