Das Auge Aufbau des Auges Der Augapfel (Ø 2,5 cm) liegt in Fettgewebe in der Augenhöhle eingebettet. Er wird geschützt durch: Augenlieder (Lidschutzreflex) Wimpern (Schutz vor Staub) Tränendrüse (liegt oben auf der Außenseite des Auges und produziert die Tränenflüssigkeit - Oberfläche des Auges wird feucht und sauber gehalten Tränensack Tränennasengang Ableitung über die Nase) Augenbrauen (Schutz vor Schweiß) Augenmuskeln: 4 gerade und 2 schräge Augenmuskeln bewegen das Auge Blickrichtungsänderungen ohne Kopfdrehung! Hornhaut: glasklar, von Tränenflüssigkeit benetzt, Vorraussetzung für scharfes Sehen ist eine klare Hornhaut, sie ist das Fenster des Augapfels Lederhaut: weiße Augenhaut, geht vorne in die durchsichtige Hornhaut über, Schutz vor Stoß und Schlag Iris Regenbogenhaut: Pigmente Augenfarbe (hoher Pigmentanteil färbt die Iris braun, niedriger Pigmentanteil grün, blau oder grau) Linse: elastisch verformbar, durchsichtige Sammellinse Vordere und hintere Augekammer: sind mit Kammerwasser (Augenwasser) gefüllt Ziliarmusikel: Linsenbänder die zur Aufhängung der Linse dienen, damit erfolgt dienah- und Ferneinstellung der Linse = Akkommodation (Naheinstellung: Linse gewölbt, Ferneinstellung: Linse verflacht) Aderhaut: reichlich durchblutet vorne übergehend in die Iris (Regenbogenhaut) Sehnerv: zieht von der Netzhaut zum Gehirn
Blinder Fleck: dort wo der Sehnerv das Auge verlässt gibt es keine Sehzellen/Retina Gelber Fleck: er befindet sich genau entlang der optischen Achse. An dieser Stelle im Auge gibt es nur Zapfenzellen, es ist dies die Stelle des deutlichsten Sehens Glaskörper: gallertartig und durchsichtig Netzhaut: Die Netzhaut oder Retina (von lateinisch rete Netz ) ist eine Schicht von spezialisiertem Nervengewebe an der hinteren Seite des Auges. In ihr wird das auftreffende Licht, nachdem es die Hornhaut, die Linse und den Glaskörper durchquert hat, in Nervenimpulse umgewandelt. Die Netzhaut besteht neben dem lichtempfindlichen Gewebsanteil aus Nervenzellen zur Verarbeitung und Weiterleitung der erzeugten Impulse, sowie aus verschiedenen Unterstützungsstrukturen zur Aufrechterhaltung der Funktion der reizerzeugenden und -verarbeitenden Zellen. 2 Arten von Photorezeptorzellen: a) Zapfenzellen - dienen dem Farbensehen und werden nur bei großer Lichtintensität gereizt b) Stäbchenzellen - dienen dem Hell-Dunkel-Sehen sind sehr lichtempfindlich Die Netzhaut besteht aus mehreren Schichten. Trifft ein Lichtstrahl auf die Netzhaut, so muss er zunächst durch eine Nervenzellenschicht. Eine Nervenzelle fasst mehrere Schaltzellen zusammen und leitet Reize über ihre Axone zum Sehnerv und schließlich zum Gehirn, wo diese verarbeitet werden. Als nächstes kommt eine Schaltzellenschicht. Bipolare Schaltzellen fassen mehrere Sinneszellen zusammen und leiten sie an die Nervenzellen weiter (die dann wiederum die Schaltzellen zusammenfassen). Horizontalzellen sind Querverbindungen auf Ebene der Sinneszellen und Nervenzellen. Nun kommen die Lichtsinneszellen. Hier unterscheidet man zwischen den Zapfen, die für das Farbsehen verantwortlich sind und den Stäbchen, die für das hell/dunkel Sehen zuständig sind. Zu guter Letzt trifft der Lichtstrahl auf eine Pigmentschicht, dort wird der Lichtstrahl absorbiert.
Aufbau einer Stäbchenzelle Im Membranstapel (Grana) befindet sich der Sehfarbstoff. Über das Außenglied werden die Reize auf die Schaltzellen weitergeleitet Mitochondrien erzeugen die, für die in den Membranstapeln ablaufenden Reaktionen (Rhodopsinzyklus), nötige Energie Zapfenzellen: Es gibt 3 verschiedene Zapfentypen, die jeweils nur für einen bestimmten Wellenlängenbereich des Lichts empfindlich sind. Durch Verrechnung der Erregungsanteile dieser 3 Rezeptortypen entsteht die Wahrnehmung der vielen Farbnuancen, was sich Additive Farbmischung nennt. blaue Zapfen absorbieren im blau- grünen Licht; Maximum bei 450nm, grüne Zapfen absorbieren im grün- gelben Licht; Maximum bei 550nm, rote Zapfen absorbieren im gelb- roten Licht; Maximum bei 600nm. Beispielsweise im Bereich von 475nm werden die Blaurezeptoren stark und die Grünrezeptoren sehr schwach erregt. Bei 557nm entsteht ein gelber Farbeindruck, da die Grünrezeptoren und die Rotrezeptoren angeregt werden. Die einzelnen Farbeindrücke werden durch das Verhältnis der Erregungsstärken der drei Zapfentypen codiert, die Helligkeit durch die absolute Höhe der Erregung. Akkomodation: Anpassung der Brennwerte erfolgt über Ziliarmuskel Die Linse wird durch den Ciliarkörper in ihrer Lage festgehalten,das heisst sie ist kein starres Gebilde,denn die Linse muss hoch elastisch sein, damit der Vorgang der Akkomodation ablaufen kann. Wichtig ist ebenfalls zu erwähnen, dass die Krümmung der vorderen Linsenfläche und damit die Brechkraft stark verändert werden kann. Die Einstellung erfolgt mit Hilfe des Ciliarkörpers (bestehend aus Ciliarmuskel und Linsenbänder). Die Linsenbänder zerren bei der Ferneinstellung des Auges ringsum an der Linse und flachen sie ab. Wenn man nahe Gegenstände betrachten will "akkomodiert" das Auge. Dabei kontrahieren sich die Fasern des Ciliarmuskels. Dadurch werden die Linsenbänder
entspannt, und die Linse kann sich der Kugelform nähern. Dieser Vorgang vergrößert die Brechkraft. Es gibt 2 Arten von Akkomodation: 1. Nahakkomodation: - der Ciliarmuskel kontrahiert - die Linsenbänder erschlaffen - Linse ist gewölbt dies ist der sogennante "energieverbrauchende Zustand",da das ganze System aktiv ist und der Muskel somit Energie verbraucht.lesen zum Beispiel kostet Energie, wobei in die Ferne schauen eher beruhigt und entspannt. 2. Fernakkomodation: -der Ciliarmuskel ist erschlafft -Linsenbänder sind gespannt -Linse ist abgeflacht Die Linse muss also elastisch sein, damit diese Vorgänge ablaufen können. Diese Elastizität nimmt im Alter ab, sodass der Nahpunkt (der nächste Punkt der mit Akkomodation scharf gesehen wird) sich immer weiter vom Auge entfernt. Bei Siebzigjährigen ist die Linse meist starr und kann sich nicht mehr auf Nahsehen einstellen. Der Nahpunkt lässt sich feststellen, in dem man einen Bleistift in Augenhöhe langsam auf die Nase zuführt. Der Nahpunkt ist der Punkt, an dem man die Bleistiftspitze nur unscharf erkennen kann. Und tatsächlich entfremdet sich der Nahpunkt mit zunehmendem Alter. Später kann man dies nicht mehr kompensieren und benötigt eine Brille. Versuchsanordnung Blinder Fleck Auf ein quergelegtes weißes Blatt Papier einen Punkt und im Abstand von ungefähr 11 cm horizontal daneben ein Kreuz zeichnen. Das Blatt in Armlänge vor die Augen halten oder vor sich auf den Tisch legen. Das rechte Auge zuhalten und mit dem linken das X fixieren. Pupillenreaktionen: a) direkte Lichtreaktion: Licht selbst wirkt als Reiz b) sensuelle Reaktion: Pupillenverengung erfolgt beidseitig, auch wenn Licht nur auf ein Auge fällt. Konvergenzverhalten Fernakkomodation Pupillenerweiterung Nahakkomodation Pupillenverengung Makula = Gelber Fleck:
Die Makula ist der Punkt des schärfsten Sehens und des Farbsehens. Er befindet sich genau entlang der optischen Achse. Im Gelben Fleck befinden sich nur Zapfen. Alle Sehzellen sind 1:1 mit einer Nervenzelle verbunden, so dass eine direkte Verbindung mit dem Gehirn gewährleistet ist. Am Rand der Netzhaut befinden sich hingegen nur Stäbchen. Hier ist das Hell-, Dunkel-Sehen besonders ausgeprägt. Makuladegeneration: Die Makuladegeneration ist eine Erkrankung der zentralen Netzhaut, oft mit einem irreversiblen Verlust der Sehschärfe. Sie tritt meist im fortgeschrittenen Lebensalter auf. Durch degenerative Prozesse werden die lichtempfindlichen Sinneszellen der Netzhaut in Anzahl und Funktion vermindert. Die Ursachen sind bedingt durch das Lebensalter: genetische Anfälligkeit für diese Erkrankung Durchblutungsstörungen Interpretation der Bilder: Fixiert der Betroffene einen Gegenstand, so ist es nicht mehr möglich ihn deutlich zu erkennen. So kann der Betroffene eine Uhr sehen, aber die Uhrzeit nicht erkennen oder einen Gesprächspartner sehen, nicht aber seine Gesichtszüge. Da die Erkrankung in der Regel auf die Makula beschränkt ist, bleibt das äußere Gesichtsfeld und somit die Orientierungsmöglichkeit der Betroffenen erhalten. Auch bei Dunkelheit sehen die Betroffenen in der Regel relativ gut, da die Stäbchen außerhalb der zentralen Netzhaut funktionstüchtig bleiben. Strahlenverlauf: In der Optik spricht man von drei besonderen Strahlen diese finden auch im menschlichen Auge ihre Anwendung:: Ein zur optischen Achse paralleler Strahl wird zum Brennpunktstrahl. Ein Brennpunktstahl wird ein Strahl parallel zur optischen Achse. Mittelpunktstrahl bleibt Mittelpunktstrahl. Fehlsichtigkeiten: Weitsichtigkeit: Da der Augapfel zu kurz ist, liegt der Brennpunkt hinter der Netzhaut. Daraus resultiert ein schlechtes Sehvermögen in der Nähe. Die Korrektur dieser Fehlleistung ist durch eine Sammellinse (konvex) möglich
Kurzsichtigkeit: Da der Augapfel zu lang ist, liegt der Brennpunkt vor der Netzhaut. Daraus resultiert ein schlechtes Sehvermögen in der Weite. Die Korrektur dieser Fehlleistung ist durch eine Zerstreuungslinse (konkav) möglich. Altersweitsichtigkeit: Die Linse verliert mit zunehmendem Alter ihre Elastizität und kann nicht mehr nahakkomodieren (in der Nähe scharfstellen). Es gibt also keine ursächlichen Gemeinsamkeiten zwischen der normalen Weitsichtigkeit und der Altersweitsichtigkeit. Karotten und das Auge: Rhodopsin auch Sehpurpur genannt ist der Sehfarbstoff. Er befindet sich in der Grana der Stäbchen und ist der eigentliche Ort des Sehens. Er besteht aus dem Protein Opsin und dem Farbstoff 11-cis-Retinal. Eines der wichtigsten Vitamine für die Augen ist das Vitamin A, denn es wird in den Stäbchen zu Sehpurpur = Rhodopsin umgewandelt. Sehpurpur zerfällt, wenn er von Lichtstrahlen getroffen wird. Dabei entsteht ein elektrisches Signal, das im Gehirn den Sehreiz auslöst. Bekommt der Körper zu wenig vom Sehvitamin, dann kann er nicht ausreichend Sehpurpur bilden. Da das Stäbchensehen vor allem in der Dunkelheit wichtig ist, kann jemand mit Vitamin-A-Mangel Nachtblind werden, d.h. er sieht im Dunkeln schlecht oder gar nicht. Karotten liefern eine Vorform des Vitamin A, das Beta Carotin. Es verleiht Möhren und auch anderen gelben oder orange-rötlichen Früchten und Gemüse ihre Farbe. Der Körper kann aus Beta Carotin in Verbindung mit Fett selbst Vitamin A herstellen, deshalb wird es auch Provitamin A genannt. Außer Karotten enthalten auch andere Früchte und Gemüse Beta Carotin bzw. Vitamin A, z. B. Brokkoli, Spinat, Feldsalat, Nektarinen, Aprikosen oder Honigmelone.
UV-Strahlung: Ultraviolettstrahlung ist für Menschen unsichtbare elektromagnetische Strahlung mit einer Wellenlänge, die kürzer als die des für Menschen sichtbaren Lichtes, aber länger als die von Röntgenstrahlung ist. Die Bezeichnung ultraviolett rührt daher, dass das UV-Spektrum mit etwas kürzeren Wellenlängen beginnt als jenen, die Menschen als die Farbe Blauviolett identifizieren. Das ultraviolette Spektrum umfasst Wellenlängen von 1 nm bis 380 nm Als elektromagnetische Welle bezeichnet man eine Welle aus gekoppelten elektrischen und magnetischen Feldern. Zu ihnen gehören unter anderem Radiowellen, Mikrowellen, Infrarotstrahlung, sichtbares Licht, UV-Strahlung sowie Röntgen- und Gammastrahlung kurz, das gesamte elektromagnetische Wellenspektrum. Der einzige Unterschied zwischen diesen Wellentypen liegt in ihrer Frequenz und somit ihrer spezifischen Energie. Name Abkürzung Wellenlängenbereich in nm Nahes UV ( Schwarzlicht ) UV-A 380 315 nm Mittleres UV (Dornostrahlung) UV-B 315 280 nm Fernes UV UV-C-FUV 280 200 nm Vakuum-UV UV-C-VUV 200 100 nm Extremes UV (keine DIN 5031) EUV, XUV 100 1 nm Unterhalb 200 nm ist Ultraviolettstrahlung so kurzwellig bzw. energiereich, dass sie durch molekularen Sauerstoff (O2) absorbiert wird; dabei wird der molekulare Sauerstoff (O2) in zwei freie Sauerstoffradikale (2 O) gespalten, die jeweils mit einem weiteren Molekül Sauerstoff (O2) zu Ozon (O3) weiterreagieren.