Das menschliche Auge ist aufgrund seiner Komplexität ein äußerst faszinierendes Organ. Seine vielen Teilstrukturen sind fein aufeinander abgestimmt und arbeiten perfekt zusammen. In diesem Artikel erfährst Du, wie das Auge aufgebaut ist und wie es funktioniert.
Ein wichtiges Sinnesorgan
Wie wir wissen, nehmen unsere Augen Licht aus unserer Umgebung auf und wandeln es in Nervenimpulse um, die dann über den Sehnerv an das Gehirn weitergeleitet werden. Das ermöglicht die Wahrnehmung von visuellen Reizen und bildet damit die Grundlage unseres Sehsinns.
Die Augen sind für ca. 80% aller Informationen verantwortlich, die unser Gehirn verarbeitet. Damit zählen die Augen zu unseren wichtigsten Sinnesorganen.
Der Aufbau des Auges
Das Auge lässt sich in fünf Bereiche unterteilen:
- Augapfel
- Augenmuskeln
- Augenhöhle
- Tränendrüse
- Bindehaut
- Sehnerv
Augapfel
Der Augapfel (Bulbus oculi) ist ein kugelförmiges Gebilde, das sich in mehrere Teilstrukturen untergliedert:
- Hornhaut (Cornea): Die Hornhaut ist die transparente, kuppelförmige Vorderfläche des Auges. Sie dient als Schutzhülle und bricht das einfallende Licht.
- Lederhaut (Sklera): Die Lederhaut ist eine derbe Struktur, die rund 80 Prozent des Auges umgibt. Sie bildet zusammen mit der Hornhaut das stabile Gerüst des Auges. Gleichzeitig ist sie Ansatzpunkt für die äußeren Augenmuskeln, die für die Bewegung des Auges verantwortlich sind.
- Iris und Pupille: Die Iris – der farbige Teil des Auges – befindet sich zwischen der Hornhaut und der Augenlinse. Es handelt sich um einen Ringmuskel, der die Pupille umschließt. Die Pupille ist eine Öffnung, über welche das Licht in das Auge gelangt. Durch das Zusammenziehen oder Ausdehnen der Iris verkleinert oder vergrößert sich die Pupille. So wird die Lichtmenge gesteuert, welche auf die Netzhaut gelangt.
- Linse (Lens crystallina): Die Linse ist eine kristalline Struktur, die sich hinter der Iris und der Pupille befindet und für die Bündelung der einfallenden Lichtstrahlen verantwortlich ist. Sie enthält Muskelfasern, die es dem Auge ermöglichen, seine Form zu verändern und Objekte in unterschiedlichen Entfernungen zu fokussieren.
- Glaskörper (Corpus vitreum): Beim Glaskörper handelt es sich um eine gallertartige Substanz, die den Raum zwischen der Linse und der Netzhaut des Auges ausfüllt. Er ist transparent, farblos und macht etwa 80 % des Augenvolumens aus. Der Glaskörper hat mehrere wichtige Funktionen, darunter die Stabilisierung des Auges, die Unterstützung der Sehkraft, die Absorption von Stößen und die Regulierung des Sauerstoffgehalts im Augeninneren.
- Netzhaut (Retina): Die Netzhaut ist eine lichtempfindliche Schicht, die das Innere des Auges auskleidet. Sie enthält etwa 125 Millionen Photorezeptoren (sogenannte Stäbchen- und Zapfenzellen). Diese reagieren auf verschiedene Wellenlängen des Lichts und wandeln es in elektrische Signale um, die über den Sehnerv an das Gehirn weitergeleitet werden. Die Netzhaut enthält auch Blutgefäße, die die Photorezeptoren versorgen.
- Aderhaut (Choroidea): Die Aderhaut ist die mittlere Schicht des Auges, die zwischen der Netzhaut und der Lederhaut liegt. Sie enthält ein Pigment, das überschüssiges Licht absorbiert und so ein Verschwimmen der Sicht verhindert.
- Ziliarkörper (Corpus ciliare): Der Ziliarkörper ist eine Struktur, die die Aderhaut mit der Iris verbindet, und spielt eine Rolle bei der Bewegung der Augen.
Augenmuskeln
Man unterscheidet 4 gerade und 2 schräge Augenmuskeln.
Die 4 geraden Augenmuskeln (Musculi recti) sind für folgende Augenbewegungen zuständig:
- Musculus rectus superior bulbi: Bewegung nach oben, Drehung zur Nase, Innenrotation um die Längsachse
- Musculus rectus inferior bulbi: Drehung zur Nase, Außenrotation um die Längsachse
- Musculus rectus medialis bulbi: Drehung zur Nase
- Musculus rectus lateralis bulbi: Drehung zur Schläfe
Die 2 schrägen Augenmuskeln (Musculi obliqui) ermöglichen folgende Bewegungen der Augen: - Musculus obliquus superior bulbi: Bewegung nach unten, Drehung zur Schläfe, Innenrotation um die Längsachse
- Musculus obliquus inferior bulbi: Bewegung nach oben, Drehung zur Schläfe, Außenrotation um die Längsachse
Zusammen bilden diese sechs Augenmuskeln ein hochpräzises System, das es uns ermöglicht, unseren Blick präzise zu steuern und Objekte zu fokussieren.
Augenhöhle
Die Augenhöhle (Orbita) ist ein knöcherner Hohlraum im Schädel, der den Augapfel, die Muskeln, Nerven und Blutgefäße des menschlichen Auges umschließt. Sie setzt sich aus Teilen mehrerer Schädelknochen zusammen und bildet eine trichterförmige Struktur, deren Spitze nach hinten in den Kopf zeigt.
Der Boden der Augenhöhle besteht aus Teilen des Oberkiefers, des Jochbeins und des Gaumenknochens, während das Dach aus der Orbitaplatte des Stirnbeins und dahinter aus dem kleinen Flügel des Keilbeins besteht.
Die Augenhöhle schützt das Auge vor mechanischen Verletzungen und ermöglicht es ihm, sich in drei Dimensionen zu bewegen. Die Orbita enthält auch viele wichtige neurovaskuläre Strukturen.
Tränendrüse
Die Tränendrüse ist für die Produktion von Tränenflüssigkeit verantwortlich, welche die Augenoberfläche reinigt, nährt und schmiert.
Die Drüse befindet sich in der Augenhöhle über dem seitlichen Ende des Auges und besteht aus zwei Teilen: dem größeren orbitalen Teil und dem kleineren palpebralen Teil. Die Sekrete der Drüse bilden Tränen, wenn sie im Übermaß produziert werden.
Die Tränendrüse wird vom “Nervus lacrimalis” aktiviert und von der “Arteria lacrimalis” mit Blut versorgt. Die Tränenflüssigkeit wird über die Tränenkanäle (Canaliculus lacrimalis), die Tränenpunkte (Puncta) an die Augenoberfläche abgegeben.
Bindehaut
Die Bindehaut (Konjunktiva) ist eine dünne Membran, die als Schutzhülle für die Innenseite des Augenlids und der Lederhaut dient. Es handelt sich um ein stark vaskularisiertes Gewebe, das das Auge durch die Produktion von Schleim und Tränen mit Feuchtigkeit versorgt, das Eindringen von Krankheitserregern verhindert und zur Immunüberwachung beiträgt.
Die Bindehaut teilt sich in drei Bereiche auf:
- palpebrale (auch: tarsale) Bindehaut: an Innenseite der oberen und unteren Innenseite der Augenlieder
- bulbäre (auch: okuläre) Bindehaut: an der vorderen Seite der Lederhaut bzw. dem weißen Teil des Auges
- Fornix conjunctivae: am Übergang zwischen Lied und Augapfel
Die Bindehaut enthält Becherzellen (Schleim produzierende Zellen), die Muzin (Schleim) absondern, das einen Teil des Tränenfilms des Auges bildet und dazu beiträgt, die gesunde Feuchtigkeitsschicht der Augenoberfläche aufrechtzuerhalten.
Sehnerv
Der Sehnerv (Nervus opticus), der auch als zweiter Hirnnerv (CN II) bezeichnet wird, ist für die Übertragung der visuellen Informationen von der Netzhaut zum Gehirn zuständig. Er stellt eine Erweiterung des zentralen Nervensystems dar.
Der Sehnerv besteht aus mehr als 1 Million Nervenfasern, setzt sich hauptsächlich aus den Axonen der retinalen Ganglienzellen (RGC) zusammen und enthält nur afferente (sensorische) Fasern.
Der Sehvorgang
Das Sehen findet in mehreren Schritten statt, welche nachfolgend aufgezeigt sind:
- Der Sehvorgang beginnt, wenn das Licht durch die Hornhaut in das Auge eintritt und durch die Pupille und die Linse fällt, die das Licht auf der Netzhaut bündeln.
- Die Netzhaut setzt sich – wie bereits erwähnt – aus Millionen von Photorezeptorzellen zusammen. Diese Zellen enthalten lichtempfindliche Pigmente, die bei der Absorption von Licht eine chemische Veränderung erfahren.
- Die Veränderung der Pigmente löst eine Kaskade chemischer Reaktionen innerhalb des Photorezeptors aus, die schließlich zu einer Anpassung des Membranpotentials der Zelle führt.
- Die Änderung des Membranpotenzials erzeugt ein elektrisches Signal, das an andere Neuronen in der Netzhaut und schließlich über den Sehnerv an das Gehirn weitergeleitet wird.
- Der Sehnerv überträgt die elektrischen Signale an den Nucleus geniculatus lateralis (LGN) im Thalamus, der die Informationen an den primären visuellen Cortex im Okzipitallappen weiterleitet.
- Der visuelle Kortex verarbeitet die Informationen und erzeugt ein Bild, das wir schließlich wahrnehmen.
Das visuelle System im Gehirn ist hierarchisch aufgebaut, wobei unterschiedliche Areale verschiedene Aspekte des visuellen Reizes, wie Farbe, Kontrast und Bewegung, verarbeiten.
Die Netzhaut spielt zudem eine Rolle bei der Vorverarbeitung der visuellen Informationen, indem sie Merkmale wie Farbe, Kontrast und Bewegung gezielt extrahiert, bevor sie die Informationen an das Gehirn weiterleitet.
Die wichtigsten optischen Parameter
Folgende optische Parameter des menschlichen Auges sind wesentlich für das Verständnis seiner Funktion:
- Brechkraft: Das entspannte Auge hat eine optische Brechkraft von ca. 60 Dioptrien (D). Die Brechkraft des Auges kann bei vollständiger Akkommodation (Anpassung der Brechkraft) vorübergehend auf 33 D ansteigen.
- Brennweite: Die Brennweite des menschlichen Auges beträgt 17,1 mm in Luft für das entspannte Auge und 14,2 mm, wenn es vollständig akkommodiert ist.
- Hornhautdicke: Die Hornhautdicke variiert von Mensch zu Mensch, spielt aber eine entscheidende Rolle für die Gesamtbrechkraft des Auges. Die Hornhaut ist für etwa zwei Drittel der gesamten Brechkraft verantwortlich.
Die genannten Parameter sind für das ordnungsgemäße Funktionieren des Auges von wesentlicher Bedeutung und können sich aufgrund von Faktoren wie Alterung oder einseitiger Beanspruchung verändern.
Erkrankungen der Augen
Augenerkrankungen sind weit verbreitet und können die Lebensqualität erheblich beeinträchtigen.
Wir stellen Euch nachfolgend die häufigsten Augenerkrankungen vor:
- Kurzsichtigkeit (Myopie): Dies ist der Fall, wenn eine Person in der Nähe klar sieht, aber in der Ferne unscharf. Kurzsichtigkeit wird in der Regel durch eine Brille, Kontaktlinsen oder eine Operation der Augenlinse korrigiert.
- Weitsichtigkeit (Hyperopie): Von Weitsichtigkeit spricht man, wenn eine Person in der Ferne deutlich, in der Nähe jedoch unscharf sieht. Auch hier kann eine Brille, Kontaktlinsen oder einer Operation Abhilfe schaffen.
- Astigmatismus: Hierbei handelt es sich um eine unregelmäßig geformte Hornhaut oder Linse, was eine verzerrte Sicht in allen Entfernungen verursacht. Die Störung kann ebenfalls durch eine Brille, Kontaktlinsen oder eine Operation korrigiert werden.
- Alterssichtigkeit (Presbyopie): Dieses Phänomen tritt häufig bei Menschen über 40 Jahren auf. Betroffene können im Nahbereich weniger scharf sehen. Dabei handelt es sich genau genommen um keine Erkrankung, sondern um einen Teil des normalen Alterungsprozesses.
- Nachtblindheit (Hemeralopie): Hierunter versteht man die Unfähigkeit, bei schlechten Lichtverhältnissen gut zu sehen. Nachtblindheit kann durch verschiedene Faktoren verursacht werden, z. B. durch einen Mangel an Vitamin A oder andere Augenkrankheiten.
- Farbenblindheit (Achromatopsie): Hierbei handelt es sich um die Unfähigkeit, zwischen bestimmten Farben zu unterscheiden. Sie tritt bei Männern häufiger auf als bei Frauen und kann durch genetische Faktoren oder andere Augenerkrankungen verursacht werden.
- Altersbedingte Makuladegeneration: Diese degenerative Augenkrankheit führt zu einer deutlichen Verschlechterung des Sehvermögens, bis hin zum Sehverlust. Grund hierfür ist eine Schädigung der Makula, des zentralen Teils der Netzhaut, der für das scharfe und detaillierte Sehen verantwortlich ist.
- Grüner Star (Glaukom): Hierbei handelt es sich um eine Gruppe von Augenerkrankungen, die den Sehnerv schädigen und zum Verlust des Sehvermögens führen. Ursache ist häufig ein erhöhter Flüssigkeitsdruck im Auge, der den Sehnerv schädigt.
- Grauer Star (Katarakt): Diese Erkrankung verursacht eine Trübung der Linse, was zu einer Beeinträchtigung des Sehvermögens führen kann. Der Graue Star tritt häufiger bei älteren Menschen auf und ist auf verschiedene Faktoren wie Alterung oder Augenkrankheiten zurückzuführen. Die Sehstörung kann durch eine Operation behoben werden.
- Diabetische Retinopathie: Hierbei handelt es sich um eine durch Diabetes verursachte Augenerkrankung, die zu einer Beeinträchtigung des Sehvermögens führen kann. Sie tritt auf, wenn hohe Blutzuckerwerte die Blutgefäße und Nerven in der Netzhaut schädigen.
Die genannten Augenerkrankungen können durch verschiedene Methoden wie Brillen, Kontaktlinsen, chirurgische Eingriffe oder Medikamente korrigiert oder behandelt werden. Eine frühzeitige Erkennung und Behandlung sind wichtig, um den Sehkraftverlust zu verringern und die Gesundheit der Augen zu erhalten.
Fazit
Das menschliche Auge ist ein bemerkenswertes, aber auch komplexes Organ. Die Forschung verfügt bereits über ein tiefes Verständnis der Anatomie und Physiologie des Auges und hat die Auswirkungen verschiedener Krankheiten auf seine Struktur und Funktion erkannt sowie entsprechende Behandlungsmöglichkeiten geschaffen.
Dennoch muss das Wissen über die Funktionsweise der Augen und über Augenerkrankungen weiter ausgebaut werden, da dies eine entscheidende Rolle bei der rechtzeitigen Behandlung und Prävention von Sehstörungen spielen kann.
Häufige Fragen und Antworten zum Thema (FAQ)
Als seltenste Augenfarbe wird oft grün genannt, da nur etwa 2 bis 4% der Weltbevölkerung diesen Augenfarbe von Natur aus besitzen. Es gibt jedoch auch andere Augenfarben, die noch seltener sind, wie violett oder rot, die bei weniger als 0,01 % der Bevölkerung vorkommen. Violette oder rote Augen werden oft mit Albinismus in Verbindung gebracht, einer genetischen Erkrankung, die zum Fehlen von Melanin führt, dem Pigment, das für die Färbung der Augen verantwortlich ist.
Die Augenfarbe kann sich aufgrund verschiedener Faktoren wie Genetik, Krankheiten, Medikamente, Traumata und Umwelteinflüsse verändern. Allerdings handelt es sich dabei um ein äußerst seltenes Phänomen. In den meisten Fällen ändert sich die Augenfarbe etwa drei Jahre nach der Geburt nicht mehr. Deutliche Veränderungen im Erwachsenenalter sollten von einem Augenarzt untersucht werden, um etwaige Erkrankungen auszuschließen. Darüber hinaus können Sonneneinstrahlung und bestimmte äußere Faktoren eine Veränderung der Augenfarbe vortäuschen, die tatsächliche Pigmentierung der Iris bleibt jedoch in der Regel stabil.
Zu den Anzeichen, die auf eine mögliche Netzhautablösung hinweisen, gehören: Plötzliche Abnahme der Sehkraft, Rußregen (Plötzliches Auftreten von kleinen dunklen Flecken oder verschnörkelten Linien, die von oben nach unten wandern), Lichtblitze in einem oder beiden Augen, Wahrnehmung eines dunklen Schattens oder “Vorhangs” an den Seiten oder in der Mitte des Blickfelds.
Wenn mindestens eines dieser Symptome auftritt, ist es wichtig, sofort einen Augenarzt aufzusuchen, um einen möglichen Sehverlust zu verhindern.
Die Augen und die Nieren sind in mehrfacher Hinsicht eng miteinander verbunden. Die Forschung hat gezeigt, dass das Mikrogefäßnetz des Auges dem der Nieren ähnlich ist, wodurch die Augen viel über den Zustand der Nieren aussagen. Chronische Nierenerkrankungen werden mit verschiedenen Augenerkrankungen in Verbindung gebracht, darunter Retinopathie, Glaukome und Katarakt. Darüber hinaus sind Erkrankungen wie Diabetes und Bluthochdruck, die zu den Hauptursachen von chronischer Nierenerkrankungen gehören, ebenfalls erhebliche Risikofaktoren für Augenkrankheiten.
Kinder sollten im Alter von 6 Monaten ihre erste umfassende Augenuntersuchung bei einem Augenarzt erhalten. Weitere Augenuntersuchungen werden im Alter von 3 Jahren kurz vor dem Besuch des Kindergartens oder mit 6 Jahren beim Beginn der Schulpflicht empfohlen. Für Kinder im Schulalter wird alle zwei Jahre eine Augenuntersuchung empfohlen, wenn keine Sehkorrektur erforderlich ist. Kinder, die eine Brille oder Kontaktlinsen benötigen, sollten jährlich bzw. entsprechend den Empfehlungen ihres Augenarztes untersucht werden.
Achtung! Die Informationen auf dieser Seite dienen weder der Selbstdiagnose, noch ersetzen sie die fachgerechte Diagnose und Behandlung durch einen Arzt. Wende Dich bitte für medizinischen Rat und bei Verdacht auf Erkrankungen stets an einen Arzt.
Liebe Leser*innen, nun seid Ihr gefragt! Sind Euch weitere interessante Fakten zum menschlichen Auge bekannt? Wir freuen uns, wenn Ihr Eure Gedanken unten in die Kommentare schreibt. Vielleicht ergibt sich eine spannende Diskussion.
Falls Euch dieser Artikel gefällt, sind wir Euch dankbar, wenn Ihr ihn weiterempfehlt und auf Twitter, Facebook etc. teilt! 👍
Quellen und weiterführende Literatur:
- Bühler, T. & Graf, E. (2008). Sinnesorgan Auge: Lernen an Stationen im Biologieunterricht.
- Dahlmann, C. (2020). BASICS Augenheilkunde.
- Fischer, B. & Preschitz, M. (2021). Faszination Auge: Alles über unser komplexestes Sinnesorgan einfach erklärt.
- Wilhelm, H. (2023). Das große Buch vom Auge: Erkrankungen und Behandlungen verständlich erklärt.
- https://www.planet-wissen.de/natur/sinne/sehen/index.html
- https://www.br.de/radio/bayern2/sendungen/radiowissen/mensch-natur-umwelt/farbensehen-auge100.html
- https://www.gesundheitsinformation.de/wie-funktioniert-das-auge.html
Beitragsbilder: Menschliches Auge – pexels.com
Vielseitig interessierter und leidenschaftlicher Autor zu Themen, wie Geschichte, Philosophie, Technik, Wirtschaft, Literatur uvm.