Основные причины нарушения зрения

Свет представляет собой  поток особых частиц — фотонов (квантов). Фотоны поглощаются и отражаются веществами, из которых состоят окружающие нас предметы, и от числа фотонов  зависит яркость воспринимаемого  нами зрительного образа. Какое же число фотонов проникает через  оптические среды глаза и достигает  сетчатки? Специальные расчеты показали, что в сумерки или ночью (в  условиях слабой освещенности) в сетчатку проникает очень малое число фотонов. В каждую светочувствительную клетку в среднем за 20 мин. попадает один фотон, а при дневном освещении — множество.

Возникает вопрос: сколько  же их требуется, чтобы сетчатка пришла в возбужденное состояние, то есть каково минимальное число фотонов, необходимых  для зрительного процесса? Этот вопрос детально исследовали академик С. И. Вавилов и его сотрудники. Они  установили, что достаточно весьма небольшого числа фотонов, а в  отдельных случаях хватает даже одного. Таким образом, чувствительность глаза к свету предельно высока.

«Этажи» зрения

Внутренняя поверхность  сетчатки — это светочувствительная  мозаика. Она состоит из более  чем 130 млн. воспринимающих и перерабатывающих свет фоторецепторов — палочек и  колбочек, плотно прилегающих друг к другу. Размеры их чрезвычайно  малы (около 2 мкм в диаметре); это  обеспечивает невиданную даже для современной  микроэлектронной техники плотность  «упаковки» нервных элементов. Так, в макулярной зоне сетчатки человека насчитывается 140 тыс. колбочек на 1 кв. мм. У орла плотность клеток еще больше, соответственно, выше и острота зрения.

Микроскоп дает нам возможность  проникнуть внутрь фоторецептора. Удивительно! Фоторецептор напоминает небоскреб, причем колбочка имеет острый шпиль. Пусть  воображаемый лифт пронесет нас снизу  вверх по палочковому фоторецептору (его длина — 50 мкм). Мы будем пересекать многочисленные «этажи» из сложенных  в правильную стопку зрительных мембран, которых в каждой клетке — несколько  тысяч.

Давайте задержимся на одном  из этажей и внимательно присмотримся к его удивительной архитектуре. Перед нами открывается ажурный  «архитектурный ансамбль» из молекул  жиров и светочувствительных  белков, главным из которых является родопсин, или зрительный пурпур.

Каждый из 1 тыс. этажей палочки  имеет свыше 1 тыс. мембран (в колбочке их около 750); этаж — «трехслойный пирог», в середине которого—двойной слой жиров (толщиной всего 80 ангстрем), а сверху и снизу—тончайшие слои родопсина (90% от всего количества белка, образующего мембрану); его молекулярные превращения под действием света «запускают» начальные этапы процесса зрения.

Оказавшись внутри колбочки, мы заметили бы, что здесь зрительные мембраны контактируют с наружной мембраной  клетки, чего нет в палочке. Хотя пока и не найден ответ на вопрос о причинах различия внутренней структуры  фоторецепторов двух типов, но очевидно, что оно как-то связано с различием их функций: палочкам приходится работать ночью, когда фотоны попадают на сетчатку довольно редко, и светочувствительная клетка приходит в возбуждение даже при поглощении единичных фотонов; колбочка же, напротив, работает днем, при ярком солнечном свете, и ее буквально пронизывает обильный поток квантов света.

В последние годы английские и американские ученые использовали для изучения ультратонкого строения зрительных мембран рентгеноструктурный  анализ. Он и результаты исследований с помощью электронного микроскопа позволили выявить даже распределение  молекул родопсина в мембране: 90% всего их количества располагается  перпендикулярно длинной оси  палочек, 10% — параллельно. Такое  их расположение обеспечивает максимальное поглощение света, а следовательно, и очень высокую чувствительность фоторецептора.

Для чего же фоторецепторам такое многоэтажное строение? Как  известно, небоскребы возникли из-за дефицита площади, но что заставило природу  создать мозаику из «небоскребов»  внутри глаза? Чтобы попытаться ответить на этот далеко нелегкий вопрос, обратимся  к молекулярным механизмам начальных  этапов процесса зрения.

Основные светочувствительные  элементы сетчатки — палочки и  колбочки — состоят из внешних  и внутренних сегментов. Внешние  сегменты более узкие и вытянутые, диаметр палочки — 2 мкм, длина  — 5 мкм, диаметр и длина колбочки несколько меньше. При попадании  нескольких квантов света на сетчатку глаза она возбуждается, но только 7 из 10 попадающих на нее фотонов способны возбудить ее.

Учитывая, что возбудить  мембрану способны не все молекулы родопсина, поглощающие фотоны, а  лишь те из них, которые непосредственно прилегают к ней, английские ученые установили, что палочки фоторецептора способны реагировать на 1 фотон, поглощенный молекулой, лежащей непосредственно на мембране. Такая сверхчувствительность может быть объяснена только наличием усилительного или множительного механизма в самом фоторецепторе.

Химическая структура  органов зрения животных и человека формировалась в процессе эволюции, а также под влиянием их образа жизни. При всех различиях зрительных систем у них есть и много общего, в частности — зрительные пигменты, которые поглощают свет и запускают  сложнейший фотохимический механизм зрения. Пигменты для зрения играют ту же роль, что хлорофилл для фотосинтеза. Главными среди них являются родопсин — пигмент палочек сетчатки и  йодопсин — пигмент колбочек. Родопсин и йодопсин состоят из хромофорной группы и белка — опсина. Область максимального поглощения света у родопсина находится в зеленой части спектра (500 нм), у йодопси-на — в желто-зеленой (550 нм).

Соответственно в этих же участках спектра отмечается наиболее высокая чувствительность глаза  днем, когда в основном работают колбочки, и ночью, когда функционируют  палочки.

Под действием света в  родопсине и йодопсине протекают  сложные фотохимические процессы, в  результате которых часть молекул  зрительных пигментов распадается. Их восстановление происходит в темноте  с участием витамина А, который доставляется к рецепторам по кровеносной системе  глаза.

Между палочковым и колбочковым  зрением имеется существенная разница. При помощи колбочек мы различаем  цвета предметов, тогда как палочки  ответственны за черно-белое зрение.

Человек различает почти  бесконечное количество цветов и  оттенков, для определения которых  даже не хватает слов. Самой распространенной и наиболее признанной в настоящее  время является трехцветная, или  трехкомпонентная, теория цветового  зрения. Все многообразие цветов воспринимается благодаря существованию в сетчатке колбочек трех типов. Одни из них возбуждаются красными лучами, другие — зелеными, а третьи — сине-фиолетовыми, благодаря  чему мы различаем три этих цвета. Если одновременно и в одинаковой степени возбуждаются все виды колбочек, мы видим белый цвет, если же возбуждение  колбочек разных типов выражено неодинаково, возникает ощущение других цветов.

Опыты показывают, что любой  цвет, воспринимаемый глазом человека, можно получить, комбинируя красный, зеленый и сине-фиолетовый цвета  разной насыщенности. Например, смесь  красного с желтым дает оранжевый  цвет, синего с зеленым — голубой  и т. д. Законы оптического смешения цветов действуют и тогда, когда  оно происходит в сетчатке.

Различные расстройства цветового  зрения встречаются у 4% мужчин и 0,7% женщин. Это — невосприятие красного и зеленого цветов, снижение способности  воспринимать зеленый цвет, нечувствительность к синему цвету и др. Для определения  нарушений цветового зрения созданы  специальные таблицы, которые применяются  при освидетельствовании железнодорожников, шоферов и т. д.

Итак, главное «действующее лицо» процесса зрения — свет. Однако биологам и физиологам известно, что свет проникает через кожу и костные покровы к центральной нервной системе и обуславливает, в частности, явление фотопериодизма у птиц и других животных, у которых были удалены глаза. Эксперименты, проведенные на зрительных системах животных, показали, что кванты проникают через глаз и далее по нервным волокнам в зрительные центры мозга и могут вызывать непосредственное световое раздражение их клеточных структур. Предложенная гипотеза названа оптоэлектронной. Ее дальнейшее экспериментальное обоснование ведется в настоящее время в ряде лабораторий. Факт передачи квантов света от глаза в мозг был подтвержден и учеными Московского медицинского стоматологического института. Наряду с фотохимическими, в глазу протекают и электрические процессы. Информация об их ходе используется для диагностики глазных заболеваний. Сейчас в любой солидной глазной клинике есть кабинет электродиагностики. Зафиксированная электрическая реакция сетчатки глаза на освещение называется электроретинограммой, а ее запись и анализ — электроретинографией.

Как работают органы зрения.

Роговица и хрусталик  фокусируют на сетчатке попадающие в  глаз световые лучи. Цилиарная мышца  изменяет толщину хрусталика - расслабляет  или сжимает его, чтобы свет, поступающий  с разного расстояния - от ближних  и дальних объектов, - фокусировался  точно на сетчатке. Радужная оболочка регулирует количество проникающего в  глаз света. Ее мышцы непрерывно меняют диаметр зрачка, увеличивая его, когда  нужно впустить больше света, и уменьшая, когда избыток света грозит повредить  сетчатку. Сетчатка содержит 2 вида фоторецепторов - палочки и колбочки. Около 125 млн. палочек обеспечивают сумеречное зрение. Они обладают высокой чувствительностью  к очень слабому свету, но позволяют  различать только черное и белое. Колбочки, которых около 7 млн., обеспечивают цветовое зрение, но им для работы нужен  яркий свет. Выделяют 3 типа колбочек в зависимости от содержащегося  в них светочувствительного пигмента. Одни колбочки различают зеленый  цвет, другие - красный, третьи - синий. Палочки и колбочки генерируют импульсы, которые по зрительному нерву  передаются в зрительные зоны головного  мозга. Мозг преобразует эти импульсы в изображение. Каждый глаз видит  окружающий мир немного по-разному. Совмещая эти образы, мозг строит трехмерное изображение, которое позволяет оценивать расстояния и расположение объектов в пространстве.

3. Упражнения для коррекций зрения

Для лечения близорукости американский офтальмолог У. Бейтс  предлагает следующие упражнения, которые  он разработал после ознакомления с  методикой совершенствования зоркости индейцев. Он определил, что феноменальная  зоркость североамериканских индейцев не является генетической особенностью, а вырабатывается в раннем детстве  с помощью упражнений. Вот некоторые  из них.

Голова зафиксирована  так, чтобы двигаться могли только глаза. В вытянутой руке — карандаш. По широкой амплитуде он

• многократно двигается вправо, влево, вниз. Надо неотрывно следить за ним глазами.
• Встать у стены большой комнаты и, не поворачивая головы, быстро переводить взгляд из правого верхнего угла комнаты в левый нижний, из левого верхнего — в правый нижний. Повторить не менее 50 раз.
• Ноги на ширине плеч, руки на поясе. Резкие повороты головы вправо и влево. Взгляд направляется по ходу движения. Выполнить 40 поворотов.
• В течение 3 с. смотреть на яркий свет, потом закрыть глаза рукой и дать им отдых. Повторить 15 раз.
• Широко открыть глаза, сильно прищуриться, закрыть глаза. Повторить 40 раз.
• Взглянуть в окно на очень отдаленный предмет и пристально рассматривать его в течение 10 с. Перевести взгляд на свои наручные часы. Повторить 15 раз.

Эти и подобные упражнения У. Бейтс рекомендует выполнять 2 раза в день. Спустя месяц сделать  паузу на 2 — 3 недели, а потом начать все сначала. Такой режим работы глаз укрепляет глазные мышцы, тренирует и массирует хрусталики, улучшает кровообращение и питание глаз.

Комплекс упражнений с  мячом для лечения близорукости

Эти упражнения можно выполнять  как в домашних условиях, так и  на свежем воздухе. Приготовьте место  для занятия: постелите коврик, поставьте  цветной предмет (лучше зеленого или голубого цвета), на который будете смотреть, выполняя отдельные упражнения. Это могут быть мяч, ваза, чашка  и другие предметы, которые хорошо видны без очков. Посчитайте пульс, включите музыку, возьмите волейбольный мяч и начинайте.

• Исходное положение: стоя, держать мяч в правой руке. На счет 1—2 поднять руки через стороны вверх, потянуться — вдох, переложить мяч в левую руку; на счет 3—4 руки через стороны опустить — выдох. Смотреть на мяч, не поворачивая головы. Повторить 6—8 раз.
• Исходное положение: стоя, держать руки с мячом впереди. Круговые движения руками. Смотреть на мяч, дыхание произвольное. Повторить по 6—8 раз в каждом направлении.
• Исходное положение: стоя, держать мяч сзади. На счет1 отвести плечи назад — вдох; на счет 2 наклониться вперед, прогнувшись (спина прямая), руки отвести назад — выдох. Смотреть на неподвижный предмет, находящийся на уровне головы. Повторить 10—12 раз.
• Исходное положение: то же. На счет 1 присесть, мячом коснуться пола, туловище держать прямо; на счет 2 вернуться в исходное положение, смотреть на неподвижный предмет на уровне головы. Повторить 10—16 раз.
• Исходное положение: стоя, держать мяч в правой руке. Круговые движения тазом, мяч перекладывать из одной руки в другую по кругу. Повторить 8—10 раз в каждом направлении.
• Исходное положение: стоя, держать мяч впереди в согнутых руках. Сгибая ногу, коленом ударить по мячу. Повторить 8—10 раз каждой ногой.
• Исходное положение: стоя, держать мяч в правой руке. На счет 1 сделать мах правой ногой вперед—вверх, мяч из правой руки в левую переложить под ногой; на счет 2 опустить ногу; на счет 3—4 — то же, перекладывая мяч из левой руки в правую подлевой ногой. Повторить 8—10 раз каждой ногой.
• Исходное положение: стоя, прижать мяч ко лбу. Надавливать лбом на мяч (не сильно!) 8—10 раз, затем мяч прижать к затылку и вновь 8—10 раз надавливать на мяч. Повторить 2—3 раза.
• Исходное положение: сидя, закрыть глаза и выполнять самомассаж задних мышц шеи в течение 40—45 с.
• Выполнить упражнения по методике «Метка на стекле» в течение 1—2 мин.
• Бег на месте в среднем темпе (варианты: выбрасывая прямые ноги вперед или назад, поднимая высоко колени или сильно сгибая ноги в коленных суставах так, чтобы пятками касаться ягодиц) в течение 1 —2 мин. с последующим переходом на ходьбу.
• Исходное положение: стоя, поднять руки вверх — вдох, опустить — выдох. Повторить 4—6 раз.
• Исходное положение: сидя на полу, сделать упор руками сзади, зажать мяч между стопами, ноги подняты. Круговые движения ногами. Смотреть на мяч. Повторить 8—10 раз в каждом направлении.
• Исходное положение: сидя на полу, сделать упор руками сзади. Не отрывая рук и стоп от пола, трижды сгибать и разгибать ноги, подавая туловище вперед, затем сесть. Повторить 4—6 раз.
• Исходное положение: то же. На счет I приподнять таз, голову назад, прогнуться; на счет 2 вернуться в исходное положение. Повторить 8—10 раз.
• Исходное положение: лежа на спине, зажать мяч между стопами. На счет 1 поднять ноги и коснуться мячом пола за головой; на счет 2 вернуться в исходное положение. Повторить 6—8 раз.
• Исходное положение: лежа на спине, согнуть ноги, коленями сжать мяч. Ритмично надавливать на мяч в течение 10—15 с. Повторить 10—15 раз;
• Исходное положение: то же, руки разведены в стороны. На счет 1 и 2 наклонить согнутые ноги в сторону, коленом коснуться пола; на счет 3—4 наклонить ноги в другую сторону. Повторить 10—12 раз.
• Упражнение то же, но стопы оторваны от пола. Повторить 8—10 раз.
• Исходное положение: лежа на спине, держать мяч впереди. Поднять голову и плечи, сесть и вновь лечь. Глазами следить за мячом. Повторить 8—10 раз.
• Исходное положение: лежа на животе, держать мяч сзади. На счет 1 поднять руки с мячом, приподнять голову и плечи; на счет 2—3 держать, на счет 4 опустить руки. Повторить 8—10 раз.
• Исходное положение: лежа на животе, положить кисти на пол около плеч, мяч сдавливать стопами. На счет 1 согнуть ноги в коленных суставах, распрямить руки, головой постараться коснуться мяча; на счет 2 вернуться в исходное положение. Повторить 8—10 раз.
• Исходное положение: встать на четвереньки. На счет 1 выгнуть спину, голову опустить (руки не сгибать!); на счет 2 спину прогнуть, голову поднять. Повторить 10—12 раз.
• Исходное положение: то же. На счет 1 выпрямить и отвести назад прямую правую ногу и поднять вверх левую руку, прогнуться — вдох; на счет 2 вернуться в исходное положение; на счет 3—4 то же другой ногой и рукой. Повторить по 4—5 раз каждой ногой.
• Исходное положение: сидя, ноги врозь, мяч держать в руках. Круговые движения туловищем. При наклоне туловища мячом тянуться вперед, при разгибании отводить руки с мячом вверх и назад. Повторить по 5—6 раз в каждом направлении.
• Исходное положение: то же, мяч прижать к животу. Выпячивать брюшную стенку, давить ею на мяч, затем втягивать. Повторить 10—12 раз.
• Исходное положение: стоя на коленях, держать мяч впереди. На счет 1 поднять мяч вверх, отвести как можно больше назад туловище, голову и руки, прогнуться; на счет 2 сесть на пятки, руки опустить. Повторить 8—10 раз.
• Исходное положение: стоя, держать мяч в правой руке. Выполнять подскоки на двух ногах, мяч перебрасывать из одной руки в другую. Выполнять в течение 20—30 с.
• Исходное положение: стоя, наклонить туловище вперед, мяч в опущенных руках. На счет 1 повернуть туловище вправо, руки вправо; на счет 2 то же влево, смотреть на мяч. Повторить 5—6 раз в каждую сторону.
• Исходное положение: стоя. На счет 1 поднять руки вверх — глубокий вдох; на счет 2 наклонить туловище, расслабленные руки бросить вниз — выдох. Повторить 5—6 раз.