Op het eerste gezicht: de bouw van het oog
Ons brein heeft twee ingebouwde "camera's" om een blik te werpen op de buitenwereld: de ogen! Geen enkele topkwaliteitcamera ter wereld kan het opnemen tegen onze ogen.
Het oog: anatomie en hoe het werkt
Ontdek samen met Fielmann het meest fascinerende orgaan van het menselijke lichaam. Gebruik de schuifregelaar onder het model om het oog om de eigen as te laten draaien. Klik op de witte punten in het model of selecteer een begrip uit de lijst om meer te weten te komen over de bouw en de werking van het menselijke oog.
Het regenboogvlies (Lat. iris) is het diafragma van het oog dat afhankelijk van de individuele pigmentverdeling grijs, groen, blauw of bruin is. Het regelt de lichtinval in het binnenste van het oog. De ronde, veranderlijke diafragma-opening wordt pupil genoemd. De iris wordt zonder ons toedoen door twee spieren aangestuurd en afhankelijk van de lichtomstandigheden verwijd of verkleind.
Enkel door de nauwe samenwerking met het brein verloopt het proces van het zien op "lichtsnelheid": Eenvoudig gezegd: lichtimpulsen worden in zenuwimpulsen omgezet. Daaruit vormt ons brein beelden. Onze ogen leveren voortdurend informatie aan onze hersenen over onze omgeving. Meer dan 80% van al onze zintuiglijke waarnemingen bereikt ons via de ogen.
De weg van het licht naar het beeld
In principe werken de ogen zoals een camera: een gecompliceerd optisch systeem zorgt ervoor dat er een scherp beeld ontstaat op het netvlies: eerst valt er een lichtstraal op het hoornvlies, dat het beeld al grofweg scherp stelt. De iris regelt de lichtinval, net zoals het diafragma van een fototoestel: hoe sterker ze samentrekt, hoe minder licht er via de pupil naar binnen valt. De ooglens kan zich dankzij de accommodatie op verschillende afstanden scherpstellen. Ze bundelt de lichtstralen op zo'n manier dat er een brandpunt ontstaat op het netvlies . Daar zetten de "staafjes" en "kegeltjes" de optische lichtprikkels om in elektrische impulsen, die op hun beurt via de oogzenuw in het brein terechtkomen. Pas daar ontstaat het beeld dat wij waarnemen. De weg van licht naar beeld is een fascinerend proces.
De bouw van het menselijke oog
Via de anatomie van het oog ontdekken we hoe dit complexe orgaan een optisch systeem vormt uit zenuwcellen, bindweefsel, bloedvaten en spiervezels, en hoe dat het licht breekt dat door de objecten wordt teruggekaatst. Hoornvlies, kamervocht, ooglens en glasachtig lichaam werken – eenvoudig gezegd – als een focuslens. Opdat wij scherp kunnen zien, moeten er bijzonder complexe processen gebeuren. Tot op de dag van vandaag weten we daar nog lang niet alles over.
De oogbol (Lat. bulbus oculi) is bolvormig, is ongeveer 24 mm lang, weegt ongeveer 7,5 gram en ligt beschermd in onze benige oogholtes. Hij is met een geleiachtige gel gevuld, die voor ongeveer 98% uit water bestaat. Omdat de vloeistof transparant is, spreekt men ook van het glasachtig lichaam (Lat. corpus vitreum). Hyaluronzuren en collageenvezels vormen de resterende 2% van het glasachtig lichaam. Zij zijn verantwoordelijk voor de geleiachtige textuur. Het glasachtig lichaam vult het grootste deel van het oog, maar het maakt ook deel uit van het optische systeem en garandeert dat de lichtstralen ongehinderd door de ooglens (Lat. lens crystallina, Gr. phakos) op het netvlies (retina van Lat. rete) terechtkomen.
Het binnenste van de oogbol wordt door meerdere vliezen omgeven. Van buiten naar binnen heten ze het harde oogvlies (sclera, van het Gr. skleros), vaatvlies (chorioidea) en netvlies. Het harde oogvlies is wit en wordt daarom ook "oogwit" genoemd. De medische vakterm "sclera" komt van het Grieks: "skleros" betekent "hard". Beide begrippen zijn toepasselijk: het harde oogvlies is een wit omhulsel dat zoals een buitenwand het oog beschermt. Door de binnendruk van het oog blijft het hard en stabiel. Het omsluit het oog vanaf de achteraan gelegen oogzenuw (Lat. nervus opticus) tot aan het hoornvlies vooraan, langs waar het licht naar binnen valt. Het vezelige collageen geeft het harde oogvlies zijn stabiliteit. Het is niet overal even dik. In het voorste deel van het oog is het dunner dan in het achterste deel. Bovendien heeft het twee "openingen": een vooraan en een achteraan het oog. Daar "verlaat" de oogzenuw het oog als een dikke "stroomkabel" die uit een massa zenuwbanen bestaat, en brengt zo informatie naar het brein.
Zes externe oogspieren zijn vastgehecht aan het harde oogvlies. Met die spieren kunnen we de ogen naar boven en naar onder of naar rechts en links bewegen of ermee rollen. De oogspieren gehoorzamen aan onze wil. Maar er zijn in het oog ook spieren die automatisch zonder ons toedoen reageren en zich niet door ons laten beïnvloeden. Daartoe behoren de ciliaire spieren (Lat. musculus ciliaris): Daarmee kan onze elastische ooglens van vorm veranderen, waardoor het oog zich op verschillende afstanden kan scherpstellen. Men spreekt bij dit proces van accommodatie. Dat woord is van de Latijnse oorsprong: accommodare betekent aanpassen.
Het harde oogvlies heeft vooraan een "venster": het hoornvlies. Daardoor kunnen wij als door een glashelder raam een blik op de buitenwereld werpen. Het is als een schild naar voor gebogen. Als doorzichtig deel van het oogvlies is het hoornvlies dus het voorste deel van ons oog dat het naar buiten afsluit. Het hoornvlies is doorweven met de fijnste zenuwen, maar bevat geen bloedvaatjes. Ook in de ooglens en het glasachtig lichaam zitten geen bloedvaatjes. Als die doorbloed zouden zijn, zouden we niet eens alles in het rood zien: we zouden helemaal niets zien. Als we het door de microscoop bekijken, zien we de zes lagen waaruit het hoornvlies bestaat: het epitheel, het membraan van Bowman, het stroma, de laag van Dua, het membraan van Descemet en het endotheel. Elk van die lagen heeft een bijzondere functie.
Het hoornvlies wordt voortdurend door het traanvocht vochtig gehouden. Het brengt binnenvallende lichtstralen samen en breekt ze in het midden. Het hoornvlies is belangrijk voor een scherp zicht: met +43 dioptrieën (dpt) draag het het grootste deel van de lichtbreking die voor het zicht zo belangrijk is.
Net achter het hoornvlies ligt de voorste oogkamer (Lat. camera anterior bulbi). Er is ook een achterste oogkamer, (Lat. camera posterior bulbi) die veel kleiner is dan de voorste. Die bevindt zich tussen het glasachtig lichaam en de iris en omgeeft de ooglens. Beide kamers zijn gevuld met een heldere vloeistof: het kamerwater (Lat. humor aquaeus) Het is eigenlijk geen "water", zoals de naam doet vermoeden, maar een voedingsoplossing voor het oog. Kamerwater wordt ook kamervocht genoemd en is geen traanvocht. Terwijl tranen in de traanklieren worden gevormd en enkel aan de buitenkant van het oog voorkomen, wordt het kamervocht in het straalvormig lichaam geproduceerd. Het bevindt het zich in het binnenste van het oog.
In de blik in de ogen van ons gezelschap zien we maar een klein deeltje van dit fascinerend orgaan. Opvallend aanwezig in de witte oogbol is de pupil (Lat. pupilla), die omgeven is door een gekleurde ring, de iris. De iris wordt ook regenboogvlies genoemd. Hieraan hebben wij onze oogkleur te danken, of beter gezegd aan kleurpigmenten zoals melanine die in de iris zitten. Donkere ogen hebben meer pigment dan lichte ogen. De iris ligt onmiddellijk voor de ooglens en bestaat uit een los bindweefsel. Hier bevinden zich talrijke bloedvaatjes om het weefsel te voeden en te onderhouden. De iris regelt de lichtinval: ze houdt het licht tegen dat anders naast de pupil in het oog zou kunnen binnendringen.
De pupil is de zwarte ronde opening in het regenboogvlies langs waar de lichtstralen het binnenste van het oog kunnen bereiken. Afhankelijk van de hoeveelheid licht die op ons oog valt, worden de pupillen kleiner of groter. De grootte van de pupillen wordt bepaald door twee oogspieren binnenin. Bij een sterke lichtinval trekt de musculus sphincter pupillae samen en de pupil wordt kleiner. Als het donker is en er weinig verlicht binnen valt, zorgt de musculus dilatator pupillae ervoor dat de pupil groter wordt. Deze twee spieren zijn net als de ciliaire spieren niet onderworpen aan onze wil en kunnen niet bewust worden aangestuurd. Ze werken automatisch. Onze pupillen reageren overigens ook op emoties, zoals opwinding of angst, verdriet of geluk. Onze reacties vallen dus ook af te lezen aan onze pupil.
De ooglens (Lat. lens crystallina) is doorzichtig, elastisch en vervormbaar. Ze bevat geen bloedvaatjes of zenuwen en krijgt haar voedingsstoffen enkel via het kamervocht. Ze kan haar biconvexe vorm veranderen. Dat wil zeggen: de ooglens is geen vaste vorm, maar ze past haar breekkracht aan om lichtstralen te bundelen. Hierbij stelt ze zich automatisch in op verschillende afstanden. Dat noemen we accommodatie. Om de kromming te veranderen heeft de ooglens de spierkracht nodig van de ciliaire spieren. De dikte van de lens is afhankelijk van de huidige toestand van de accommodatie; de diameter bedraagt ongeveer tien millimeter.
De ooglens hangt in de zonulavezels (Lat. fibrae zonulares) van de ciliaire spieren. Die lijken op spaakachtige elastiekjes. Ze wordt door deze spieren vlak getrokken als we een beeld in de verte scherp willen zien. Als de ciliaire spieren zich samentrekken en de zonulavezels losser maken, trekken de zonulavezels minder hard. De lens wordt boller door de eigen elasticiteit en dingen dichtbij, bijvoorbeeld letters in een krant, worden herkenbaar. In de loop van de tijd verliest de ooglens wat van haar elasticiteit. Ze wordt harder. Dat leidt tot ouderdomsverziendheid (presbyopie), die zonder problemen met een leesbril of een multifocale bril kan worden gecorrigeerd.
Het vaatvlies bekleedt het achterste deel van het oog en bevat, zoals de naam het al verraadt, erg veel bloedvaatjes. Het ligt in het midden tussen het harde oogvlies en het netvlies en is – in tegenstelling tot de ooglens, het hoornvlies en het glasachtig lichaam – heel goed doorbloed. In het vaatvlies bevinden zich grote en middelmatige aders die dichtvertakt zijn, en ook slagaders. Hun belangrijkste opdracht is het netvlies via de bloedvaten van voedingsstoffen en zuurstof te voorzien. Bovendien voert het de warmte uit het netvlies af en werkt het als een airco voor het oog. In het voorste deel van het oog gaat het vaatvlies over in het straalvormig lichaam.
Het netvlies: hier begint het "wonder van het zicht".
Het netvlies krijgt lichtgolven binnen. Dat zijn fysieke lichtprikkels, die het in zenuwimpulsen omzet. De zenuwstromen worden via de dikke oogzenuw verder geleid naar ons brein om daar verder te verwerken. Pas dan ontstaat het beeld dat we waarnemen. Nog lang niet alle details van dit fascinerend proces zijn wetenschappelijk onderzocht.
Het netvlies is opgebouwd uit 10 lagen. In een laag zijn de lichtgevoelige cellen – de staafjes (Lat. radi) en de kegeltjes (Lat. coni) – ingebed. De staafjes reageren al bij relatief weinig licht. Met ongeveer 120 miljoen fotoreceptoren zijn ze duidelijk in de meerderheid, maar ze zijn wel "kleurenblind". Enkel de ongeveer 6 miljoen kleurgevoelige kegeltjes geven kleur aan de wereld, maar dat is niet hun enige opdracht: de kegeltjes zijn ook belangrijk om scherp te kunnen zien!
De fotoreceptoren danken hun naam aan hun vorm: de kegeltjes zijn korter dan de staafjes en doen vaag aan bowlingkegels denken als je ze onder een elektronenmicroscoop bekijkt. Ze hebben het kleurenwerk onder elkaar verdeeld: er zijn specialisten voor blauw, rood en groen. Een mens is overigens kleurenblind als een of meerdere soorten kegeltjes defect zijn.
In een heel specifiek deel van het netvlies, in het zogenaamde centrale groefje (Lat. fovea centralis), liggen de kegeltjes bijzonder dicht tegen elkaar. Het centrale groefje bevindt zich vrij precies in het midden van het netvlies op de "achterkant" van het oog, dus net daar waar het optische systeem van het oog de rechte en parallel binnenvallende lichtstralen bundelt. Hier zijn er geen staafjes. Aangezien de kegeltjes niet enkel kleur brengen in de manier waarop we de wereld waarnemen, ook maar ook verantwoordelijk zijn voor onze "scherpe blik", is het centrale kuiltje de plaats waar het oog het scherpste kan zien! Het stuk netvlies waarin het centrale kuiltje ligt, valt onmiddellijk op door zijn kleur: het is geel! Daardoor heet dat gedeelte ook de naam gele vlek (Lat. macula lutea).
Overigens: er bestaat ook een blinde vlek. Die ligt net op de plaats waar de oogzenuw het oog verlaat in de richting van het brein. Hier zijn er geen staafjes of kegeltjes. Toch merken we niets van die blinde vlek, want ons brein "vult" het ontbrekende stukje informatie aan en "bedenkt" de rest van het beeld zelf. Wat ons brein bovendien met het binnenkomende "beeld " doet, kunt u lezen onder: de weg van het licht naar het beeld
Goed beschermd: het oog in de oogholte
Ons oog is een gevoelig orgaan. Als "buitenpost" van het brein ligt het in de oogholte (Lat. orbita) en wordt het door zeven beenderen beschermd tegen slagen en schokken. Het voorhoofdsbeen (Lat. os frontale), vormt samen met het jukbeen (Lat. os zygomaticum), het bovenkaakbeen (Lat. maxilla), het zeef- en wiggenbeen (Lat. os ethmoidale en os sphenoidale) en het traanbeen (Lat. os lacrimale) en de voortzetting van het gehemeltebeen (Lat. os palatinum) een veilige holte, die via kanalen en gaten verbonden is met de binnenkant van de schedel.
Ook de oogleden (Lat. palpebrae) dienen om het oog te beschermen. Ze sluiten het oog als een gordijn wanneer we slapen. Als er gevaar dreigt, reageert het ooglid reflexmatig. Als er bijvoorbeeld een vreemd object in het oog terecht dreigt te komen.
De wimpers (Lat. ciliae) zijn bedoeld als stofvangers. Ze houden allerlei onzuiverheden uit het oog. Ook de wenkbrauwen horen bij het uitgekiende schoonmaak- en reinigingssysteem van de ogen. Ze verhinderen dat er zweet van het voorhoofd recht in het oog kan lopen.
Tranen zijn een soort schoonmaakmiddel. Ze worden voornamelijk in de traanklieren geproduceerd. Die bevinden zich boven de oogbol in de oogholte. De klieren zijn ongeveer zo groot als een kleine amandel en voorzien het oog via kanaaltjes van traanvocht. Kleine kliertjes in het ooglid ondersteunen de grote traanklieren. Tranen worden gelijkmatig over het hoornvlies verdeeld en vormen een vloeibare film die onze ogen beschermt tegen uitdrogen en op mechanische of chemische prikkels reageert. Als we iets in ons oog krijgen of de vluchtige substantie propanthial S-oxide terwijl we uien snijden uit de lucht in het oog terechtkomt, komen de tranen al snel. Op die manier worden vreemde objecten of prikkelende stoffen uit het oog weggespoeld en het gevaar voor het oog is geweken!
