Je leest:

Werking en afwijkingen van het oog

Werking en afwijkingen van het oog

Auteurs: en | 10 april 2004

We zien beelden met behulp van onze ogen die direkt verbonden zijn met onze hersenen. Een beschrijving van mogelijke afwijkingen bij het zien en genezing daarvan.

Visuele waarneming, ofwel het herkennen van vorm, kleur, helderheid, contrast en beweging, is voor ons allen een van de belangrijkste informatiebronnen omtrent de buitenwereld. Zien wordt nogal eens gesimplificeerd tot het waarnemen van de letter H op de kaart bij de oogarts. Het zien is echter veel complexer. Er is dan ook een groot deel van de hersenen bij betrokken. Hoe nauw het oog en de hersenen bijeen horen, openbaart zich al in een vroeg stadium van de embryonale ontwikkeling. De ogen ontstaan namelijk als uitstulpingen van de hersenen. Bij de volwassen mens zijn ogen en hersenen nog steeds nauw met elkaar verbonden en omgeven door de stevige botdelen van de schedel.

De aanleg en ontwikkeling van het oog als uitstulping van de hersenen is tijdens de eerste maand van de zwangerschap al goed te zien. Deze directe relatie zal een leven lang blijven voortbestaan.

Alvorens te bezien welke aanpassingen, verstoringen en afwijkingen bij het oog kunnen optreden, moeten wij ons eerst realiseren wat ‘zien’ eigenlijk inhoudt. Wanneer de letters bij elke oogarts even groot zijn (in boogminuten) en er een maximaal contrast wordt aangebracht (zwart/wit) tussen letter en achtergrond, kan aan de gezichtsscherpte van iemand die een ogentest ondergaat een gestandaardiseerde waarde worden toegekend. Iemand met normale gezichtsscherpte kan de grootste letter H op vijftig meter zien. Als dit de enige letter is die een patiënt herkent vanaf een onderzoeksafstand van vijf meter, dan bedraagt zijn gezichtsscherpte 5/50 ofwel 0,1. Als dezelfde letter echter in een grijstint wordt aangeboden (minder contrast) dan zal de gezichtsscherpte op een lagere waarde uitkomen. Hiermee kan een waarde worden toegekend aan de mogelijkheid van contrastzien. Ook het waarnemen van kleuren is een belangrijk facet van het zien. Het oog kan tussen de kleuren violet en rood zeer fijne nuances in de golflengte van het licht onderscheiden.

We kunnen ‘op het oog’ onze weg vinden bij zowel extreem veel licht alsook in vrijwel complete duisternis, een helderheidsverschil dat een factor miljard uiteenligt. Dit is niet alleen het gevolg van de pupil, die ons bij veel licht bescherming biedt door te vernauwen (minder licht door te laten) en in het donker juist vol open gaat, maar ook van aanpassingen in het netvlies zelf. Deze mechanismen staan bekend als adaptatie. Dat ook onze kleurwaarneming niet absoluut is, maar mede afhankelijk van de adaptatietoestand van het oog, blijkt wanneer we op een zonnige plek één oog een kwartier lang met de hand te bedekken. Vergelijken we daarna beide oogbeelden, dan zal het aan het donker aangepaste oog alle kleuren met een blauwachtige, koele felheid zien, terwijl het aan het licht gewende oog alle kleuren juist warm en roodverzadigd ziet.

De term adaptatie mogen we niet verwarren met accommodatie, de functie die het ons mogelijk maakt op verschillende afstanden scherp te zien door de bolling van de ooglens te veranderen. Bij oudere mensen verliest het oog zijn accommodatievermogen doordat de lensvezels stugger worden. Zij hebben een leesbril nodig.

Omvang van het gezichtsveld

Een van de belangrijkste nog niet genoemde eigenschappen van het oog is de omvang van het gezichtsveld. Men moet zich realiseren dat wij, zelfs met alle eerder beschreven functies intact, ernstig invalide zouden zijn zonder voldoende gezichtsveld. Er zijn overigens diverse ziekten (bijvoorbeeld retinitis pigmentosa,) waarbij zich zo’n beperking voordoet. De gezichtsscherpte aan de rand van het normale waarnemingsveld bedraagt weliswaar maar twee procent van die in het centrum, maar is onmisbaar om bijvoorbeeld obstakels naast of onder ons op te merken. We bestrijken met beide ogen een veld van ongeveer 180°, waarvan bijvoorbeeld bij autorijden zo’n 30° daadwerkelijk wordt gebruikt. De rest van het veld levert nagenoeg geen beeld, maar is wel erg gevoelig voor bewegende objecten. De visuele oriëntatie op onze omgeving is nog veel ruimer dan wat we met een vast gezichtsveld zouden waarnemen. Wij kunnen immers door hoofd en ogen te bewegen onze gehele omgeving snel en doeltreffend in beeld brengen.

Om goed te zien moeten de centra van de gezichtsvelden van beide ogen, de gebieden met optimale gezichtsscherpte, samenvallen. Als dit door een of andere oorzaak niet lukt, zal er veelal sprake zijn van dubbelzien, een toestand waar nauwelijks mee te leven valt. Het gecombineerde beeld van beide ogen maakt zowel bij recht vooruit kijken als bij oogbewegingen ruimtelijk zien mogelijk.

Het oog

Doorsnede door het rechteroog, van boven gezien. Een stukje netvlies is sterk vergroot, maar nog steeds erg vereenvoudigd weergegeven. In werkelijkheid bestaan er meer verbindingen tussen de zenuwcellen en is de laag met zenuwcelkernen dikker en van kleine bloedvaten voorzien. In de loop van de evolutie zijn bij vele soorten levende wezens fotoreceptorcellen ontstaan, gespecialiseerde cellen die uitsluitend de functie hebben om te reageren op licht. Bij de mens zijn dit speciale zenuwcellen in het netvlies van het oog, de staafjes en de kegeltjes. Het netvlies herbergt ongeveer 120 miljoen staafjes. Staafjes zijn gevoelig voor het deel van het elektromagnetisch spectrum dat we kennen als zichtbaar licht. Binnen dat gebied zijn ze allemaal even gevoelig voor een bepaalde golflengte. Met alleen staafjes kunnen we dus geen kleur onderscheiden. Wel geven ze al bij een heel lage lichtintensiteit signalen door naar de hersenen. De zes miljoen kegeltjes sturen pas bij duizendmaal meer licht informatie naar de hersenen. Elk kegeltje is gevoelig voor slechts een deel van het spectrum, hoewel de kegeltjes te zamen het hele gebied van het zichtbare licht bestrijken. Dankzij kegeltjes zien we kleur.

Functiebepaling

Het vaststellen van bovengenoemde facetten van het zien – scherpte, contrast, kleurenzien, gezichtsveld, adaptatie, accommodatie en ruimtelijk zien – kan eigenlijk alleen subjectief. De onderzochte persoon moet immers zelf aangeven wat hij waarneemt of niet. Overigens zijn er heel wat trucjes bedacht om gesimuleerde klachten te ontzenuwen. Toch zijn er ook mogelijkheden voor objectief onderzoek.

De methoden voor objectief onderzoek vallen hoofdzakelijk onder het hoofdstuk elektrofysiologie. Het oog vormt een voorpost van de hersenen die lichtenergie omzet in zenuwimpulsen. Die bereiken hun eindbestemming via de oogzenuw en specifieke hersenbanen. Zowel de grootte (amplitude), de vorm en de geleidingssnelheid van de signalen naar en in de hersenen kunnen worden gemeten. De gegevens zeggen iets over de mate waarin het visuele stelsel functioneert. Van de miljoenen impulsen die de kegeltjes en staafjes bij lichtinval opwekken, kunnen we een afspiegeling maken in een elektroretinogram. De respons van het oog wisselt en is afhankelijk van de intensiteit van de lichtprikkel, de kleur ervan, het contrast in het voorwerp en de adaptatietoestand van het oog. De geleidingssnelheid kunnen we bepalen door de tijd te meten die verstrijkt tussen de aangeboden lichtprikkel en het moment dat de zenuwimpuls de visuele hersenschors bereikt. Een elektrode op het achterhoofd kan de aankomst van de impulsen registreren; de stroompjes worden visual evoked potentials, kortweg VEP’s, genoemd. Het tijdsverloop tussen lichtprikkel en VEP geeft inzicht in de verrichtingen van de zenuwbanen tussen het oog en de hersenen.

Niet alleen staafjes, kegeltjes en zenuwbanen laten zich elektronisch gadeslaan. De stofwisseling van de voedende weefsels in het netvlies leidt tot een ‘energiepeil’ van het oog, dat te meten is. Het peil kan wisselen, afhankelijk van de adaptatietoestand van het oog. Een te laag peil kan wijzen op stoornissen van de pigmentlaag of het vaatvlies van het oog.

Aanpassingen aan verstoringen

Als een deel van ons lichaam mankementen vertoont, worden we dat meestal goed gewaar. Problemen met ledematen of ingewanden merken we op door pijn, beperking van functies of door abnormale reacties in het normale levenspatroon. Wanneer echter een hersendeel – inclusief het oog – niet goed functioneert, blijkt het vaak niet zo eenvoudig om een klacht te onderkennen. Natuurlijk kan een oog rood kleuren door een ontsteking en zelfs zeer pijnlijk aanvoelen bij bijvoorbeeld een beschadiging van de oppervlakte van het hoornvlies. Andere wezenlijke tekortkomingen vallen echter vaak veel te laat op. Dat komt doordat de hersenen zich ‘automatisch’ aanpassen aan de problemen.

Zo kunnen bijvoorbeeld de gezichtsvelden in omvang afnemen door een beschadiging van de gezichtszenuw of door een afwijking in de hersenen. Onwillekeurig gaat degene die dit overkomt zijn ogen of zelfs z’n hoofd meer bewegen om de hersenen voldoende informatie over zijn omgeving te verschaffen. De aanpassing vindt vaak gedurende een lange tijd ongemerkt plaats, wat kan leiden tot een te late diagnose. Wie in het donker slecht ziet door een netvliesaandoening, vindt het niet meer leuk om ’s avonds auto te rijden. Maar de betrokkene zal doorgaans niet in een vroeg stadium naar de dokter gaan.

Ook dubbelzien is zo’n probleem. Bij dubbelzien in één blikrichting wordt deze richting als het ware automatisch vermeden. Pas als in de primaire stand (recht vooruit) een oog moet worden gesloten om dubbelzien te vermijden, zal dit voldoende opvallen en er reden zijn om geneeskundige hulp te zoeken. Vooral bij jonge kinderen leidt dat soms tot ernstige problemen. Uiteraard kan een dreumes niet omschrijven dat hij dubbel ziet. Bovendien voorkomen kinderen die ‘scheelzien’ tot in de kleuterleeftijd het probleem vaak onbewust, door de gezichtsscherpte van een van beide ogen drastisch te reduceren. Dat wordt een lui oog, dat niet scherp ziet. De gezichtsscherpte ervan bedraagt meestal minder dan vijf procent. Ouders herkennen het vaak aan een standafwijking van een van beide ogen, bijvoorbeeld wanneer het kind moe is. Als het probleem tijdig wordt onderkend, is bij kleuters behandeling goed mogelijk. Door het goede oog af te plakken leert het luie oog weer zien, terwijl de oogarts het scheelzien met een chirurgische ingreep kan corrigeren.

Afwijkingen

Benadering van het beeld van een slechtziende. Bij een ernstige lenstroebeling (staar) zijn er geen details waarneembaar.

Benadering van het beeld van een slechtziende. Als de gele vlek in het oog slecht functioneert, zal men het gebied waarop wordt gefixeerd om scherp te zien niet meer waarnemen.

Benadering van het beeld van een slechtziende. Bij verschillende aandoeningen van het netvlies kan juist het perifere gezichtsveld uitvallen, terwijl het centrale zien nog lang intact blijft. Gewoon rondlopen blijkt bij dit zogenaamde ‘kokerzien’ vrijwel onmogelijk te zijn.

Beeld bij een normaal gezichtsvermogen.

Grofweg kunnen we oogafwijkingen indelen naar de plaats in het oog waar ze voorkomen. Het zien kan worden belemmerd door een stoornis in de heldere, lichtbrekende media (het hoornvlies, de lens of de heldere inhoud van het oog), in het ontvangende deel (het netvlies), in de voedende lagen (de pigmentlaag en het vaatvlies) dan wel in de gezichtszenuw.

Naast afwijkingen in de brekingseigenschappen, bijvoorbeeld abnormale kromming van het hoornvlies, bedreigt vooral verlies aan doorschijnendheid de heldere delen van het oog. Troebeling van het hoornvlies kan ontstaan door littekens na beschadiging of ontstekingen en door degeneratie, vaak tengevolge van een erfelijke aandoening. We spreken van grauwe staar of cataract als de lens zijn helderheid verliest. Dat kan spontaan gebeuren bij het ouder worden, maar ook het gevolg zijn van een mechanische beschadiging of straling, van de stofwisselingsstoornissen bij bepaalde ziekten, of van erfelijke factoren. Bij een verkeerde breking bieden contactlenzen of een bril vaak uitkomst. Troebele weefsels kunnen soms met succes worden vervangen.

De achterpool van het oog (het netvlies, de pigmentlaag en het vaatvlies) kent zijn eigen problemen. Zo kan het netvlies slecht gaan functioneren doordat het loslaat van de voedende onderlaag (pigment- en vaatvlies). Deze kwaal is met een chirurgische ingreep goed te corrigeren. Veranderingen in de netvliesvaten door bijvoorbeeld hoge bloeddruk of suikerziekte, kunnen eveneens de lichtgevoeligheid van het oog treffen. Vaak kan een oogarts deze aandoening in een vroeg stadium ontdekken en behandelen. Veranderingen in het vaatvlies kunnen tot (gedeeltelijk) gezichtsverlies leiden. Een aparte vermelding verdient de zeer vaak voorkomende degeneratie van de gele vlek, het gebied waarmee we scherp zien. Deze kwaal vormt tegenwoordig de belangrijkste oorzaak van slechtziendheid op hogere leeftijd, hoewel de ziekte ook bij jongeren voorkomt. In dat geval liggen er erfelijke factoren aan ten grondslag. De degeneratie is het gevolg van veranderingen in de pigmentlaag of van een verminderde doorbloeding van het vaatvlies. Als de gele vlek niet meer naar behoren functioneert, is scherp zien niet meer mogelijk. Er resteert nog wel een goed gezichtsveld. Met een dergelijk lijden kan men dus zonder meer goed rondlopen, maar lezen of het herkennen van gezichten is er niet meer bij. Een afdoende behandeling van deze aandoening is vooralsnog niet voorhanden. Toch kunnen medicijnen of een lasercoagulatie-behandeling, waarbij lekkende bloedvaatjes worden afgesloten, acute verslechteringen soms wat afremmen.

Afwijkingen van de bloedvaatjes en zenuwvezels in en rond de papil, de plaats waar de oogzenuw het oog verlaat, leiden tot een steeds grotere beperking van het gezichtsveld. Zonder effectieve behandeling kan de oogzenuw uiteindelijk geen enkel signaal meer doorgeven. Blindheid is het resultaat. De oorzaak van deze afwijking is meestal een aandoening die glaucoom of groene staar heet en meestal samengaat met een verhoging van de oogdruk, de nauwkeurig gereguleerde spanning van de oogrok. Glaucoom is verantwoordelijk voor vijftien procent van de gevallen van slechtziendheid. In een vroeg stadium zijn er goede behandelingsmogelijkheden, maar het probleem is dat de patiënt zelf meestal pas erg laat opmerkt dat zijn gezichtsveld sterk is achteruitgegaan. Drukverlaging is het belangrijkste aspect van de behandeling. Meestal lukt dat met oogdruppels. Wanneer die ontoereikend blijken, zullen tabletten, een laserbehandeling of een operatie meestal wel soelaas bieden.

Transplantatie

Al lang is bekend dat een troebel hoornvlies met redelijk goede vooruitzichten kan worden vervangen door een donor-hoornvlies. Het transplantaat slaat gemakkelijk aan, doordat dit weefsel niet rechtstreeks in contact staat met de bloedsomloop en dus niet of nauwelijks te maken krijgt met het afweerapparaat. De afgelopen tientallen jaren is de prognose van deze operatie enorm verbeterd, zelfs in de minder gunstige gevallen waarbij zich bloedvaten in het hoornvlies hebben gevormd. Met behulp van weefseltypering kunnen nu de eigenschappen van het donor- en het ontvangerweefsel nog beter op elkaar worden afgestemd.

Een troebeling van de lens kan worden verholpen door de inhoud van de lens te verwijderen en te vervangen door een plastic kunstlens. Evenzo kan een troebel geworden glasachtig lichaam worden vervangen door een heldere olie. In deze gevallen is er natuurlijk geen sprake van transplantatie in de strikte betekenis van het woord.

Het netvlies met zijn staafjes en kegeltjes kan evenmin als andere hersendelen met succes worden getransplanteerd. Vooralsnog zijn er geen experimentele ontwikkelingen die beloften inhouden voor de toekomst. Recente onderzoekingen met het transplanteren van cellen van de pigmentlaag, al of niet in combinatie met zogenaamde groeifactoren, lijken echter de komende jaren wel uitzicht te bieden op herstel van gedegenereerde en slecht functionerende staafjes en kegeltjes. Op die manier zou een defecte pigmentlaag kunnen worden hersteld. De beruchte ouderdomsdegeneratie van de gele vlek zal dan misschien toch behandelbaar worden.

Zien en ziel

De vooruitgeschoven hersencellen in het netvlies zorgen ervoor dat een gezond oog de buitenwereld haarscherp kan waarnemen. De heldere delen van het oog staan de beeldvorming allerminst in de weg. De doorzichtige weefsels laten zich door de oogarts goed inspecteren en bieden hem de mogelijkheid de oogzenuw en de conditie van de fijn vertakte bloedvaatjes in het netvlies zomaar te beoordelen. In feite kan de oogarts een stukje in de hersenen kijken. Als wij dan nog bedenken dat zeven van de twaalf hersenzenuwen betrokken zijn bij de werking van het oog en bij stoornis dus problemen met het zien zullen geven, dan kan men zich voorstellen dat aan het oog ook letterlijk een groot deel van onze ziel te spiegelen valt.

Dit artikel is een publicatie van Natuurwetenschap & Techniek.
© Natuurwetenschap & Techniek, alle rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 10 april 2004

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.