Das menschliche Auge. Biologische Grundlagen

"Einleitung:

- Die Augen der einzelnen Spezies sind sehr unterschiedlich aufgebaut
- Das Spektrum reicht von einfachen Strukturen, die nur zwischen hell und dunkel unterscheiden können, bis zu den kompliziert gebauten Augen des Menschen und anderer Säuger, die sehr geringfügige Abweichungen von Formen, Farben, Helligkeit und Entfernung erkennen. Der eigentliche Sehvorgang läuft aber nicht in den Augen ab, sondern im Gehirn. Das Auge hat die Aufgabe, die elektromagnetischen Wellen des Lichtes in ein Muster von Nervenimpulsen umzuwandeln, die dann an das Gehirn weitergeleitet werden.

Das Auge des Menschen:

- Das gesamte Auge (oft auch Augapfel genannt) ist eine kugelförmige Struktur mit einem Durchmesser von etwa 2,5 Zentimetern
- deutlichen Ausbuchtung auf der Vorderseite
- Die äußere Hülle besteht aus drei Gewebeschichten:
- Ganz außen liegt die schützende Lederhaut (Sklera), die etwa fünf Sechstel der Oberfläche des Augapfels bedeckt
- Auf der Vorderseite geht sie (Sklera !!!) in die vorgewölbte, durchsichtige
Hornhaut (Cornea) über. Die mittlere Schicht ist die Aderhaut (Choroidea), die von vielen Blutgefäßen durchzogen ist und die hinteren drei Fünftel des Augapfels umschließt.
- Sie setzt sich im Ziliarkörper und in der Regenbogenhaut (Iris) fort, die sich auf der Vorderseite des Auges befindet.
- Die innerste Schicht ist die lichtempfindliche Netzhaut (Retina)
- Aufbau:
- ist eine widerstandsfähige, fünfschichtige Membran, durch die das Licht ins Innere des Auges gelangt
- Die hinter der Hornhaut gelegene vordere Augenkammer ist mit dem Kammerwasser gefüllt, einer durchsichtigen, wässrigen Flüssigkeit
- Den hinteren Abschluss der vorderen Augenkammer bildet die transparente Augenlinse, ein abgeflacht-kugeliges Gebilde aus zahlreichen in Schichten angeordneten durchsichtigen Fasern
- Die Linse ist über Bänder mit einem Ringmuskel umgeben, dem Ziliarmuskel, der sich um die ganze Linse herumzieht und zusammen mit dem umgebenden Gewebe den Ziliarkörper bildet.
- Der Ziliarmuskel kann die Linse flacher oder kugelförmiger machen und so ihre Brennweite verändern.
- Die farbige Regenbogenhaut (Iris), die zwischen Hornhaut und Linse liegt, hat in der Mitte eine runde Öffnung, --- die Pupille--- deren Größe wird von einem Muskel am Rand der Iris gesteuert. Durch Kontraktion oder Entspannung verkleinert oder vergrößert der Irismuskel die Pupille und sorgt so dafür, dass immer die richtige Lichtmenge ins Auge gelangt.
- Hinter der Linse befindet sich die große hintere Augenkammer. Sie ist mit dem Glaskörper gefüllt, einer durchsichtigen, geleeartigen Substanz, die von der dünnen Membrana hyaloidea umgeben ist. Der Druck des Glaskörpers sorgt dafür, dass der Augapfel straff und fest bleibt.
- Die Netzhaut ist eine kompliziert gebaute Schicht, die im Wesentlichen aus Nervenzellen besteht. An ihrer vorderen Oberfläche liegen lichtempfindliche Sinneszellen, und dahinter befindet sich eine pigmentierte Gewebeschicht. Die Sinneszellen sehen aus wie Stäbchen oder Zapfen, die wie die Streichhölzer in einer Schachtel dicht zusammengepackt sind
- Genau gegenüber der Pupille liegt der gelbe Fleck (Macula lutea), in dessen Mitte sich die Fovea centralis befindet, der Bereich des schärfsten Sehens. In der Mitte der Fovea centralis besteht die lichtempfindliche Schicht ausschließlich aus zapfenförmigen Zellen. In den anderen Bereichen der Netzhaut liegen Zapfen- und Stäbchenzellen, wobei die Zahl der Zapfenzellen zum Rand des lichtempfindlichen Bereichs hin abnimmt. Ganz außen finden sich nur noch Stäbchenzellen.
- Etwas unterhalb und seitlich von der Fovea centralis mündet der Sehnerv in die Netzhaut; hier gibt es einen kleinen runden Bereich ohne lichtempfindliche Zellen, der als Blinder Fleck bekannt ist.

Die Funktionsweise des Auges:

- Ganz allgemein ähneln die Augen aller Säuger einer einfachen Kamera: Die Linse wirft ein kopfstehendes Bild der Außenwelt auf die lichtempfindliche Netzhaut, die dem Film in der Kamera entspricht.
- Das Scharfstellen des Bildes (also die Fokussierung) erfolgt, wie bereits
- erwähnt, durch Abflachung oder Verdickung der Linse - diesen Vorgang nennt man auch Akkomodation.
- Bei einem gesunden Auge ist zum Erkennen entfernter Gegenstände keine Akkomodation erforderlich: Die Linse ist durch ihre Haltebänder abgeflacht und wirft ein scharfes Bild dieser Gegenstände auf die Netzhaut. Je näher das betrachtete Objekt jedoch ist, desto stärker zieht sich der Ziliarmuskel zusammen - die Haltebänder erschlaffen, und die Linse rundet sich ab. Ein Kleinkind kann noch auf eine Entfernung von etwa sechs Zentimetern scharf sehen, aber mit zunehmendem Alter lässt die Elastizität der Linse nach, so dass die Grenze des scharfen Sehens mit 30 Jahren etwa bei 15 Zentimetern und mit 50 Jahren bei 40 Zentimetern liegt. In höherem Alter verlieren die meisten Menschen die Fähigkeit, ihre Augen auf Lese- oder Arbeitsdistanz zu akkomodieren. Diesen Mangel, Alterssichtigkeit genannt, kann man durch eine besondere Nahbrille mit konvexen Gläsern ausgleichen.
- Weit- und Kurzsichtigkeit (Hyperopie und Myopie) entstehen durch Abweichungen im anatomischen Aufbau des Auges. Siehe Brille; Gesichtssinn.
- Wie bereits erwähnt, sieht das Auge wegen des neurologischen Aufbaus der Netzhaut im Bereich der Fovea centralis am schärfsten. Jede einzelne Zapfenzelle der Netzhaut ist nämlich mit anderen Nervenfasern verknüpft. Als Folge wird die Reizung jeder einzelnen Zelle weitergeleitet, und man kann auch kleine Einzelheiten unterscheiden. Die stäbchenförmigen Zellen dagegen sind gruppenweise mit den Nerven verknüpft, so dass sie nur auf die Reizung einer größeren Fläche reagieren. Deshalb sprechen die Stäbchen zwar auf sehr geringe Lichtmengen an, aber sie können Einzelheiten des Bildes nicht trennen. Diese Strukturunterschiede haben zur Folge, dass sich das Gesichtsfeld des Auges aus einem kleinen mittleren Bereich sehr scharfen Sehens und einem großen Außenbereich mit weniger scharfer Abbildung zusammensetzt. Dafür ist das Auge aber in diesem Außenbereich besonders lichtempfindlich: Schwach beleuchtete Gegenstände lassen sich nachts mit dem äußeren Teil der Netzhaut noch wahrnehmen, während sie für den inneren Teil unsichtbar sind.
- Die Empfindlichkeit der Stäbchenzellen für das nächtliche Sehen entsteht durch ein Pigment namens Sehpurpur oder Rhodopsin, das in den Zellen gebildet wird. Damit es entstehen kann, ist Vitamin A erforderlich - ein Mangel an diesem Vitamin führt zur Nachtblindheit. Der Sehpurpur wird vom Licht ausgebleicht und muss in den Stäbchenzellen im Dunkeln neu gebildet werden. Deshalb kann man zunächst nichts sehen, wenn man aus dem Hellen in einen dunklen Raum kommt; erst nach einiger Zeit entsteht wieder das Pigment. Ist Rhodopsin vorhanden, sprechen die Augen noch auf sehr geringe Lichtmengen an, ein Zustand, den man als Dunkeladaptation bezeichnet.
- In der Außenschicht der Netzhaut befindet sich ein bräunliches Pigment, das
- die Zapfenzellen vor Schäden durch zu starke Lichteinwirkung schützt. Fällt sehr helles Licht auf die Netzhaut, wandern Körner dieses braunen Pigments in die Zwischenräume zwischen den Zapfenzellen und schirmen sie ab; diesen Zustand nennt man Helladaptation.

Augenerkrankungen:

Augenerkrankungen kann man danach einteilen, welcher Teil des Auges betroffen ist. Die häufigste Erkrankung der Augenlider ist das Gerstenkorn (Hordeolum), eine Infektion in den Haarwurzeln der Wimpern, die meist durch Staphylokokken hervorgerufen wird. Ähnliche Symptome verursacht eine Vereiterung der Meibom-Drüsen auf der Innenseite des Augenlides. Nach Verletzungen bilden sich manchmal Abszesse der Augenlider. Gelegentlich beobachtet man auch angeborene Fehlbildungen der Augenlider, beispielsweise das Kolobom, einen Spalt im Augenlid, und die Ptosis, das Herabhängen des Oberlides. Zu den erworbenen Störungen gehören das Symblepharon, eine Verwachsung zwischen Lidinnenseite und Augapfel, die häufig nach Verbrennungen auftritt, das Entropium, eine Einwärtsdrehung des Augenlides zur Hornhaut und das Ektropium, bei dem das Augenlid nach außen gekehrt ist. Entropium und Ektropium können durch Vernarbungen entstehen oder aber durch krampfartige Muskelkontraktionen bei chronischer Augenreizung. Auch mehrere Hautkrankheiten, beispielsweise Ekzeme und Akne, sowie gut- und bösartige Tumore können an den Augenlidern auftreten. Eine weitere häufige Augenerkrankung ist die Bindehautentzündung (Konjunktivitis), von der die Schleimhaut an der Innenseite der Augenlider und der Außenseite des Augapfels betroffen ist. Siehe Bindehautentzündung; Trachom.

Erkrankungen der Hornhaut sind meist eine Folge von Verletzungen; sie können zur Hornhauttrübung und damit zu Sehstörungen führen. Ein Ödem, d. h. eine Schwellung der Hornhaut, ist beispielsweise manchmal eine Begleiterscheinung des Glaukoms. In der Aderhaut, der mittleren Schicht der Augapfelwand, liegen die meisten Blutgefäße des Auges. Sie ist häufig der Ort von Sekundärinfektionen nach Vergiftungen oder bakteriellen Erkrankungen wie Tuberkulose und Syphilis. Auch Krebs kann sich im Gewebe der Aderhaut entwickeln oder von anderen bösartigen Tumoren im Körper dorthin wandern. Von den gleichen Infektionen kann auch die Netzhaut betroffen sein, die unmittelbar unter der Aderhaut liegt. Die Ursachen der retrolentalen Fibroplasie dagegen, einer Krankheit früh geborener Säuglinge, die zur Netzhautablösung und teilweisen Erblindung führt, kennt man nicht; man weiß nur, dass sie mit Fehlbildungen der Blutgefäße zu tun hat. Netzhautablösung ist manchmal auch eine Folge einer Kataraktoperation. Die abgelöste Netzhaut kann man heute in vielen Fällen mit Laserstrahlen wieder an der Augenrückwand befestigen. Eine weitere Netzhauterkrankung, die Makuladegeneration, zieht den mittleren Teil der Netzhaut in Mitleidenschaft und ist bei älteren Menschen eine Hauptursache für den Verlust der Sehfähigkeit.

Die Nervenfasern aus der Netzhaut vereinigen sich im Sehnerv, der die Impulse zum Gehirn weiterleitet. Dem Blutkreislauf in der Netzhaut dienen jeweils eine zentrale Arterie und eine Vene, die im Sehnerv liegen. Die Hülle des Sehnervs steht mit den Hohlräumen der Gehirnflüssigkeit in Verbindung. Die Entzündung des ganzen Sehnervs oder seines im Auge gelegenen Abschnitts nennt man Neuritis nervi optici. Ist dagegen der Abschnitt hinter dem Auge entzündet, spricht man von einer Neuritis optica retrobulbaris. Wenn der Schädelinnendruck (beispielsweise durch einen Gehirntumor) ansteigt, kann die Stauungspapille auftreten, eine Schwellung des Sehnervs an der Stelle, wo er in den Augapfel eintritt." (Zitat aus Encarta98 Microsoft Windows - Stichwort "Auge" ;einige Teile ausgelassen)