AUTOR: Arkadiusz Kamiński KL. I, SEMESTR I TECHNIKUM ROLNICTWA SZKOŁA: NIEPUBLICZNA SZKOŁA POLICEALNA W STASZOWIE (uprawnienia szkoły publicznej) TEMAT Z PRODUKCJI ZWIERZĘCEJ NARZĄDY ZMYSŁÓW: OKO. Staszów, dn. 20.08.2008r.
OKO JAKO NARZĄD WZROKU. BUDOWA, ROZWÓJ EWOLUCYJNY I NARZĄDY DODATKOWE OKA. CHOROBY OCZU. DEFINICJA WZROKU. WZROK, zmysł wzroku, zdolność odbierania przez organizm ludzki i zwierzęcy informacji o świecie otaczającym za pośrednictwem ukształtowanych bodźców świetlnych; na światło reagują niektóre pierwotniaki, u prostych tkankowców, np. u dżdżownicy, bodźce świetlne odbierają wyspecjalizowane fotoreceptory rozmieszczone na przednim odcinku ciała; jednak widzenie w postaci obrazów występuje wraz z pojawieniem się narządów umożliwiających ich powstawanie na światłoczułej powierzchni. U prymitywnych głowonogów, łodzików funkcję tę spełniają oczy bezsoczewkowe z małym otworkiem; doskonalszą formą narządu wzroku są oczy złożone, typowe m.in. dla stawonogów, zbud. z wielu setek lub tysięcy samodzielnie funkcjonujących tzw. omatidiów. Narządem wzroku kręgowców jest oko wyposażone w złożony aparat opt. umożliwiający powstawanie ostrego, odpowiednio oświetlonego, odwróconego obrazu na siatkówce; drobne różnice w umiejscowieniu i konfiguracji obrazu tego samego przedmiotu na siatkówkach obu oczu są gł. podstawą widzenia przestrzennego (stereoskopowego), umożliwiającego m.in. ocenę odległości; zakres przestrzeni obejmowanej przez wzrok przy nieruchomo ustawionej gałce ocznej nazywa się polem widzenia, w którym wyróżnia się część środk., odpowiadającą dołkowi środk. siatkówki, i część obwodową, z której światło pada na obszar peryferyjny siatkówki; światłoczułymi elementami siatkówki są komórki fotoreceptorowe, reagujące na słabe oświetlenie, lecz nie rozróżniające barw pręciki (obecne w części peryferyjnej siatkówki), oraz wrażliwe na barwy i na silne oświetlenie czopki (występujące gł. w dołku środk.). Światło powoduje reakcję fotochem. polegającą na powstawaniu związków pobudzających fotoreceptory; w pręcikach taką rolę pełni retinen, pochodzący z rozpadu rodopsyny. Przy dłuższym przebywaniu w warunkach słabego oświetlenia dochodzi do adaptacji wzroku do ciemności jest to związane z syntezą dużych ilości rodopsyny i uwrażliwieniem pręcików na słabe światło; przejściu do oświetlonego pomieszczenia towarzyszy rozpad części nagromadzonej rodopsyny, co jest podstawą adaptacji wzroku do światła. Pobudzenie fotoreceptorów przenosi się na komórki horyzontalne i potem na komórki zwojowe siatkówki, których aksony przewodzą impulsy do ośrodkowego układu nerwowego. W obrębie dołka środk. każda komórka zwojowa jest związana z 1 czopkiem, powoduje to, że jej pole recepcyjne jest za małe, a zatem zdolność rozdzielcza oka (rozróżnianie 2 blisko leżących punktów) największa. W części peryferyjnej natomiast 1 komórka zwojowa odbiera pobudzenie wielu pręcików, co obniża zdolność rozdzielczą, ale podnosi
wrażliwość tego obszaru siatkówki na słabe oświetlenie. Widzenie barw umożliwiają 3 rodzaje czopków o względnej wybiórczej wrażliwości na zakresy widma słonecznego odpowiadające barwie czerwonej, zielonej i niebieskiej; jednakowe pobudzenie tych czopków daje wrażenie barwy białej. Impulsy nerwowe z komórek zwojowych siatkówki docierają z różną szybkością do okolicy wzrokowej w płacie potylicznym kory mózgowej; najszybciej dochodzą mało precyzyjne, w tonacji czarno-białej, obrazy przedmiotów nagle pojawiających się w polu widzenia; w dalszej kolejności dociera do kory informacja o szczegółach oglądanych przedmiotów i ich barwach; najwolniej są przekazywane impulsy z peryferyjnego obszaru siatkówki. W czynności widzenia ważną rolę odgrywa rozróżnianie kontrastów (granicy między jasnymi i ciemnymi elementami przedmiotów); fizjol. mechanizm tej zdolności występuje już w siatkówce w postaci tzw. hamowania obocznego; polega on na hamowaniu przez komórki horyzontalne znajdujących się w ich pobliżu komórek zwojowych; konsekwencją tego jest względnie słabe pobudzenie tych komórek w wyniku jednakowego oświetlenia ich sąsiadujących pól recepcyjnych, natomiast silne pobudzenie, gdy odpowiednie punkty siatkówki są oświetlone nierównomiernie. Złożone procesy umożliwiające kontrastowe widzenie zachodzą w korze mózgowej; są one związane z reagowaniem komórek nerwowych kory na szczegółowe, wzorcowe elementy obrazu, jak linie proste o określonym kierunku, krzywizny lub ruch. W częściach asocjacyjnych okolicy wzrokowej kory mózgowej zachodzi proces scalania (integracji) tej informacji, który jest podstawą percepcji wzrokowej. Natomiast kodowanie informacji, będące podstawą pamięci wzrokowej, zachodzi w tzw. okolicy dolnoskroniowej płata skroniowego kory. DEFINICJA OKA. OKO, narząd zmysłu przystosowany do odbierania bodźców świetlnych (wzrok). Oko kręgowców, funkcjonujące na zasadzie ciemni opt., składa się z gałki ocznej i narządów pomocniczych gł. zewn. mięśni gałki ocznej, aparatu łzowego, spojówki, powiek. U człowieka gałka oczna ma w przybliżeniu kształt kulisty, średnicę ok. 25 mm; jej ścianę tworzą 3 zasadnicze warstwy: zewn. błona włóknista, środk. błona naczyniowa oraz wewn. błona nerwowa, czyli siatkówka właściwy element światłoczuły oka; fotoreceptorami są pręciki i czopki, z których pobudzenie jest przekazywane z oka do ośr. wzrokowych mózgu za pośrednictwem nerwu wzrokowego. Zewnętrzna błona włóknista jest zróżnicowana na przezroczystą rogówkę; przednia część, i nieprzejrzystą twardówkę; większa część tylna. W środk. błonie naczyniowej rozróżnia się tęczówkę; i ciało rzęskowe oraz położoną w tyle naczyniówkę; tęczówkę przebija pośrodku otwór zw. źrenicą, o wielkości zmienianej przez mięśnie zwieracz i rozszerzacz źrenicy; spełnia ona funkcje
przesłony regulującej ilość światła wpadającego do oka; ciało rzęskowe, zgrubiały pierścień na granicy tęczówki i naczyniówki, zawiera mięsień rzęskowy, który reguluje za pośrednictwem więzadełek zmiany krzywizny soczewki oka (akomodacja). Przed soczewką znajdują się wewnątrz gałki ocznej komory oka wypełnione przezroczystym płynem, zw. cieczą wodnistą; za soczewką leży przezroczysty, galaretowaty twór ciało szkliste. Rogówka, ciecz wodnista, soczewka i ciało szkliste tworzą układ optyczny oka, który załamuje promienie świetlne i skierowuje je na siatkówkę, gdzie powstaje rzeczywisty, pomniejszony i odwrócony obraz oglądanego obiektu. Podobną budowę jak oko kręgowców mają oczy niektórych bezkręgowców, zwł. głowonogów. Na zupełnie odmiennej zasadzie są zbudowane oczy stawonogów; składają się z licznych (od kilkunastu do ok. 30 tys.) oczek prostych (ommatidiów) stanowiących pojedyncze układy opt.; w oczach tego typu powstaje obraz mozaikowy (punktowy). CHOROBY OCZU. Do najczęściej spotykanych schorzeń oczu należą wady wrodzone i nabyte wzroku (zez, krótkowzroczność, nadwzroczność, niezborność, daltonizm), stany zapalne spojówek, rogówki, twardówki, zaćma, jaskra, gradówka, owrzodzenie rogówki, zapalenie siatkówki i jej odwarstwienie, jaglica; zmiany w dnie oka świadczą o chorobach nerek, ośrodkowego układu nerwowego, nadciśnieniu tętniczym, cukrzycy; spośród nowotworów spotyka się gł. siatkówczak, czerniak; urazy mech., termiczne, chem. mogą doprowadzić do upośledzenia ostrości wzroku lub ślepoty. CZERNIAK ZWIERZĄT, nowotwór (zwykle łagodny); występuje w tkance łącznej podskórnej i narządach wewnętrznych, najczęściej u koni maści siwej.
Rysunek 1. Obrazy oczu u człowieka (ludzi). WADY WZROKU: KRÓTKOWZROCZNOŚĆ, miopia, wada wzroku spowodowana wydłużeniem się gałki ocznej w osi przednio-tylnej, co powoduje powstawanie obrazu przed siatkówką zamiast na niej; obraz przedmiotów oddalonych jest zawsze nieostry; znaczne wydłużenie gałki ocznej (krótkowzroczność wysoka) prowadzi zwykle do zmian chorobowych w twardówce, naczyniówce i siatkówce oka (wylewy krwi, odwarstwienie siatkówki i in.); krótkowzroczność korygują okulary z soczewkami wklęsłymi, rozpraszającymi (tzw. szkła minusowe).
NADWZROCZNOŚĆ, dalekowzroczność, hipermetropia, wada wzroku powstająca wskutek skrócenia przednio-tylnej osi gałki ocznej, co powoduje przesunięcie ogniska skupienia promieni świetlnych poza gałkę oczną; dalekowidz widzi ostro przedmioty odległe, natomiast widzenie z bliska jest nieostre; wadę tę wyrównują szkła wypukłe (tzw. plusowe), które skupiają promienie światła na siatkówce; nadwzroczność jest zwykle chorobą osób w starszym wieku, związaną z zaburzeniami akomodacji oka. NIEZBORNOŚĆ, astygmatyzm, med. wada wzroku spowodowana niedokładnie kulistą powierzchnią rogówki lub soczewki oka; następstwo zmian wrodzonych lub nabytych (najczęściej pozapalnych lub pourazowych) powierzchni układu opt. oka; niezborność powoduje załamanie promieni świetlnych w różnych płaszczyznach pod różnym kątem, co prowadzi do zaburzeń ostrości widzenia; niezborność fizjologiczna (do 0,5 D) występuje prawie u każdego człowieka; niezborność korygują soczewki cylindryczne odpowiednio zorientowane. BUDOWA OKA. OKO zbudowane jest z gałki ocznej, aparatu ochronnego (rzęsy, brwi, powieki, gruczoły łzowe) i aparatu łzowego (mięśnie poruszające się gałkę oczną). Rysunek 2. Schemat budowy oka człowieka. SKŁAD I WARSTWY GAŁKI OCZNEJ. SKŁAD GAŁKI OCZNEJ: ROGÓWKA (okrywa 20% gałki ocznej z przodu); TWARDÓWKĘ (okrywa 80% gałki ocznej);
TĘCZÓWKA, zawierającą barwnik decydujący o kolorze oczu, przechodzący w naczyniówkę; ŹRENICĘ otwór w tęczówce o zmiennej średnicy (2 8 mm), zależnej od ilości docierającego światła; SOCZEWKA skupia promienie świetlne na siatkówce i warunkuje zdolność akomodacji; SIATKÓWKA zawierająca fotoreceptory, reagujące na bodźce świetlne; NERW WZROKOWY przekazuje impulsy z siatkówki do kory mózgowej. SKŁAD OKA: * GAŁKA OCZNA (LEŻY W OCZODOLE, CHRONIONA Z PRZODU PRZEZ DWIE POWIEKI GÓRNA I DOLNA. GAŁKA OCZNA PORUSZANA JEST PRZEZ CZĘŚĆ MIĘŚNI OCZNYCH: MIĘŚNIE OCZNE PROSTE, DWIE PARY ANTAGONISTYCZNYCH MIĘŚNI PROSTYCH ORAZ MIĘŚNIE OBRACAJĄCE GAŁKĄ OCZNĄ WOKÓŁ WŁASNEJ OSI I PARY MIĘŚNI WSPOMAGAJĄCYCH RUCH. PODZIAŁ MIĘŚNI GAŁKI OCZNEJ: ZE WZGLĘDU NA ANTAGONISTYCZNOŚĆ TYCH MIĘŚNI. MIĘŚNIE: BOCZNE I SKOŚNE ZE WZGLĘDU NA OBRACANIE GAŁKI OCZNEJ MIĘŚNIE: GÓRNY I DOLNY
Skład gałki ocznej (w%) 20% rogówka twardówka 80% Wykres 1. Skład procentowy gałki ocznej. Rysunek 3. Przekrój przez siatkówkę oka.
WARSTWY OKA WARSTWA OKA ZEWNĘTRZNA ŚRODKOWA NAZWA WARSTWY TWARDÓWKA, BIAŁKÓWKA NACZYNIÓWKA DZIAŁANIE FIZJOLOGICZNE WARSTWY zewn., nieprzejrzysta, biaława błona gałki ocznej, ograniczająca jej tylną większą część; z przodu oka przechodzi w przezroczystą rogówkę, z tyłu w pochewkę nerwu ocznego; zbud. z tkanki łącznej włóknistej, b. mocna, utrzymuje stały, kulisty kształt gałki ocznej; przechodzi w przedniej części gałki ocznej w przezroczystą rogówkę, zbud. z tkanki łącznej włóknistej, b. mocna, utrzymuje stały, kulisty kształt gałki ocznej. jedna z błon wchodzących w skład ściany gałki ocznej (oko), zawierająca naczynia krwionośne; ma znaczenie odżywcze dla siatkówki; ku przodowi przechodzi w ciało rzęskowe i tęczówkę, określana łącznie z nimi jako błona naczyniowa lub środk. oka.jest bogato unaczyniona (zwiera liczne naczynia krwionośne); w przedniej części oka naczyniówka przechodzi w ciało rzęskowe (zbudowane z mięśni gładkich i tęczówka nadaje kolor naszym oczom. Ma znaczenie odżywcze dla siatkówki; ku przodowi przechodzi w ciało rzęskowe i tęczówkę, określana łącznie z nimi jako błona naczyniowa lub środkowa oka.
WEWNĘTRZNA SIATKÓWKA jest błoną wewn. gałki ocznej, której tylna część (dno oka) jest wrażliwa na światło; w komórkach siatkówki energia świetlna jest przekształcana w impulsy elektr. przekazywane do podkorowych ośr. wzroku; siatkówka składa się z 3 warstw neuronów: 1) komórek czopkowych i pręcikowych, których wypustki czopki i pręciki są fotoreceptorami, 2) komórek dwubiegunowych, 3) komórek zwojowych, których aksony opuszczają siatkówkę w miejscu zw. tarczą nerwu wzrokowego (obszar niewrażliwy na światło) i tworzą nerw wzrokowy; czopki (u człowieka i niektórych małp najgęściej skupione w tzw. plamce żółtej, a w jej obrębie we wgłębieniu zw. dołkiem środkowym) są fotoreceptorami widzenia dziennego (w warunkach dużego natężenia światła), wrażliwymi na barwę światła; pręciki są fotoreceptorami o większej czułości na światło, umożliwiającymi widzenie w złych warunkach oświetlenia. W siatkówce istnieją liczne neurony kojarzące, łączące wszystkie neurony; siatkówka jest uwypukleniem mózgowia; impulsy powstałe w komórkach czopkowych i pręcikowych zostają najpierw przetworzone w siatkówce, a następnie przekazywane nerwem wzrokowym do mózgowia; czułość siatkówki jest b. wysoka reaguje na kilka fotonów; istnieją modele cybernetyczne (biocybernetyka) działania siatkówki. Zawiera światłoczułe komórki wzrokowe czopkonośne i pręcikonośne. Zawierają one odpowiednio czopki i pręciki. ROZWÓJ EWOLUCYJNY OKA. GROMADA KRĘGOWCÓW RYBY ORAZ LARWY PŁAZY Soczewka kulista oko krótkowzroczne bez powiek, gruczołów łzowych. Akomodacja zachodzi przez przesuwanie się soczewki. Słabe widzenie, oczy po bokach głowy. Akomodacja przez przesuwanie soczewki. Soczewka
GADY PTAKI dwuwypukła, są gruczoły łzowe. Oko jest wypukłe, wysoko osadzone, dalekowzroczne, ruchome powieki. Wzrok najlepiej rozwinięty zmysł tej gromady. Soczewka dwuwypukła. Zachodzi podwójna akomodacja. Akomodacja przez przesuwanie soczewki i przez zmianę kąta nachylenia.. Trzy powieki migotka. Widzenie barwne. Oko bardzo dobrze rozwinięte. Soczewka dwuwypukła. Soczewka dwuwypukła, duże oko, podwójna akomodacja. Widzenie w nocy i w dzień, w siatkówce charakterystyczny grzebień pełniący funkcję lornetki oraz odżywcze, wiele plamek żółtych. Widzenie dalekowzroczne. Pojęcie akomodacji oka. AKOMODACJA [łac.], fizjol. nastawianie układu opt. oka (oko) do ostrego widzenia przedmiotów znajdujących się w określonej odległości; promienie światła biegnące od przedmiotów leżących w odległości ponad 60 m od oka są prawie równol. i skupiają się w ognisku leżącym na siatkówce oka; obraz jest wtedy ostry; promienie biegnące od przedmiotów bliższych skupiają się poza siatkówką i obraz jest zamazany w celu nastawienia oka, czyli akomodacja, następuje odruchowy skurcz mięśni akomodacyjnych oka, w następstwie soczewka przyjmuje kształt bardziej kulisty, co zwiększa jej zdolność skupiającą promieni, które dają wtedy ostry obraz na siatkówce. *** ROZWÓJ EWOLUCYJNY OKA. GROMADA KRĘGOWCÓW RYBY ORAZ LARWY PŁAZY GADY PTAKI Oczy duże, dobrze rozwinięte. Ostrość widzenia reguluje znajdująca się w gałce ocznej soczewka mogąca się zbliżać lub oddalać się od siatkówki, stosownie do odległości obserwowanego przedmiotu (akomodacja oka). Powiek brak. Akomodacja przez przesuwanie soczewki. Soczewka dwuwypukła, są gruczoły łzowe. Oko jest wypukłe, wysoko osadzone, dalekowzroczne, ruchome powieki. Wzrok najlepiej rozwinięty zmysł tej gromady. Soczewka dwuwypukła. Zachodzi podwójna akomodacja. Akomodacja przez przesuwanie soczewki i przez zmianę kąta nachylenia.. Trzy powieki migotka. Widzenie barwne. Oko bardzo dobrze rozwinięte. Soczewka dwuwypukła. Soczewka dwuwypukła, duże oko, podwójna akomodacja.
Widzenie w nocy i w dzień, w siatkówce charakterystyczny grzebień pełniący funkcję lornetki oraz odżywcze, wiele plamek żółtych. Widzenie dalekowzroczne. Literatura: 1. Praca zbiorowa pod redakcją K. Spalika, Biologia cz. III, WSiP, Warszawa 2004 2. Opracowanie własne: A. Kamiński. 3. ROZWÓJ EWOLUCYJNY OKA opracowanie pani mgr A. Obcowskiej. Źródła: Encyklopedia PWN Biologia płyta CD Hasła: DEFINICJA WZROKU. WZROK, zmysł wzroku. DEFINICJA OKA. OKO. CHOROBY OCZU. CZERNIAK ZWIERZĄT. WADY WZROKU. KRÓTKOWZROCZNOŚĆ, miopia. NIEZBORNOŚĆ, astygmatyzm. BUDOWA OKA. SKŁAD I WARSTWY GAŁKI OCZNEJ.