Оптическая система глаза и преломление света (рефракция). Функционирование глаза человека (зрения). Как предотвратить попадание постороннего предмета в глаз

С утра, как только мы открываем глаза, они начинают собирать информацию и отсылают ее для расшифровки в мозг. Глаза - это чрезвычайно чувствительный и сложный прибор. Их надо беречь от яркого солнечного света и случайных повреждений, например, когда ты выходишь гулять. Из этой статьи ты узнаешь, как работает глаз.

Работа глаза напоминает работу фотоаппарата. Через зрачок свет попадает внутрь глаза. Свет проходит через хрусталик (за зрачком) и преломляется на сетчатке глаза. Она преобразует изображение в нервные импульсы, которые потом передаются в головной мозг, где вся информация о свете и форме обрабатывается. Сетчатка содержит миллионы специальных светочувствительных клеток, которые называются палочками и колбочками. Палочки чувствительны к свету, а благодаря колбочкам мы различаем цвета и мелкие детали.

Надёжная защита

Брови, ресницы и веки защищают глаза от пыли. Например, в жаркий день брови останавливают капельки пота, а в дождливый - капельки дождя. Ресницы задерживают пылинки, которые могут попасть в глаза. А наши веки - это своеобразные занавески из складок кожи, которые поднимаются и опускаются с помощью мышц. Эти занавески двигаются так быстро, что вовсе не мешают нашему глазу. Мы даже не замечаем этого.

Не реви!

Любишь ли ты плакать? Конечно, нет - ответит любой из вас. А между тем, каждый раз, когда моргаешь, ты плачешь. Дело в том, что в глазу есть особая железа, в которой хранится жидкость - слёзы. При моргании веко открывает слёзную железу, тем самым промывая глаз. А если туда попадает какой-нибудь раздражитель (например, дым или лук), то количество слёз сильно увеличивается.

Почему глаза разного цвета?

Цвет глаза зависит от содержания в радужке красящего вещества. Оно называется меланином и наследуется человеком от родителей. Карий цвет глаз - наиболее распространенный в мире. Самый редкий цвет - голубой.

Почему люди не видят в темноте?

Когда света мало - колбочки (клетки, распознающие цвет) не могут работать эффективно. В это время палочки (реагирующие на свет) продолжают работать, пока совсем не стемнеет. Но с их помощью мы видим мир в оттенках черного и белого цвета, да и четкость изображения уменьшается.

- Каждый день глаз совершает более 60 тысяч движений, когда мы смотрим по сторонам, вверх или вниз.

- На земле примерно 1% людей, у которых левые и правые глаза разного цвета.

- При дневном свете или слишком сильном холоде цвет глаз у человека может меняться.

Биофизические основы зрения

Глаз человека является оптическим прибором. Несмотря на всю сложность, основные принципы функционирования его светопроводящей системы могут быть описаны законами геометрической оптики. С другой стороны, механизм генерации зрительного ощущения является фотобиологическим процессом. Поэтому изучение светопреобразующей системы глаза требует привлечения законов взаимодействия света с веществом, а также аппарата квантовой механики и квантовой биофизики.

Оптическая система глаза

Глаз имеет не совсем правильную сферическую форму. Его вертикальный, горизонтальный и осевой размеры равны соответственно 23,4; 23,6; 24,3 мм. Свет попадает в глаз через роговицу. Показатель преломления вещества 1,376, радиус кривизны передней поверхности 7,7, задней – 6,8 мм. Эта часть глаза обладает наибольшими преломляющими свойствами: оптическая сила ее передней поверхности – 50 дптр. За роговицей находится хрусталик, представляющий собой двояковыпуклую линзу с радиусом кривизны передней поверхности 10, задней – 6 мм. Хрусталик состоит из пластинчатых слоев, неодинаковых как по радиусу кривизны, так и по показателю преломления. Общий показатель преломления вещества хрусталика 1,414 -1,424, оптическая сила в наиболее уплощенном состоянии 19,1 дптр. Пространство между роговицей и хрусталиком заполнено водянистой влагой, а внутренняя часть глаза – стекловидным телом – прозрачной гелеобразной массой, состоящей из внеклеточной жидкости с коллагеном и гиалуроновой кислотой в коллоидном растворе. Водянистая влага и стекловидное тело имеют показатель преломления 1,336.

Внутренний слой глаза, содержащий зрительные элементы, называется сетчаткой . К сетчатке подходит зрительный нерв, отводящий нервные импульсы в зрительный центр головного мозга. В области примыкания зрительного нерва к сетчатке находится слепое пятно , нечувствительное к свету, а в середине сетчатки – область, где острота зрения при дневном освещении максимальна – желтое пятно .

Через геометрический центр роговицы и хрусталика проходит главная оптическая ось ОО, а через центр хрусталика и желтое пятно – зрительная ось О"О". Зрительная ось совпадает с направлением наилучшей светочувствительности. Угол между главной оптической и зрительной осями составляет примерно 5°.

Рис.1. Положение главной оптической ОО и зрительной О"О" осей.

Так как показатели преломления воздуха и внутренней среды глаза не равны, то

1. Фокусные расстояния f 1 и f 2 не равны . Для сферической поверхности фокусные расстояния, как со стороны предметов, так и со стороны изображения могут быть вычислены по формуле: f = n 2 R/(n 2 -n 1), где n 1 – показатель преломления первой среды (из которой исходят параллельные лучи); n 2 – показатель преломления второй среды; R – радиус кривизны поверхности раздела двух сред. Соответственно оптическая сила сферической поверхности равна: D = 1/f = (n 2 -n 1)/n 2 R. Оптическая сила линзы с двумя преломляющими поверхностями: D = D 1 +D 2 - d/n D 1 D 2 , где D 1 и D 2 – оптическая сила передней и задней поверхностей линзы соответственно; d – расстояние между ними; n – показатель преломления заключенной между ними среды.

2. Главные плоскости оптической системы глаза, перпендикулярные главной оптической оси и проходящие через главные точки Н 1 и Н 2 , не совпадают . Н 1 и Н 2 – это точки, для которых линейное увеличение равно +1: Г = а 2: а 1 = +1, где а 1 – расстояние от предмета до линзы; а 2 – расстояние от линзы до изображения.

3. С главными плоскостями не совпадают плоскости, перпендикулярные главной оптической оси и проходящие через узловые точки N 1 и N 2 . Для этих точек угловое увеличение равно Z = tgφ 2 /tgφ 1 = 1, где φ 1 – угол раскрытия пучка лучей точки предмета; φ 2 - угол раскрытия пучка лучей для сопряженной точки изображения.

Рис.2. Оптические системы глаза: F 1 и F 2 – фокусы; f 1 и f 2 – фокусные расстояния; H 1 и H 2 – главные точки; N 1 и N 2 – узловые точки. Расстояния даны в мм.

Глаз имеет четыре преломляющие поверхности, образованные роговицей, водянистой влагой и хрусталиком. Снаружи эта оптическая система ограничена воздухом, изнутри – стекловидным телом. Часто для упрощения вычисления всю оптическую систему глаза представляют линзой, которая со стороны пространства предметов окружена воздухом, а со стороны пространства изображений – жидкостью с показателем преломления 1,336, главные Н 1 и Н 2 и узловые N 1 и N 2 точки совмещают. Оптическая сила такой системы составляет 58,6 дптр, а сама система называется приведенным редуцированным глазом .

Чем дальше предмет удален от глаза, тем меньше его изображение на сетчатке. Наименьший угол зрения, при котором человек ещё способен видеть отдельно две различные точки предмета (угловая разрешающая способность ), составляет примерно одну минуту. При расположении предмета на расстоянии 25 см линейная разрешающая способность человеческого глаза составляет 70 мкм, а размер изображения этих точек на сетчатке – 5 мкм, что, в свою очередь, равно среднему расстоянию между колбочками.

Рис.3. Построение изображения предмета на сетчатке глаза.

Из геометрической оптики известно, что при равных показателях преломления среды с обеих сторон линзы справедливо соотношение (f 1: а 1) + (f 2: а 2) = 1. Поэтому для получения четкого изображения различно удаленных предметов должно изменяться либо расстояние а 2 , либо фокусное расстояние f 2 . В глазе человека реализуется последний способ. Возможность фокусирования на сетчатке изображений различно удаленных предметов за счет изменения кривизны хрусталика, особенно его передней поверхности, называется аккомодацией . Чем ближе расположен предмет, тем больше должна быть кривизна хрусталика и его оптическая сила.

Хрусталик заключен в капсулу, которая по краям переходит в волокна цилиарной связки. Эти волокна всегда натянуты. Поэтому в расслабленном состоянии хрусталик максимально растянут, и его оптическая сила минимальна. В этом состоянии глаз способен различать предметы, находящиеся только на очень далеком расстоянии. Механическое напряжение волокон цилиарной связки регулируется цилиарной мышцей. При сокращении мышцы, иннервируемой парасимпатическими волокнами глазодвигательного нерва, натяжение цилиарной связки уменьшается, и хрусталик за счет своей эластичности принимает более выпуклую форму. С возрастом в результате обезвоживания эластичность хрусталика уменьшается, в результате чего ограничивается возможность регуляции его радиуса кривизны, развивается так называемая старческая дальнозоркость . При этом рассматривание близких предметов, требующее для аккомодации малых радиусов кривизны хрусталика, затруднено, а далеко расположенные предметы видны по-прежнему хорошо. У здорового молодого человека аккомодация не вызывает напряжения при рассматривании предметов, находящихся на расстоянии более 25 см. Это наименьшее расстояние называется расстоянием наилучшего видения .

Недостатки оптической системы глаза человека

Оптическая система глаза имеет ряд недостатков. Роговица и хрусталик чаще всего имеют неправильную сферическую форму и напоминают собой сегмент эллипсоида вращения. Это приводит к явлению астигматизма . При этом оптическая сила в вертикальной плоскости не равна оптической силе в горизонтальной плоскости (обычно первая несколько больше второй), то есть глаз по вертикали может быть близоруким, а по горизонтали – дальнозорким. Астигматизм присущ в небольшой степени почти всем людям. Если разница в оптических силах не превышает 0,5 дптр, то астигматизм называют «физиологическим» и не корректируют очками. При большей степени дефекта зрение корригируется цилиндрическими линзами, а при «нерегулярном» астигматизме – только контактными линзами.

Другими недостатками оптической системы глаза являются сферическая и хроматическая абберация.

Сферическая абберация возникает из-за того, что фокусное расстояние центральной части и роговицы, и хрусталика больше фокусного расстояния периферической части. Этот недостаток почти не проявляется при малых значениях диаметра зрачка, когда вклад периферических отделов оптической системы в построение изображения невелик. С увеличением диаметра зрачка изображение становится все более нерезким.

Хроматическая абберация возникает вследствие явления дисперсии белого света: показатель преломления света зависит от его длины волны, чем она короче, тем больше показатель преломления. Поэтому синие предметы, требующие меньшей аккомодации, кажутся более удаленными, чем расположенные на том же расстоянии красные предметы. Этот эффект широко использовался при создании витражей готических храмов: фон делался синим, а все остальные предметы и фигуры окрашивались в другие цвета. В результате плоское изображение приобретало объем. Помимо естественных недостатков существуют патологии зрения. На рисунке 4 приведены примеры хода лучей в нормальном (а), близоруком (б) и дальнозорком (в) глазе.

При близорукости (миопии) вследствие увеличения переднезаднего размера глазного яблока фокус расположен перед сетчаткой, что вызывает размытое изображение далеко расположенных предметов. Для близорукого глаза расстояние наилучшего видения меньше 25 см. Этот недостаток зрения корригируется рассеивающими (вогнутыми) линзами. При дальнозоркости (гиперметропии), наоборот, осевая длина глазного яблока уменьшена, и лучи фокусируются за сетчаткой. Далеко расположенные предметы при этом видны отчетливо, а для рассматривания близко расположенных предметов необходима коррекция собирающими (выпуклыми) линзами. Расстояние наилучшего видения для дальнозорких людей – больше 25 см.

Молекулярный механизм зрения

Функциональные особенности фоторецепторных клеток

В основе зрения лежит способность светочувствительных клеток сетчатки реагировать на изменение светового потока. Глаз позвоночных содержит два вида рецепторных клеток: палочки, являющиеся более чувствительными к свету и обеспечивающие зрение в сумерках и ночью (скотопическое зрение ), и колбочки, обеспечивающие восприятие зрительных образов при ярком освещении и цветовое зрение (фотопическое зрение ). Колбочки, кроме того, обладают лучшей способностью к восприятию деталей изображения и поэтому значительно улучшают разрешающую способность глаза. Кривая спектральной чувствительности глаза имеет максимум около 500 нм при скотопическом зрении и около 555 нм при фотопическом.

Палочки имеют длину 63-81 мкм, диаметр 1,8 мкм; для колбочек эти параметры равны соответственно 35 и 5-6 мкм. На сетчатке глаза человека находится приблизительно 110-125 млн палочек и 6-7 млн колбочек. Палочки и колбочки расположены на сетчатке неравномерно: в центре её напротив зрачка в области желтого пятна находятся в основном колбочки, на периферии – только палочки. В связи с этим для получения наилучшего качества изображения световой поток должен попадать в центр сетчатки.

Сетчатка состоит из нескольких слоев клеток. Ближе всего к свету расположены слои нервных клеток, отводящие электрические сигналы от палочек и колбочек в мозг. Далее располагаются сами фоторецепторные клетки. Каждая из них имеет два сегмента: наружный и внутренний, соединенные между собой тонкой ножкой. Своим наружным сегментом, содержащим зрительные пигменты, эти клетки ориентированы в сторону, противоположную свету. Зрительные пигменты имеют в своем составе хромофор, который поглощает свет. Таким образом, свет, прежде чем попасть на зрительные пигменты, должен пройти через роговицу, хрусталик, стекловидное тело и несколько слоев клеток. При этом поглощается не более 50% света. Дополнительные потери возникают в связи с тем, что одна часть света отражается от роговицы, а другая, прошедшая мимо светочувствительных элементов, поглощается клетками эпителия глаза. И только 10% квантов света, попавших на глаз, поглощаются зрительными пигментами в палочках.

У человека наружный слой сетчатки покрыт слоем, в состав которого входит пигмент фуксин, обладающий большим коэффициентом поглощения. В отсутствие отражения и рассеяния света четкость изображения повышается. У некоторых ночных животных между зрительными элементами и пигментным слоем имеется отражающий слой, благодаря которому не зрительные пигменты попадают не только прямые, но и отраженные лучи. В результате в условиях дефицита освещенности повышается возможность восприятия света. За счет отражения падающего света у таких животных глаза в темноте светятся.

Закон Вебера и психофизический закон Вебера-Фехнера

Минимальная яркость светового пятна, которую способен воспринять глаз на абсолютно черном фоне при полной световой адаптации, называется абсолютным порогом чувствительности . Для человека эта величина составляет (2,1-5,7) 10 -17 Дж. Это соответствует 58-148 квантам сине-зеленого цвета. Минимальная обнаруживаемая разность между яркостью освещенного фона и яркостью светового пятна называется разностным порогом чувствительности . А отношение минимальной обнаруживаемой разности к яркости освещенного фона называется дифференциальным порогом . Согласно закону Вебера , дифференциальный порог остается постоянным при изменении яркости фона. Таким образом, величина разностного порога чувствительности увеличивается с увеличением яркости фона.

Зависимость между интенсивностью ощущения и интенсивностью света описывается законом Вебера-Фехнера : если интенсивность света возрастает по логарифмическому закону, то интенсивность ощущения света растет линейно: ψ = k ln I/I 0 , где I – интенсивность света; I 0 – абсолютный порог чувствительности; k – константа. Этот закон носит также название психофизического закона Вебера-Фехнера . Он пригоден для описания любых сенсорных процессов, кроме процессов, идущих при очень слабой стимуляции.

Изомеризация ретиналя

Изомеризация ретиналя является первичным фотохимическим процессом. Лучше всего фотопроцессы изучены в палочках. В ответ на поглощение квантов света их мембраны, содержащие зрительный пигмент родопсин, генерируют электрический сигнал. Родопсин является хромопротеином. Он состоит из белковой части – опсина и небелковой – ретиналя (половины молекулы β–каротина). Ретиналь является хромофором родопсина. Он имеет множество изомеров, но в зрительных пигментах встречается только как 11-цис-ретиналь, а в некоторых редких случаях как 9-цис-ретиналь. Ретиналь связан с опсином ковалентной протонировнной альдиминовой связью. Эта связь располагается между альдегидной группой ретиналя и ε–аминогруппой лизина молекулы опсина.

В молекуле опсина выделяются большой гидрофобный участок, погруженный в фосфолипидную мембрану, и меньший гидрофильный, выступающий над её поверхностью. Фоторецепторная мембрана отличается крайне низкой вязкостью вследствие высокого содержания полиненасыщенных жирных кислот. Это способствует быстрой вращательной и латеральной диффузии молекул родопсина и облегчает их конформационные превращения после поглощения света.

Изолированный ретиналь имеет максимум поглощения в области 370-380, а опсин – в области 278 нм. Их взаимодействие сдвигает максимум спектра поглощения родопсина в видимом диапазоне в область 500 нм. Это явление называется батохромным сдвигом . Кроме этого родопсин имеет ещё один максимум поглощения - на длине волны 350 нм (ультрафиолетовая область). Благодаря преимущественному поглощению зеленых и голубых лучей, изолированный родопсин имеет красный цвет. Со спектром поглощения родопсина совпадает спектр поглощения палочек, который близок к кривой спектральной чувствительности скотопического зрения.

В темноте ретиналь находится в цис-конфигурации, что обеспечивает его полное стерическое соответсвие молекуле опсина. Поглощение фотона π–электронами сопряженных двойных связей переводит молекулу ретиналя в возбужденное состояние и вызывает разрыв π–связи. Тогда одна часть молекулы поворачивается вокруг оставшейся σ–связи, и ретиналь переходит в полностью транс-конфигурацию. После ряда превращений, в ходе которых происходит депротонирование и изменение конформации опсина, связь между ретиналем и опсином разрывается. Выделившийся при этом ретиналь находится в транс-конфигурации. Этот процесс называется фотолизом родопрсина . Обратное превращение транс-ретиналя в 11-цис-ретиналь происходит с помощью фермента ретинальизомеразы, после чего 11-цис-ретиналь присоединяется к опсину с образованием родопсина.

Рис.5. Структура органа зрения:

1 – разрез глаза; 2 – колбочки; 3 – палочки (М-скопление митохондрий); 4 – диск наружного сегмента палочки; 5 – фрагмент мембраны диска со встроенной в неё молекулой родопсина; 6 – хромофорная группировка родопсина – ретиналь в 11-цис и полностью транс-конформациях.

Механизм возникновения электрического сигнала

Для возникновения сигнала, передающего информацию о зрительном ощущении в мозг, необходимо изменение трансмембранного потенциала палочки.

В состоянии покоя цитоплазматическая мембрана наружного сегмента палочек проницаема в основном для натрия, а не для калия. Поэтому в отличие от всех других известных клеток, цитоплазма наружного сегмента палочек заряжена положительно. Поглощение кванта света и следующие за ним фотопревращения родопсина приводят к тому, что проницаемость палочек для натрия уменьшается. Каждый поглощенный квант вызывает блокаду 100-300 натриевых каналов. Предполагается, что механизмом передачи информации о фотолизе родопсина натриевым каналам является блокада, вызываемая внутриклеточными медиатороми, которые появляются при воздействии света на зрительные пигменты. Этими медиаторами являются ионы кальция и циклический 3"-5"-гуанозинмонофосфат (цГМФ). При возбуждении изменяется только проницаемость мембраны для натрия, для других ионов эта величина остается на прежнем уровне. Поэтому в условиях блокады натриевых каналов на первое место выступают калиевые. Диффузия К + наружу из клетки в сторону меньшей концентрации вызывает появление там положительного заряда, а в клетке, наоборот, - отрицательного.

Формирование электрических потенциалов сетчатки

Сразу после поглощения кванта света возникает ранний рецепторный потенциал (РРП) продолжительностью 1 мс. Предполагается, что РРП вызывается перемещением молекулы родопсина в мембране при конформационных превращениях в нем. Молекула родопсина содержит фиксированные заряды, и их смещение относительно липидного бислоя приводит к формированию РРП. Амплитуда РРП зависит от интенсивности вспышки, но не превышает 5 мВ. Чем меньше квантов света падает на сетчатку, тем выше вероятность их взаимодействия с молекулами невыцветшего родопсина и соответственно выше амплитуда РРП.

Через 1 мс после РРП возникает поздний рецепторный потенциал (ПРП), вызываемый уже не конформационными перестройками молекулы родопсина, а транспортом ионов через мембрану. Амплитуда ПРП растет с увеличением интенсивности света по закону A = α I/ I+ kI s , где I s – интенсивность светового стимула (число фотонов, падающих за единицу времени на единицу площади); α и k – константы, зависящие от длины падающего света.

Зрительный пигмент колбочек отличается от такового для палочек. В качестве хромофора по-прежнему выступает 11-цис-ретиналь, а белковая часть образована светочувствительным элементом йодопсином. Существуют три вида йодопсинов, имеющих максимумы поглощения при 445 нм (синий цвет), 535 нм (зеленый) и 570 нм (оранжевый). Каждая колбочка имеет только один вид этих молекул. Согласно трехкомпонентной теории зрения, сформулированной в 1801 году Т.Юнгом и развитой затем Г.Гельмгольцем, всякий цвет оказывает воздействие на каждый тип колбочек, но в разной степени. Комбинация полученных сигналов передается в головной мозг, где анализируется. В результате возникает ощущение того или иного цвета. В настоящее время эта теория работает только для колбочек, однако на уровне сетчатки и нейронов действуют другие механизмы, которые еще до конца не изучены.

Иногда вследствие генетических заболеваний нарушается синтез красного или зеленого йодопсина. Нарушение восприятия какого-либо цвета называется дальтонизмом . Так как информация о патологии цветового восприятия передается по наследству как рецессивный признак, сцепленный с Х-хромосомой, то дальтонизмом чаще всего страдают мужчины (примерно 8%) и гораздо реже женщины (менее 0,4%).



Инородный предмет - объект, который попал в глаз снаружи. Может быть чем угодно: от пылевой частицы до металлического осколка. Посторонний предмет, скорее всего, затронет роговицу или конъюнктиву.

Роговица – специальное защитное покрытие передней части глаза, а конъюнктива - слизистая оболочка, закрывающая белок глаз.

Нужно идти в отделение скорой помощи, если в глазу находится посторонний предмет. Не надо пытаться удалить его самостоятельно.

Роговица представляет собой прозрачный купол, который закрывает переднюю поверхность глаза. Он служит специальным защитным покрытием для передней части глаза. Свет попадает в глаз через роговицу. Он также помогает фокусировать свет на сетчатке.

Конъюнктива представляет из себя слизистую оболочку, покрывающую склеру или белок глаза. Конъюнктива достигает края роговицы. Она также покрывает влажную область под веками.

Посторонний предмет, попавший в переднюю часть глаза, не может потеряться за глазным яблоком, но он может поцарапать роговицу. Эти царапины обычно незначительны. Однако некоторые типы посторонних предметов могут стать причиной заражения или повреждения зрения.

Симптомы инородного тела в глазу

• Ощущение дискомфорта;
• Ощущение, что в глазу находится какой-то объект;
• Головная боль;
• Слезоточивость;
• Боль про ярком свете;
• Чрезмерное моргание;
• Покраснения, налитый кровью глаз.

Проникновение постороннего предмета в глаз встречается довольно редко. Обычно объекты, попавшие в глаз, результат интенсивного, быстрого удара, подобного взрыву. Посторонние предметы, проникающие в глаз, называются внутриглазными объектами. Другими симптомами внутриглазного объекта считаются выделение жидкости, кровоточивость глаз.

Причины инородного тела в глазу

В конъюнктиву глаза объекты попадают в результате неудач, возникающих во время повседневного досуга.

• Ресницы;
• Щепки;
• Грязь;
• Песок;
• Косметические средства;
• Контактные линзы;
• Металлические детали;
• Осколки стекла.

Грязь и песок, обычно, приносит в глаза ветер. Грубые материалы, например металл или стекло, попадают в глаза в результате взрывов или случаев, связанных с использованием инструментов, таких как молотки, электроинструменты или газонокосилки.

Посторонние предметы, попадающие в глаз с высокой скоростью, представляют наибольший риск получения травм.

Если в глазу инородный объект, точная диагностика и правильное лечение предотвратят инфекцию и потенциальные повреждения зрения. Это особенно важно при экстремальных и внутриглазных случаях .

Удаление постороннего предмета самолично может привести к серьезному повреждению глаз .

• Имеет острые или грубые края;
• Достаточно велик, чтобы препятствовать закрытию глаза;
• Содержит химикаты;
• Попал в глаз с высокой скоростью;
• Вызывает кровотечение в глазу.

Если в глаз попал посторонний предмет, или вы помогаете кому-то с той же проблемой, очень важно немедленно обратиться за медицинской помощью .

• Ограничить движение глаз;
• Сделать повязку глаза с помощью чистой ткани или марли;
• Если объект слишком велик, чтобы сделать повязку, нужно накрыть глаз бумажной чашкой;
• Закрыть неповрежденный глаз. Это поможет предотвратить движение в пострадавшем глазу.

• У вас все еще есть ощущение, что что-то в глазу есть;
• У вас необычное зрение, есть слезоточивость или мигание;
• На роговице есть облачное пятно;
• Общее состояние глаза ухудшается.
• Помощь в домашних условиях

Если есть подозрения, что в глаз попал посторонний предмет, важно своевременно получить лечение, чтобы избежать заражения и дальнейшего повреждения зрения.

• Не давите на глаза;
• Не используйте около поверхности глаза такие предметы, как пинцеты или ватные тампоны;
• Не снимайте контактные линзы, если конечно нет внезапного отека или вы получили химическую травму.

Если есть подозрения, что посторонний предмет попал в глаз, или вы помогаете кому-то другому с той же проблемой, нужно выполнить следующие шаги перед каким либо уходом в домашних условиях:

• Помойте руки;
• Посмотрите на пораженный глаз в области с ярким светом;
• Чтобы исследовать глаз и найти объект, нужно посмотреть вверх, потянув нижнее веко вниз.

Самый безопасный способ удаления постороннего предмета из глаза будет отличаться в зависимости от типа объекта, который надо удалить, и того, где он находится в глазу.

Наиболее распространенным местом нахождения постороннего предмета является верхнее веко.

• Погрузите пострадавшую сторону лица в плоский контейнер с водой. Пока глаз находится под водой, нужно несколько раз открыть и закрыть глаз, чтобы вымыть объект;
• Тех же результатов можно достичь с помощью наглазника, купленного в аптеке;
• Если объект застрял, вытяните верхнее веко и растяните его над нижним веком, чтобы ослабить предмет.

• Вытяните нижнее веко или нажмите вниз на кожу под веком, чтобы увидеть, что под ним;
• Если объект виден, попробуйте прикоснуться к нему влажной ватной палочкой.

попробуйте вымыть его, пролив воду на веко, когда держите его открытым.
Также можно попробовать использовать наглазник для вымывания объекта.

Придется вымывать частями вместо того, чтобы удалять их целыми по отдельности.

Помощь специалиста

• Не удается удалить посторонний предмет дома;
• Зрение остается размытым, иным, ненормальным после удаления постороннего предмета;
• Первоначальные симптомы разрыва, мигания и припухлости сохраняются и не улучшаются;
• Состояние глаза все равно ухудшается.

Нужно пройти осмотр, который состоит из следующих шагов:

• Капли для обезболивания, анестезия поверхности глаза;
• Краситель флуоресцин. Он светится при специальном освещении, будет нанесен через глазные капли. Краситель показывает поверхностные объекты и ссадины;
• Врач будет использовать лупу для обнаружения и удаления посторонних предметов;
• Объекты могут быть удалены с помощью влажной ватной палочки или вымыты водой.

Если первоначальными методами не удастся удалить объект, врач может использовать иглы.

Если посторонний предмет вызвал ссадины роговицы, врач может дать антибиотическую мазь , чтобы инфекция не прогрессировала.

Для более крупных ссадин роговицы - глазные капли, содержащие циклопентолат или гоматропин , чтобы держать зрачок расширенным. Болезненные мышечные спазмы могут возникать, если зрачок стягивается до заживления роговицы.

Врач даст ацетаминофен для лечения боли от более крупных повреждений роговицы.

Для дальнейшего исследования внутриглазного объекта может потребоваться КТ или другие исследования.

Предпишут направление к врачу, который специализируется на уходе за глазами для дальнейшей оценки или лечения.

Восстановление

Если удается удалить посторонний предмет из глаза, глаз должен начать выглядеть и чувствовать себя лучше примерно через один-два часа . В течение этого времени любая значительная боль или покраснение должны ослабевать. Раздражающее ощущение или незначительный дискомфорт могут оставаться на день или два .

Повреждения роговицы, вызванные посторонним предметом, обычно заживают в течение 1-3 дней . Тем не менее, инфекции более вероятны, если инородный предмет был грязным, например, содержал почву. Нужно позвонить доктору , если симптомы не улучшаются.

Внутриглазные инородные объекты создадут эндофтальмит . Это инфекция внутренней части глаза. Если посторонний предмет повреждает роговицу или хрусталики глаз, зрение может быть повреждено или потеряно.

Как предотвратить попадание постороннего предмета в глаз?

Трудно предвидеть или избежать случайного попадания постороннего предмета в глаз во время повседневной деятельности.

Можно предотвратить попадание постороннего предмета в глаза, надев специальные очки.

• При работе с пилами, строительными машинами или электроинструментами;
• При работе с опасными или токсичными химикатами;
• При работе с газонокосилками.

Системы отображения графической информации воздействуют на зрительный аппарат человека, поэтому с необходимостью должны учитывать как физические, так и психофизиологические особенности зрения.

На рис. показан поперечный размер глазного яблока человека.

Свет попадает в глаз через роговицу и фокусируется хрусталиком на внутренний слой глаза, называемый сетчаткой .

Сетчатка глаза содержит два принципиально различных типа фоторецепторов – палочки, обладающие широкой спектральной кривой чувствительности, вследствие чего они не различают длин волн и, следовательно, цвета, и колбочки, характеризующиеся узкими спектральными кривыми и поэтому обладающие цветовой чувствительностью.

Колбочек существует три типа отличающихся фоточувствительным пигментом. Колбочки обычно называют "синими", "зелеными" и "красными" в соответствии с наименованием цвета, для которого они оптимально чувствительны.

Выдаваемое колбочкой значение является результатом интегрирования спектральной функции с весовой функцией чувствительности.

Рис. Поперечный разрез глаза

Светочувствительные клетки, известные как колбочки и палочки, формируют слой клеток в задней части сетчатки.

Колбочки и палочки содержат зрительные пигменты. Зрительные пигменты очень похожи на любые другие пигменты, в том, что они поглощают свет и степень поглощения зависит от длины волны. Важное свойство зрительных пигментов состоит в том, что когда зрительный пигмент поглощает фотон света, то изменяется форма молекулы и в то же самое время происходит переизлучение света. Пигмент при этом изменился, измененная молекула поглощает свет менее хорошо чем прежде, т.е. как часто говорят, "отбеливается". Изменение формы молекулы и переизлучение энергии некоторым, пока еще не вполне ясным образом, инициируют светочувствительную клетку к выдаче сигнала.

Информация от светочувствительных рецепторов (колбочек и палочек) передается другим типам клеток, которые соединены между собой. Специальные клетки передают информацию в зрительный нерв. Таким образом волокно зрительного нерва обслуживает несколько светочувствительных рецепторов, т.е. некоторая предварительная обработка изображения выполняется непосредственно в глазу, который по сути представляет собой выдвинутую вперед часть мозга.

Область сетчатки, в которой волокна зрительного нерва собираются вместе и выходят из глаза, лишена светочувствительных рецепторов и называется слепым пятном.

Интересно отметить, что природа создала целый ряд конструкций глаза. При этом глаза у всех позвоночных похожи на глаза человека, а глаза у беспозвоночных либо сложные (фасеточные) как у насекомых, либо недоразвитые в виде световувствительного пятна. Только у осьминогов глаза устроены как у позвоночных, но светочувствительные клетки находятся непосредственно на внутренней поверхности глазного яблока, а не как у нас позади других слоев, занимающихся предварительной обработкой изображения. Поэтому, возможно, особого смысла в обратном расположении клеток в сетчатке нет. А это просто один из экспериментов природы.

Глаза – орган зрения человека, расположенные в полости глазниц на лицевой поверхности черепа. Глазницы выполняют защитную функцию, «пряча» глазное яблоко более чем на 2/3. Глазное яблоко имеет форму неправильного шара, размером 24,4 х 23,8 х 23,5 мм у взрослого человека. Его масса составляет 25 - 30 грамм.

Глазное яблоко имеет сложное строение.
Наружная оболочка, покрывающая все глазное яблоко, называется склерой. Ее другое название белочная оболочка (белок глаза ). Со стороны глазницы склера непрозрачна. Спереди склера переходит в прозрачную роговицу, которая покрыта очень тонкой, слизистой оболочкой – конъюнктивой. В свою очередь конъюнктива подразделяется на конъюнктиву век, свода и глазного яблока. С наружной стороны конъюнктива покрыта кожей, которая образует веки - верхнее и нижнее. С внутренней стороны конъюнктива образует мешок верхнего и нижнего века, в которых скапливается жидкость вместимостью в 2 капли;
Сосудистая оболочка расположена сразу за роговицей. За счет нее происходит питание глазного яблока. Она же образует радужную оболочку (радужку );
Сетчатка – является внутренней оболочкой глаза. Ее так же называют истиной частью мозга, так как с ее помощью человек видит. Сетчатка содержит слой палочек, отвечающие за ориентирование в темноте, а так же за периферическое зрение, и колбочек, отвечающие за ощущение цвета и форму предметов.

Внутри глаз заполнен желеобразным, мутноватым стекловидным телом. К придаткам глаза относятся: слезные органы, веки. Глазное яблоко движется за счет шести группы мышц: 4 прямых и 2 косых.

Как видит наш глаз?

Прежде чем достичь зрительной зоны головного мозга, пучок света проходит сложный путь, который начинается с роговицы. После нее свет попадает через отверстие в радужной оболочке (зрачок ) на хрусталик, где преломляясь, попадает через стекловидное тело на сетчатку. В области сетчатки глаза имеется слепое пятно, с которого начинается зрительный нерв. Он длинным тяжом прокладывает свой путь к зрительной зоне, расположенной в затылочной области головного мозга.

Зрачок – это отверстие в глазу, которое контролирует поток лучей, поступающих извне в полость глаза;
Цвет глаза зависит от количества специального пигмента – меланина. Чем его больше, тем темнее радужная оболочка. Глаза могут быть карие, зеленые, серые, голубые, и даже красные. Последний цвет не считается нормой и связан с заболеванием, под названием альбинизм, когда в клетках человека отсутствует меланин, придающий цвет не только глазам, но и коже, волосам;
Красные пятна в глазах на фото – не что иное, как отражение луча света (вспышки ) от дна глаза;
Слеза во время плача стекает не только с конъюнктивы на кожу лица, но и внос, через специальный носослезный канал.

Развитие глаза в эмбриональный период

Глаза происходят из той же ткани, конкретно – нервной трубки, что и мозг. Приблизительно на 4 неделе (в конце первого месяца беременности) в области будущего лица появляются небольшие чашеобразные формы – зрительные пузырьки, с крошечным пигментным диском посередине – это не что иное, как зачатки глаз эмбриона. Глаз продолжает формироваться вплоть до конца беременности. Накануне своего рождения ребенок начинает моргать.

Заболевания глаз

Заболевания глаз имеют большую классификацию. Существуют заболевания век, конъюнктивы, слезных органов, склеры, роговицы, хрусталика и др. К самым распространенным причинам относятся: инфекции и травмы.
К распространенным симптомам заболеваний глаз относятся:
Отек глаз и век возникает по причине насморка, конъюнктивита, простудных заболеваний. Нередко отек сопровождают мешки под глазами. Отек и мешки могут свидетельствовать о заболевании почек или сердца;
Синяки под глазами возникают при заболевании почек, сердца. Очень часто синяки свидетельствуют о недостатке сна, гиповитаминозе, усталости;
Слезятся глаза по следующим причинам: аллергия, воспаление, атония мышц, которые окружают глаз. При аллергическом конъюнктивите глаза сильно чешутся, и отмечается ощущение в них инородного тела;
Дергается глаз по причине перенапряжения мышц. Другими словами подергивание называется нервным тиком;
Кровоизлияние в глазу случается по причине высокого давления (артериальной гипертензии ) или механической травмы, например, контузии;
Гноятся и болят глаза в результате инфекционного заболевания, того же ячменя – воспаления мешочка ресницы, причиной которого является золотистый стафилококк, конъюнктивита, ирита, иридоциклита и др.

Лечение

В зависимости о заболевания лечение может быть: симптоматическим, этиотропным, патогенетическим, местным и общим, терапевтическим и хирургическим. Так при инфекционных заболеваниях, назначаются антибиотики – обычно местно в виде капель. При травмах глаза – лечение может быть как консервативным местным, так и оперативным, вплоть до энуклеации – удалении глазного яблока.
Большинство заболеваний, связанных с патологией хрусталика, роговицы, сетчатки лечатся с помощью очков и линз. В качестве вспомогательного лечения почти всегда назначаются витамины и БАДы. Особенно полезен витамин А при ослабленном зрении.

Возможна ли трансплантация глаза?

В настоящее время пересадка глаза от донора или умершего человека невозможна, так как глаз и все его отдельные структуры – сосуды, оболочки и др., быстро отторгаются самим организмом. Согласно мнениям хирургов – офтальмологов, даже если, используя все современные методы и способы микрохирургии, успеть сшить все сосуды (на это уйдет не менее 8 часов ) они быстро забьются тромбами и вскоре произойдет отторжение. Из всех частей глаза успешно замещается хрусталик, например, при лечении катаракты.
В случае травмы или болезни, по причине которой произвели энуклеацию (удаление ) глазного яблока - устанавливается протез. С его помощью восполняется эстетическая функция. Стоимость одного протеза приблизительно равна 5000 рублей. Проводится установка протезов в офтальмологических центрах областных городов РФ.

Профилактика заболеваний глаз

Предупредить различные заболевания можно используя не сложные рекомендации:
Выполнять гимнастику для глаз, особенно она полезна людям, которые проводят много времени за компьютером;
Сбалансировано питаться. Очень важно чтобы в рационе присутствовал жирорастворимый витамин А;
Закалять глаза, проводя контрастное умывание с взбрызгиванием капель воды в открытые глаза. Умывание контрастной водой улучшает микроциркуляцию в оболочках глаза.