Az emberi test 23. Megnyílik a világ A látás
23.1. Az emberi szem
23.2. A szem helyzete a koponyában szemgolyó g
szemhéj
kötĘhártya h könnymirigy
könnycsatorna
23.3. A szem védelmét ellátó szervek
234
••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••
Ne csak nézd! Miért nevezik világtalannak a nem látókat?
Ha hirtelen nem éri fény a szememet, szinte tehetetlenné válok. IdĘbe telik, mire megszokom a sötétséget és képes leszek újra tájékozódni. Hogyan képes a szem a fény érzékelésére? A szem képalkotása leginkább egy fényképezĘgép mĦködéséhez hasonlítható. A fénysugarak útját a fényképezĘgép lencséje változtatja meg. A bejutó fény mennyisége és az exponálás ideje szabályozható. A film fényérzékeny anyagában a fény kémiai változást idéz elĘ, így keletkezik a kép. A modern gépek már digitálisan rögzítik az információt. A szem felépítése A szem az egyik legfontosabb érzékszerv (23.1. ábra). A külvilágból érkezĘ információk legalább 80%-a a szemen keresztül jut az agyba. A szemben lévĘ receptorok számára a fény az adekvát inger. Amikor a sötétben botorkáltam, nekimentem a szekrénynek és jól bevertem a fejem. Úgy fájt, hogy csillagokat láttam, pedig sötét volt.
Ha a koponyát vagy a szemet ütés éri, vagy erĘs fájdalmat érzünk, akkor a nem adekvát inger hatására is kialakulhat ingerület a fényreceptorok és az idegsejtek közremĦködésével. Ezt a differenciálatlan, értelmezhetetlen érzetet fejezzük ki úgy, hogy „csillagokat látunk”. A szem anatómiai adottságai lehetĘvé teszik, hogy csak megfelelĘ mennyiségĦ fény érje. Receptorai és idegsejtjei együttmĦködésével a fény hatására ingerület (akciós potenciál) keletkezik. Az ingerületet a látóideg, majd a látópálya közvetíti az elsĘdleges látóközpontba, ahol kialakul az érzet. Az agy különbözĘ területeinek együttmĦködésével a kapott információ további feldolgozása is megtörténik. Az ember szemei – a fĘemlĘsökéhez hasonlóan – elĘretekintĘk. Az arckoponya és az agykoponya csontjai által határolt csontos szemüregben helyezkednek el (23.2. ábra). A férfiak szeme kissé nagyobb, szemüregük szögletesebb. A szemet kívülrĘl a szemöldök, a szempillák k és a szemhéjak k védik. A szemhéjak szélén nyíló faggyúmirigyekbĘl származó faggyú vékony filmréteget képez, így lezáráskor a szemhéjak tökéletesen záródnak. A szemhéj alatt a szemgolyó ínhártyáját a kötĘhártya borítja. A kötĘhártya átlátszó nyálkát termel, amellyel ned-
A könnymirigyek k sós váladéka a baktériumok sejtfalát bontó enzimet (lizozim) is tartalmaz. A szemhéjak pislogáskor szétterítik a könnyet a szemgolyó elülsĘ felületén, így az nedvesen marad. A felesleges könny a szemzugban kis nyílással kezdĘdĘ könnycsatornán jut el az orrüregbe. Ezért jelentkezik orrfolyás síráskor (23.3. ábra). A szemgolyó réteges felépítésĦ falát a külsĘ ínhártya, a középsĘ érhártya és a belsĘ ideghártya alkotja (23.4. ábra). Az ínhártya vagy a szem „fehérje” az inakhoz hasonló, erĘs, fĘleg kollagénrostos kötĘszövetbĘl áll. Elöl a fényáteresztĘ szaruhártyában folytatódik. Ez a szem legerĘsebb, állandó törĘképességĦ fénytörĘ közege. Az erekkel átszĘtt érhártya a szem különbözĘ részeihez szállít tápanyagokat, oxigént stb. Az érhártya elöl a sugártestben és a szivárványhártyában folytatódik (23.5. ábra). A sugártest hajszálereibĘl kiszĦrĘdĘ csarnokvíz tölti ki a szemcsarnokokat. Az elülsĘ szemcsarnok a szivárványhártya elĘtt, a hátulsó pedig a szivárványhártya és a szemlencse között található. A sugártest izomgyĦrĦjéhez (sugárizom) lencsefüggesztĘ rostok kapcsolódnak, melyek másik végükkel a változtatható görbületĦ szemlencsén tapadnak. Zöldhályog akkor alakul ki, ha a kórosan felszaporodott Z ccsarnokvíz túlságosan megnöveli a nyomást a szem belssejében. A nagyobb nyomás miatt a szaruhártya rétegei ddeformálódnak, és a fehér fény komponenseire bomlik. Van Gogh is ebben a betegségben szenvedett, képein felismerhetĘk a zöldhályog tünetei. A körgyĦrĦ alakú szivárványhártya („a szem színe”, írisz) közepén egy kerek nyílás, a pupilla (fényrés) található, melynek méretét a fényerĘsség befolyásolja. Az íriszt a simaizomsejtek mellett pigmenthámsejtek alkotják, amelyek mennyisége öröklött tényezĘktĘl függ. Ritkán az is elĘfordulhat, hogy egy személy két szemének színe különbözĘ. A szem belsĘ rétege a többrétegĦ ideghártya vagy retina. Érhártyával érintkezĘ felületén pigmentsejtek k sorakoznak. Ezek nyelik el a receptorok közt átjutott fényt, hogy a visszaverĘdĘ sugarak ne zavarják a látást. Ezt követi a receptorsejtek (csapok, pálcikák) rétege, melynek feladata az ingerfelvétel (23.6. ábra). Beljebb haladva a kétnyúlk rétege található. Ez utóbbiak ványú érzĘneuronok, majd a dúcsejtek idegrostjainak kötege alkotja a látóideget (23.7. ábra), amely kilépési helyén található a vakfolt, melyben nincsenek receptorok. A szem belsejét az átlátszó, kocsonyás állagú, kollagén rostokat tartalmazó üvegtest tölti ki. A szemgolyó mozgatását az ínhártyához és a koponyacsonthoz tapadó három pár szemmozgató izom teszi lehetĘvé.
•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••
vesen tartja a szem felületét. A kötĘhártya vírusos eredetĦ gyulladása kellemetlen, viszketĘ, égĘ érzéssel és vérbĘséggel járó betegség.
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.
19.
18.
17 17. 16. 5. 15 4. 14 3. 13
12 12.
11. 1. sugárnyúlványok 2. Schlemm-csatorna 3. zonuláris rostok 4. elülsĘ szemcsarnok 5. szaruhártya 6. kötĘhártya 7. szivárványhártya (írisz) 8. hátsó szemcsarnok 9. sugártest és sugárizom 10. szemlencse 11. ínhártya 12. érhártya 13. üvegtest 14. retina (látóhártya) 15. makula 16. látóideg 17. a retina belsĘ artériái és vénái 18. vakfolt 19. lencsehüvely
23.4. A szem felépítése
23.5. A sugártest és a szivárványhártya
235
Az emberi test
23.6. Pálcikák és csapok a retinában
2. 3. 4. 5.
1..
6. 7. 8. 9.
1. retina 2. érhártya 3. pigmentsejtek 4. pálcika 5. csap 6. horizontális sejt 7. kétnyúlványú érzĘneuron 8. amakrin sejt 9. dúcsejt 23.7. Az ideghártya felépítése (a fény útját nyíl jelzi)
236
••••••••••••••••••••••••••••••• •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••
Ne csak nézd! Közelre vagy távolba nézĘ alapállapotban van a lencse?
K Kancsalság (szemtengelyferdülés) akkor alakul ki, ha vallamelyik szemmozgató izom tónusa nagyobb a kelleténél, éés emiatt a két szem tengelye nyugalmi állapotban nem ppárhuzamos. A rendellenesség kettĘs látást is eredményezhet, ezért a nehezebben irányítható szembĘl érkezĘ információkat az agy – védekezésképpen – elnyomja. Gyermekkorban a rendellenesen mozgó szemet úgy kényszerítik normális mĦködésre, hogy az ép szemet átmenetileg letakarják. A szemtorna is enyhítheti a panaszokat, de súlyosabb esetben mĦtéti beavatkozás szükséges. A szem optikai jellemzői és alkalmazkodása (akkomodációja) A szembe érkezĘ fény elĘször a szaruhártya külsĘ felületén törik meg, majd a szemcsarnok átlátszó közegén – irányváltoztatás nélkül – áthaladva éri el a szemlencsét. Mivel a lencse törésmutatója a csarnokvizétĘl és az üvegtestétĘl is eltér, mindkét felületén megtöri a fényt, és gyĦjtĘlencseként mĦködve az átlátszó üvegtesten keresztül a retinán fordított állású, kicsinyített, valódi képet hoz létre. A tökéletes képalkotás érdekében a szem – idegi szabályozással – képes alkalmazkodni a különbözĘ fényviszonyokhoz és a távolsághoz. A szivárványhártyában található körkörös és sugárirányú simaizmoknak köszönhetĘen a pupilla erĘs fényben összeszĦkül, hogy védje a belsĘ, érzékeny rétegeket, gyenge fényben pedig kitágul, hogy több fény juthasson el a retinához. A szem a szemlencse görbületének, ezáltal a fókusztávolságának változtatásával alkalmazkodik a távolsághoz. Közelre nézéskor a sugárizom körkörösen összehúzódik, így a lencsefüggesztĘ rostok meglazulnak, és a szemlencse görbületi sugara és fókusztávolsága is csökken. Távolra nézéskor a sugárizom elernyed, átmérĘje megnĘ, és a lencsefüggesztĘ rostokat sugárirányban kifelé húzza. Ennek hatására a szemlencse laposabbá válik, görbületi sugara és fókusztávolsága nĘ. A lencsék fénytörĘképességét a méterben mért fókusztávolságuk reciprokával, másnéven a dioptriával (D) jellemzik. A gyĦjtĘlencsék dioptriája pozitív, a szórólencséké negatív elĘjelĦ számérték. A szem fénytörĘ képessége 60-70 D közötti érték. A szürkehályog idĘs korban kialakuló szembetegség. A láttás romlását okozó kór azért alakul ki, mert a szemlencse – a fehérjéinek károsodása miatt – elszürkül. Gyógyításakor a beteg lencsét mĦanyagra cserélik. Fénytörési hibák Fénytörési hiba keletkezik, ha a szem alakja úgy deformálódik, hogy az alkalmazkodás ellenére sem alakul ki éles kép az ideghártyán. Két jellemzĘ típusa a rövidlátás és a távollátás.
A szemüveg feltalálása elĘtt a fénytörési hibák korrigálására számos leleményes ötlet született. A Krisztus korában élt Senecáról feljegyezték, hogy az olvasáshoz egy vízzel telt üveggömböt használt nagyítónak. Marco Polo is említést tesz idĘs kínaiakról, akik csiszolt lencse segítségével olvastak. A szemüveg használata a 14. századtól terjedt el az írástudók körében. A látás folyamata A szem a fényt kétféle receptorral érzékeli, melyek eloszlása a retinában nem egyenletes. A világos és a sötét érzékelése pálcikákkal k (23.9. ábra), a színek érzékelése csapokkal k történik. A csapok 5-7, míg a pálcikák már 1 foton elnyelésekor mĦködésbe lépnek. A szem optikai tengelyében található sárgafolt közepén csak csapok vannak. A csapokból háromféle – a vörös, a zöld és a kék színĦ fény elnyelésére képes – található a retinában. Mindhárom receptorsejttípus egy adott hullámhossztartományba esĘ fény érzékelésére képes. Az egymást átfedĘ hullámhossztartományok teszik lehetĘvé a színárnyalatok megkülönböztetését. A színtévesztés öröklĘdĘ látáshiba. A leggyakoribb típusa a zöld és a vörös szín tévesztése, amely a mindennapokban sszámos veszélyt hordoz (pl. a közlekedésben). A csapok mĦködésének teljes hiánya színvakságot eredményez. m A színlátás hibáit minden alkalmassági vizsgálaton ellenĘrzik. A receptorokban található fényérzékeny anyag a látóbíbor vagy látófehérje (a pálcikákban a rodopszin, a csapokban a jodopszin), amely egy fehérjébĘl (opszin) és az A-vitamin származékából (retinal) áll. Az A-vitamin hiányában – gyér megvilágítás esetén – farkasvakság alakul ki. Ha a látófehérjét fény éri, megváltozik a szerkezete, emiatt a receptorsejt ingerületátvivĘ anyagot bocsát az érzĘneuron felé, majd
•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••
Rövidlátás akkor alakul ki, ha a szemlencse túl erĘsen töri a fénysugarakat, vagy a szem tengelye túl hosszú. Ekkor csak a közeli tárgyakról alakul ki éles kép. Szóró (homorú vagy negatív dioptriájú) szemüveglencsével korrigálható. Távollátás akkor alakul ki, ha a szemlencse kevésbé töri a fénysugarakat, vagy a szem tengelye rövidebb a kelleténél. Ekkor csak a távolabbi tárgyakról alakul ki éles kép. Ez a fénytörési hiba rendszerint idĘsebb korban jelentkezik, amikor a szemlencse elveszti rugalmasságát. GyĦjtĘ (domború vagy pozitív dioptriájú) szemüveglencsével korrigálható (23.8. ábra). A fénytörési hibák bizonyos esetekben lézeres szaruhártyamĦtétekkel is javíthatók.
fókuszálás síkja
normál látás
táávollátás
gyyĦjtĘlencse
röövidlátás
szzórólencse 23.8. A rövid- és távollátás, illetve korrekciójuk membránrendszer a látóbíborral
sejtmag
23.9. Egy pálcika felépítése
237
Az emberi test jobb l át
ótér
ótér
1. 2. 3. 4.
5 5. 1. látóideg, 2. a látóideg keresztezĘdése, 3. talamusz, 4. látópálya, 5. látókéreg a nyakszirtlebenyben 23.10. A látórendszer felépítése
•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••
bal lát
annak ingerülete a dúcsejtekre tevĘdik át. A dúcsejtek idegrostjai képezik a látóideget, amely a retina receptorokat nem tartalmazó területén, a vakfolton át hagyja el a szemet. Azok a látóidegrostok, melyek mindkét szem belsĘ (orr felĘli) retinarészérĘl (vagyis a külsĘ látótér tárgyairól) szállítanak információt, az agy alapjához érve átkeresztezĘdnek és így jutnak a talamuszba, ahol átkapcsolódnak. A szem külsĘ retinaterületeirĘl induló rostok azonos oldalon haladnak tovább a talamuszig, ahol szintén átkapcsolódnak. A részleges átkeresztezĘdésnek köszönhetĘen a bal látótérbĘl érkezĘ információk a jobb oldali, a jobb látótérbĘl érkezĘk pedig a bal oldali a nyakszirtlebenyben található látókéregbe érkeznek, ahol kialakul az érzet (23.10. ábra). Az agy az információt további átkapcsolásokkal, úgynevezett asszociációs mĦködésekkel dolgozza fel. Ezzel magyarázható, hogy pl. az egyensúlyt nyitott szemmel könnyebb megĘrizni. A kétféle érzékszervbĘl érkezĘ információt az agy könnyebben feldolgozza. Ha a látás nem erĘsíti meg a helyzetérzékelĘ szerv tapasztalatát, rosszullét („tengeribetegség”) alakulhat ki.
A szem az egyik legfontosabb érzékszerv. Fala háromrétegĦ (ínhártya, érhártya, ideghártya). ElülsĘ részén az átlátszó szaruhártya, mögötte a szemcsarnok található, melyen áthaladva a fény a szemlencsén keresztül – az üvegtesten át – az ideghártyára vetül. Itt fordított állású, valódi, kicsinyített kép keletkezik. A lencse elĘtt a szivárványhártya (írisz) a fényrés (pupilla) tágasságával szabályozza a bejutó fény mennyiségét. A sugártest izomzata a lencsefüggesztĘ rostokkal módosítja a szemlencse domborúságát, így alkalmazkodva a tárgytávolsághoz. A szem külsĘ felszínén izompárok biztosítják a megfelelĘ irányba tekintést és a két szemgolyó szinkronban történĘ mozgatását. A könnymirigyek és a szemhéj a kiszáradás elleni és a mechanikai védelmet szolgálják. A látás folyamatában az ideghártya (retina) receptorsejtjei és idegsejtjei vesznek részt. A látóidegrostok részleges keresztezĘdés után a talamuszban végzĘdnek, ahol az elsĘdleges látókéregbe átkapcsolódva a nyakszirtlebenybe jut az ingerület és kialakul az érzet. A receptorok eltérĘ érzékenységĦek és a feladatuk is más. A szem leggyakoribb mĦködési hibái a rövidlátás és a távollátás, melyek megfelelĘ lencsével korrigálhatók. A szemlencse homályosodása a szürkehályog, a csarnokvíz elvezetési zavara miatt kialakuló betegség a zöldhályog.
1. Párosítsd a betĦvel jelölt fogalmakat az állításokkal! A) szivárványhártya B) szaruhártya C) ideghártya D) érhártya E) ínhártya 1. Festékanyagának mennyiségétĘl függ, hogy valaki barna vagy kék szemĦ. 2. Teljesen átlátszó képzĘdmény. 3. Különleges területe a vakfolt. 4. A szem legerĘsebben fénytörĘ közege. 238
5. Nyílásának mérete erĘs fényben 1 mm-nél is kisebb lehet. 6. A fényt teljesen visszaveri, átlátszatlan és pigmentje sincs. 7. Ehhez tapadnak a szemmozgató izmok. 8. Itt található a dúcsejtek rétege. 9. A fény elĘször ezen a rétegen halad át. 2. Hasonlítsd össze a szem receptorsejtjeit a felépítés, az ingerküszöb, az ideghártyán való elhelyezkedés és a látásban betöltött szerepük alapján! 3. Milyen összefüggés van a szemgolyó alakja és a lencsékkel javítható látáshibák között? 4. Sorold fel a szem fénytörĘ közegeit kívülrĘl befelé!
1. A Mariotte-féle ábrát tartsuk a jobb kezünkkel a szemünktĘl kb. 40 cm távolságra! Takarjuk le a bal kezünkkel a bal szemünket, és a jobb szemünkkel figyeljük a + jelet! Az ábrát addig közelítsük a szemünk felé kb. 20 cm-re, amíg a fekete korongot nem látjuk! Mi a magyarázata a tapasztalt jelenségnek?
2. Becsüld meg, mi lehet a következménye, ha a szemet érĘ mechanikai hatás miatt bevérzik az üvegtest! Érvekkel is erĘsítsd meg! 3. Mire utal a köztiagy felsĘ, nagyobb részének „talamusz” (látótelep) elnevezése? 4. Nézz utána, mit jelent az elsĘdleges, másodlagos, harmadlagos látóközpont kifejezés! Milyen mĦködések köthetĘk a felsorolt agyterületekhez? 5. A hirtelen bekövetkezĘ, nagy erejĦ felvillanás után rövid ideig szinte semmit sem látunk. Mi lehet a magyarázat? 6. Miért pihenteti a szemet, ha egy tájban gyönyörködünk? 7. A kísérleti személyt ültessük lámpa elé, majd két kezünkkel takarjuk le mindkét szemét! Egyik kezünket hirtelen emeljük el a szem elĘl, közben figyeljük meg a pupilla alakját! Végezzük el a kísérletet oly módon is, hogy az egyik szemet csak félig árnyékoljuk le! Takarjuk le a bal szemet, és nézzük meg, hogyan viselkedik a jobb szem pupillája! A vizsgálat elvégzése után válaszolj az alábbi kérdésekre! 1. Hogyan változott meg a pupilla, ha hirtelen fény érte? 2. Hogyan reagált a félig árnyékolt szem pupillája? 3. Hogyan viselkedik a pupilla abban az esetben, amikor a másik szemet letakarjuk? 4. Mi a jelentĘsége a vizsgált reflexnek? 5. A reflexek melyik típusába sorolható? Indokold állításodat! 6. Mire kell ügyelnünk napszemüveg vásárlásakor?
239
