Ещё раз об аккомодации глаза человека

Автор: – врач-офтальмолог высшей категории, г. Москва
Другие публикации этого автора
14.01.2012 17:24

...

Автор изображения: Андреев Алекс.

Автор изображения: Андреев Алекс.

1. ЕЩЕ РАЗ ОБ АККОМОДАЦИИ ГЛАЗА ЧЕЛОВЕКА.

Уважаемые коллеги! Разрешите высказать свое мнение относительно теории аккомодации Г. Гельмгольца, а также роли гладкой и поперечно-полосатой мускулатуры в акте аккомодации глаза с позиции законов нормальной физиологии человека.

Из физиологии гладкой мускулатуры (далее – ГМ) вытекает, что ГМ разных органов человека, в том числе и цилиарной мышцы (т.н. «аккомодационной мышцы») подчиняется одним и тем же законам (Бабский Е.Б., Зубков А.А., Косицкий Г.И., Ходоров Б.И., «Физиологии человека», 1972, Москва, Медицина). ГМ волокна обладают возбудимостью, способностью проводить волну возбуждения и сократимостью. При этом:

1) Скорость сокращения различных ГМ составляет 2 – 15 см/сек., а наибольшая из всех скорость сокращения - 15 см/сек - характерна для ГМ зрачка. Для сравнения отметим - скорость сокращения различных поперечно-полосатых мышц (далее – ППМ) составляет 3,5 – 5,0 м/сек, а в самой быстрой – внутренней прямой мышце глаза – 7,5 м/сек., что в 30 – 150 и более раз (!) превышает скорость сокращения ГМ.

2) Тонус и двигательные функции всех ГМ регулируются импульсами, поступающими по вегетативным (автономным) нервам, а поэтому, не подчиняются волевым усилиям человека, и, следовательно, не поддаются каким-либо тренировкам.

3) ГМ легко переходит в длительное состояние стойкого сокращения – пластического тонуса, характеризующегося очень малыми энергетическими расходами мышцы. Поэтому ГМ практически не подвергаются утомлению.

4) Физиологически адекватным раздражителем для сокращения ГМ является ее быстрое и сильное растяжение.

Из приведенного следует, что цилиарная мышца (далее – ЦМ) не может быть «де-тренирована», поскольку практически не подвергается утомлению; ЦМ в принципе невозможно «натренировать», потому, что ее сокращения и расслабления не подчиняются волевым усилиям человека, поэтому любые тренировки «аккомодационной мышцы» лишены какого-либо смысла.

Из повседневного жизненного опыта каждому известно, что «настройка» глаз на четкое видение разно-удаленных объектов осуществляется практически мгновенно. Если бы в этой «настройке» принимала участие ЦМ, то процесс осуществлялся бы крайне медленно – в 30 – 150 и более раз медленнее, чем в действительности. Допустим, для перевода взора с близкого объекта на дальний, потребовалось 0,1 сек. времени, то для «настройки» на четкое видение дальнего объекта потребовалось бы, ни много – ни мало - от 3 до 15 и более сек (!). Лишь один этот факт может полностью отрицать участие ЦМ в аккомодации человеческого глаза. Какова же ее истинная роль в глазу?

ЦМ состоит из следующих порций ГМ волокон: 1) меридиональной порции – мышцы Брюкке, 2) циркулярной порции – мышцы Мюллера, и 3) радиально-веерообразной порции – мышцы Иванова.

Оптическая система глаза является центрированной – оптическая ось роговицы и хрусталика совпадают и образуют единую – зрительную ось, ориентированную относительно центральной ямки сетчатки. Поэтому любые нарушения взаимного положения оптических составляющих зрительной оси, например, под действием инерционных сил на хрусталик при резких движениях глаз или резких и быстрых перемещениях человека в пространстве (наклоны туловища вниз, прыжки, круговое вращение и т.п.) неизбежно привели бы к их рассогласованию и потере четкости изображения объектов на сетчатке. Однако, этого не происходит. Стабилизирующим фактором здесь, по-видимому, могут выступать радиальные волокна мышцы Иванова, которые при сильном и быстром их растяжении – физиологически адекватном раздражителе – рефлекторно сокращаются по направлению, противоположному вектору действия инерционных сил.

Кроме того, оптическая система глаза не является идеальной и обладает той или иной степенью выраженности геометрических аберраций в виде астигматических полей роговицы и хрусталика, которые могут оказывать заметное отрицательное влияние на качество изображения объектов на сетчатке. Однако, и этого не происходит! Каким же образом эти недостатки оптики нивелируются глазом?

Рассмотрим фигуру, представляющую собой растровый паттерн, состоящий из концентрично расположенных регулярных кольцевых структур. Поскольку упорядоченное расположение элементов сетчатки также являются своеобразным растром, то при наложении обоих растров друг на друга наблюдается появление динамического зрительного феномена, напоминающего щеточки Гайдингера. Это может свидетельствовать о ротаторных движениях одной из преломляющих структур глаза, которой может быть только лишь подвешенный на ресничных волокнах хрусталик. По-видимому, при сокращении веерообразных волокон мышцы Иванова осуществляются рефлекторные «настроечные» ротаторные движения хрусталика относительно роговицы, тем самым нивелируя геометрические аберрации оптической системы глаза в целом по принципу + на – равняется 0.

Из вышеизложенного становится очевидным, что ЦМ, по большому счету, участия в акте аккомодации глаза человека не принимает. А роль порции волокон под названием мышцы Иванова заключается, хотя и в небольшой, но весьма важной функции обеспечения и поддержания точной настройки на четкое видение во время движений глаз, в том числе, при перемещениях человека в пространстве.

Таким образом, т.н. «аккомодационная» мышца, т.е. ЦМ еще со времен Г. Гельмгольца неоправданно наделена не свойственной ей функцией, а, следовательно, и названием.

2. О СПАЗМЕ АККОМОДАЦИИ.

Как следует из курса физиологии, ППМ также как и ГМ обладает возбудимостью, способностью проводить волну возбуждения и сократимостью. При этом:

1) Сильное и длительное сокращение волокон ППМ приводит к развитию явления под названием остаточной мышечной контрактуры, когда волокна ППМ вначале расслабляются не полностью, и их исходная длина восстанавливается лишь по истечении некоторого времени.

2) В зависимости от условий, в которых происходит сокращение ППМ, различают два режима ее работы – динамический, наименее энерго – затратный (например, при вергентных движениях глаз) и статический, наиболее энерго – затратный (например, при конвергенции глаз).

3) Тонус и двигательные функции всех ППМ регулируются импульсами, поступающими из подкорковых и корковых моторных центров по симпатическим (соматическим) нервам, а поэтому, подчиняются волевым усилиям человека, и, следовательно, поддаются тем или иным тренировкам.

4) Одной из важных физиологических особенностей ППМ является ее рабочая гипертрофия (увеличение мышечной массы, силы и скорости сокращения), чему способствует преимущественно статическая работа мышц, требующая большого напряжения (например, при конвергенции глаз в зоне экстремального зрения), тогда как динамическая работа мышц (например, вергентные движения глаз), производимая без особых усилий, к рабочей гипертрофии не приводит.

5) В результате интенсивной работы ППМ развивается утомление – временное понижение работоспособности органа, исчезающее после кратковременного отдыха, необходимого для восстановления затраченных энергоресурсов. При этом утомления самих мышц не происходит, поскольку значительно раньше утомляются их нервно-мышечные синапсы, блокирование которых (пессимум Введенского) предохраняет мышцу от истощения. Еще раньше нервно-мышечных синапсов утомляются подкорковые и корковые двигательные центры (центральное, охранительное торможение по И.М. Сеченову), свидетельством чему является заметное снижение работоспособности и функциональные нарушения зрения во время напряженной умственной работы, особенно, у детей.

6) Скорость сокращения в различных поперечно-полосатых мышцах составляет 3,5 – 5,0 м/сек, а в самой быстрой – внутренней прямой мышце глаза – 7,5 м/сек.

Наиболее подверженными зрительному утомлению являются лица с сильным неуравновешенным (безудержным) и слабым типами высшей нервной деятельности по И.П. Павлову, которые в большей степени подвержены различным стрессам и сомато-вегетативным расстройствам, в том числе, расстройствам зрительных функций, особенно, у детей.

Исходя из возрастных особенностей зрительного анализатора решать ту или иную задачу в опознавании зрительного образа следует, что у ребенка преобладает т.н. элементарная (поэлементная) форма восприятия, тогда как у взрослого человека – комплексная (интегративная).

При нормальном зрении взрослый человек на прочтение одной строки печатного текста книги затрачивает 2 – 3 сек (200 – 300 слов в минуту), что значительно меньше времени, необходимого на прочтение того же объема текста ребенком.

В силу несовершенства и неподготовленности центральной нервной системы, ребенок вынужден разглядывать каждое печатное слово по буквам (поэлементно), чтобы получить целостный образ и опознать его. При этом, ППМ глазо-двигательных мышц работает преимущественно в статическом, наиболее энерго-затратном и утомительном режиме. Длительная и интенсивная зрительная работа в этом режиме приводит к быстрой потере работоспособности мышц, к утомлению двигательных центров коры головного мозга и развитию т.н. зрительного утомления или астенопии, сопровождающихся потерей четкости зрения, что побуждает ребенка приблизить рассматриваемый объект к глазам – в зону экстремального видения, усиливая тем самым напряжение конвергенции. У взрослого же человека во время зрительной работы глазо-двигательный аппарат работает преимущественно в динамическом, наименее энерго-затратном и утомительном режиме. Поэтому зрительное утомление у них развивается реже.

При сокращении ГДМ, в частности, их конвергентной группы, при фиксации взора на близко расположенном объекте, эластичное глазное яблоко ребенка легко меняет свою шаровидную (первичную) форму на более вытянутую овальную (вторичную) форму. В результате такой трансформации оптическая система глаза устанавливается к четкому видению ближних объектов. При расслаблении же ГДМ при переводе взора на дальний объект, глазное яблоко снова принимает первичную форму, а оптическая система глаза - установку на четкое видение дальних объектов. Это в полной мере согласуется с законами геометрической оптики. Как говорится, просто и незатейливо. Природа уже сама определила это наиболее рациональное решение проблемы аккомодации, над которой ломают головы лучшие умы человечества.

Глаз человека построен подобно фотоаппарату с короткофокусным – менее 30 мм – объективом и биологической диафрагмой – зрачком. Такая оптическая система при полностью открытом отверстия диафрагмы практически не требует наводки на резкость, поскольку ее глубина четко-видимого пространства простирается от 0,6 м и до бесконечности.

Для обеспечения четкости видения на меньших расстояниях – до 30 см - необходимо уменьшение величины отверстия диафрагмы, по крайней мере в половину. В глазу это достигается путем уменьшения величины зрачка посредством зрачково-конвергентного рефлекса – чем больше конвергенция, тем уже зрачок, и, наоборот. Еще меньшие дистанции четкого видения для глаза находятся в зоне экстремального зрения, и достижимы уже посредством дополнительного напряжения конвергенции с соответствующей дополнительной линейной деформацией глазного яблока.

Систематические и длительные сокращения ГДМ во время зрительно-напряженной работы на близком расстоянии, в соответствии с физиологией ППМ, вызывает развитие остаточной мышечной контрактуры, которая может существенно замедлять трансформацию вторичной формы глазного яблока в первичную, а, следовательно, замедлять установку оптической системы глаза на четкое видение дальних объектов. Особенно это заметно для учащихся, сидящих за последней партой в классе, которые отмечают кратковременное ухудшение зрения при переводе взгляда на доску после зрительно-напряженной работы в близи. Так может проявлять себя «спазм аккомодации» или ложная близорукость, причина которой кроется в остаточной мышечной контрактуре поперечно-полосатой мускулатуры ГДМ, но, отнюдь, не в спазме гладкой мускулатуры ЦМ! Это явление носит функциональный, преходящий характер и легко исчезает после кратковременного отдыха, либо после всем известной гимнастики для глаз – по типу активного отдыха по И.П. Павлову. Это знает каждый, кто испытал значительное облегчение, проведя легкую разминку мышц после тяжелой физической работы

3. О ПРИОБРЕТЕННОЙ БЛИЗОРУКОСТИ

Из предыдущего материала мы выяснили, что: 1) ЦМ участия в аккомодации глаза не принимает, 2) непосредственное участие в аккомодации глаза принимает конвергентная группа ГДМ, 3) причиной спазма аккомодации (ложной близорукости) является остаточная контрактура поперечно-полосатой мускулатуры ГДМ.

Длительная и напряженная зрительная работа на близком расстоянии может привести к закреплению остаточной мышечной контрактуры, накоплению остаточных деформаций склеры и закреплению вторичной (вытянутой) формы глазного яблока с рассогласованием его оптической системы в сторону близорукости. Клинически это выражается в перманентном снижении остроты зрения вдаль и комфортном (адаптированном) зрении в близи. Так может формироваться начальная стадия истинной приобретенной близорукости, которая становится уже необратимой.

Систематическая работа ГДМ преимущественно в статическом режиме, особенно в зоне экстремального зрения, может привести к их гипертрофии и увеличению их массы и мышечной силы, что на фоне растущего детского организма может привести к еще большему увеличению и закреплению линейных деформаций склеры и увеличению аксиальных размеров глазного яблока, а следовательно, к прогрессированию близорукости. По такому сценарию, по-видимому, может прогрессировать приобретенная близорукость.

Выводы:

1) ЦМ какого-либо участия в аккомодации глаз не принимает, поскольку, исходя из физиологии ГМ, это в принципе невозможно;

2) аккомодация глаз осуществляется за счет изменения тонуса поперечно-полосатой мускулатуры конвергентной группы ГДМ, оказывающих компрессионное влияние на глазное яблоко, вызывая трансформацию его первичной формы во вторичную, и, наоборот; а соответственно этому, трансформацию оптической системы с дальнего зрения на ближнее, и, наоборот;

3) ЦМ, в частности, ее радиально-веерообразная порция Иванова, участвует в немало важной функции «настройки» и поддержании четкого зрения глаз при их движениях, в том числе при перемещениях человека в пространстве;

4) «спазм аккомодации», обусловлен остаточной мышечной контрактурой поперечно-полосатой мускулатуры ГДМ, а не спазмом гладкой мускулатуры ЦМ;

5) какие-либо «тренировки» т.н. «аккомодационной мышцы» лишены смысла, поскольку двигательные функции всей ГМ регулируются импульсами, поступающими по вегетативным (автономным) нервам, а поэтому не подчиняются волевым усилиям человека.

6) пусковая роль в развитии приобретенной близорукости принадлежит остаточной мышечной контрактуре и мышечной гипертрофии, полученными в результате систематической и длительной зрительно-напряженной работы в близи, особенно, в зоне экстремального видения.

Комментарии:
 
 
Офтальмологические события
 
Facebook