Curs Fizio Ghita

Functia vizuala

Fizica optica a vederii

2005 – Dr. Mihai Ghita

Fiziologie, “UMF Carol Davila”

Anatomia ochiului



Structurile principale ale ochiului

CanalulCanalul luilui SchlemmSchlemm

ReteauaReteaua trabecularatrabeculara

IrisIris

CorneeaCorneea

CameraCamera anterioaraanterioara

CameraCamera posterioaraposterioara

MuschiiMuschii ciliariciliari

NervulNervul opticoptic

ArteraArtera centralacentrala retinianaretiniana

ScleraSclera

Retina

Coroida

Macula

Discul optic

Corpul vitros

Procesele ciliare

Lens Pupila



Emetropia

Focalizarea pe retina a imagini obiectelor aflate la distanta candmuschiul ciliar este complet relaxatOchiul prezinta un raport corect intre puterea de refractie a mediilor si lungimea axuluiIn mod normal lungimea axului este de aproximativ 21-23 mmPuterea de refractie a corneei este de aproximativ 39-44 dioptriisi a cristalinului de 19-23 dioptrii



AcomodatiaCapacitatea cristalinului de a-simodifica puterea de refractie pentrua asigura o imagine clara atat la distanta cat si aproapeCristalinul are o putere de refractiela tanar intre 20-34 dioptrii, la adultulde 40 ani intre 20-23 dioptrii si la varstnic de 20 – 21 dioptriiPentru realizarea acomodatieparticipa:

CristalinulLigamentul suspensor (20 de zonule/ligamente)Muschiul ciliar (componentacirculara este cea mai imp.)

Controlul: parasimpatic (cel maiimportant), simpatic (importantasecundara)

VEDERE LA DISTANTA

ACOMODARE- VEDERE DE APROAPE2005 – Dr. Mihai Ghita


HipermetropiaLipsa vederii la distanta si cu atat mai putin la aproape candmuschiul ciliar este complet relaxat, datorita unei insuficiente de convergentaExista un raport anormal intre lungimea axului optic si puterearefractiva a mediilor: fie un ax scurt, fie o puterea mica a mediilorrefractive Corectia se realizeaza cu lentile convexe sau la persoanele tinereprin acomodatieCe reprezinta 1 dioptrie?

+1 dpt



MiopiaLipsa vederii la distanta cand muschiul ciliar este completrelaxat, datorita uneui exces de convergentaExista un raport anormal intre lungimea axului optic si puterearefractiva a mediilor: fie un ax lung, fie o puterea mare a puterii refractive a mediilorCorectia se realizeaza cu lentile concave

-1 dpt



Astigmatismul

Viciu de refractie rezultat dintr-o abatere ordonata din punct de vedere geometric, a dioptriilor, de la forma sferica normalacorneea devine o calota toricaOchiul prezinta doua linii focale perpendiculare intre elePacientul nu vede bine la aproape si la distantaNecesita corectie cu cilindrii pozitivi/negativi



Acuitatea vizualaReprezinta capacitateaochiului de a discrimina 2 puncte lumininoasedistincteEste maxima la nivelulfoveei fiind de 25 sec de arc de cerc si scade de 10 ori la periferieSe testeaza cu ajutoruloptotipului de departe

10m17mm

2µm 1mm25’’



Acuitatatea vizuala in fotopic si scotopic



CataractaReprezinta opacifierea cristalinului datorita unor procesedegenerative a fibrelor cristaliniene

Are loc o crestere a radicalilor liberi cu degradarea consecutiva a proteinelor

Apare in general la persoane varstnice

Necesita inlocuirea cristalinului cu un implant care asigura o vedere clara la distanta



Presiunea intraoculara

Valoarea normala = 11-21 mmhg

Valoarea normala este data de echilibrul dintre cantitatea de umoare apoasa produsa de corpul ciliar si cantitatea eliminata

Umoarea apoasa este eliminata prin:

calea trabeculocanaliculara (trabecul canal Schlemmvene apoase) – 90%

calea uveosclerala (prin traversarea fibrelor longitudinaleciliare) – 10%



Scurgerea normala a umorii apoase



GlaucomulDistrugerea progresiva de fibrenervoase datorita cresteriipresiunii intraoculare (PIO)

Punctul cel mai vulnerabil al ochiului la cresterea presiuniiintraoculare este capul nervuluioptic unde are loc o distruge a fibrelor nervoase datorita a 2 mecanisme: mecanic si ischemic

Mecanismul cresterii PIO este fie cresterea productiei (foarte rar), fie scaderea eliminarii de umoareapoasa (frecvent)

Aspect normal al fundului de ochi

Glaucomul prin scaderea eliminarii umoriiapoase

Scurgerea apoasa prin ambele cai este diminuata 2005 – Dr. Mihai Ghita


Functia vizuala

Functia retinei si caile optice



Structura retineiDe la epiteliul pigmantar catresuprafata avem urmatoarelestraturi:

1. Membrana limitanta interna2. Stratul fibrelor nervoase3. Stratul celulelor ganglionare4. Stratul plexiform intern5. Stratul nuclear intern6. Stratul plexiform extern7. Stratul nuclear extern8. Membrana limitanta interna9. Stratul conurilor si bastonaselor10. Stratul pigmentar

lumina

Semnale vizuale



luminaLumina

treb

uie

satr

eaca

prin

toat

est

ratu

rile

inaint

ede

aju

nge

la f

otor

ecep

tori

Synapses

Intreg

aresina

ptica

Organizarea celulara a retinei



Celulele cu conuri si bastonase..Epiteliul pigmetar absoarbelumina si reduce reflexiacreand o camera obscura

Discurile fotoreceptorilorsunt locul transductiei

Procesul de transductie estemediat de pigmentiifotosensibili -rodopsina



Celulele cu conuri si bastonaseRaportul dintre celule cu bastonase si celulele cu conuri este de 20:1Celulele cu bastonase

Contin o singura substanta fotosensibila numita rodopsinaAu o sensibilitate crescuta la lumina si sunt responsabile de vedereascotopica, monocromaticaSunt situate la periferie si absente in fovee; frecventa lor descreste de la la periferie spre maculaExista o convergenta de 100:1 (bastonase: celule ganglionare) in periferie si mai mica spre macula

Celulele cu conuriSunt de trei tipuri fiecare tip avand un pigment fotosensibil pentru culorileverde, rosu, albastruSunt responsabile de vederea fotopica, cromaticaPrezinta o densitate scazuta in periferie numarul lor crescand spremacula, iar in fovee se gaseasc numai acesteaConvegenta este mai mica decat pentru celulele cu bastonase iar in fovee raportul este de 1:1 (conuri: celule ganglionare)



Rodopsina

Energie luminoasa

Batorodopsina(n sec)

Lumirodopsinaµ sec

Metarodosina I(m sec)

Metarodosina II(sec)

all-trans-retinal

all-trans-retinolVit A

opsina

II-cis-retinal

II-cis-retinol

(RODOPSINA ACTIVATA)

Excitarea bastonaselor cand rodopsinaeste activata

N x Transducina

N x fosfodiesteraze

Scade GMPc

Inchiderea canalelor de Na

HIPERPOLARIZAREA CELULELOR CU BASTONASE

Scade eliberarea de glutamat la nivelul sinapsei

Retinal izomeraza



Fototransductia

Rodopsina raspundeoptim la lumina cu

lungimea de unda de 496 nm



Adaptarea la intunericCare este explicatia pentru durata mare a adaptarii la intuneric.

• in intuneric retinalul este redus la forma II-cis retinal

• se recompune rodopsina la nivelul discurilor

• nivelul de GMPc este refacut

• canalele Na2+ se redeschid

•celulele se depolarizeaza

• transmisia este reluata

Recompunerea lenta a retinalului



Vederea cromatica

Celulele cu conuri sunt responsabile pentruvederea colorata.

Celulele cu conuri contin fotopigmentiasemanatori rodopsinei care raspund optimla o anumita valoare a lungimii de unda a luminii: a) albastru (absortie maxima 419nm)b) verde (absortie maxima 530nm)c) rosu (absortie maxima 560nm)



Vederea cromatica

Exista doua teorii care incearca sa explice vedereacolorata:

a) Teoria tricromatica;

b) Teoria Hering sau teoria culorilor oponente galben-albastru.



Absortia luminii de catrepigmentii vizuali

Toti cei trei pigmenti sunt necesaripentru vederea cromatica corecta. Este necesar minim doi pigmantipentru vederea cromatica

Vederea tricromata se intalnestela 90% din populatie prinutilizarea n proportii apropiate de rosu, verde, albastru.

Vederea monocromata implicaabsenta conurilor si este foarterara.

Discromatopsia este data de absentaunui dintre pigmenti, totusi individulvede aproape toate culorile utilizanddoar doi pigmenti. Absenta pigmentului rosu protonapeAbsenta pigmentului verde

deuteranopeAbsenta pigmentului tritanope.



Teoria tricromaticaSe bazeaza pe posibilitatea perceptie tuturor nuantelor culorilorprin amestecarea in diferite combinatii ale celor trei culorifundamentaleCel putin doua tipuri de celule cu conuri trebuie excitateIntensitate excitatie fiecarui pigment este comparata de catrecreierExemple:

Portocaliu = 99 : 42 : 00Verde = 31 : 67 : 36Albastru = 0 : 0 : 97Galben = 83 : 83 : 0

rosugalbenalbastru verde



Teoria culorilor complementaregalben-albastru

Propune existenta unui proces neurologiccare considera culorile a fi opuse

Culoarea albastra este opusa culorii galbene

Culoarea rosie este opusa culorii verzi

Cele doua teorii constitue baza vederiicolorate



Circuitele neuronale ale retinei

Fotoreceptor

Celule orizontale

Celule bipolare

Celule amacrine

Celule ganglionare

Fibre nervoase

Conducere

electronica/graduataP

otential de actiune

Exista doua tipuri mari de circuite:1. unul nou (conuri – celule bipolare-celule ganglionare), si2. unul vechi (bastonase – celulebipolare - amacrine – celuleganglionare) Circuitul care porneste de la celulelecu conri conduce de 2-5 ori mai rapid semnalele vizualeFotoreceptorii la nivelul sinapsei cu celulele bipolare si celulelor oriontaledescarca glutamat un neurotransmitator excitator



Inhibitia laterala – rolulcelulelor orizontale

Este importanta in toatesistemele vizualeAsigura crestereacontrastului vizualConexiunea laterala prinintermediul celulelororizontale sustine inhibitialateralaO inhibitie lateralasuplimentara este asiguratade celulele amacrine

excitatieinhibitie

lumina intuneric



Celulele ganglionare1.600.000 100.000.000 bastonase si 3.000.000 conuri

Exista trei tipuri de celule ganglionare

Celule W constitue 40% din celulele ganlionare, transmit semnalul vizual de la celulele cu bastonase si sunt implicate in vederea scotopica

Celulele X reprezinta 55% din total, transmt semnalul vizual de la celulele cu conuri si asigura vederea fotopica, colorata.

Celule Y reprezinta 5% din total dendritele se raspandesc pecampuri foarte largi si raspund la miscari rapide sau schimbarirapide ale intensitatii luminii avand functie de avertizare sidetermina miscarea ochilor spre stimulul luminos.



Excitatia celulelor ganglionareCelulele ganglionare descarca in mod spontan potentiale de actiune

Axonii celulelor ganglionare transmit semnalele vizuale pe caleapotentialelor de actiune

Chiar daca nu sunt stimulate celulele ganglinare descarca impulsuricu o frecventa de 5 – 40 /sec

Modificarile de intensitate a luminii determina modificarea rateiimpulsurilor la deschidere (on) sau inchiderea(off) unui spot luminos:

Deschiderea luminii: raspuns on-off

Inchiderea luminii: raspuns off-on

excitatie

on off

Inhibitie laterala 2005 – Dr. Mihai Ghita


Campul vizualfovea

Pata oarba



Caile vizuale

Fibrecorticofuge

Fibre pentru RFMSi pentru reflexul de fixarepe un obiect



Cortexul vizualCortexul vizual primar

Ocupa aria fisurii calcarine si se extinde catre polul occipital

Semnalele din macula au proiectie in apropierea polului occipital

Semnalele din retina periferica se proiecteaza in cercuri concentrice anterior de pol

Structura: coloane neuronale cu diametru de 30-50 nm continand fiecare peste1000 de neuroni, semnalele vizuale ajungand in stratul 4 si de aici urca sprestraturile 1, 2, 3 curaspandire laterala pe distante scurte, fie coboara in straturile 5, 6 cu raspandire laterala pe distante mari

Picaturile de culoare = zone aflate intre coloanele primare, primesc semnalelaterale si raspund specific la semnalele de culoare

Arii corticale secundare

Situate anterior superior si inferior de cortexul primar vizual

Analiza si interpretarea imaginilor2005 – Dr. Mihai Ghita


Miscarileoculare

Inervatia musculaturiiextrinseci a globului ocular este asigurata de nv 3, 4, 6,

Nv IV

Nv VIInterconexiuniile dintre cei trei nuclei ainv 3, 4, 6 se realizeaza prin intermediulfasciculului longitudinal medial

Miscarile voluntare sunt asigurate de arii din lobul frontal prin tracturilefrontotectale

Miscarile involuntare de fixatie suntcontrolate de arii secundare din lobuloccipital prin tracturile occipitotectal sioccipitocolicular

De la nucleii pretectali si coliculari sup pornesc semnale spre nucleii nervilor 3, 4, 6.2005 – Dr. Mihai Ghita


Reflexul fotomotor pupilar

Cand cantitatea de lumina care patrunde in ochi este prea mare, pupilase micsoreaza ajustand astfel cantitatea de lumina care patrunde in ochi obtinandu-se o vedere clara atat in mediu luminat cat si intunecat.

Este un reflex rapid care modifica diametrul pupilar de la 1,5 mm in lumina puternica pana la 8 mm in intuneric

Diametrul pupilar este controlat de sistemulnervos vegetativ.

Determina creterea profunzimii campului vizual in lumina puternicaprin ingustarea fasciculului de lumina care ajunge la retina





Documents

Curs Fizio Ghita