Явление световой и темновой адаптации кратко

Обновлено: 05.07.2024

Используемый довод статьи (аксиома):
В пределах от максимальной темновой до максимальной световой адаптации чувствительность глаза к свету может изменяться в 500 000 - 1000 000 раз, при этом чувствительность автоматически приспосабливается к изменениям освещенности. Примером высочайшей степени световой и темновой адаптации является способность глаза видеть и при ярком солнечном свете после световой адаптации, и при свете звезд после темновой адаптации, несмотря на то, что интенсивности солнечного света и света звезд различаются примерно в 10 млрд раз.
Вес уверенности: Вполне уверенно подтверждается независимыми исследователями

Если человек находится на ярком свете в течение нескольких часов, и в палочках, и в колбочках происходит разрушение фоточувствительных веществ до ретиналя и опсинов. Кроме того, большое количество ретиналя в обоих типах рецептор ов превращается в витамин А. В результате концентрация фоточувствительных веществ в рецептор ах сетчатки значительно уменьшается, и чувствительность глаз к свету снижается. Этот процесс называют световой адаптацией.

Наоборот, если человек длительно находится в темноте, ретиналь и опсины в палочках и колбочках снова превращаются в светочувствительные пигменты. Кроме того, витамин А переходит в ретиналь, пополняя запасы светочувствительного пигмента, предельная концентрация которого определяется количеством опсинов в палочках и колбочках, способных соединяться с ретиналем. Этот процесс называют темновой адаптацией.

Сразу после попадания человека в темноту чувствительность его сетчатки очень низкая, но в течение 1 мин она увеличивается уже в 10 раз, т.е. сетчатка может реагировать на свет, интенсивность которого составляет 1/10 часть от предварительно требуемой интенсивности. Через 20 мин чувствительность возрастает в 6 000 раз, а через 40 мин — примерно в 25 000 раз.

Все химические события зрения в колбочках происходят примерно в 4 раза быстрее, чем в палочках. С другой стороны, изменения чувствительности колбочек в темноте никогда не достигают такой степени, как у палочек. Следовательно, несмотря на быструю адаптацию, колбочки всего через несколько минут прекращают адаптироваться, а чувствительность медленно адаптирующихся палочек продолжает возрастать в течение многих минут и даже часов, достигая чрезвычайной степени.

Кроме того, большая чувствительность палочек связана с конвергенцией 100 или более палочек на одиночную ганглиозную клетку в сетчатке. Реакции этих палочек суммируются, увеличивая их чувствительность.

Кроме адаптации, связанной с изменениями концентрации родопсина или цветных фоточувствительных веществ, глаза имеют два других механизма световой и темновой адаптации. Первый из них — изменение размера зрачка. Это может вызвать примерно 30-кратную адаптацию в течение долей секунды путем изменения количества света, попадающего на сетчатку через отверстие зрачка.

Другим механизмом является нервная адаптация, происходящая в последовательной цепочке нейрон ов самой сетчатки и зрительного пути в головном мозге. Это значит, что при увеличении освещенности сигналы, передаваемые биполярными, горизонтальными, амакриновыми и ганглиозными клетками, сначала интенсивны. Однако на разных этапах передачи по нервному контуру интенсивность большинства сигналов быстро снижается. В этом случае чувствительность изменяется лишь в несколько раз, а не в тысячи, как при фотохимической адаптации. Нервная адаптация, как и зрачковая, происходит за доли секунды, для полной адаптации посредством фоточувствительной химической системы требуются многие минуты и даже часы.

Роль световой и темновой адаптации

В пределах от максимальной темновой до максимальной световой адаптации чувствительность глаза к свету может изменяться в 500 000 - 1000 000 раз, при этом чувствительность автоматически приспосабливается к изменениям освещенности.

Для регистрации изображений на сетчатке необходимо определение темных и светлых пятен в изображении. Для этого чувствительность сетчатки всегда отрегулирована таким образом, чтобы рецептор ы реагировали на более светлые области, не реагируя на более темные. Недостаточность адаптации сетчатки проявляется, когда, например, человек выходит из кинотеатра на яркий солнечный свет. Тогда даже темные пятна в изображении кажутся чрезмерно яркими, и вследствие этого все изображение блекнет из-за низкого контраста между его различными частями. Острота зрения в этом случае очень низкая и остается низкой до тех пор, пока сетчатка не адаптируется настолько, чтобы темные области изображения больше не стимулировали рецептор ы.

Наоборот, когда человек попадает со света в темноту, чувствительность сетчатки обычно столь низка, что даже светлые пятна изображения не могут возбудить рецептор ы. После тем новой адаптации светлые пятна начинают восприниматься глазом. Примером высочайшей степени световой и темновой адаптации является способность глаза видеть и при ярком солнечном свете после световой адаптации, и при свете звезд после темновой адаптации, несмотря на то, что интенсивности солнечного света и света звезд различаются примерно в 10 млрд раз.

Источник: Механизмы световой и темновой адаптации
Дата создания: 26.10.2020
Последнее редактирование: 03.11.2020

Чтобы оставить комментарии нужно авторизоваться: Авторизация пользователя

В зависимости от условий освещения, различают три вида зрения: дневное (фотопическое – обеспечивается колбочками), сумеречное (мезопическое) и ночное (скотопическое). Два последних обеспечиваются палочками сетчатки. Сумеречное и ночное зрение характеризуются неспособностью к восприятию цветов и низкой остротой зрения. Кроме того, для них характерен феномен Пуркинье: в мезопических условиях теплые тона (красный, желтый) кажутся более темными, а холодные тона (голубой, синий) более светлыми. Это объясняется тем, что в условиях слабого освещения колбочки перестают функционировать, а начинают функционировать палочки, которые более чувствительны к сине-зеленой части спектра.

Очень важной функцией мезопического зрения является световая и темновая адаптация. Световая адаптация – это снижение чувствительности глаза к свету. Она протекает очень быстро – около одной минуты. Если световая адаптация нарушена, то зрение в сумерках может быть выше, чем днем (никталопия). Определяют световую адаптацию с помощью специальных приборов, в основном во время специальных профосмотров.

Темновая адаптация – это повышение чувствительности глаза к свету. В темноте чувствительность глаза к свету повышается постепенно, достигая максимума через 40-45 минут. Особенно быстро она повышается в первые 30 минут.

Большое значение в клинической практике имеет нарушение темновой адаптации – гемералопия (ночная или куриная слепота). Различают 3 вида гемералопии:

1. симптоматическая – является симптомом ряда офтальмологических заболеваний (пигментная абиотрофия, высокая близорукость, отслойка сетчатки, глаукома, диссеминированный хориоретинит и др.), а также заболеваний печени.

2. эссенциальная – появляется вследствие недостатка в организме витамина А, а также витаминов группы В, С.

3. врожденная – причина неизвестна; в ряде случаев имеется семейно-наследованный характер.

Исследуют темновую адаптацию с помощью специальных приборов, – адаптометров, – или с помощью пробы Кравкова-Пуркинье, которая основывается на феномене Пуркинье.

2. эссенциальная – появляется вследствие недостатка в организме витамина А, а также витаминов группы В, С.

3. врожденная – причина неизвестна; в ряде случаев имеется семейно-наследованный характер.

Если человек находится на ярком свете в течение нескольких часов, и в палочках, и в колбочках происходит разрушение фоточувствительных веществ до ретиналя и опсинов. Кроме того, большое количество ретиналя в обоих типах рецепторов превращается в витамин А. В результате концентрация фоточувствительных веществ в рецепторах сетчатки значительно уменьшается, и чувствительность глаз к свету снижается. Этот процесс называют световой адаптацией.

На рисунке показан ход темновой адаптации у человека, находящегося в полной темноте после нескольких часов пребывания на ярком свете. Видно, что сразу после попадания человека в темноту чувствительность его сетчатки очень низкая, но в течение 1 мин она увеличивается уже в 10 раз, т.е. сетчатка может реагировать на свет, интенсивность которого составляет 1/10 часть от предварительно требуемой интенсивности. Через 20 мин чувствительность возрастает в 6000 раз, а через 40 мин — примерно в 25000 раз.

Законы световой и темновой адаптации

Темновая адаптация определяется достижением максимума световой чувствительности в течение первых 30 - 45 мин;
Световая чувствительность нарастает тем скорее, чем менее до этого глаз был адаптирован к свету;
Во время темновой адаптации светочувствительность повышается в 8 - 10 тысяч раз и более;
После 45 мин пребывания в темноте световая чувствительность повышается, но незначительно, если обследуемый остается в темноте.

Измерение темновой адаптацииТемновая адаптация может быть измерена следующим образом. Сначала испытуемый в течение короткого промежутка времени смотрит на ярко освещенную поверхность (обычно до достижения им определенной, контролируемой степени световой адаптации). При этом чувствительность испытуемого уменьшается, и тем самым создается точно регистрируемая точка отсчета времени, необходимого для его темновой адаптации. Затем выключают свет и через определенные промежутки времени определяют порог восприятия испытуемым светового стимула. Определенный участок сетчатки стимулируется раздражителем с определенной длиной волны, имеющим определенные продолжительность и интенсивность. По результатам такого эксперимента строится кривая зависимости минимального количества энергии, необходимого для достижения порога, от времени пребывания в темноте. Кривая показывает, что увеличение времени пребывания в темноте (абсцисса) приводит к снижению порога (или к возрастанию чувствительности) (ордината).

Кривая адаптации к темноте состоит из двух фрагментов: верхний относится к колбочкам, нижний — к палочкам. Эти фрагменты отражают разные стадии адаптации, скорость протекания которых различна. В начале адаптационного периода порог резко снижается и быстро достигает постоянного значения, что связано с увеличением чувствительности колбочек. Общее возрастание чувствительности зрения за счет колбочек значительно уступает возрастанию чувствительности за счет палочек, и темновая адаптация наступает за 5-10 мин пребывания в темном помещении. Нижний фрагмент кривой описывает темновую адаптацию палочкового зрения. Рост чувствительности палочек наступает после 20-30-минутного пребывания в темноте. Это значит, что в результате примерно получасовой адаптации к темноте глаз становится примерно в тысячу раз более чувствительным, чем был в начале адаптации. Однако хотя увеличение чувствительности в результате темновой адаптации, как правило, происходит постепенно и для завершения этого процесса требуется время, даже весьма непродолжительное воздействие света может прервать его.

Ход кривой темновой адаптации зависит от скорости фотохимической реакции в сетчатке, а достигнутый уровень зависит уже не от периферического, а от центрального процесса, а именно от возбудимости высших корковых зрительных центров.

Светоощущением принято называть способность зрительного анализатора к восприятию света и различных степеней его яркости. Функция световосприятия является основной функцией глаза. Остальные функции так или иначе основываются на ней.

У простейших организмов, зрительная функция ограничивается ощущением света, который воспринимают светочувствительные клетки их наружных покровов. На основании теории о том, что в сетчатке у дневных животных преобладают фоторецепторы колбочки, а у ночных - палочки, еще в прошлом столетии, было высказано предположение о двойственной структуре нашего зрения. То есть колбочковая система - это аппарат дневного зрения, а палочковая, соответственно, ночного или сумеречного.

Функцию светоощущения обеспечивает работа фоторецепторов-палочек. Они чувствительны к свету во много раз больше, чем колбочки. Их наружные членики, постоянно заняты в первичных фотофизических ферментативных процессах преобразования энергии света в процессы физиологического возбуждения.

Что такое светоощущение

Глаз человека имеет способность воспринимать, как очень яркий свет, так и совсем слабый. Минимальный уровень светового потока, дающий восприятие света, принято называть порогом раздражения. В то время, как восприятие предельной наименьшей разницы яркости между двумя освещенными объектами - порогом различения. При этом, величины вышеназванных порогов обратно пропорциональны уровню светоощущения.

В основу процесса исследования светоощущения положено определение величины каждого из порогов, но особое значение имеет величина порога раздражения.

Величина порога раздражения может изменяться в зависимости от уровня предварительного освещения, которое действовало на глаз. Так, если какое-то время находиться в темноте, а потом выйти к яркому свету, наступает ослепление, которое через определенное время пройдет и человек снова станет хорошо переносить яркий свет. Либо, когда после пребывания на ярком свету, входишь в темное помещение, то различать предметы сначала совершенно невозможно. Они становятся видны лишь спустя какое-то время. Таким образом происходит адаптация зрения к различным условиям освещенности.

Световая и темновая зрительная адаптация

Световая адаптация - это процесс приспособления зрительного анализатора к условиям с более высокой освещенностью. Она протекает достаточно быстро. Из аномалий световой адаптации, известны ее расстройства, обусловленные врожденной цветослепотой. Клинически подобное нарушение проявляется, так называемой, никталопией, когда человек лучше видит в темноте или сумерках.

Изучение светоощущения (тесты)

Изучение световой чувствительности, как и всего процесса зрительной адаптации проводится с помощью приборов - адаптометров. Для медицинской экспертизы, сегодня применяется адаптометр Кравкова и Вишневского. Он же используется для предварительного определения сумеречного зрения. Продолжительность исследования не превышает 3-5 минут.

Основой механизма действия прибора, является понятие феномена Пуркинье, когда при сумеречном зрении происходит перемещение наибольшей яркости в направлении от красной области спектра к сине-фиолетовой. Феномен Пуркинье более понятен на таком примере: в сумерках, цветы васильки, вместо синих, кажутся светло-серыми, в то время, как красный мак - практически черным.

Сегодня, для исследования световой адаптации зрения, также широко применяются адаптометры модели АДТ. Они позволяют всесторонне изучить состояние сумеречного зрения, в самое короткое время обеспечивая получение результатов. Кроме того, они обеспечивают исследование процесса нарастания световой чувствительности при длительном пребывании человека в темноте.

Собственно, состояние темновой адаптации легко проверить и без специального адаптометра, если использовать таблицу Кравкова-Пуркинье. Для ее изготовления, кусок картона 20х20 см необходимо оклеить черной бумагой. Затем, по углам, отступив 3-4 см от края, наклеить четыре квадратика 3х3 см зеленой, голубой, красной и желтой бумаги. Данную таблицу предлагают оценить испытуемому в затемненной комнате с расстояния в 40 или 50 см от глаз.

В норме, квадраты вначале неразличимы. И только спустя 30-40 секунд начинает различаться контур желтого квадрата, после этого, голубого. При сниженном светоощущении, на месте квадрата желтого цвета появляется светлое пятно, а голубой квадрат остается невидимым.

Причины снижения световой чувствительности. Гемералопия

Световая чувствительность и световая адаптация человека, зависят от разных факторов. Известно, что до 20-30 лет, световая чувствительность постепенно нарастает, а к старости неуклонно снижается. Это объясняется возрастным ослаблением чувствительности нервных клеток в зрительных центрах. Световая чувствительность также способна ухудшаться при снижении барометрического давления из-за недостатка кислорода. Процесс адаптации может изменяться во время менструации или беременности, при длительном голодании, изменении окружающей температуры, психических переживаниях и пр.

Ухудшение темновой адаптации, принято называть гемералопией. Гемералопия бывает врожденной и приобретенной. Врожденная патология, не нашла объяснения до сих пор. В отдельных случаях, она имеет семейную, наследственную природу.

Приобретенная же гемералопия, как правило, является одним из симптомов некоторых заболеваний глаз: пигментной дистрофии, воспалительных поражений или отслойки сетчатки, атрофии и застойного диска зрительного нерва, высоких степеней близорукости, глаукомы и пр. Данные заболевания протекают с возникновением необратимых анатомических изменений и гемералопия лечению не подлежит. Но существует и функциональная приобретенная гемералопия, возникающая на фоне дефицита витаминов А, В2 и С. При устранении дефицита перечисленных витаминов подобная гемералопия полностью исчезает.

Обратившись в Московскую Глазную Клинику, каждый пациент может быть уверен, что за результаты хирургического вмешательства будут ответственны высококвалифицированные рефракционные хирурги – одни из лучших российских специалистов в данной области. Уверенности в правильном выборе, безусловно, прибавит высокая репутация клиники и тысячи благодарных пациентов. Самое современное оборудование для диагностики и лечения заболеваний глаз, одни из лучших специалистов и индивидуальный подход к проблемам каждого пациента – гарантия высоких результатов лечения в Московской Глазной Клинике.

Читайте также: