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Ausführliche Darstellung der Anatomie und Physiologie des Auges - Referat
Anmerkung:
In der Schule hatten wir damals einen Projektor,
auf den ich Bilder auflegen konnte, leider ist es ja aber nicht möglich diese Bilder miteinzuschicken
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Anatomie des Auges
Das Auge besteht aus einem Augapfel, den man gewöhnlich in Wand und Inhalt unterteilt.
Die äußerste Schicht der Wand, die Hülle, wird gebildet von der Hornhaut und der Lederhaut,
auch Sklera genannt. Die Hornhaut ist in die Lederhaut eingelassen, wie ein Uhrglas in eine
Uhr, dabei aber etwas stärker gekrümmt. Die an die Hülle grenzende Gefäßhaut besteht aus Aderhaut, Iris (Regenbogenhaut) und Zilliarkörper. Die innerste Schicht der Wand wird
gebildet durch die Netzhaut. Diese besitzt einige sehr interessante Zonen.
1. Die Fovea ist eine etwa 0,2 mm tiefe Grube. Die Ausschnitte eines Bildes, die dorthin abgebildet werden, nehmen wir besonders scharf wahr. Es sind die Objekte, die wir unmittelbar fixieren.
2. Die Papille ist eine Art Loch in der Netzhaut, durch das Nervenfasern verlaufen, die sich in ihr auch im Sehnerv treffen.. Deshalb, da man dorthin abgebildete Ausschnitte von Objekten natürlich nicht wahrnehmen kann, nennt man die Papille auch blinden Fleck. Gewöhnlich werden jedoch die fehlenden Informationen vom Gehirn ergänzt.
3. Die Ora – Serrata schließlich ist der Bereich der Netzhaut, wo sie von der Aderhaut abhebt,
also beginnt.
Zum Augapfelinhalt dagegen zählen: Die Linse, die Zonulafasern , an denen die Linse aufgehangen ist , sowie der Glaskörper hinter der Linse und das Kammerwasser, welches sich in Vorder- und Hinterkammer befindet (wird später noch näher erläutert) .
Physiologie des Auges
2.2.1 Das optische System
Unter dem optischen System versteht man die Zusammenfassung der Bestandteile des Auges, die zwingend benötigt werden, um einen Gegenstand auf die Netzhaut abzubilden. Es besteht aus Hornhaut, Linse und Iris. Die Hornhaut dient als Frontlinse vor der eigentlichen Linse. Sie hat eine Brechraft von etwa 43 Dioptrien, wobei das Dioptrien als Kehrwert der Brennweite definiert ist. Diese Brechkraft ist mehr als doppelt so groß wie die maximale Brechkraft der Linse, welche bei 20 Dioptrien liegt. Deshalb trägt die Hornhaut von allen Strukturen des Auges am meisten zu dessen Brechkraft bei und ihre gleichmäßige Wölbung sowie Transparenz sind für das optische System von größter Bedeutung.
Die Linse ist eine zweite Sammellinse
hinter der Hornhaut, die aufgrund ihrer Eigenelastizität ihre Brechkraft verändern kann.
Dieser Prozess wird gesteuert durch den Zilliarmuskel. Wenn er kontrahiert, so erschlaffen die in ihm endenden Zonulafasern, durch die er mit der Linse verbunden ist. Dann nimmt die Spannkraft auf die Linse ab, diese wölbt sich, und ihre Brechkraft wird größer. Wenn er erschlafft
werden die Zonulalfasern dagegen mehr angespannt, die Linse wird flacher, ihre Brechkraf nimmt ab. Die Iris fungiert als Blende ,ihre zentrale Öffnung ist die Pupille. Sie wird bei Änderung des Lichteinfalls enger oder weiter. Dieser Vorgang wird wieder durch zwei Muskeln gesteuert, den M. Spincter pupillae und den M. Dilatator pupillae. Diese beiden Muskeln sind von Nerven durchsetzt, welche auf biochemische Stoffe reagieren, z.B. Hormone. Deshalb wird
die Pupille weiter, wenn man sich erschreckt, wegen des zusätzlichen Adrenalinausstosses.
Ist das Auge zu lang gebaut, dann liegt die Bildweite vor der Netzhaut , und man ist kurzsichtig.
Ist es zu kurz gebaut, liegt die Bildweite hinter der Netzhaut und man ist weitsichtig.
Anatomie der Hornhaut
Die Hornhaut besteht zum überwiegenden Teil aus Stroma. Dieses muß man sich als kollagenes,
d.h. leim- und eiweißartiges ,Bindegewebe vorstellen. Das Stroma ist nicht von Blutgefäßen durchsetzt, was ein wichtige immunbiologische Konsequenz hat: Bei Hornhauttransplantationen
ist das Abstoßungsrisiko der Hornhaut bei weitem nicht so groß wie bei anderen medizinischen Transplantationen. Dennoch ist das Stroma aber von sämtlichen Nervenfasern durchsetzt.
Deshalb kommt es bei einer äußeren Reizung der Hornhaut häufig zu krampfartigem Lidschluß,
sowie Rötung und Tränung des Auges.
Da in der Hornhaut keine Blutgefäßen vorhanden sind, müssen zwangsläufig andere Strukturen die
Ernährung der Hornhaut übernehmen. Das gewährleistet einmal das Wasser aus der Vorderkammer, dann der Tränenfilm, aber auch Bindehautgefäße, die nach rechts und links an die Hornhaut grenzen. Ohne Tränenfilm ist die Hornhaut außerdem zu rauh, die Lichtstreuung größer, und man sieht unscharf. Zuletzt dient er auch der Abwehr von Bakterien.
Weitere wichtige Bestandteile des Auges sind:
Das Epithel ,welches eine Barriere vor dem Stroma gegen Keime und Fremdkörper darstellt.
Das Endothel ,hinter dem Stroma, welches einerseits das Stroma gegen das Wasser aus der Vorderkammer weitgehend abdichtet, andererseits aber auch eingedrungenes Wasser wieder in die Vorderkammer zurück abpumpt.
2.2.2 Die Bildwahrnehmung
Die Netzhaut setzt sich zusammen aus einem sensorischen Teil, der Retina, und dem Pigmentepithel. Die Retina besteht aus drei Neurone, nämlich Ganglienzellen (drittes Neuron), bipolare Zellen (zweites Neuron) und die Fotorezeptoren (Zapfen und Stäbchen, erstes Neuron), außerdem auch noch aus Interneurone (Horizontalzellen und amakrine Zellen). Wie kommt nun die Wahrnehmung eines Gegenstandes zustande ? Zunächst einmal dringt das von ihm emittierte Licht durch alle Schichten der Netzhaut, da diese durchsichtig sind, bis es auf die äußersten Segmente der Rezeptoren fällt, die sogenannten Scheibchen. Durch den Lichtreiz finden nun Ionenverschiebungen in den Zellmembranen der Rezeptoren statt. Durch diesen photochemischen Prozess wird nun im ersten Neuron ein Potential induziert. Die darübergeschalteten Neurone kann man sich nun als einen Schaltkreis vorstellen, an den die jeweiligen Potentiale der Rezeptoren angelegt werden. Dieser wandelt die Ausgangspotentiale letzendlich in sogenannte Spikes um, das sind schnelle Potentialentladungen, welche über die Axone, die Nervenfasern der Ganglienzellen zum Sehnerv in der Papille und von dort aus zum Gehirn weitergeleitet werden. Müller-Stützzellen verbinden die einzelnen
Neurone untereinander, nicht jedoch die Neurone mit dem Pigmentepithel. Diese beiden Schichten
sind nur an der Ora – Serrata und an der Papille eng miteinander verwachsen und werden im übrigen Teil der Netzhaut nur durch den Druck des Glaskörpers aneinandergehalten. Dabei hat jedoch das Pigmentepithel für das erste Neuron wichtige Funktionen:
Es versorgt einerseits die Rezeptoren mit Nährstoffen, die ,von der Aderhaut produziert,
durch das Pigmentepithel hindurchdiffundieren, anderseits entsorgt es abgestoßene Scheibchen der Rezeptoren, die regelmäßig erneuert werden, da sie Verschleißerscheinungen unterliegen.
Besonderheiten der Fovea:
Sie enthält nur Zapfen, die für das Tag- und Farbensehen zuständig sind, jedoch keine Stäbchen, die für das Nachtsehen von Bedeutung sind. In der Fovea sind zudem alle nach dem 1.Neuron geschalteten Neurone zur Seite hin verlagert, so dass keine Lichtstreuung an ihnen stattfinden kann. Jeder Zapfen der Fovea ist auch nur mit einer bipolaren Zelle und einer Ganglienzelle verschaltet, um die höchstmögliche Sehschärfe zu erreichen, während in der Netzhautperiphere viele Rezeptoren auf eine Ganglienzelle konvergieren. Dadurch ist die Sehschärfe in der Netzhautmitte wesentlich besser als in der Netzhautperipherie.
Das Sehspektrum des Menschen
Es gibt verschiedene Arten von UV - (ultravioletem) und IR - (infrarotem)
Licht , nämlich UV A ,UV B ,UV C, sowie IR A, IR B, IR C, die sich jeweils durch den Wellenlängenbereich, in den man das Licht einordnen muß, unterscheiden.
Dieser ist im folgenden in Nanometer angegeben. Es gilt folgende Tabelle:
A (nm)
B (nm)
C (nm)
UV
A 320 - 400
B 280 - 320
C 100 - 280
IR
A 780 - 1400
B 1400 - 3000
C 3000 - 10^6
Bevorzugt wird UV C - und IR C - , sowie UV B - und IR B – Licht von der Hornhaut absorbiert werden, UV A - und IR A - , sowie UV B - und IR B – Licht dagegen
von der Linse. Letzendlich gelangt also nur der Spektralbereich, den wir auch wahrnehmen, zur
Netzhaut.
Kammerwinkel und Kammerwasser
Die Vorderkammer wird begrenzt durch die Rückfläche der Hornhaut, die Kammerwinkel zwischen Sklera und Iris, die Vorderfläche der Iris und im Bereich der Pupille durch die Vorderfläche der Linse. Die Hinterkammer wird begrenzt durch die Rückfläche von Linse und Iris, die Zilliarkörper, deren Fortsätze und die Vorderfläche des Glaskörpers.
Die Hinterkammer ist erheblich kleiner als die Vorderkammer.
Das Kammerwasser wird produziert vom Zilliarepithel, welches, ebenso wie der Zilliarmuskel, in der Pars Plicata liegt, dem vorderen Teil des Zilliarkörpers. Von dort aus fliessen pro Minute etwa 2 Mikroliter Kammerwasser zwischen Iris und Linse von der Hinter- in die Vorderkammer.
Der größte Teil des Kammerwassers verlässt das Auge durch den Kammerwinkel (85%), der kleinere Teil fließt durch die Bindegewebswände des Zilliarmuskels in das Gefäßsystem der Aderhaut. Im Kammerwinkel liegt das sogenannte Trabekelwerk (Trabeculum corneosclerale), ein schwammartiges Maschenwerk, welches einen Abfluss mit Widerstand ,der den Augeninnendruck reguliert, darstellt .Durch dieses fließt das Kammerwasser weiter in den ringförmigen Schlemm – Kanal. Von dort aus gelangt es über 20 -30 Abflusskanälchen teils in den tiefen intraskleralen Venenplexus, teils in oberflächliche Bindehautvenen, letzendlich aber immer ins Blutgefäßsystem.
Aufgaben des Kammerwassers
Das Kammerwasser ernährt angrenzende Strukturen, insbesonders Linse und Hornhaut,
die über kein eigenes Blutgefäßsystem verfügen.
Durch den Augeninnendruck in der Vorderkammer, der aufgrund des ausreichenden Vorhandenseins von Kammerwasser resultiert, wird eine formstabile Wölbung der Hornhaut und eine konstante Refraktion des Auges erreicht
Außerdem dient das Kammerwasser der Detoxifikation des Augeninneren. Durch den hohen Ascorbinsäuregehalt des Kammerwassers werden freie Radikale abgetötet.
Die Lymphe dient im menschlichen Organismus dem Stoffaustausch zwischen Zellen und Blutkreislauf. Da das Auge jedoch keine Lymphe hat, übernimmt diese Aufgabe im Auge das Kammerwasser .
Die Aderhaut:
Sie produziert, wie bereits erwähnt, Nährstoffe für die Fotorezeptoren, die dann durch das Pigmentepithel hindurchdiffundieren. Andererseits führt sie aber auch Wärmeenergie ab, die durch den photochemischen Prozess in den Rezeptoren entsteht. Diese wird hauptsächlich von dem von der Aderhaut relativ gering ausgenutzten Sauerstoff im Blut absorbiert, welches mit starkem Strom durch die Blutgefäße der Aderhaut fließt. Somit hält die Aderhaut auch die Temperatur im Auge konstant.
Die Lederhaut:
Sie ist eine derbe, löchrig – weiße Hülle um das Auge herum, in welche die Hornhaut an der Vordeseite des Augapfels eingebettet ist.
Tränenorgane und Bindehaut:
Diese beiden Strukturen produzieren bakterizide, d.h. Bakterien abtötende, Flüssigkeiten, die
über die Lider auf den Augapfel aufgetragen werden. Dort dienen sie zudem der Befeuchtung der Hornhaut, da ihre Oberfläche sonst zu rauh wäre (wie bereits erwähnt). Die von den Tränenorganen produzierte Flüssigkeit hat zudem auch reinigende Funktion. Die Tränenorgane befinden sich unterhalb der Schläfe. Die Bindehaut gibt ihre Flüssigkeit auch noch an die Orbita , d.h. die knöchrige Höhle , in der sich der Augapfel befindet, ab. Dort ermöglicht sie ein reibungsfreies Gleiten des Augapfels.
Der Glaskörper:
Er füllt den Raum des Augeninneren hinter Linse, und besteht aus einem Fasergerüst, das mit einem
Hyrogel aufgefüllt ist. Jenes hat einen Brechungsindex von ungefähr 1,3 was dem des Kammerwassers entspricht. Er ist an der Netzhaut peripher leicht angehaftet.
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