При ярком свете зрачок сужается, при слабом свете - расширяется.
Изменение размера зрачка происходит благодаря работе мышц радужной оболочки: сфинктера и дилятатора. Сфинктер радужки (сужает зрачок) представлен гладкомышечными волокнами, расположенными циркулярно в зрачковой части радужки, иннервируется парасимпатической нервной системой, а дилятатор (расширяет зрачок) представлен гладкомышечными волокнами, расположенными радиально в цилиарной зоне радужки, иннервируется симпатической нервной системой (рисунок 1).
Первое звено зрачкового рефлекса – фоторецепторы: палочки и колбочки. В них содержатся пигменты, после активации пигмента светом начинается цепная химическая реакция, приводящая к формированию нервного импульса, передаваемого с фоторецепторных клеток на другие клетки сетчатки: биполярные, амакринные, ганглионарные, далее по аксонам ганглионарных клеток, формирующим зрительный нерв, импульс доходит до хиазмы.
Хиазма – зрительный перекрест, где часть волокон правого зрительного нерва переходят на левую сторону, а часть волокон левого зрительного нерва – на правую. У собак количество «переходящих» волокон 75%, у кошек 63%. После хиазмы импульс продолжает передаваться по зрительному тракту, большая часть волокон (80%) идет к латеральному коленчатому ядру и далее передает сигнал для формирования зрительного образа.
Однако 20% волокон зрительного тракта отделяются, не доходя до латерального коленчатого ядра, и идет в претектальное ядро среднего мозга, где происходит синапс. Аксоны претектальных клеток идут в парасимпатическое ядро глазодвигательного нерва (ядро Эдингера-Вестфала), часть волокон перекрещивается и идет в противоположное ядро Эдингера-Вестфала.
Из ядра Эдингера-Вестфала выходят парасимпатические аксоны и в составе глазодвигательного/окуломоторного нерва (CN III) идут в орбиту. В орбите есть цилиарный ганглий, где происходит синапс, постганглионарные волокна в составе коротких цилиарных нервов входят в глазное яблоко и иннервируют сфинктер радужки (рисунок 2).
У собак короткие цилиарные нервы распределяются равномерно по радужке, а у кошек - сначала делятся на 2 ветви: темпоральную и назальную, при изолированном поражении одной из ветвей у кошек возникает D-образный или обратно-D-образный зрачок.
Нормальный зрачковый рефлекс говорит о возможности передачи импульса от сетчатки по зрительному нерву через хиазму по всего 20% волокон зрительного тракта , в некоторые зоны среднего мозга и о функции парасимпатических волокон глазодвигательного нерва.
Важно помнить, что для зрения необходимо не только, чтобы импульс шел от сетчатки по нерву в хиазму, но и чтобы он поступил по 80% волокон зрительного тракта в зрительные зоны коры головного мозга. Поэтому при повреждении участков зрительных трактов и зрительной коры зрения не будет, а зрачковый рефлекс будет нормальным.
Оценка зрачкового рефлекса происходит обычно с использованием белого света от ручки-фонарика или трансиллюминартора, или щелевой лампы. В норме зрачок быстро сужается в ответ на световой раздражитель (прямой рефлекс), одновременно сужается и зрачок другого глаза (содружественный рефлекс). Замедленный, неполный, отсутствующий прямой или содружественный зрачковый рефлекс – это следствие нарушения в передаче импульса от сетчатки до головного мозга или от головного мозга по глазодвигательному нерву.
Мидриаз – расширение зрачка и отсутствие зрачкового рефлекса, может быть при следующих состояниях:
Зрачок (лат. pupilla, pupula) - это круг в самом центре радужной оболочки глаза. Он имеет отличительную особенность: благодаря работе мышц (сфинктера и дилататора) появляется возможность регулировать поток света, направленный на сетчатку глаза. При ярком солнечном свете или электрическом освещении сфинктер становится напряжённым и зрачок сужается, слепящие лучи отсекаются, изображение становится чётким, без размытости.
В сумеречном освещении же, напротив, зрачок расширяется (благодаря дилататору). Всё это носит название «диафрагмирующей функции», которая обеспечивается зрачковым рефлексом.
Любой рефлекс обладает двумя направлениями:
Ответ зрачков (лат. pupilla, pupula) на раздражающее воздействие света может быть:
Кроме реакции на освещение, pupula (латинский) реагирует на работу конвергенции (напряжения внутренних прямых мышц глаз) и аккомодации - напряжении цилиарной мышцы, оно происходит, когда человек переводит глаза с предмета, расположенного вдали, на предмет, находящийся вблизи.
Кроме того, расширение pupilla может вызвать:
Сужение pupula происходит:
При поражении pupilla (латинский) отслеживается постоянное сужение его или расширение вне зависимости от воздействия света на глаза.
Симптомы:
Болезни, которые могут привести к изменению реакции pupula (латинский) на источник света, а также
В основе физиологии сенсорных систем лежит рефлекторная деятельность. Зрачковый рефлекс - это содружественная реакция обоих зрачков на свет. Его адекватность определяется согласованной деятельностью всех компонентов нервной дуги, состоящей из 4 нейронов и мозгового центра. Глаза не моментально реагируют на вспышку или темноту. Необходимы доли секунды для того, чтобы импульс достиг мозговых участков. Слишком же вялая реакция свидетельствует о патологии на каком-либо этапе рефлекторной цепи.
В норме прямая реакция сужения и расширения зрачковой щели в ответ на колебания освещения вокруг головы человека зависит от адекватной деятельности афферентных и эфферентных нервных волокон. На нее влияет и функционирование центра в оптической коре затылочных полушарий головного мозга.
Дуга зрачкового рефлекса начинается на сетчатке глаза и проходит через несколько нервных участков. Для того чтобы лучше ориентироваться в последовательности движения импульсов к целевой точке, ниже приведена схема анатомического строения глазного анализатора:
В зависимости освещения зрачок человека изменяется: при слабом свете – расширяется, при сильном – сужается.
Нормальная реакция зрачка на свет или фотореакция - это сужение зрачковой щели при обильном поступлении световых фотонов и расширение ее при слабом освещении. Пути зрачкового рефлекса начинаются на светопреломляющих структурах глазного яблока. Улавливаемые светочувствительными клетками сетчатки - палочками и колбочками - фотоны света фиксируются специфическими пигментами и в виде нервных импульсов поступают к зрительному нерву. Оттуда посредством нейромедиаторов по миелинизированным волокнам импульсация переходит в афферентную часть нервного пути. Афферентация заканчивается на уровне среднемозговых ядер Якубовича или Эдингера-Вестфаля. Их также называют добавочными ядерными структурами глазодвигательного нерва. Из покрышки мозгового ствола импульсация через проводящий участок поступает к мышечным волокнам, заставляющим зрачковую щель расширяться и сужаться.
Зрачковая реакция на свет изучается в офтальмологических клиниках или в кабинетах физиотерапии. Ее демонстрация становится возможной с помощью специальной лампы, подающей пульсирующий свет с разной частотой и силой. Под влиянием световых лучей нервы, проводящие импульсацию, возбуждаются и доктор регистрирует рефлекторные движения. С помощью этой же методики изучается конвергенция и дивергенция. Их адекватность свидетельствует о полноценном бинокулярном зрении. Перед началом исследования необходимо учесть и сопутствующий медикаментозный анамнез. Если диагностика проводится у человека, злоупотребляющего психоактивными веществами, находящегося в состоянии алкогольного опьянения или имеющего отягощенный неврологический анамнез, следует заранее сделать поправку на эти особенности. Механику проверки, границы нормальных и патологических результатов изучает физиология.
Реакция зрачков на увеличение или уменьшение интенсивности свечения должна быть двусторонней и синхронной. Допускается незначительная разница в диаметре, если у человека ранее была диагностирована односторонняя миопия или гиперметропия. Эти медицинские термины обозначают близорукость или дальнозоркость на один глаз. У таких больных пораженное глазное яблоко должно улавливать немного меньше или больше света, таким образом регулируя количество фотонов, поступающих на сетчатку. У здоровых зрачковый диаметр варьирует в границах 1,2-7,8 мм. У кареглазого человека это значение всегда будет выше, поскольку темный пигмент меланин дополнительно защищает сетчатку от чрезмерной инсоляции.
Глазные рефлексы: зрачковый на свет, конъюнктивальный и роговичный - являются важными диагностическими признаками, позволяющими выявить поражения роговицы, конъюнктивы, сетчатки, зрительного перекреста, ствола мозга, гипоталамуса, отдельных участков коры большого мозга, тройничного, ресничного и верхнего шейного умов, а также топографо-анатомических областей, через которые следуют зрительный, тройничный, лицевой, глазодвигательный нервы: мостомозжечковый треугольник, канал лицевого нерва, пещеристый синус, верхняя глазничная щель, глазница и т.д. Особенно следует подчеркнуть необходимость оценки глазных реакций для диагностики пограничных с жизнью состояний - ступора и комы.
ЗРАЧКОВЫЙ РЕФЛЕКС НА СВЕТ - ПРЯМАЯ И СОДРУЖЕСТВЕННАЯ РЕАКЦИИ. Количество света, попадающее на сетчатку глаза пропорционально площади зрачка. При повышении освещенности зрачок рефлекторно суживается - миоз, а при снижении, наоборот, расширяется - мидриаз. Размеры зрачка зависят от согласованной работы двух гладких мышц радужки - сфинктера и дилататора зрачка, сокращения которых, в свою очередь, связаны с активностью периферических, сегментарных и надсегментарных вегетативных центров. В норме зрачки круглые и размеры их одинаковые. Диаметр зрачка может варьировать от 1,5 до 8 мм, что позволяет изменять количество света, достигающего сетчатки, приблизительно в 30 раз.
Зрачковый рефлекс на свет осуществляется вегетативной рефлекторной дугой, которая замыкается цепочкой нейронов на уровне ствола мозга (рис. 1). Афферентное звено рефлекса формируют аксоны ганглиозных клеток сетчатки, которые проводят нервный импульс по зрительным нервам и трактам к нейронам претектальных ядер (рис. 2) обеих сторон, отростки которых заканчиваются на телах нервных клеток центрального серого вещества среднего мозга. От них возбуждение передается к нейронам добавочных (вегетативных) ядер, принадлежащих 3 паре черепных нервов, и далее по преганглионарным парасимпатическим волокнам глазодвигательного нерва через межножковую цистерну, пещеристый синус, верхнюю глазничную щель к нервным клеткам ресничного узла, который расположен в глазнице, латеральнее зрительного нерва (рис. 3). Постганглионарные волокна в составе коротких ресничных нервов направляются к сфинктеру зрачка.
СВЕТ |
СУЖЕНИЕ ЗРАЧКА |
|
сетчатка (чувствительный нейрон) |
сфинктер зрачка |
|
зрительный нерв |
короткие ресничные нервы |
|
зрительный перекрест |
ресничный узел (2-й эфферентный парасимпатический нейрон) |
|
зрительный тракт |
добавочное ядро глазодвигательного нерва (1-й эфферентный парасимпатический нейрон) |
|
претектальные ядра обеих сторон (вставочный нейрон) |
центральное серое вещество среднего мозга (вставочный нейрон) |
Рис. 1. Схема рефлекторной дуги зрачкового рефлекса на свет.
Рис.3. Топографические соотношения нервов. 1 – короткие ресничные нервы, 2 – ресничный узел, 3 – глазодвигательный нерв, 4 – зрительный нерв, 5 – зрительный перекрест, 6 – тройничный узел, 7 – тройничный нерв, 8 – блоковый нерв, 9 – средний мозг, 10 – мост, 11 – продолговатый мозг, 12 – внутренний сонный нерв (симпатический).
Следует подчеркнуть, что при попадании света на один глаз, происходит сужение зрачка не только на соименной стороне - прямая реакция, но и на противоположной - содружественная реакция (рис. 4). Это связано с тем, что нервные волокна, следующие от ганглиозных клеток сетчатки левого и правого глазных яблок заканчиваются на претектальных ядрах своей и противоположной сторон, образуя неполный перекрест в задней (эпиталамической) спайке.
Дилататор зрачка снабжается симпатическими постганглионарными волокнами, следующими от нейронов верхнего шейного узла в нервных сплетениях общей и внутренней сонных, глазной артерий и длинных ресничных нервов. Преганглионарные волокна формируются аксонами нейронов вегетативных ядер боковых рогов спинного мозга (С 8 - Th 2) - цилиоспинальный центр, которые в составе передних корешков верхних грудных спинномозговых нервов, белых соединительных ветвей, через шейный отдел симпатического ствола подходят к верхнему шейному узлу и образуют синапсы с его нервными клетками.
Свет Свет
Рис. 4. Схема прямой и содружественной реакции на свет.
Рис. 5. Задний мозг. 1 – мостомозжечковый треугольник, 2 – лицевой нерв, 3 – преддверно-улитковый нерв, 4 – бульбарно-мостовая борозда, 5 – мост, 6 – средняя мозжечковая ножка, 7 – полушария мозжечка, 8 – продолговатый мозг, 9 – ножки среднего мозга.
Претектальные ядра лежат дорсолатерально от задней (эпиталамической) спайки и доходит до верхних холмиков пластинки четверохолмия. К ним также подходят волокна от затылочной, предзатылочной коры и от зрительного тракта.
Рефлекс – это закрепленный стереотипный ответ организма на определенный вид раздражения. Осуществление данной реакции происходит под контролем нервной системы и не требует волевого участия человека. Схема рефлекторной дуги общая для всех реакций:
Отсутствие необходимости обдумывать действие значительно сокращает время от столкновения с раздражителем до наступления ответа. Многие рефлексы возникли и закрепились в ходе эволюции, поскольку способствовали выживанию нашего вида. Одной из самых важных реакций организма, которую мы к тому же можем наблюдать, является зрачковый рефлекс.
Зрачок является «окном» во внутреннее пространство глаза. Это отверстие в радужке предназначено для регулирования потока света, который в конечном итоге попадет на сетчатку. В максимально сокращенном состоянии его размер составляет 2 мм, а при расширении – 7,3 мм. Благодаря способности зрачка отсеивать лучи, падающие на периферию хрусталика, достигается компенсация сферической аберрации (устранение концентрического свечения вокруг объектов), а также защита сетчатки от светового ожога.
Реакция зрачков на свет выражается в их сужении (миозе) при ярком освещении и расширении (мидриазе) в сумерках. Значительное увеличение диаметра отверстия ухудшает цветовосприятие и качество зрения, но увеличивает восприимчивость глаз к свету. Поэтому в сумерках при наличии слабого источника освещения мы способны различать силуэты и ориентироваться в пространстве. Дилатация (расширение) частично происходит и тогда, когда нет факторов, вызывающих его сужение.
Внезапное или постепенное нарастание уровня освещенности приводит к рефлекторному сужению зрачков. Таким образом реализуется защита сетчатки и других структур глаза.
Механизм рефлекса может быть прямым и содружественным. Отверстие сужается при непосредственном его освещении, а также равноценно уменьшается в размере в содружестве со зрачком другого глаза, на который действует свет.
Как видите, большое значение имеет способность зрачка изменять свой диаметр. Уменьшение его размера происходит при сокращении кольцевых, а увеличение – радиальных мышечных волокон, которые окружают отверстие сфинктера. Зрачковый рефлекс возможен, поскольку эти мышечные волокна управляются нервными волокнами глазодвигательного нерва. Сокращение происходит под влиянием парасимпатической (медиатор ацетилхолин), а расширение – симпатической (медиатор адреналин) нервной системы.
Дуга зрачкового рефлекса представляет собой последовательность таких составляющих:
А. двигательный путь; Б. чувствительный путь рефлекторной дуги
Существование дуги зрачкового рефлекса позволяет ему сузиться уже спустя 0,4 с после воздействия светового потока.
Нужно отметить также, что диаметр зрачков уменьшается при напряжении глаз, когда необходимо сфокусироваться на очень близких предметах и расширяется при взгляде на дальний план. Максимальная концентрация светового потока на центральной ямке сетчатки позволяет добиться наилучшего видения. Подобное явление носит название зрачковый рефлекс на аккомодацию и конвергенцию.
Вызвать изменение диаметра зрачков способны также и другие раздражители, которые становятся началом пути зрачкового рефлекса.
Например, боль, вызывая выброс адреналина, вызывает физиологическое расширение зрачков. Передача раздражения от ноцицепторов (рецепторов боли) мышцам, управляющим зрачком, происходит в субталамическом ядре головного мозга.
Снижение уровня кислорода в крови (асфикция) приводит к рефлекторному расширению зрачков.
Сигналы от раздражения роговицы, конъюнктивы, ткани век также запускают этот рефлекс, который выражается в незначительном расширении зрачка. Затем происходит быстрое уменьшение его диаметра.
Расширяют зрачок сигналы от уха (неожиданное слуховое воздействие), вестибулярного аппарата. Реакция зрачков наблюдается при раздражении задней поверхности глотки. В данном случает рецепторы и чувствительная часть рефлекторной дуги представлены языкоглоточным и гортанным нервами.
Некоторые препараты (атропина сульфат) способны блокировать передачу нервных импульсов по парасимпатическим нервам, в результате чего зрачки также расширяются.
Значение зрачкового рефлекса очень важно при диагностике поражений периферических, промежуточных и центральных звеньев иннервации. Время его наступления, степень сокращения и расширения, симметричность зрачков или отсутствие реакции на свет могут указывать на заболевания, повредившие головной или спинной мозг. Чаще всего это инфекционные заболевания, сосудистые патологии, опухолевый процесс, травмы затылочной части мозга, верха спинного мозга, симпатического ствола, нервных сплетений глазницы.
Многие из нас знают по фильмам, что даже без сознания у человека сохраняется реакция зрачков на свет, но вот со смертью мозга она исчезает. Кроме этого, бывают и другие причины нарушения рефлекса.
Исследование зрачкового рефлекса дает широкую базу для диагностики состояния нервной системы и всего организма в целом.