Seminar zum Auge

Auge
Aufbau
Das Kammerwasser der vorderen und hinteren Augenkammer, also hinter Kornea und vor Linse, wird vom Ziliarkörper
gebildet und über den Schlemm‘schen Kanal wieder ins venöse Blut abgeführt.
Der Glaskörper ist zur Versorgung der Retina gedacht (die Retina gehört zum Gehirn).
Die Sklera umhüllt das gesamte Auge und ist undurchsichtig; sie geht vorne in die durchsichtige Kornea über.
Der Augeninnendruck liegt normalerweise zwischen 20-22mmHg. Der Druck muss in engen Grenzen konstant bleiben,
um eine genaue Aufrechterhaltung der Distanzen Kornea-Linse-Retina zu gewährleisten.
Die Distanz Korneavorderfläche-Retina beträgt normalerweise 24mm beim Erwachsenen.
Optischer Apparat
- Kornea
- Kammerwasser
- Linse
- Glaskörper (bricht nicht, weil er den selben Brechungsindex wie die Linse hat)
Man sagt auch manchmal dioptrischer Apparat, weil einmal an der Cornea und einmal an der Linse gebrochen wird.
Man verwendet das Modell des „reduzierten Auges“, um beide Knotenpunkte, die sich aus den zwei Brechungen ergeben, auf einen zu reduzieren, so dass man den Strahlenverlauf durch Brechung an einem Punkt konstruieren kann.
Die Brennweite diesen Knotenpunktes beträgt 16,7mm.
Die Brechkraft ist abhängig von der Kornea (43dpt) und der Linse (19dpt), dazu die vordere Augenkammer (-3dpt). Als
Gesamtbrechkraft hat man 59dpt. Als Extrem für die Akkomodation ist 34dpt für die Linse beim gesunden Jugendlichen möglich, so dass sich insgesamt eine Gesamtbrechkraft von 74dpt ergibt. Normal sind statt 15dpt zusätzlich 10dpt
zusätzlich (=Akkomodationsbreite).
Es ergibt sich ein verkleinertes umgedrehtes Bild auf der Netzhaut. Eine Dioptrie ist 1/Brennweite (in m).
Im Alter nimmt die Eigenelastizität der Linse mit ihrem Wassergehalt ab, und sie zieht sich nicht mehr so stark zusammen, wenn sich der Ziliarmuskel spannt. Bei alten Menschen kann sich die Linse mitunter nur noch mit 0,5dpt akkomodieren, was aber nicht heißt, dass diese Menschen gar nicht mehr akkomodieren können, aber das liegt an anderen
Phänomenen.
Bei entspanntem Auge ist der Ziliarmuskel erschlafft, die Zonulafasern sind gespannt und spannen damit die Linse.
Wenn sich der Ziliarmuskel spannt, der ja ringförmig um das Auge herumgeht, verringert sich der Raum dazwischen, die
Zonulafasern entspannen sich und die Linse kann sich entsprechend ihrer Eigenelastizität zusammenziehen.
Der Ziliarmuskel wird vom Nervus ocolumotorius innerviert, Art der Fasern ist parasympathisch.
Licht
Licht ist einfach elektromagnetische Strahlung im sichtbaren Wellenlängenbereich von ungefähr 400-750nm. Darunter
liegt Ultraviolett, darüber Infrarot.
Die körpernahen Sinne, wie Druck-, Geruch- und Schmerzempfindung, haben einen relativen geringen Energieumfang.
Dagegen ist der Energiebereich, in dem man Licht wahrnimmt, also vom dunkelsten wahrnehmbaren Lichtpunkt bis
zum hellsten, 1011 bis 1013. Der Intensitätsunterschied bei normalem Tageslicht, der zwischen dunkel und hell liegt, ist
nur ungefähr das 40fache, liegt also noch unter zwei Zehnerpotenzen.
Es gibt auch Lichtwahrnehmung ohne Licht, wie das „Eigengrau“, phantastische Erscheinungen und visuelle Halluzunationen. Diese Lichtwahrnehmungen entstehen im Gehirn ohne Retinareizung. Eigengrau ist die geringe Helligkeit, die
man bei geschlossenen Augen im Dunkeln wahrnimmt.
Presbyopie (Altersweitsichtigkeit)
Davon spricht man bei einem Nahpunkt > 33cm.
Die Akkomodationsbreite kann 0dpt betragen, trotzdem bleibt eine Tiefenschärfe erhalten, z.B. durch Vorwärtsverlagerung der Linse bei Entspannung der Zonulafasern.
Refraktionsanomalien
Achsenametropien:
Die Länge des Augapfels stimmt nicht... entweder ist er zu lang (kurzsichtig) oder zur kurz (weitsichtig). Zur Korrektur
kann man ne Brille aufziehn, die bei Kurzsichtigkeit aus einer Streulinse, bei Weitsichtigkeit aus einer Sammellinse
besteht.
Brechungsametropien:
Die Brechkraft eines der Teile des optischen Apparates ist verändert; beim Lasern wird z.B. eine Achsenametropie mit
einer Brechungsametropie ausgeglichen, indem der Brechungsindex der Cornea durch Abtragen von Zellschichten entsprechend verändert wird.
Astigmatismus:
Hornhautverkrümmung; ein Fehler in den Brechungswinkeln zueinander. Kann man mit Zylinderlinsen ausgleichen.
Myopie
Kurzsichtigkeit: Bulbus zu lang, Bild vor Retina, Streuungslinse zur Korrektur. Die Akkomodationsbreite ist nicht verändert, der Nahpunkt liegt näher, der Fernpunkt liegt zu nah, um noch alles scharf sehen zu können, die Akkomodationsstrecke ist verkürzt.
Hyperopie
Beim hyperopen (oder hypermetropen) Auge ist der Augapfel zu kurz, das Bild ist hinter der Retina, Sammellinse zur
Korrektur. Die Akkomodationsbreite ist nicht verändert, Nahpunkt liegt zu weit weg, um noch alles scharf sehen zu
können, der Fernpunkt liegt weiter weg, was man aber mit Akkomodation ausgleichen kann.
Naheinstellungsreaktion
Der M. sphincter pupillae kontrahiert sich etwas (Miosis). Das Gegenteil ist Mydriasis.
Der M. ciliaris kontrahiert sich, die Linse zieht sich zusammen (Akkomodation).
Der M. rectus medialis kontrahiert sich (natürlich auch auf beiden Seiten), so dass die Augen mehr in die Mitte sehen
(Schielen).
Retina
Die Retina lässt sich mit direkter Augenhintergrundsspiegelung (wie im Kurs) oder mit indirekter Augenhintergrundsspiegelung beobachten, die so geht: Man hält eine Lupe vor das Patientenauge und fixiert einen Punkt vor dieser Lupe,
so dass man die Patientenretina umgekehrt sieht.
In der Retina liegen 120 Mio. Stäbchen, die für das skotopische Sehen verantwortlich sind; deren Resorptionsmaximum
liegt mit 510nm zwischen blauem und grünem Licht. Als Farbstoff dient Rhodopsin. Durch das relativ hohe Resorptionsmaximum wird rotes Licht von Stäbchen am schwächsten wahrgenommen, so dass auch das Gesichtsfeld für Rot
etwas kleiner ist bei dunklem Licht.
Man hat 6 Mio. Zapfen, die für das photopische Sehen verantwortlich sind. Sie enthalten drei Sehpigmente: rot, grün
und blau. Die Resorptionsmaxima für grün und rot liegen relativ eng zusammen.
Die Zapfendichte ist in der Fovea centralis, dem gelben Fleck, am höchsten.
Transduktionsprozess
Lichtquantenabsorption durch die Farbstoffe führt zu deren Zerfall, der eine Phosphodiesterase aktiviert. Diese erniedrigt den cGMP-Spiegel der Zelle, was die Natriumleitfähigkeit erniedrigt und zu einer Hyperpolarisation führt > Rezeptorpotential.
Viagra führt ebenfalls zu Aktivierung der Phosphodiesterase, allerdings einer anderen, so dass es nicht dazu kommt, dass
man bei Viagraeinnahme schlechter sehen kann.
Noch ein paar Begriffe
Konvergenz: Die Signale mehrerer Rezeptoren werden über mehrere bipolare Zellen auf ein Ganglion übertragen.
Damit wird die Auflösung verringert, aber die Empfindlichkeit erhöht. (Räumliche Summation)
Divergenz: Die Signale eines Rezeptors werden über eine bipolare Zelle auf mehrere Ganglien übertragen, wobei allerdings nicht alle erregt, sondern angrenzende Ganglien gehemmt werden, so dass sich der Kontrast erhöht. Der Effekt
ist vergleichbar mit dem einer „unscharfen Maske“ in der Bildbearbeitung: Helle Stellen werden heller, während die
umgebenden Pixel dunkler werden, das Bild erscheint schärfer, obwohl man Bildinformation verliert.
Räumliche Summation: An sich unterschwellige Rezeptorpotentiale können an einer Ganglienzelle Aktionspotentiale
auslösen, wenn viele Rezeptorpotentiale zusammenlaufen (Konvergenz). Das Verhältnis Rezeptor zu Ganglienzelle
beträgt in der Fovea centralis 1:1, in der Peripherie 250:1.
Zeitliche Summation: Die zeitliche Auflösung der Zapfen beträgt 65-80 Reize pro Sekunde. Die Flimmerverschmelzungsfrequenz, ab der verschiedene Bilder zu einem flüssigen Ablauf verknüpft werden, beträgt 25-30 Reize pro
Sekunde.
Sehbahn
Rezeptor: 1. Neuron
Bipolarzelle: 2. Neuron
Ganglienzelle: 3. Neuron
Die 3. Neurone bilden den N. opticus. Vom N. opticus gehen Fasern zum Hypothalamus ab, der dadurch Einflüsse auf
das endokrine System ausübt und sogar die Hautpigmentierung über MSH (Melanocyten-stimulierendes Hormon) steuert. Proopiomelanocorticotropin (POMCT): Daraus entsteht MSH und ACTH. Wenn also vermehrt ACTH produziert
wird, fällt als „Nebenprodukt“ auch immer MSH an.
Chiasma opticum: Die äußeren Nervenbahnen laufen ungekreuzt, die inneren gekreuzt.
Tractus opticus, der zum CGL (corpus geniculatum laterale) führt. Das CGL wird als Integrationszentrum des Sehens
bezeichnet. Von dort aus ziehen Projektionsfasern zu den Colliculi superiores der Vierhügelplatte (verantwortlich für die
Augenmotorik). Außerdem zieht ein Tractus geniculotectalis vom CGL weg, der für die Pupillenmotorik verantwortlich
ist.
Weiters führt vom CGL die Sehstrahlung weg (Radiatio optica), die als „normaler“ Weg der Reize angesehen werden
kann, die also für das eigentliche Sehen verantwortlich ist. Diese führt zur Area 17 oder Area striata im Hinterhauptlappen.
Binokulares Sehen
Punkte, die auf demselben Horopterkreis liegen, und es gibt für jede denkbare Entfernung einen Horopterkreis, werden
in beiden Augen auf korrespondierenden Arealen abgebildet. Dieser Kreis ist eigentlich eine Kugeloberfläche. Verlässt
ein Punkt den Horopterkreis, bewegt sich sein Abbild in den beiden Augen nicht mehr um genau den gleichen Winkel in
der gleichen Richtung, sondern unterschiedlich. Aus dieser Querdisparation berechnet das Gehirn die Entfernung. Bei
geringer Querdisparation kann das Gehirn die beiden Bilder noch zu einem fusionieren, bei größerer sieht man Doppelbilder. Bei größerer Entfernung zum gesehenen Gegenstand wird die Querdisparation bei gleichem Abstand der zwei
Punkte zueinander natürlich geringer, und man sieht die räumliche Entfernung nicht mehr so gut.