A prima vista: la struttura dell’occhio
Il tuo cervello ha due “fotocamere” integrate per guardare il mondo che ci circonda: gli occhi! Nemmeno la fotocamera più avanzata del mondo può scattare le immagini che percepiscono i nostri occhi.
L’occhio: anatomia e funzionamento
Scopri insieme a Fielmann questo straordinario e affascinante organo del corpo umano. Utilizza il cursore sotto il modello per ruotare l’occhio attorno al proprio asse. Clicca sui punti bianchi nel modello o seleziona un termine dall’elenco per conoscere in dettaglio la struttura e il funzionamento dell’occhio umano.
L'iride (lat. iris) rappresenta il diaframma dell’occhio che, a seconda della distribuzione individuale dei pigmenti, ha diversi colori: grigio, verde, blu o marrone. La sua funzione è quella di regolare la quantità di luce che raggiunge la parte interna dell’occhio. L’apertura rotonda di dimensioni variabili è definita pupilla. L’iride viene controllata senza il nostro diretto intervento da due muscoli che ne determinano la dilatazione o la contrazione in base alle condizioni di illuminazione.
Solo in stretta collaborazione con il cervello il processo della visione si svolge alla “velocità della luce”: Per esprimerci in termini più semplici, gli impulsi luminosi vengono trasformati in impulsi nervosi, dai quali il tuo cervello compone immagini. Gli occhi trasmettono costantemente informazioni sull’ambiente circostante al cervello. Nelle persone, oltre l’80% delle percezioni sensoriali avviene attraverso gli occhi.
Dalla luce alle immagini
Sostanzialmente l’occhio funziona come una fotocamera: attraverso un complesso sistema ottico sulla retina si forma un’immagine nitida: innanzitutto un raggio di luce colpisce la cornea che mette già a fuoco a grandi linee l’immagine. Come il diaframma di una fotocamera, l’iride regola la quantità di luce che attraversa l’occhio: più si chiude, meno luce raggiunge la pupilla. Il cristallino, attraverso l’ accomodazione, può mettere a fuoco a diverse distanze. Convoglia i raggi di luce in modo che un punto focale si formi sulla retina. Qui, i coni e i bastoncelli trasformano gli stimoli ottici luminosi in impulsi elettrici che, a loro volta, raggiungono il cervello attraverso il nervo ottico. Solo qui si forma l’immagine che percepisci. Il processo che trasforma la luce in immagini è affascinante.
La struttura dell’occhio umano
L’anatomia dell’occhio mostra come questo complesso organo, composto da cellule nervose, tessuto connettivo, vasi sanguigni e fibre muscolari, costituisce un sistema ottico e come la luce, riflessa dagli oggetti, si rifrange. Cornea, umor acqueo, cristallino e corpo vitreo funzionano – in termini semplicistici - come una lente convergente. Una visione nitida è possibile attraverso processi estremamente complessi che finora non sono stati studiati e compresi fin nei minimi dettagli.
Il bulbo oculare (lat. bulbus oculi) ha forma sferica, una lunghezza di circa 24 mm, pesa circa 7,5 grammi ed è posizionato nell’orbita, la cavità oculare ossea che lo protegge. È riempito con un denso gel, composto al 98% da acqua. Dato che il liquido è trasparente, si parla anche di corpo vitreo (lat. corpus vitreum). Il restante 2% è rappresentato da acido ialuronico e fibre di collagene. A loro si deve la consistenza gelatinosa. Il corpo vitreo riempie la maggior parte dell’occhio, ma è anche parte del sistema ottico e garantisce che i raggi di luce passino, senza problemi, dal cristallino (lat. lens cristallina, gr. phakos) alla retina (derivato dal lat. rete).
L’interno del bulbo oculare è rivestito da tre membrane. Osservando dall’esterno all’interno, si distinguono la sclera (dal gr. skleros), la coroide (dal gr. chòrion) e la retina.La sclera è bianca ed è per questo che è definita anche “sclera bianca”. L’espressione medica specialistica “sclera” deriva dal greco “skleros” e significa “duro”. Entrambi i termini sono pertinenti: la sclera è un rivestimento bianco che, come una parete esterna, protegge l’occhio. Poi, la pressione interna dell’occhio la rende dura e stabile. Avvolge l’occhio dal nervo ottico (lat. nervus opticus) in posizione posteriore fino alla cornea (lat. cornea) in posizione anteriore, attraverso la quale penetra la luce. Le fibre di collagene donano alla sclera la stabilità che la caratterizza. Non presenta la stessa densità in tutta la sua estensione. Nella parte anteriore dell’occhio è più sottile rispetto a quella posteriore. Inoltre, presenta due “aperture”: una anteriore e una all’estremità posteriore dell’occhio. Qui il nervo ottico si dirama dall’occhio come uno spesso “cavo elettrico” composto da fibre nervose e trasmette informazioni al cervello.
Sei muscoli oculari esterni si innestano sulla sclera. Questi muscoli ci consentono di muovere o ruotare gli occhi verso l’alto e il basso oppure verso destra e sinistra. Questi muscoli oculari obbediscono alla nostra volontà. Tuttavia, nell’occhio vi sono anche muscoli che reagiscono automaticamente senza il nostro intervento e che non possono essere influenzati dalla nostra volontà. A questa categoria di muscoli appartengono i muscoli ciliari (lat. musculus ciliaris): consentono al nostro cristallino elastico di modificare la propria forma ed all’occhio di mettere a fuoco a diverse distanze. Il processo appena descritto viene definito accomodazione. Il termine deriva dal latino e significa adeguamento.
La sclera bianca presenta anteriormente una “finestra”: la cornea. Come il vetro trasparente di una finestra, ci consente di osservare il mondo esterno e, come uno scudo, è bombata in avanti. Come parte trasparente della membrana esterna, la cornea costituisce la parte anteriore del nostro occhio che chiude all’esterno. La cornea è attraversata da nervi finissimi, ma non è irrorata da vasi sanguigni. Anche il cristallino ed il corpo vitreo non contengono vasi sanguigni. Se fossero irrorati, non potresti nemmeno vedere il rosso: non riconosceresti nulla. Se osservata al microscopio, la cornea risulta costituita da sei strati: epitelio, membrana di Bowman, stroma corneale, strato di Dua, membrana di Descemet ed endotelio. Ognuno di questi strati svolge una particolare funzione.
Attraverso la cornea, mantenuta costantemente idratata dal liquido lacrimale, i raggi di luce incidenti vengono raccolti e refratti al centro. La cornea è importante per una visione nitida; con +43 diottrie (dpt) costituisce la principale responsabile della refrazione della luce, fondamentale per la visione.
Immediatamente dietro la cornea si trova la camera anteriore (lat. camera anterior bulbi). Esiste anche una camera posteriore (lat. camera posterior bulbi), che è molto più piccola di quella anteriore. Si trova tra il corpo vitreo e l’iride ed avvolge il cristallino. Queste due camere sono riempite con un liquido trasparente: l’umor acqueo (lat. humor aquaeus). Non si tratta di acqua, come potrebbe indurre a pensare il termine, bensì di una soluzione nutritiva per l’occhio. L’umor acqueo non è liquido lacrimale. Mentre le lacrime si formano nelle ghiandole lacrimali e interessano solo il lato esterno dell’occhio, l’umor acqueo viene prodotto nel corpo ciliare e si trova all’interno dell’occhio.
Osservando gli occhi di una persona di fronte a te, puoi vedere solo una piccola parte di questo affascinante organo. Certamente nel bulbo oculare bianco si nota subito la pupilla (lat. pupilla), incorniciata da un anello colorato, l’iride. L’iride è una membrana ed è a lei che dobbiamo il colore dei nostri occhi; più precisamente ai pigmenti colorati come la melanina che si trovano nell’iride. Chi ha occhi scuri ha più pigmenti di chi ha occhi chiari. L’iride si trova direttamente davanti al cristallino ed è costituita da un tessuto connettivo morbido. Qui si trovano numerosi vasi sanguigni che irrorano e nutrono il tessuto. L’iride regola la quantità di luce che attraversa l’occhio e scherma la luce che altrimenti potrebbe penetrare nell’occhio oltre che dalla pupilla.
La pupilla è un’apertura nera e rotonda nell’iride attraverso la quale i raggi di luce possono raggiungere l’interno dell’occhio. A seconda di quanta luce raggiunge il nostro occhio, la pupilla si restringe o si allarga. La dimensione della pupilla è determinata da due muscoli oculari interni. In presenza di luce forte, il muscolo costrittore della pupilla (lat. musculus sphincter pupillae) si contrae e la pupilla si restringe. Se è buio e la luce è poca, il muscolo dilatatore della pupilla (lat. musculus dilatator pupillae) si dilata e la pupilla si allarga. Entrambi i muscoli, come i muscoli ciliari, non sono controllati dalla tua volontà e non è possibile comandarli coscientemente. Funzionano in modo automatico. Inoltre, la tua pupilla reagisce anche alle emozioni quali l’eccitazione, la paura, la tristezza o la felicità. Le tue reazioni possono essere riconosciute osservando la pupilla.
Il cristallino (lat. lens cristallina) è trasparente, elastico e deformabile. Non presenta né vasi sanguigni né nervi e riceve i nutrienti necessari solo attraverso l’umor acqueo. Può modificare la sua forma biconvessa. Pertanto, il cristallino non è una struttura rigida, bensì adatta il potere diottrico per fare convergere i raggi di luce. È in grado di adattarsi automaticamente alle diverse distanze. Questo processo è definito accomodazione. Per modificare la curvatura, il cristallino necessita della forza dei muscoli ciliari. Lo spessore del cristallino dipende dal relativo livello di accomodazione; il diametro corrisponde a circa dieci millimetri.
Il cristallino è appeso alle fibre zonulari (lat. fibrae zonulares) dei muscoli ciliari come a dei nastri di gomma simili ai raggi di una ruota. Viene appiattito da questi muscoli quando vogliamo mettere a fuoco un oggetto lontano. Se i muscoli ciliari si rilassano, si riduce la tensione delle fibre zonulari, il cristallino assume forma tondeggiante grazie alla sua elasticità e diventano riconoscibili gli oggetti da vicino, ad esempio i caratteri di un quotidiano. Con l’avanzare dell’età, il cristallino perde di elasticità. Si indurisce e ne deriva una presbiopia, che può essere corretta senza problemi con occhiali da lettura oppure occhiali con lenti progressive.
La coroide riveste la parte posteriore dell’occhio ed è attraversata da molti vasi sanguigni. Si trova in posizione centrale, tra la sclera e la retina e, al contrario di cristallino, cornea e corpo vitreo, è estremamente irrorata. Nella coroide si trovano vene grandi e medie con numerose diramazioni ed arterie. La loro funzione più importante è quella di alimentare con nutrienti ed ossigeno la retina attraverso i relativi vasi sanguigni. Inoltre, sottrae calore alla retina, agendo quindi come un climatizzatore dell’occhio. Nell’area anteriore dell’occhio la coroide si allunga nel corpo ciliare.
La retina – qui inizia il “prodigio della visione”.
La retina riceve onde luminose, quindi stimoli luminosi fisici, che poi trasforma in impulsi nervosi. I segnali nervosi raggiungono attraverso lo spesso nervo ottico il cervello dove vengono ulteriormente elaborati. Solo qui si forma l’immagine come noi la percepiamo. Tuttavia, non tutti i dettagli di questo affascinante processo sono stati studiati scientificamente.
La retina è costituita da dieci strati. In uno strato si trovano le cellule sensibili alla luce: i coni (lat. coni) e i bastoncelli (lat. radi). I bastoncelli reagiscono già in presenza di poca luce. In termini di quantità, con circa 120 milioni di cellule, sono certamente in numero superiore ma non sono in grado di percepire i colori. Sono solo i circa 6 milioni di coni sensibili ai colori a rendere l’ambiente che ci circonda colorato; tuttavia, questa non è a loro unica funzione: i coni sono importanti anche per una visione nitida!
Devono il loro nome alla loro forma: i coni sono più corti dei bastoncelli e, se osservati al microscopio elettronico, ricordano lontanamente le pigne di abete. Si sono suddivisi il lavoro di riconoscimento dei colori: vi sono specialisti per il blu, il rosso e il verde. Si soffre di daltonismo se uno o più tipi di coni presentano dei difetti.
In un’area ben definita della retina, nella cosiddetta fovea centralis i coni sono particolarmente numerosi. La fovea centralis si trova quasi esattamente al centro della retina, sul “lato posteriore” dell’occhio, quindi proprio nel punto in cui il sistema ottico fa convergere i raggi di luce verticali e orizzontali. Qui non vi sono bastoncelli. Dato che i coni non solo ci consentono di percepire i colori dell’ambiente circostante, bensì sono responsabili anche della “visione nitida”, la fovea centralis rappresenta il punto di visione più nitida in assoluto dell’occhio! L’area della retina in cui si trova la fovea centralis si riconosce subito dal colore: è gialla! Per questo motivo è definita macula, (dal lat. macula: macchia e lutea: gialla).
A proposito: esiste anche una “macchia cieca”. Corrisponde alla zona dove il nervo ottico esce dall’occhio in direzione del cervello. Qui non vi sono né bastoncelli né coni. Ciò nonostante, non percepisci la presenza della macchia cieca, poiché il tuo cervello “compensa” la mancanza di informazioni e si “ricostruisce” il resto dell’immagine. L’ulteriore elaborazione del tuo cervello “dell’immagine” in arrivo è descritta in: dalla luce alle immagini.
Una perfetta protezione: la cavità oculare
Il tuo occhio è un organo sensibile. Come “avamposto” del cervello si trova nella cavità oculare (lat. orbita) e viene protetto da colpi e urti da sette ossa. L’osso frontale (lat. os frontale) forma insieme all’osso zigomatico (lat. os zygomaticum), all’osso mascellare (lat. maxilla), all’osso etmoide e all’osso sfenoidale (lat. os ethmoidale e os sphenoidale) oltre all’osso lacrimale (lat. os lacrimale) e all’osso palatino (lat. os palatinum) una cavità sicura che, attraverso canali e forami è collegata con la parte interna del nostro cranio.
Anche le palpebre (lat. palpebrae) svolgono una funzione protettiva dell’occhio. Sono come una tenda che si chiude sull’occhio quando dormiamo. In presenza di pericolo, la reazione di riflesso è un battito di ciglia. Ad esempio, se c'è il rischio che un corpo estraneo entri nell’occhio.
Le ciglia (lat. ciliae) hanno la funzione di proteggere l’occhio dalla polvere e dallo sporco. Anche le sopracciglia sono parte dell’ingegnoso sistema di pulizia e detersione degli occhi. Impediscono al sudore di scivolare dalla fronte direttamente negli occhi.
Le lacrime, invece, sono una specie di detersivo. Vengono prodotte principalmente nelle ghiandole lacrimali che si trovano sopra il bulbo oculare nella cavità oculare. Le ghiandole hanno circa le dimensioni di una piccola mandorla e, attraverso canali, bagnano l’occhio con il liquido lacrimale. Grappoli di ghiandole più piccoli nella palpebra supportano le grandi ghiandole lacrimali. Le lacrime vengono distribuite uniformemente sulla cornea e formano un film liquido che protegge i nostri occhi dalla secchezza, ma che contrasta anche le irritazioni di natura meccanica o chimica. Se ad esempio qualcosa entra nell’occhio, oppure quando si sbucci le cipolle, quasi subito gli occhi iniziano a lacrimare poiché sono stati irritati dal gas volatile propanetiale sulfossido che, attraverso l’aria, raggiunge l’occhio. In questo modo, corpi estranei o sostanze irritanti vengono lavati via dall’occhio ed il pericolo è scongiurato!
