10. Ögats anatomi och fysiologi 2

Ögat är en immun-priviligierad vävnad/zon, varför? hur?

• Skyddar mot skada och destruktiv inflammation som medför synnedsättning

• Uppnås via barriärer (b.la. Blod-ögon-barriärerna) och specifik reglering av immun-responsen

Specifik reglering av immun-responsen

Nedreglerad aktivitet
Immunmodulering (T-reg celler, inducerad apoptos mm).
Immunosuppressiva faktorer (ex. TGF-Beta).
ACAID (Anterior chamber-associated immune deviation)

Blod-ögon-barriärerna

Reglerar passage från blodet till ögat av proteiner och andra stora molekyler, joner och vatten.
Påverkar även läkemedelstransport.

Fysiologiska och anatomiska barriärer, vilka? Beskrivning?

• Sklera

• Ögonlock och tårfilm
  - Blinkfunktion
  - Sköljer rent
  - Tårfilmets komponenter

• Konjunktiva
  - Lipofilt epitel
  - Lucker väv under epitelet, rikligt med kärl och lymfvävnad

• Cornea
  - Glykokalyx
  - Lipofilt epitel
  - Hydrofilt stroma
  - Lipofilt descemets membran och endothel
  - Tight junctions i epitelet och endotelet

Blod-ögon-barriärerna, Vilka? Beskrivning

• Blod-kammarvätske-barriärern.
  - Icke-fenestrerade iriskärl
  - Tight junctions i: Kärlendotelet i iris, irisepitelet på baksidan och ciliarkroppens icke-pigmenterade epitel.

• Blod-retina-barriären
  - Icke-fenestrerade retinala kärl
  - Tight junctions i: Retinala kärlen och retinala pigmentepitelet
  

Synvägarna, delar och vad gör de?

• Ögat, synbanor och syncentrum

• Klara optiska medier

• Bryta ljuset

• Omvandla ljusenergin till elektriska potentialer i retina

• Fortleda potentialerna genom synnerv och högre synvägar till syncortex

• Tolka synintryck

Fotoreceptorerna - Vilka typer? Vad skiljer dem åt?

Stavar och tappar.
Har olika fotopigment (Opsiner) som absorberar olika våglängder i spektrumet

Fotoreceptorerna - Uppbyggnad? Vad sker i yttre delen?

• Yttersegment (diskar) med fotosensitivt pigment (opsin + chromofor)

• Cilie

• Innersegment med nukleus

• Synaps

I yttersegmentet sker omvandlingen av ljusenergi → Elektriska impulser via fototransduktionskaskaden

Fototransduktion

• Fotopigmentet absorberar ljusenergi

• Ändrar konformation och blir aktiv

• Via transducin aktiveras fosfodiesteras (PDE)

• PDE hydrolyserar cGMP → 5’GMP

• cAMP-jonkanaler stängs → Hyperpolarisering av cellen och frisättning av glutamat vid synapsen minskar

Stavar vs. Tappar
Stavar

• Känsliga, enstaka fotoner för att aktiveras

• Mättas av bakgrundsljus

• Mörkeradapterar (Ljust → Mörkt rum, mörkerseende)

• Långsamma

• Låg upplösning (kopplar till flera bipolärer)

• Ett sorts fotopigment - Rhodopsin

• Gråskala

• Rörelsedetektion

Stavar vs. Tappar
Tappar

• >200 fotoner för att aktiveras

• Tolererar bakgrundsljus

• Ljusadapterar (Mörkt → Ljust rum, Dagseende)

• Snabba

• Hög upplösning (Koppar en eller enstaka bipolärer)

• Flera typer av opsiner (fotopigment), responderar på olika våglängder

• Färgseende

• Synskärpa och detaljer

Genereringen av synimpulser - 4 stegen

1. Ljuset bryts i ögats media, når näthinnans fotoreceptorer med deras fotopigment.

2. Pigmenten absorberar ljusenergin, omvandlar den till elektriska impulser via fotodransduktionskaskaden

3. Impulserna fortleds via bipolörer till retinala ganglieceller, samt moduleras av horisontal- och amakrina celler

4. Impulsen skickas via gangliecellernas axoner via synnerven till högre synvägar

Intrinsic photosensitive retinal ganglion cells

• Retinala ganglieceller som innehåller fotopigmentet melanopsin (480nm)

• Kan ge pupillkontraktion vid starkt ljus

• Viktiga för dygnsrytm och biologiska klockan

Vad är “syn” ?

• Ljusförnimmelse

• Rörelsedetektion

• Annat som:
  - Synfält och perspektiv
  - Djupseende (Avståndsbedömning)
  - Synskärpa (Visus)
  - Fokusering och ackommodation
  - Mörker-, dag- och färgseende

Ögonposition och synfärlt - 3 fält

Binokulär syn - Båda ögonen skapar en gemensam bild
Monokulär syn - Ett öga skapar bilden
Blindområde - Området utanför synfältet

Synskärpa
Vad är Visus?
Människa
Häst
Hund
Katt

Visus = Mått på ögats upplösningsförmåga

• Människa 20/20

• Häst 20/30 till 20/60 (olika stuider)

• Hund 20/40 till 20/75 (olika raser?)

• Katt 20/100 till 20/200 (?)

Varför har hund, katt och häst inte lika bra synskärpa som människan?

• Fördelning av neuron i näthinnan
  - Densitet av fotoreceptorer
  - Saknar “gula fläcken” (har istället visual streak/area centralis)
  - Mängd tappar respektive stavar (stavdominerande)
  - Antal ganglieceller

• Högre konvergens mot gangliecellerna

• Tapetum lucidum - Möjligt försämrad upplösning

Ljusets brytning, vilka delar? Hur funkar det?

• Ljuset bryts i optiska media:
  - Cornea
  - Kammarvätskan
  - Linsen
  - Glaskroppen

• Träffar sen fotoreceptorerna

Brytning av ljuset - Olika synfel (5, 1 är inget fel så)

• Emmetropi - Normalsynthet

• Myopi - Närsynthet

• Hyperopi - Översynthet

• Astigmatism - Olika brytning i olika medier

• Presbyopi - Ålderssynhet

Brytningsfel - Djur

• Förekommer, men ovanligt med kraftiga fel
  - Fullblod häst ofta närsyntare än andra raser
  - Ex. vissa labradorlinjer kan vara närsynta

• Vi vet detta genom Skiaskopi

Ackommodation - Vad?

Förmågan att ändra brytkraften i ögats lins

Dag- och mörkerseende
Vad bestämmer?

• Pupillstorlek och form
  - Stor pupill → Stort ljusinsläpp → Bra i mörkret
  - Dynamisk, rund pupill → Stor förmåga till ökat skärpedjup, fördel på dagen

• Stavdominerande näthinnor är bra i mörkret
  - Stavdensitet
  - Rhodopsin

• Tapetum lucidum ger fördel i mörkret

Färgseende, Människa, Flesta däggdjur, Fåglar och Exemplet valar

• Människa: Tre typer av tappar = Trikromatiska
  - Känsliga för blått, grönt och rött ljus.

• De flesta däggdjur: Två typer av tappar = Dikromatiska
  - Blått och gulgrönt

• Fåglar - Fyra typer av tappar = Tetrakromatiska

• Valar - En tapp = Monokromatiska

Högre synvägar - Impulserna går vart?

Impulserna kommer till primära synbarken men skickas vidare för att tolkas

Neuro-oftalmologi
Reflexer och responser

• Hotrespons

• Pupillreflexer (PLRs)

• Optiska blinkreflexen (Dazzle)

• Kornealreflexen

• Palpebralreflexer

Pupillreflexer - PLRs
Direkt och indirekt respons

Belysning av retina av ett öga leder till kontraktion (mios) av BÅDA pupiller.
Direkt respektive indirekt respons

Pupillreflexer - PLRs
Systemet

• Parasympatiska nervbanor

• Retina → N. opticus (II) → Chiasma opticum
  - Delvis överkorsning

• Korsningar subkortikalt
  - Nucleus pretectalis olivaris → Edinger-Westphals kärnor (III)

• N. oculomotorius (III) via ciliära ganglier →

• Irissfinktermuskulaturen på båda ögonen

Pupilldilation (mydriasis)

• Sympatiska nervbanor

• Hypotalamus, locus coereolus →

• Medulla spinalis (vid T1-T3) →

• Ganglion cervicale craniale →

• Pupilldilatatorn

Hotrespons

• Kortikal, förvärvad respons (EJ REFLEX) (saknas hos nyfödda)

• Hotande gest mot ögat → Retina aktiveras

• Afferent
  - N. Opticus (II) → Chiasma opticum → Optic tract → Omkoppling i talamus laterala kroppar → Syncortex → Motorcortex via pons och cerebellum

• Efferent
  - N. Facialis (VII), även N. abducens (VI)

• Ofta också avärjande huvudrörelse från djuret

Andra reflexer (3)

• Optisk blinkreflex (dazzle)
  - Blinkning vid kraftigt infallande ljus på retina.
  - Afferent: N. opticus (II) → Omkoppling subkortikalt i talamus (rostrala colliculus).
  - Efferent: N. facialis (VII)

• Palpebralreflexen
  - Test av känseln runt ögat
  - Afferent: N. trigeminus (V)
  - Efferent: N. facialis (VII)

• Kornealreflexen
  - Test av känseln i kornea (med bomullstuss)
  - A: N. trigeminus (V)
  - Efferent: N. facialis (VII) och N. abducens (VI)

Innervering av ögat om omgivande viktiga strukturer
Nerver
Sammanfattning
EOM = Extraokulära muskler

• N. opticus (II) - Synnerven

• N. oculomotorius (III) → Pupill (mios, kontraktion) och EOM

• N. trochlearis (IV) → EOM

• N. trigeminus (V) → Känsel (Ögonlock och cornea) och tårar

• N. abducens (VI) → EOM

• N. facialis (VII) → Orbicularismuskel (blinka)

• Sympatikus → Pupill (mydriasis, dilation), ögonlock och tårar