Fisiologia dell'occhio: rifrazione, recettori visivi e trasmissione stimolo

Fisiologia dell'occhio

6.Fisiologia 23/11/23 - Sbobinatori: Francesca Panceri, Emma Martinelli, Irene Russo, Alice Marzanati -
Revisionatori: Dorcas Lusevikueno, Elisa Fazio - Prof: Grossini
FISIOLOGIA 6

Cos'è un mezzo diottrico? È una struttura che devia i raggi luminosi. Il mezzo diottrico più importante
nell'occhio è la cornea che ha un potere diottrico di 41-45 diottrie, abbiamo inoltre l'umore acqueo, il
cristallino e l'umore vitreo. Parleremo della rifrazione statica, la quale avviene grazie ai mezzi diottrici
dell'occhio che deviano i raggi luminosi.

Un raggio luminoso quando colpisce una superficie che separa due mezzi con una densità diversa viene
rifratto.

Indice di rifrazione e Legge di Snell

Indice di rifrazione: n = =
( n: indice di rifrazione, c: velocità luce nel vuoto, v: velocità luce nel mezzo)
Legge di Snell: n =
sin(i)
sin(r)
( i= angolo di incidenza, r= angolo di rifrazione)

Sistemi ottici

Un sistema ottico semplice è quello in cui una superficie sferica separa due mezzi con indice di rifrazione
diverso.
Un sistema ottico complesso è quello in cui più superficie sferiche separano più mezzi con indice di rifrazione
diverso.
Per questo motivo l'occhio è un sistema ottico complesso, anche se per motivi pratici verrà considerato come
un sistema ottico semplice.

Luce da sorgente remota

Luce che proviene da una sorgente remota (> 6 metri), cioè dall'infinito.
I raggi che provengono dall'infinito arrivano alla superficie sferica
parallelamente tra di loro. Dopo la rifrazione convergono sul fuoco
principale posteriore (FPP).

Il fuoco principale posteriore (FPP) è il punto in cui convergono i raggi
luminosi che provengono da distanza > 6 metri dopo la rifrazione
FPP

Quanti FPP posso avere? Uno solo, poiché i raggi luminosi provengono dall'infinito.
Potrebbe esistere un fuoco principale anteriore FPA, punto in cui i raggi luminosi convergerebbero se la
sorgente luminosa fosse posta a livello del FPP. I raggi luminosi arriverebbero dunque alla superficie
divergendo e dopo la superficie fuoriuscirebbero paralleli convergendo nel FPA, che cadrebbe all'infinito.
La distanza focale è la distanza tra il FPP e il centro della lente, dove nell'occhio viene rappresentato dal
cristallino. La distanza focale dell'occhio è perciò la distanza tra FPP e centro del cristallino, quest'ultimo
nell'occhio è posto anteriormente; quindi, la distanza focale potrebbe essere approssimata alla lunghezza
dell'occhio.

Luce da sorgente prossima

Luce che proviene da una sorgente prossima (< 6 metri)
I raggi che provengono da una distanza < 6 m arrivano alla superficie
sferica divergendo. Dopo la rifrazione, convergono nel fuoco
coniugato posteriore (FCP).

FCP

Il fuoco coniugato posteriore (FCP) è, quindi, il punto in cui convergono i raggi luminosi che provengono da
una distanza < 6 metri, dopo la rifrazione.
Il FCP cade sempre posteriormente al FPP
Quanti FCP posso avere? Infiniti, poiché dai 6 metri alla superficie sferica posso avere Infinite distanze, più mi
avvicino alla superficie sferica più lontano sarà il FCP.6.Fisiologia 23/11/23 - Sbobinatori: Francesca Panceri, Emma Martinelli, Irene Russo, Alice Marzanati -
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Il fuoco coniugato anteriore (FCA) sarebbe il punto in cui convergerebbero i raggi se la sorgente fosse posta
nel FCP. IL FCA esiste e coincide con il punto in cui è posto la sorgente luminosa

La diottria

La DIOTTRIA è il potere di rifrazione che una lente che ha distanza focale=1m.
Diottria = = ( f: distanza focale in metri)
Se ho una sorgente luminosa all'infinito ho una sola distanza focale (F), dunque diottria =
1
∗
Se ho una sorgente luminosa <6m ho due distanze focali (f1 e f2), dunque diottria = = +
1
f2
F
*in questo caso f1= , = 0 e f2=F quindi diottria ==

L'occhio come sistema ottico

L'occhio viene considerato un sistema ottico
semplice e viene definito centrato perché i
centri di curvatura delle superficie sferiche si
trovano sullo stesso asse.
Tutte le superficie sferiche dell'occhio sono
centrate? Precisamente no, perché la cornea
non è perfettamente sferica e presenti più centri
di curvatura. Questo spiega l'astigmatismo.
fuoco principale
fuoco coniugato
all'infinito
luce da sorgente remota
00
F
1 _ 1 + 1
F f1 f2
fuoco con
fuoco coniugato
anteriore
pos
f1
f2

Tipi di rifrazione

Nell'occhio esistono due tipi di RIFRAZIONE, ovvero due modi attraverso cui devia i raggi luminosi.
Rifrazione statica: avviene passivamente, grazie ai mezzi diottrici dell'occhio. Non richiede l'intervento attivo
dell'occhio poiché i raggi vengono deviati dalle superfici sferiche.
Rifrazione dinamica (anche detta accomodazione): richiede l'intervento attivo dell'occhio.

Rifrazione statica e accomodazione

La rifrazione statica avviene quando i raggi luminosi provengono da una fonte posta all'infinito. I raggi giunti
paralleli alla superficie vengono deviati convergendo nel FPP dove nell'occhio emmetrope (occhio normale)
cade sulla retina. L'occhio emmetrope dunque vede bene con la sola rifrazione statica gli oggetti posti
all'infinito.
Si chiama punto remoto la maggiore distanza dall'occhio che forma l'immagine sulla retina con la sola
rifrazione statica. Il punto remoto dell'occhio emmetrope è posto all'infinito.
Se osservo un oggetto posto a una distanza inferiore ai 6 metri, dalla sorgente i raggi giungono divergendo e
vengono rifratti e fatti convergere nel FCP, che come detto precedentemente cade posteriormente al FPP,
dunque dietro la retina, tanto più dietro quanto il più il soggetto è vicino. Questo spiega perché la sola
rifrazione statica non è sufficiente.
L'occhio per poter mettere a fuoco deve intervenire attivamente spostando il FCP sulla retina, deve dunque
aumentare il suo potere di rifrazione agendo sulla curvatura del cristallino rendendolo più curvo. Questo
fenomeno prende il nome di rifrazione dinamica o accomodazione.
L'accomodazione è un riflesso (a cui corrisponde un arco nervoso riflesso) che permette l'aumento di
curvatura nella superficie anteriore del cristallino permettendo che il FCP cada sulla retina.
FPP
FCP6.Fisiologia 23/11/23 - Sbobinatori: Francesca Panceri, Emma Martinelli, Irene Russo, Alice Marzanati -
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Arco riflesso dell'accomodazione

• Recettori: coni e bastoncelli;
• Branca afferente: segue tutte le vie visive comprendendo il nervo ottico che termina nel chiasma, il
  tratto ottico che termina nel corpo genicolato laterale e la radiazione ottica;
• Centro riflesso: corteccia visiva, posizionata nel lobo occipitale area 17, 18,19;
• Branca efferente: l'accomodazione è un riflesso parasimpatico, avrò dunque neuroni pregangliari
  localizzati nel nucleo di Edinger-Westphal del III paio di nervi cranici e neuroni postgangliari localizzati
  nel ganglio ciliare.

La corteccia visiva, ovvero il centro riflesso, invierà fibre dirette al nucleo di Edinger-Westphal stimolando i
neuroni pregangliari del parasimpatico. Dal nucleo
(b)
emergono fibre pregangliari verso il ganglio ciliare dove
Muscoli ciliari
Muscoli ciliari contratti
(c)
rilassati
sono posizionati i neuroni postgangliari del parasimpatico
Cristallino appiattito
Cristallino convesso
da cui partiranno le fibre postagangliari dirette
- Cornea
Zonula in trazione
Zonula rilassata
all'effettore.
-
Effettore: muscolo ciliare. È un muscolo circolare
rosso. È rilasciato quando il soggetto osserva un oggetto posto all'infinito mantenendo tese le fibre
del legamento di Zinn e permettendo la stiratura del cristallino.
Quando il soggetto osserva un oggetto posto a distanza <6m si attiva l'arco riflesso dell'accomodazione
permettendo la contrazione del muscolo ciliare, le fibre del legamento si rilasciano e il cristallino tende a
curvare perché caratterizzato da una notevole elasticità. Il potere diottrico dell'occhio così aumenta
permettendo ai raggi luminosi di cadere sulla retina.
La curvatura a variare nel cristallino è quella anteriore, il cui raggio da 10mm diventa 6mm.
Se il cristallino perde l'elasticità durante l'accomodazione non si curva causando presbiopia, la quale si verifica
all'avanzare dell'età con la perdita delle fibre elastiche nel cristallino. Il soggetto presbite non vede bene da
vicino e necessita di allontanare l'immagine permettendo al FCP di cadere sulla retina.

Calcolo del potere diottrico

Sapendo che la distanza focale di un occhio emmetrope è di 17 mm (la quale coincide con la lunghezza
dell'occhio) qual è il potere driottico di un occhio che guarda all'infinito?
Diottria = =
0,017m
1
= 59mm Il potere diottrico è di 59 diottrie, le quali saranno la somma del potere
diottrico di ogni singolo mezzo diottrico presente nell'occhio.
Se la sorgente è posta a una distanza <6m devo calcolare anche la distanza focale del FCA oltre a quella del
FCP: Diottria = 1 +12
Il valore massimo si raggiunge nel punto prossimo, ovvero la distanza più vicina all'occhio in grado di dare
immagine nitida con il massimo dell'accomodazione, tale distanza è 7cm nel neonato, il quale possiede il
massimo grado di elasticità del cristallino.
Calcolo il potere diottrico di un occhio al massimo dell'accomodazione
Diottria =
1
+
1
- = 73mm (la distanza focale è espressa in metri)
0,017
0,07
Si passa da 59 diottrie a 73 diottrie grazie al cristallino, il quale ha potere diottrico di 14mm.6.Fisiologia 23/11/23 - Sbobinatori: Francesca Panceri, Emma Martinelli, Irene Russo, Alice Marzanati -
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Questo passaggio prende il nome di ampiezza di accomodazione. Tale ampiezza si riduce con la presbiopia.
L'ambito di accomodazione è la distanza tra il punto prossimo e il punto remoto.

Occhio miope

L'occhio miope può avere due tipi di problemi:

• Essere più lungo del normale
• Avere un potere rifrattivo maggiore

Sorgente a distanza maggiore di 6m

1) Sorgente posta a una distanza >6m: i raggi, una volta deviati, cadono nel FPP che però è posto
anteriormente alla retina, per ogni punto dell'immagine sulla retina si formano dei coni che si
sovrappongono, l'immagine risulta sfocata
Esiste un punto remoto nell'occhio miope? Se esiste non è localizzato all'infinito

Sorgente a distanza minore di 6m

2) Sorgente posta a una distanza <6m:
i raggi luminosi arrivano divergendo e, dopo essere stati rifratti, cadono nel FCP, che cade sempre dietro il
FPP. Come sappiamo, il FCP cade tanto più dietro al FPP quanto più è vicino alla superficie sferica
dell'occhio. Questo significa che esiste una posizione dell'immagine, localizzata ad una certa distanza
dall'occhio, che fa cadere il FCP esattamente sulla retina; solo per quella specifica distanza che si troverà tra
i 6 metri e l'occhio, l'occhio miope vede bene senza accomodare. Questa distanza specifica dipende dalla
gravità della miopia, ossia dalla lunghezza dell'occhio, più è grave più questa distanza è vicina all'occhio. In
questo senso, l'occhio miope è leggermente avvantaggiato rispetto ad un occhio emmetrope.
Visione | Visione
confusa ! chiara
Punto
remoto
€
Oggetto
distante
F
Punto
remoto
Immagine formata
da una lente concava
℮
N.B. Se la sorgente è localizzata a meno di 6 m non è
vero che il fuoco cade sulla retina, perché degli infiniti
FCP ve n'è uno solo che cade sulla retina, mentre tutti
gli altri cadono davanti o dietro.
Un altro vantaggio dell'occhio miope è che il suo punto
prossimo è più vicino all'occhio, questa caratteristica è
positiva relativamente allo sviluppo della presbiopia,
condizione patologica per cui il soggetto deve
allontanare l'oggetto. Se si parte da una condizione più
vicina all'occhio quindi si è più avvantaggiati e ci si
accorge più tardivamente della presbiopia.

Caratteristiche dell'occhio miope

Riassumendo, le caratteristiche dell'occhio miope sono:

• Un occhio più lungo del normale o con un potere rifrattivo maggiore.
• Non vede bene con la sola rifrazione statica gli oggetti posti a una distanza superiore a 6 m,
  dunque, sicuramente il punto remoto non cade all'infinito, ma a una distanza inferiore a 6 m.