医学生理学课件：视觉器官

1、1第二节 视觉器官Visual Sense Organs眼的基本功能 折光系统的功能: 将外界射入眼的光线经过折射后, 在视网膜上形成清晰的图像。 感光系统的功能: 将物像的光刺激转变成感受器电位,继而产生神经冲动,由视神经传入中枢。2 虹膜部：位于虹膜的内面，无感光作用 睫状体部：位于睫状体的内面，无感光作用 视部：位于脉络膜的内面，有感光作用二、眼的感光换能系统 （一）视网膜的结构34色素上皮层视锥、视杆细胞层外界膜外颗粒层外丛状层内颗粒层内丛状层神经节细胞层神经纤维层内界膜 视网膜的结构5 色素上皮层 感光细胞层 双极细胞层 神经节细胞层视网膜的结构1.色素细胞层 可防止光线反射而影响

2、视觉，遮蔽来自巩膜侧 的散射光线； 保护感光细胞； 传递来自脉络膜的营养 物质； 吞噬感光细胞外段脱落 的视盘和代谢产物62.感光细胞层（视杆、视锥细胞） 外段含有重叠成层的膜盘，视色素蛋白镶嵌在膜盘中，是光-电转换产生感受器电位的关键部位。 产生的感受器电位以电紧张方式扩布到终足。73.神经细胞层 双极细胞层：双极神经细胞，传导感受器电位。神经节细胞层：神经节细胞，产生并传导动作电位。 8视网膜上视神经穿过的地方没有感光细胞，物体的影像落在这个地方也不能引起视觉。 盲点94.视网膜细胞的联系 纵向联系：视觉信息传递的重要基础感光细胞双极细胞神经节细胞 横向联系水平细胞和无长突细胞10视网膜细

3、胞间的联系 1112 视杆系统：暗视觉（scotopic vision）对光的敏感度高，能感受昏暗环境下弱光刺激引起视觉，对物体细微结构的分辨力差，不能辨别物体的颜色。分辨力高，可以分辨物体表面的细微结构和颜色。对光的敏感性较差，在较强光线刺激下发生反应， 视锥系统: 明视觉（photopic vision）（二）视网膜的两种感光换能系统 视杆系统视锥系统感光细胞视杆细胞视锥细胞分布视网膜周边视网膜中央,周边少见突触联系聚合程度高聚合程度低,中央凹处为单线联系感光色素视紫红质，产生明暗觉红、绿、蓝三种感光色素， 产生色觉典型动物猫头鹰仅有视杆细胞鸡、鹰仅有视锥细胞功能司暗光觉、无色觉、分辨力差

4、司昼光觉和色觉、分辨力高视网膜的两种感光系统比较1314 感光细胞的感光换能机制 视色素的分子结构 视色素(结合蛋白质) 视蛋白 (opsin)视黄醛(retinal)维生素A(vitamin A)酶视杆细胞含有一种视色素即视紫红质视锥细胞含有三种视色素15视色素的光化学反应视紫红质（rhodopsin）的光化学反应及其代谢 视紫红质视蛋白视黄醛膜盘膜视紫红质在吸收光谱曲线上的吸收峰在505nm处，提示对暗光敏感。视 紫 红 质光视蛋白+11-顺视黄醛视黄醛还原酶11-顺视黄醇(VitA)全反型视黄醇(VitA)醇脱氢酶全反型视黄醛+视蛋白视黄醛异构酶(暗处，需能)异构酶(暗处，需能)视紫红质

5、的分解合成取决于光照强度。 暗处：合成大于分解，使视网膜对弱光较敏感； 明处：视紫红质的分解大于合成，视杆细胞几乎失去感受光刺激的能力， 此时人的视觉主要依靠视锥细胞。1617维生素A缺乏 视黄醛 视紫红质 感受暗光能力 夜盲症 夜盲症 (night blindness)18视杆细胞感受器电位的产生光-电转换的关键部位：视杆细胞的外段外段膜Na+内流静息电位(-30 -40mV)Na+泵K+内段膜K+外流膜的暂时去极化暗处外段膜出现去极化电位的机制1920 视紫红质分解 激活G蛋白 激活磷酸二酯酶(PDE) cGMP大量分解 外段膜Na+通道关闭 内段膜k+仍继续外流 超极化电位(-70 mV

6、)光照引起外段膜出现超极化电位的机制Na+泵K+视杆细胞感受器电位(超极化型)电紧张方式扩布 终 足 双极细胞(去或超极化型) 电-化学-电电-化学-电神经节细胞(动作电位) 传入神经上AP的引起21视杆细胞视锥细胞双极细胞神经节细胞外侧膝状体枕叶皮层 距状沟两侧视神经视交叉、视束内囊后肢视辐射第一级N元第二级N元第三级N元第四级N元在视交叉中来自两侧视网膜鼻侧半的纤维交叉，颞侧半的纤维不交叉。三、视觉传入通路和视皮层的视觉分析功能（1）传入通路22（2）皮层代表区 距状沟上缘：视网膜上半部 距状沟下缘：视网膜下半部 距状沟后部：视网膜中央凹 黄斑 距状沟前部：视网膜周边23视觉传入通路损伤所

7、引起的视野缺损 视交叉中交叉纤维损伤可致双眼视野颞侧半偏盲； 视网膜损伤引起的视野缺损与损伤的位置和范围有关； 一侧视神经损伤可致该侧眼视野全盲； 视交叉外侧部的不交叉纤维损伤，则患侧眼视野的鼻侧半偏盲； 一侧视束及以上的视觉传导路受损，可致双眼病灶对侧半视野同向性偏盲。 24四、颜色视觉及产生机制颜色视觉：是指由不同波长的可见光刺激人眼后在脑内所引起的一种主观感觉。“三原色学说”(Young，1802； Helmholtz，1824)视网膜上分布三种视锥细胞，含有三种感光色素，分别感受红、绿、蓝三种原色。不同颜色的光线作用于视网膜，三种视锥细胞以一定比例兴奋，产生不同颜色的色觉。红、绿、蓝三

8、种视锥细胞兴奋比例4 : 1 : 0红2 : 8 : 1绿2526430560530人视网膜中三种不同视锥细胞的光谱相对敏感性三种不同视锥细胞的光谱吸收峰值与蓝、绿、红三色光的波长相近。27色觉障碍 色弱:指对某些颜色的分辨能力比正常人稍差。色弱的产生并不是由于缺乏某种视锥细胞,而是由于某种视锥细胞的反应能力较正常人为弱;多为后天因素引起。 色盲:指对全部或某几种颜色缺乏分辨能力。 色盲测视图28四、与视觉有关的若干生理现象 视力(视敏度,visual acuity) 暗适应和明适应 视野（visual field) 双眼视觉(binocular vision) 立体视觉(stereoscop

9、ic vision ) 2930（1）视力(视敏度,visual acuity) P426 指眼分辨物体细微结构的最大能力(看清物体上 距离最小两点的能力）。 通常以视角的大小来衡量视力是否正常。 视锥细胞视力 = 1视角31视角：物体上两个点发出的光线入眼后通过节点所形成的夹角。视锥细胞视角的大小与视网膜像的大小成正比。视角=1 视力1.0视角=10 视力0.1正常人眼在光照良好的情况下，在视网膜上的物像5m (视角1)能产生清晰的视觉。32视网膜各部的视力中央凹鼻侧颞侧盲点33(2)暗适应和明适应 P431暗适应 (dark adaptation) 人从明亮的地方突然进入暗处，起初对暗处内

10、的任何物体几乎都看不见，经过一段时间后，能逐渐看见周围的物体，此现象称为暗适应。 人眼在暗处对光线的敏感性逐渐提高的过程。阈值下降第一阶段:58 min,视锥细胞色素合成量第二阶段:2530 min,视杆细胞视紫红质合成量 机制34 机制在亮处视锥和视杆细胞中的感光色素都被分解 视杆细胞色素剩余量低 + 视锥细胞色素对光的敏感度低 最初看不清任何东西。3536明适应 (light adaptation) 当人从暗处突然进入强光下，起初感到一片耀眼光亮，看不清物体，1分钟左右，视觉恢复正常,此现象称为明适应。37视杆细胞在暗处合成且大量积聚的视紫红质迅速大量分解强光瞬间眼前出现光耀夺目而看不清实

11、物1分钟后视锥细胞感光色素在亮光环境中感光明适应机制实验发现,红光只作用于视锥细胞,对视杆细胞的刺激极微弱,因此,在亮光处配戴红色眼镜能防止视紫红质的分解,到暗处时便能获得迅速的暗适应。为什么从事暗环境工作者配带红色眼镜？3839鼻侧 由于鼻和额部的遮挡 鼻侧与上侧较窄， 颞侧与下侧较宽 三种视锥细胞在视网膜 中的分布不匀 白色蓝色红色绿色（3）视野（visual field) P439单眼固定地注视正前方一点不动，此时该眼所能看到的空间范围。视野的最大界限是以它和视轴所形成的夹角的大小来表示。40两眼注视同一物体时, 虽然在两眼视网膜上各成一像, 但主观上只能见到一个物体, 即两眼只产生一个

12、视觉形象。(4) 双眼视觉(binocular vision) 41特点 双眼视觉是由于来自物体同一部位的光线，成像于两侧视网膜的“对称点”上，经视觉中枢整合后只产生一个“物体”的感觉； 双眼视觉的视野大部分重叠，互相弥补，故无生理盲点投射区； 双眼视觉视野比单眼视野大得多； 双眼视觉能增加对物体距离、三维空间的判断准确性,从而形成立体感。42(5) 立体视觉(stereoscopic vision ) 概念双眼视物时，主观上可产生被视物体的厚度和空间的深度或距离等感觉。原因 两眼同时注视同一物体时，右眼看物体的右侧面较多，左眼注视物体的左侧面比较多，这样在两视网膜上所形成的物像并不完全一样，

13、来自两眼的图像信息经过高级中枢处理后，就产生立体视觉单眼视物时也产生立体感，它和物体表面的光线反射和阴影的有无有关，生活经验也有助于立体感的产生。4343 视网膜的感光换能系统 感光细胞的感光换能机制 颜色视觉及产生机制 与视觉有关的生理现象: 视力、视野、明视觉、暗视觉、 双眼视觉、立体视觉小结（Summary）44本课件的许多素材和动画来自网络、 相关书籍、同行交流，在此谨表谢意！Color BlindnessDue to lack of one or more cone typesInherited; most common in males (8-10%); sex-linked (X

14、 chromosome)Most common is red-green color blindness Results from deficit of either red or green cones Red or green perceived as same color, depending on type of cone still present45常人见12/色盲见12常人见6/色盲见5常人见7/色盲无常人见15/色盲见17常人见45/色盲无常人不见/色盲见547色盲与色弱测视图48视角：物体上两个点发出的光线入眼后通过节点所形成的夹角。视锥细胞视角的大小与视网膜像的大小成正比。

15、视角=1 视力1.0视角=10 视力0.1在眼前5m处两个相距1.5m的光点所发出的光线入眼后所形成的视角刚好为1 角，此时的视网膜像为4.5um，正相当于一个视锥细胞的平均直径。国际标准视力表上视力为1.0的那一行正是表达了这种情况。49视野的最大界限以它和视轴所成夹角的大小来表示。生理盲点投射区位于视野的颞侧15处。50鼻侧由于鼻和额部的遮挡鼻侧与上侧较窄，颞侧与下侧较宽三种视锥细胞在视网膜中的分布不匀，色视野的白色蓝色红色绿色人右眼视野图五、视觉传入通路和视皮层的视觉分析功能 第一级N元：感光细胞 第二级N元：双极细胞 第三级N元：神经节细胞 第四级N元：外侧膝状体内神经元（1）传入通路

16、第一级神经元：是视网膜中的双极神经元l。双极细胞的树突与视杆、视锥细胞形成突触，其轴突与视网膜内的节细胞的树突相形成突触。第二级神经元：是视网膜中的节细胞，其轴突构成视神经。视神经经视神经管入颅、形成视交叉（鼻侧半的纤维交叉，进入对侧的视束；颞侧半的纤维不交叉，进入同侧的视束）后，延续为视束。故视束内的纤维约有一半是来自同侧眼球视网膜的颞侧，另一半是来自对侧视网膜的鼻侧。视束行向后外，绕大脑脚，终于外侧膝状体。第三级神经元：胞体在外侧膝状体，发包出纤维构成视辐射，经内囊后肢，终止于距状沟两侧的皮质，即视觉中枢（17区）。 视野visual field：当眼球固定不动向前平视时，所能看到的空间范围叫做视野。由于眼球屈光装置（主要是