Introdução Não é nenhuma novidade que a função principal do Sol no centro do nosso sistema solar é fornecer luz. A luz é que faz a vida se mover. É difícil imaginar nosso planeta e nossa vida sem ela. A percepção da luz pelas coisas vivas é quase universal. As plantas usam a luz através da fotossíntese para crescer. Os animais usam a luz para caçar suas presas ou sentir e escapar dos predadores. Alguns dizem que foi o desenvolvimento da visão estereoscópica, juntamente ao desenvolvimento do grande cérebro humano e à liberação das mãos do processo de locomoção, que permitiram aos humanos evoluir tanto. Anatomia básica Embora pequeno no tamanho, o olho é um órgão muito complexo. O olho tem aproximadamente 2,54 cm de largura, 2,54 cm de profundidade e 2,3 cm de altura.
A camada dura e mais exterior do olho é chamada de esclera. Ela mantém o formato do olho. A sexta parte frontal dessa camada é transparente e é chamada de córnea. Toda a luz deve passar primeiro pela da córnea ao entrar no olho. Ligados à esclera estão os músculos que movem o olho, chamados músculos extra-oculares. O coróide (ou trato uveal) é a segunda camada do olho. Ele contém os vasos sangüíneos que fornecem sangue às estruturas. A parte frontal do coróide contém duas estruturas:
Corpo ciliar: é uma região muscular conectada ao cristalino. Ele se contrai e relaxa para controlar o tamanho do cristalino quando o foco precisar ser ajustado.
Íris: é a parte colorida do olho. A cor da íris é determinada pela cor do tecido conjuntivo e das células de pigmento. Menos pigmentação deixa os olhos azuis, mais pigmentação deixa os olhos marrons. A íris é um diafragma ajustável ao redor de uma abertura chamada pupila.
A íris possui dois músculos: o músculo dilatador torna a íris menor e, conseqüentemente, a pupila fica maior para permitir que mais luz entre no olho. Já o músculo esfíncter deixa a íris maior e a pupila menor, permitindo que menos luz entre no olho. O tamanho da pupila pode mudar de 2 milímetros para 8 milímetros. Isso significa que ao alterar o tamanho da pupila, o olho pode mudar a quantidade de luz que entra nele em até 30 vezes. A camada mais interna é a retina: a porção do olho que percebe a luz. Ela contém células bastonetes, que são responsáveis pela visão em condições de pouca luz, e as células cone, responsáveis pela visão de cores e detalhes. Na parte posterior do olho, no centro da retina, está a mácula. No centro da mácula há uma área chamada fóvea central. Esta área contém apenas cones e é responsável por enxergarmos claramente detalhes específicos. A retina contém um composto químico chamado rodopsina. Ela é a responsável por converter a luz nos impulsos elétricos que o cérebro interpreta como visão. As fibras nervosas da retina juntam-se na parte posterior do olho e formam o nervo ótico, que conduz os impulsos elétricos ao cérebro. O local em que o nervo ótico e os vasos sangüíneos saem da retina é chamado de disco ótico. Esta área é um ponto cego da retina porque não contém bastonetes ou cones. No entanto, você não percebe este ponto cego porque cada olho cobre o ponto cego do outro. Quando um médico olha a parte posterior do seu olho através do oftalmoscópio, é isso o que ele vê:
Dentro do globo ocular, há duas seções preenchidas por fluidos separadas pelo cristalino. A seção posterior e maior contém um material transparente e semelhante a um gel chamado humor vítreo. A seção frontal e menor contém um material transparente e aquoso chamado humor aquoso. O humor aquoso divide-se em duas seções chamadas câmara anterior (na frente da íris) e câmara posterior (atrás da íris). O humor aquoso é produzido no corpo ciliar e escoa pelo canal de Schlemm. Quando esse escoamento é bloqueado, pode ocorrer uma doença chamada glaucoma. O cristalino é uma estrutura transparente e biconvexa de cerca de 10 mm de diâmetro. O cristalino muda de forma porque está ligado a músculos do corpo ciliar. O cristalino é usado para fazer o ajuste fino da visão. Cobrindo a superfície interna das pálpebras e da esclera está uma mucosa chamada de conjuntiva, que ajuda a manter a umidade do olho. Uma infecção desta área é chamada de conjuntivite. O olho é único no sentido de que é capaz de se movimentar em várias direções para maximizar o campo de visão e, além disso, é protegido de ferimentos por uma cavidade óssea chamada de cavidade orbital. O olho fica incrustado em gordura, que lhe fornece amortecimento. As pálpebras protegem o olho por meio do ato de piscar. E isso também mantém a superfície do olho úmida ao espalhar as lágrimas sobre os olhos. Os cílios e sobrancelhas protegem o olho de partículas que podem feri-lo. As lágrimas, por sua vez, são produzidas nas glândulas lacrimais, que são localizadas acima do segmento exterior de cada olho. As lágrimas eventualmente acabam sendo sugadas para o canto do olho, dentro do saco lacrimal, passando pelo duto nasal e entrando no nariz. É por isso que o seu nariz escorre quando você chora. Há seis músculos ligados à esclera para controlar os movimentos do olho. Aqui estão eles:
Músculo
Função Principal
reto medial
move o olho em direção ao nariz
reto lateral
move o olho na direção contrária ao nariz
reto superior eleva o olho reto inferior oblíqüo superior oblíqüo inferior
abaixa o olho faz a rotação do olho
faz a rotação do olho
Na próxima seção, você vai aprender como o olho percebe a luz. Percebendo a luz Quando a luz entra no olho, passa primeiro pela córnea, depois pelo humor aquoso, cristalino e humor vítreo. E por último, ela alcança a retina, que é a estrutura do olho que percebe a luz. A retina contém dois tipos de células, chamadas bastonetes e cones. Os bastonetes cuidam da visão em condições com pouca luz, e os cones são os responsáveis pela visão de cores e detalhes. Quando a luz entra em contato com estes dois tipos de células, ocorre uma série de reações químicas complexas. O composto químico formado (rodopsina ativada) cria impulsos elétricos no nervo ótico. Geralmente, o segmento exterior dos bastonetes são longos e finos, enquanto os segmentos externos dos cones são mais parecidos com cones. Veja um exemplo de um bastonete e de um cone: O segmento externo de um bastonete ou cone contém os compostos químicos sensíveis à luz. Nos bastonetes, este químico é chamado de rodopsina. Nos cones, são chamados pigmentos de cor. A retina contém 100 milhões de bastonetes e 7 milhões de cones. A retina é revestida de um pigmento negro chamado melanina, assim como o interior de uma máquina fotográfica é preta, para diminuir a quantidade de reflexo. A retina possui uma área central, mácula, que contém alta concentração de somente cones. Esta área é a responsável pela visão detalhada e precisa.
Quando a luz entra no olho, ela toca o composto químico sensível a ela chamado rodopsina. A rodopsina é uma mistura de uma proteína chamada escotopsina e 11-cis-retinal, a última é derivada da vitamina A (que é o motivo pelo qual a falta de vitamina A causa problemas de visão). A rodopsina se decompõe quando é exposta à luz porque a luz causa uma alteração física na porção 11-cisretinal da rodopsina, alterando-a para trans retinal. A primeira reação leva apenas alguns trilionésimos de segundo. A 11-cis-retinal é uma molécula cheia de ângulos, enquanto a trans retinal é uma molécula reta. Isso faz com que o composto seja instável. A rodopsina
se
quebra
em
diversos
compostos
intermediários, mas eventualmente (em menos de um segundo)
forma
metarodopsina
II
(rodopsina
ativada). Este composto químico produz impulsos elétricos
que
são
transmitidos
ao
cérebro
e
interpretados como luz. Aqui está um diagrama da reação química que acabamos de mencionar: A rodopsina ativada cria os impulsos elétricos da seguinte maneira: 1. A membrana celular (camada exterior) de um bastonete possui uma carga elétrica. Quando a luz ativa a rodopsina, causa uma redução no GMP cíclico, que aumenta esta carga elétrica. Isso produz uma corrente elétrica ao longo da célula. Quanto mais luz for detectada, mais rodopsina será ativada e mais corrente elétrica será produzida. 2. Esse impulso elétrico posteriormente atinge um gânglio nervoso e, depois, o nervo ótico. 3. Os nervos atingem o quiasma ótico, onde as fibras nervosas da metade interior de cada retina cruzam para o outro lado do cérebro, mas as fibras nervosas da metade externa da retina ficam no mesmo lado do cérebro. 4. Estas fibras acabam atingindo a parte posterior do cérebro (lobo occipital). É aqui que a visão é interpretada e chamada de córtex visual primário. Algumas das fibras visuais ligam-se com outras partes do cérebro para auxiliar no controle dos movimentos oculares, na resposta das pupilas e íris. Finalmente, a rodopsina precisa ser recomposta para que o processo possa voltar a ocorrer. A trans retinal é convertida em 11-cis-retinal, que então é recombinada com a escotopsina para formar rodopsina, que está pronta para iniciar o processo quando for exposta à luz novamente.
Visão das cores Os compostos químicos sensíveis a cores nos cones são chamados de pigmentos e são muito semelhantes aos compostos dos bastonetes. A parte retinal do composto químico é a mesma, mas a escotopsina é substituída por fotopsinas. Portanto, os pigmentos que respondem à cor são feitos de retinal e fotopsinas. Há três tipos de pigmentos sensíveis às cores:
pigmento sensível ao vermelho
pigmento sensível ao verde
pigmento sensível ao azul
Cada cone possui um desses pigmentos, o que a torna sensível àquela cor específica. O olho humano pode perceber quase qualquer gradação de cor em que o vermelho, verde e azul estiverem misturados. No diagrama acima são exibidos os comprimentos de onda dos três tipos de cones (vermelho, verde e azul). O pico de absorção do pigmento sensível ao azul é de 445 nanômetros. Para o sensível ao verde, esse valor é 535 nanômetros. Já para o sensível ao vermelho, ele é 570 nanômetros. Daltonismo O daltonismo é a incapacidade de diferenciar as cores. O tipo mais comum é o daltonismo vermelho-verde. Ocorre em 8% dos homens e 0,4% das mulheres. Ele acontece quando os cones vermelhos ou verdes não estão presentes ou não estão funcionando corretamente. As pessoas com esse problema não são totalmente incapazes de enxergar o vermelho ou verde, mas costumam confundir as duas cores. Trata-se de um distúrbio hereditário e é mais comum em homens, pois a capacidade para enxergar cores é localizada no cromossomo X. As mulheres têm dois cromossomos X, então a probabilidade de herdar ao menos um cromossomo que consegue enxergar as cores é alta. Os homens, por outro lado, possuem apenas um cromossomo X. Clique aqui para saber mais sobre cromossomos. A incapacidade de enxergar qualquer cor, ou ver somente em tons diferentes de cinza, é muito rara. Abaixo temos um teste simples para ver se constatamos o daltonismo nas pessoas, sendo muito simples apenas descrever qual o numero que está dentro de cada circulo.
Deficiência de vitamina A Quando a pessoa possui uma deficiência grave de vitamina A, ocorre a cegueira noturna. A vitamina A é necessária para formar o retinal, que é parte da molécula rodopsina. Quando os níveis de moléculas sensíveis à luz estão baixos devido à deficiência de vitamina A, pode não haver luz suficiente à noite para permitir a visão. Durante o dia, há estímulo de luz o bastante para produzir visão apesar dos baixos níveis de retinal. Refração Quando os raios de luz alcançam uma superfície angular de outro material, eles mudam de direção. Isso é chamado de refração. Quando a luz atinge uma lente convexa, os raios de luz inclinam-se em direção ao centro. Quando a luz atinge uma lente côncava, os raios de luz inclinam-se para longe do centro. O olho possui várias superfícies angulares que fazem com que a luz se incline. Elas são:
A conexão entre o ar e a parte frontal da córnea;
A conexão entre a parte posterior da córnea e o humor aquoso;
A conexão entre o humor aquoso e a parte frontal do cristalino;
A conexão entre a parte posterior do cristalino e o humor vítreo;
Quando tudo está funcionando corretamente, a luz passa por estas quatro conexões e chega na retina com o foco perfeito. Visão normal A visão ou acuidade visual é testada ao ler uma escala optométrica de Snellen a uma distância de 6 metros. Ao olhar diferentes pessoas, os oculistas decidiram que um ser humano "normal" deveria ser capaz de enxergar ao ficar a 6 metros de distância da escala. Se você possui uma visão 1, isso significa que quando fica a 6 metros da escala, é capaz de enxergar o que um ser humano "normal" veria. No sistema americano, o padrão é 20 pés e chamamos de visão 20/20. Ou seja, se você tem uma visão 1, sua visão é "normal", o que significa que a maioria da população pode enxergar o mesmo que você a 6 metros de distância.
Se você possui uma visão 0,5, isso significa que quando fica a 6 metros da escala, é capaz de enxergar o que um ser humano "normal" veria se estivesse a 12 metros. Ou seja, se uma pessoa "normal" estiver a 40 metros de distância da escala e você estiver a 6 metros, você e ela veriam os mesmos detalhes. 0,2 significa que quando você está a 6 metros, consegue ver apenas o que uma pessoa normal veria se estivesse a 30 metros de distância. 0,1 é o limite da cegueira legal nos Estados Unidos. Mas também é possível ter uma visão melhor do que o padrão. Uma pessoa com uma visão 2 pode enxergar a 6 metros o que uma pessoa normal veria se estivesse a 3 metros da escala. Falcões, corujas e outros pássaros predadores possuem uma visão muito mais precisa do que a de seres humanos. Um falcão possui um olho muito menor do que um humano, mas possui mais sensores (cones) acumulados nesse espaço. Isso dá a um falcão a capacidade de ver com uma precisão oito vezes melhor do que um ser humano. Um falcão pode ter uma visão 10. Erros de refração Normalmente, o seu olho pode focar uma imagem exatamente na retina:
A miopia e a hipermetropia ocorrem quando o foco não é perfeito.
Quando a miopia está presente, uma pessoa é capaz de enxergar objetos próximos bem, mas tem dificuldade de enxergar objetos distantes. Os raios de luz focam na parte frontal da retina. Isso é causado por um globo ocular muito longo, ou por um sistema de lentes que têm energia demais para focar. A miopia é corrigida com lentes côncavas. Esta lente faz com que a luz desvie ligeiramente antes de atingir o olho, como na figura abaixo: Quando a hipermetropia está presente, uma pessoa é capaz de enxergar objetos distantes bem e tem dificuldade para enxergar objetos próximos. Os raios de luz focam atrás da retina. Isso é causado por um globo ocular muito curto, ou por um sistema de lentes que têm pouca capacidade de foco. Corrige-se a hipermetropia com lentes convexas, como visto aqui: Consulte Como funcionam os problemas de refração da visão e Como funcionam as lentes corretivas para mais detalhes. Astigmatismo O astigmatismo é uma curvatura irregular da córnea e causa uma distorção na visão. Para corrigir isso, uma lente é formada de modo a corrigir a irregularidade. Por que a visão piora conforme envelhecemos? Enquanto vamos envelhecendo, o cristalino se torna menos elástico. Ele perde sua habilidade de mudar de formato. Isso se chama presbiopia e é mais fácil de se notar quando tentamos enxergar coisas próximas, pois o nosso corpo ciliar deve contrair para tornar o cristalino mais grosso. A perda de elasticidade impede que o cristalino fique mais grosso. E o resultado é que perdemos a habilidade de focar objetos próximos. No início, as pessoas começam a segurar as coisas mais longe para poder focá-las. Isso se torna mais fácil de reparar quando chegamos por volta dos 45. Eventualmente, o cristalino não pode mais se mover e se torna mais ou menos permanentemente focado em uma distância fixa (que é diferente para cada pessoa).
Para corrigir isso, lentes bifocais são necessárias. As lentes bifocais são uma combinação de lentes inferiores para ver de perto (leitura) e a lentes superiores para ver a longas distâncias. Percepção de profundidade O olho usa três métodos para determinar a distância:
O tamanho que um dado objeto tem na sua retina - se você tiver conhecimento do tamanho de um objeto devido a uma experiência anterior, o seu cérebro pode medir a distância baseando-se no tamanho do objeto na sua retina.
Mudança de posição de objetos - quando mexe sua cabeça de um lado para o outro, os objetos próximos a você se movem rapidamente pela sua retina. Contudo, objetos distantes se movem muito pouco. Dessa maneira, o seu cérebro pode ter uma estimativa da distância de algo até você.
Visão estereoscópica - cada olho recebe uma imagem diferente de um objeto em sua retina devido ao fato de estarem separados por cerca de 5 cm. Isso é verdade principalmente quando um objeto está próximo aos seus olhos. Isso é menos útil quando objetos estão longe porque as imagens na retina se tornam mais parecidas de acordo com a distância que estão de seus olhos.
Cegueira A cegueira legal costuma ser definida por uma acuidade visual menor do que 0,1 com lentes corretivas. Agora que já aprendeu sobre a anatomia do olho e como ele funciona, fica mais fácil entender como as seguintes condições podem levar à cegueira:
Catarata - esta é uma obstrução no cristalino que impede que a luz chegue até a retina. Fica mais comum com a idade, mas bebês também podem nascer com catarata. Conforme vai piorando, ela pode necessitar de cirurgia para remover o cristalino e colocar lentes intraoculares.
Glaucoma - se o humor aquoso não for drenado corretamente, a pressão no olho aumenta. Isso faz com que as células e fibras nervosas na parte posterior do olho morram. Ela pode ser tratada com medicamentos e cirurgia.
Retinopatia diabética - pessoas com diabete podem ter um bloqueio nos vasos sangüíneos, vazamento e cicatrização que pode levar à cegueira. Ela pode ser tratada com cirurgia a laser.
