Augen: Wunderwerke der Optik

Sehen wir mit den Augen?

Im Grunde nicht. Die Augen stellen lediglich den optischen Apparat zur Verfügung, der die von den Objekten ausgehenden Lichtstrahlen aufnimmt und zum Gehirn weitergibt. Die Augen dominieren unter den übrigen Sinnesorganen. Sie versorgen das Gehirn mit einer Vielzahl von Informationen über die Körperumwelt. Die im Auge (Oculus) enthaltenen Fotorezeptoren – Sinneszellen, die aufgrund der Stimulation durch Licht Nervenimpulse erzeugen – stellen 70 Prozent der im Körper vorhandenen sensorischen Rezeptoren.

Wie ist das Auge aufgebaut?

Die beiden Augäpfel (Bulbi oculi) befinden sich in den schützenden, knöchernen Augenhöhlen. Jeder Augapfel hat einen Durchmesser von etwa 2,5 Zentimetern und wird innerhalb der Augenhöhle von den äußeren Augenmuskeln bewegt. Das Auge kann somit unbehindert in jede Richtung blicken. Der Augapfel besteht aus mehreren Augenhäuten.

Lederhaut und Hornhaut: Die äußere faserige Schicht besteht aus der festen Lederhaut (Sclera), das »Weiße« des Auges, das den größten Teil des Augapfels einnimmt, und der sich im vorderen Augenbereich hervorwölbenden durchsichtigen Hornhaut (Cornea), die den Lichteintritt ermöglicht. Die Lederhaut bewahrt die Form des Augapfels. Der nach außen zeigende Teil des Auges ist durch das Lid (Palpebra) geschützt. Das Schließen der Lider verhindert den Eintritt von Staubpartikeln, der Lidschlag verteilt gleichzeitig Tränenflüssigkeit auf der Augenoberfläche. Die Wimpern (Ciliae) halten Fremdpartikel vom Auge fern. Die Innenseite der Lider sowie der vordere Abschnitt des Augapfels einschließlich der Hornhaut werden von der dünnen, durchsichtigen Bindehaut geschützt.

Die Aderhaut: Die mittlere Hautschicht wird Aderhaut (Uvea) genannt. Sie bildet den dunkel pigmentierten Teil der mittleren Augenhaut, der für die Blutversorgung des Auges zuständig ist und die Lichtreflexion im Innern des Auges verhindert. Im vorderen Bereich verdickt sie sich zum Strahlenkörper (Ziliarkörper), der aus einem Muskelring besteht. Eine glasklare, beidseitig abgerundete (bikonvexe), aus Eiweiß und Wasser bestehende Linse hängt an dünnen Bändern, die aus dem Strahlenkörper hervortreten. Zusammen mit der Hornhaut leitet die Linse den Lichtstrahl ins Auge.

Vor dem Strahlenkörper setzt sich die Aderhaut nach innen fort und bildet die Iris (Regenbogenhaut). Diese enthält Farbpigmente, die die Farbe des Auges bestimmen, sowie glatte Muskelfasern, durch deren Kontraktion die im Zentrum befindliche Pupille geöffnet oder geschlossen wird. Bei unterschiedlichen Lichtverhältnissen verengt oder erweitert sich die Pupille, so dass immer die richtige Lichtmenge ins Auge dringt. Bei großer Helligkeit lässt die Pupille wenig Licht, bei Dämmerung eine möglichst große Menge Licht ins Auge.

Wo befinden sich die Sehsensoren?

Auf der Netzhaut. Das ist die innere Schicht der Augenhäute. Die Netzhaut (Retina) besteht aus einer Anordnung von Fotorezeptoren (Lichtrezeptoren) und den Neuronen, die die erzeugten Nervenimpulse ins Gehirn leiten. Die Fotorezeptoren enthalten den Sehpurpur, eine lichtempfindliche chemische Substanz. Trifft Licht auf den Fotorezeptor, erzeugt er einen Nervenimpuls. Die Fotorezeptoren werden in Stäbchen und Zapfen eingeteilt. Die insgesamt 120 Millionen Stäbchen eignen sich am besten für das Dämmerungssehen und sind für die Schwarzweißempfindung zuständig, während die etwa sechs Millionen Zapfen dem Farbensehen dienen und am besten bei großer Helligkeit arbeiten.

Während die Stäbchen auf der ganzen Netzhaut zu finden sind, liegen die meisten Zapfen auf dem so genannten gelben Fleck, ein Netzhautbereich direkt gegenüber der Linse, die Stelle des schärfsten Sehens. Bei den Zapfen gibt es drei unterschiedliche Typen, die jeweils Rot-, Grün- oder Blauwellen empfangen. Das Fehlen eines oder mehrerer dieser Zapfensysteme äußert sich als Farbenblindheit. Direkt neben dem gelben Fleck befindet sich die Sehnervenpapille, genannt blinder Fleck. An dieser Stelle treten die Nervenfasern aus dem Augapfel aus und bilden den Sehnerv. Die Stelle wird als blinder Fleck bezeichnet, weil hier die Fotorezeptoren fehlen. Die Versorgung der Netzhaut erfolgt durch Blutgefäße.

In welche Bereiche ist der Augapfel gegliedert?

Das Innere des Augapfels wird durch die Linse (Lens) in einen vorderen und hinteren Bereich geteilt. Der größere hintere Bereich des Augapfels, auch Glaskörper genannt, ist mit einer klaren, gallertartigen Flüssigkeit gefüllt, durch deren Druck der Augapfel seine Form behält. Die kleinere vordere Augenkammer ist mit Kammerwasser gefüllt, das die Hornhaut nach außen drückt. Außerdem versorgt es Hornhaut und Linse mit Nährstoffen. Das Kammerwasser zirkuliert konstant zwischen seinem Sekretionsort im Ziliarkörper und dem Rückresorptionsort an der Basis der Iris.

Wie kommt das Bild ins Gehirn?

Der Sehvorgang ähnelt der Funktionsweise einer Kamera. Die von einem Gegenstand ins Auge einfallenden Lichtstrahlen (z. B. die eines Baumes) werden von Hornhaut und Linse mehrfach gebrochen und erzeugen auf der Netzhaut ein scharfes auf dem Kopf stehendes seitenverkehrtes Bild.

Die Linse ist für die Feinheiten der Scharfeinstellung zuständig. Blickt man auf weit entfernte Gegenstände, so entspannt sich der Muskel des Ziliarkörpers. Dabei drückt die Glaskörperflüssigkeit nach außen, so dass der Strahlenkörper erschlafft. Die nun straffen Aufhängebänder ziehen an der Linse, die dadurch abflacht. Weit entfernte Gegenstände erscheinen scharf auf der Netzhaut. Blickt man auf Gegenstände in der Nähe, kontrahiert der Ziliarmuskel und wird kürzer, die Wölbung der Linse wird durch ihre Eigenelastizität wieder stärker und nahe Gegenstände werden scharf gesehen. Die Fähigkeit der Linse, ihre Krümmung und dadurch ihre Brechkraft zu ändern, wird als Akkommodation bezeichnet.

Die durch den Lichteinfall stimulierten Fotorezeptoren erzeugen Nervenimpulse, die entlang der Sehnerven zur direkt unterhalb des Gehirns gelegenen Sehnervenkreuzung (Chiasma opticum) geleitet werden. Von dort gelangen die Signale zum Sehbereich der Gehirnrinde, wo eine Rekonstruktion und Umkehrung der Bilder erfolgt.

Wozu nutzen Tränen?

Sie dienen in erster Linie zur Befeuchtung des Augapfels. Fehlt diese Befeuchtung, fühlt sich der Augapfel wund an und schmerzt. Der vordere Augenbereich wird ununterbrochen von der Tränenflüssigkeit (Lacrimae) benetzt. Die Tränensekretion erfolgt durch die Tränendrüsen direkt oberhalb des Auges. Die Flüssigkeit gelangt dann durch Tränengänge auf den oberen Teil des Augapfels. Durch Lidschlag, normalerweise alle zwei bis zehn Sekunden, wird die Tränenflüssigkeit über den Augapfel verteilt und befeuchtet Bindehaut und Hornhaut. Ein Zuviel an Tränenflüssigkeit verdunstet am Augapfel oder sammelt sich an einer Stelle im inneren Augenwinkel, die als Lacus lacrimalis oder Tränensee bezeichnet wird. Von dort wird sie durch zwei winzige Löchlein, die Tränenpunkte, durch die Tränenröhrchen zum Tränensack geleitet. Dieser entleert sich über den in die Nasenhöhle mündenden Tränen-Nasen-Gang.

Tränenflüssigkeit besteht aus einer schwachen Salzlösung, die eine geringe Menge Schleimstoffe und ein Enzym, das Lysozym mit bakterizider Wirkung, enthält. Tränenflüssigkeit wirkt daher auch gegen möglicherweise schädliche Bakterien und spült Staub oder kleine Fremdkörper von der Augenoberfläche. Erfolgt eine Reizung des Auges durch Staub und Schmutz oder auch durch chemische Substanzen, beispielsweise durch die aufsteigenden starken ätherischen Öle beim Zwiebelschneiden, so wird durch einen Reflex die Produktion von Tränenflüssigkeit durch die Tränendrüse erhöht. Dabei kann die Tränenflüssigkeit über die Augenlider auf die Wangen herabfließen und die Tränensäcke sozusagen überschwemmen – ein Phänomen, das wir als Weinen bezeichnen. Das führt auch zu einer übermäßigen Flüssigkeitsmenge in der Nasenhöhle, was sich als »laufende« Nase äußert.

Wie können Sie Ihre Augen gesund halten?

• Sorgen Sie bei allen Beschäftigungen und Arbeiten für ausreichende Beleuchtung.
• Tragen Sie bei starker Sonneneinstrahlung immer eine Sonnenbrille mit UV-Filter.
• Entfernen Sie Augen- und Wimpernschminke vollständig und mit sanften Mitteln.
• Bei augengefährdenden Tätigkeiten sollten sie immer eine Schutzbrille tragen.
• Lassen Sie auch geringfügige Sehstörungen unverzüglich ärztlich abklären.