HOE WERKT HET OOG ?

 
  1. Anatomische werking van het oog
  2. Chemische werking van het oog
  3. Van het netvlies naar de optische zenuw

ANATOMISCHE WERKING VAN HET OOG

 

Om te kunnen zien moet het beeld op het lichtgevoelige netvlies kunnen geprojecteerd worden. Hiervoor is er natuurlijk een mechanische werking nodig en dit gebeurt sterk gelijkend als bij een fotoapparaat. Men moet rekening houden dat lichtstralen ook worden gebroken bij het doorkruisen van verschillende transparante brekingsindexen. ( zie ook het geheim van de regenboog). Het effect dat het beeld uiteindelijk naar het netvlies brengt gebeurt niet alleen door de ooglens. Voordat de lichtstralen het netvlies bereiken moeten de lichtstralen verschillende transparante indexen voorbij gaan. Van lucht-hoornvliesindex, hoornvlies-kamerwater, kamerwater- ooglens en lens-lenszakje en tenslotte het glasachtig vocht tussen de ooglens en het netvlies. Zeker niet te vergeten, het hoornvlies geeft een enorme breking door haar kromming. Zij heeft een waarde van + 41 dioptrie en de ooglens slechts 21 dioptrie als ze haar maximaal inspant ! Zonder de dioptriewaarde van de cornea zou de lens het beeld slechts op 5 cm brengen terwijl de oogbol maar 2,5 cm lang is.  Zonder ooglens kan men dus reeds een beeld bekomen als men naar iets kijkt dat ver gelegen is, maar dan natuurlijk heel wazig. (lensafhakie). Toch zou er een mogelijkheid zijn om met deze handicap nog iets of wat scherper te kunnen zien. Bepaalde diersoorten hebben geen lens en blijven bestaan. Wanneer men de pupil minuscul klein zou kunnen maken, zou er een veel scherper beeld mogelijk zijn. Dit wordt het camera obscura effect genoemd. (zie pupil)
De totale dioptriewaarden van ooglens en cornea geven in verhouding met al die brekingen natuurlijk het grootste effect. De ooglens heeft ook de mogelijkheid om de beeldscherpte te regelen door het te gewenste beeld  exact op het netvlies te brengen.

Hoornvlies, kamerwater, Ooglens, glasvocht  Anale circulaire oogspier

accommodatie

Met klassieke fotoapparaten of een verrekijker kan men de oculaire lens regelen om het beeld scherp te stellen, onze ooglens doet dit eveneens door haar boller en vlakker te maken doormiddel van de oogspieren van de corpus ciliare te doen opspannen of loslaten. Dit wordt lens-accommodatie genoemd ( zie refractiestoornissen ) .De spier die aan de lens gehecht is, is een anale of circulaire spier.  

terug

De Pupil

Als laatste speelt de pupil een belangrijke rol. Dit doet niet alleen de lichtscherpte te regelen, maar het geeft ook een scherper beeld. 

Lichtsterkte
Bij klaar licht verkleint de opening, in duistere omgevingen vergroot ze. Dit reflex is een bescherming voor verblinding. Bij helder licht zorgt de kleine pupilopening ervoor dat het beeld centraal op de gele vlek komt en dardoor alleen de kegeltjes doet werken, dus niet op de staafjes. De staafjes zouden bij sterk licht lijden, want ze zijn zeer lichtgevoelig, vandaar verblinding bij plotseling sterk licht, de pupil is in zo een situatie niet snel genoeg om te versmallen. 
Omgekeerd, bij weinig licht zijn het de staafjes die moeten werken. De staafjes liggen niet op de gele vlek maar wel temporaler, de grote opening zorgt er dan voor dat het beeld maximaal op de staafjes kan vallen.  

Beeldscherpte. 
Hoe kleiner de pupil, hoe scherper het beeld. Dit effect is niet alleen doordat het volledige beeld op de kegeltjes komt,maar het geeft ook een effect om een scherp beeld te bekomen. Bij accommodatie, wordt de pupil evenredig kleiner wat een cameraobscura effect veroorzaakt. ( zie camera obscura-evolutie van het oog. / stenopeisch gaatje
Leuk om weten, bijzienden proberen het omgekeerde van accomoderen, (wat bijna niet mogelijk is), de pupil wordt om deze reden groter. Om toch wat beter te kunnen zien zal een bijziende dikwijls zijn oogleden strak spannen, dit om zijn pupil te verkleinen via de oogleden. Eens op het beeld netvlies terechtgekomen is kan het proces starten.

terug

 

CHEMISCHE WERKING VAN HET OOG

Eiwitten & Aminozuren
Eiwitten zijn de klusjesmannen van het lichaam. Zonder hen zou het leven onmiddellijk ophouden. 
Alles wat leeft produceert eiwitten. Er zijn wel duizenden verschillende eiwitten. Natuurlijke eiwitten bestaan uit lange ketens van verschillende aminozuren die zijn samengevouwen tot complexe structuren.
Planten kunnen alle aminozuren maken, mensen en dieren slechts 11 van de 20 ! Daar zit het probleempje, we ontbreken er en die moeten we uit het voedsel halen. 

Taken van eiwitten
Er zijn verschillende soorten eiwitten met allen verschillende taken. Sommige eiwitten transporteren essentiele stoffen zoals (bv zuurstof), andere zorgen voor afweer en versturen van signalen in de cel of tussen de cellen, er zijn ook eiwitten die in cellen structuren maken of zorgen dat er vormen blijven houden, er zijn zelf verschillende hormonen die eiwitten zijn.
De belangrijkste eiwitten in ons onderwerp zijn deze die voedsel afbreken of nieuwe opbouwen door kleine chemische bindingen samen te voegen tot nieuwe stoffen of door bepaalde stoffen om te zetten. Deze worden ook enzymen genoemd.
Dus kort gezegd,voor het oog hebben we het volgende recept nodig :
Een eiwit met een bepaald aminozuur van de categorie enzymen welke instaat is een binding te maken om Rhodopsine te bekomen.. Namelijk Opsine !  Opsine is een eiwit dat opgebouwd is uit ongeveer 350 aminozuren.
Wat is vitamine A
Vitamine A is een verzamelnaam voor verbindingen met dezelfde eigenschappen. Deze groep verbindingen wordt retinoïden genoemd. Vitamine A (retinal), een vet-oplosbare vitamine, is betrokken bij de weerstand en wordt daarom ook wel de anti-infectie vitamine genoemd. Ze speelt eveneens een rol bij de groei, de gezondheid van huid, tandvlees, het haar en natuurlijk bij ons toepasselijk belangrijk voor het gezichtsvermogen, dit vooral voor de staafjes in de retina.
Retinal is dus een "niet eiwit" dat gevormd is op basis van vitamine A. ( zie voeding voor gezonde ogen )

terug

Activatie van de fotocellen

Hoe werkt het ?

Zowel de staafjes als de kegeltjes bevatten een stof die verandert van structuur en vorm als zij in contact komen met licht. 
In de staafjes die meer verantwoordelijk zijn om in donkerte te kunnen zien heet deze stof rhodopsine.
1 Rhodopsine is opgebouwd uit 2 stoffen die zich aan elkaar verbinden:
  • Opsine (het eiwit)
  • 11-cis-retinal (een stof afgeleid van vitamine A).
2 Als er licht valt op het rhodopsine, 
  • -- > verandert het 11-cis-retinal van vorm en wordt all-trans-retinal.
  • -- > Opsine wordt losgelaten
  • -- > de rhodopsine is gebroken

    Door het uiteenvallen van rodopsine verliest ze haar rode kleur en wordt transparant. Op dit moment worden de signalen doorgegeven naar de hersenen. Achteraf na dit te hebben gedaan wordt de rhodopsine terug aan gemaakt
3 Rhodopsine wordt terug gemaakt
  • --> Het Retinal enzym zet all-trans-retinal terug om in 11-cis-retinal
  • --> Scotopsine kan dan weer gebonden worden en me heeft terug rhodopsine
In het donker gebruikt men voor het ‘zien’ vooral de staafjes van het netvlies, met het pigment rhodopsine bevatten. Deze staafjes heel lichtgevoelig  Zij zijn wel niet kleurgevoelig, bij weinig licht kan men om deze reden geen kleuren meer onderscheiden. De staafjes zijn vooral gevoelig bij aanwezigheid van blauwgroen licht. Leeslampen en instrumentenverlichting die het nachtzicht niet mogen verstoren geven daarom (zwak) rood licht. Die zeer lichtgevoelige staafjes bevinden zich (in tegenstelling met de kegeltjes) het grootst buiten de gele vlek. Bij een tekort aan vitamine A (retinal) ontstaat dus vooral nachtblindheid. Vitamine A wordt ook gegeven voor mensen die problemen hebben met het afsterven van de macula 
(zie macula degeneratie)   

Voor kegeltjes geldt er een analoog proces, maar zij bevatten wel een andere soort opsine, waardoor zij meer gevoelig zijn voor rood, groen of blauw. Net zoals in de staafjes is het fotochemische transductieproces in de kegeltjes afhankelijk van een opsine, namelijk fotopsine en retinal. Fotopsine heeft een chemische samenstelling die verschilt van rodopsine. Er zijn drie verschillende kegeltjes. Elk kegeltje wordt gekaraktiseerd door een ander fotopsine die maximaal gevoelig is voor bepaalde golflengte van blauw, groen of rood licht van het lichtspectrum

terug

 

Van het netvlies naar de optische zenuw 

Het licht komt in het oog via de cornea, ooglens, glasvocht en uiteindelijk door 10 lagen van het netvlies. Onderaan liggen massa's dicht op elkaar geplaatste fotoreceptoren, de staafjes en de kegeltjes en slorpen het licht op. De kegeltjes zorgen voor het scherpste zicht en het kleurenzicht. Zo zijn er drie soorten kegeltjes die gevoelig zijn aan een bepaald lichtkleur kleur, de roodgevoelige, blauwgevoelige en de groengevoelige.
De staafjes daarentegen geven geen scherp beeld en ook geen kleuren, maar hebben wel één groot voordeel. Ze zijn namelijk heel gevoelig voor licht en helpen ons om in duistere omgevingen te kunnen zien. Centraal in het netvlies is er de macula ( gele vlek, nr 13 op bovenstaande fig) ), waar het centrale gefocuste beeld recht op geprojecteerd wordt. Daar zijn enorm veel kegeltjes tegen elkaar. In het centrum van de macula bevind zich de macula lutea ( fovea centralis ) Dit is een heel rondje van 3 mm. Uitgezondert op deze plaats zij er geen 10 lagen aanwezig en ziet eruit als een putje. Om deze reden ziet men daar het scherpst. Hoe verder men van de fovea gaat, hoe minder kegeltjes er aanwezig zijn tot er uiteindelijk alleen maar staafjes zijn. Deze zijn heel lichtgevoelig en zorgen ervoor dat we in de duisternis kunnen zien. Zij zijn niet kleurgevoelig, vandaar dat we zijwaarts of temporaal niet meer scherp zien.
Wanneer het licht op de fotoreceptoren komt komen ze actief doormiddel van een chemisch proces actief, en geven hun informatie door aan zenuwcellen, bipolaire cellen noemt. 
De bipolaire cellen geven het signaal op hun beurt weer door aan de ganglioncellen, welke ook nog verbonden zijn met amacrine cellen die min of meer regelaars zijn. 

Deze kan men de regelaars noemen, zij maken informaties nog wat sterker of mindersterk. Vervolgens komen de ganglioncellen via axonen uiteindelijk toe op de optiche zenuwen, die dan naar de hersenen gaan. 

Lees verder - > van de optische zenuw naar de hersenen

Gedetailleerde info
• W-type ganglioncellen maken ongeveer 40% uit van alle ganglioncellen. Deze cellen zijn klein, en geleiden signalen traag. De meeste informatie ontvangen deze cellen van de staafjes welke gevoelig zijn voor bewegingen in het zijwaardse gezichtsveld en zwart-wit zien.
• X-type ganglioncellen maken ongeveer 55% . Deze cellen zijn iets groter en geleiden sneller signalen Elke X-cel ontvangt informatie van minimaal 1 kegeltje.
• Y-type ganglioncellen zijn het grootste en geleiden zeer. Zij reageren snel op veranderingen in het visuele veld (intensiteit of beweging).
Er zijn ongeveer 30 verschillende amacriene cellen. Ze beïnvloeden de bipolaire en de ganglion-cellen zodanig, dat hun informatie nog wat sterker of minder sterk wordt doorgegeven.  Algemeen wordt geschat dat er ongeveer 100 miljoen staafjes en 3 miljoen kegeltjes en 1,6 miljoen ganglioncellen in de retina voorkomen.
Op de bovenstaande figuur kan men eveneens de choroidea zien. Deze ligt op de sclera (oogwit) en bevat tal van bloedvaatjes. Door deze bloedtoevoer worden de fotoreceptoren gevoed. De voedingsstoffen verplaatsen zich via diffusie naar de fotoreceptors.

terug

Hantson Paul