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Die Welt des Sehens

Aufbau und Funktion

Das Auge ist unser wichtigstes Sinnesorgan. Rund 80 Prozent der Sinneseindrücke, die wir wahrnehmen, werden über das Auge aufgenommen. Damit aus den auf das Auge treffenden Informationen in unserem Gehirn scharfe Bilder entstehen, sind hochkomplexe Vorgänge am Werke. Unser Auge ist ein ausgeklügeltes Wunderwerk, das in seiner Funktionsweise einer einfachen Kamera ähnelt.

Die Augen sind empfindliche Sinnesorgane. Umgeben von Nasen-, Joch-, Tränen- und Stirnbein liegen sie geschützt, eingebettet in ein Fettpolster, in den knöchernen Augenhöhlen (Orbita) des Schädels.

Aufbau

In der Wand des Augapfels unterscheidet man drei konzentrische Schichten:

  • Die äußere Augenhaut wird in zwei Abschnitte untergliedert. Die weiße Lederhaut (Sclera) liegt im hinteren Augapfelbereich. An ihr setzen die äußeren Augenmuskeln an, die das Auge in der Augenhöhle bewegen. Dort wo das Licht ins Auge eintritt, befindet sich die durchsichtige Hornhaut (Cornea). Sie wird ständig mit Tränenflüssigkeit befeuchtet.
  • Die mittlere Augenhaut besteht aus drei Abschnitten. Die Aderhaut ist reich an Blutgefäßen und versorgt die anliegenden Schichten mit Nährstoffen und Sauerstoff und ist häufig pigmentiert. Nach vorn geht die Aderhaut in den Ziliarkörper über, der zur Aufhängung der Augenlinse und deren Akkommodation dient. Der vorderste Abschnitt der mittleren Augenhaut ist die Regenbogenhaut (Iris). Sie bildet die Pupille und reguliert den Lichteinfall, Ihre Pigmentierung verursacht die Augenfarbe.
  • Die innere Augenhaut enthält die Lichtsinneszellen (Photorezeptoren). Dort, wo der Sehnerv das Auge verlässt (Sehnervenpapille), befinden sich keine Lichtsinneszellen. Die Stelle des schärfsten Sehens ist der gelbe Fleck. Zur inneren Augenhaut gehört auch eine Pigmentschicht, das Pigmentepithel.

Der Innenraum des Augapfels enthält den Glaskörper, die Augenlinse und die beiden Augenkammern.

Aufbau des Auges

Wie funktioniert das Auge?

Lichtimpulse gelangen durch die transparente Hornhaut ins Auge. Das Licht durchflutet die Vorderkammer des Auges und trifft auf die Regenbogenhaut (Iris), in deren Mitte sich die Pupille befindet. Ähnlich einer Blende kann die Pupille durch Muskeln ihre Weite verändern und somit die Menge des einfallenden Lichts regulieren.

Die Lichtstrahlen nehmen nun ihren weiteren Weg über die Linse ins Augeninnere – dem gallertartigen Glaskörper. Dabei wird das Licht von der Hornhaut und Linse mehrfach gebrochen und erzeugt auf der - wie ein lichtempfindlicher Kamerafilm wirkenden - Netzhaut zunächst ein kopfstehendes scharfes Bild. Dies geschieht jedoch nur an einer winzigen Stelle der Netzhaut, der so genannten Fovea centralis statt. Die Fovea centralis hat einen Durchmesser von nur 0,5 mm und ist ein Bestandteil des gelben Flecks, der Macula lutea.

Die Lichtstrahlen werden von Sinneszellen der Netzhaut in elektrische Reize umgewandelt und weiter in den Sehnerv geleitet. Dieser überträgt die Signale an das Zwischenhirn, von wo aus sie in das Sehzentrums des Großhirns gelangen. Erst das Gehirn verarbeitet die Reize zu dem Bild, welches wir letztendlich sehen.

Sehen lernen

Die Fähigkeit des Sehens muss erlernt werden. Neugeborene können ihre Umwelt in den ersten Wochen vorerst nur durch ihr Gehör und ihren Tastsinn wahrnehmen. Bilder der Umgebung sieht ein Baby noch unscharf und auf dem Kopf stehend. Im Laufe der Zeit lernt das Gehirn, die Bilder scharf zu stellen und umzudrehen. Diese Erfahrungen werden vom Gehirn gespeichert und können fortan abgerufen werden.

Erst in Kombination mit dem Tastsinn entwickeln Babys etwa im Alter eines halben Jahres die Fähigkeit des räumlichen Sehens. Durch Abtasten der Gegenstände ihrer Umgebung bekommen sie eine dreidimensionale Vorstellung von deren Aussehen. Allmählich lernt das Kind so auch seine Eltern von Fremden zu unterscheiden. Bis zum vierten Lebensjahr entwickelt sich ein Sehvermögen, das dem eines  Erwachsenen ähnelt.

Die Befähigung, Gesichter zu erkennen und ihre Gesichtzüge zu deuten, ist ebenfalls ein Resultat der Lernleistung unseres Gehirns. Beim Blick auf unser Gegenüber wandert dieser im Normalfall zuerst auf das Gesicht. Kinder ab einem Alter von fünf Jahren sind bereits in der Lage, den Gesichtsausdruck eines Menschen als Freude, Angst, Wut und Verwunderung zu verstehen.

Lesen Sie hierzu mehr im Kapitel „Kinderaugen“.

Tränen sind nicht nur zum Weinen da

Die Augen werden durch Ober- und Unterlider geschützt. Im temporalen Oberlid befindet sich die Tränendrüse, in der die  Tränenflüssigkeit gebildet wird. Tränen sind nicht nur da, damit man weinen kann, sie halten auch die Hornhaut feucht und sauber. Die Augenlider blinzeln ungefähr 20x pro Minute, dadurch wird die Tränenflüssigkeit ständig über die Augenoberfläche verteilt und Staubteilchen werden von den Augen abgehalten.

Tränenfilmstruktur

Das normalsichtige (emmetrope) Auge

Bei Normalsichtigkeit werden die Bilder jeweils aus der Nähe- oder aus der Fernsicht scharf auf der Netzhaut abgebildet.

Durch einen Zug am Ziliarmuskel kann die Linse in ihrer Lage und Krümmung verändert werden. Durch Abflachen erfolgt die Einstellung auf die Fernsicht, wobei die Lichtstrahlen in jedem Fall genau auf der Netzhaut gebündelt werden. Bei der Naheinstellung wird die Linse runder, die Brechkraft nimmt zu, so dass die einfallenden Lichtstrahlen stärker gebrochen werden. Die Einstellung auf verschiedene Entfernungen wird Akkommodation genannt.

Damit wir gut sehen können, muss auf der Netzhaut ein scharfes Bild entstehen. Beim normalsichtigen Auge sind all die Bedingungen erfüllt, allerdings sind Fehlsichtigkeiten keine Seltenheit. Diese können bereits im frühen Kindesalter auftreten oder aber altersbedingt sein, da die Linse im fortgeschrittenen Alter an Elastizität verliert und nicht mehr voll funktionstüchtig ist. Um die Sehkraft in solchen Fällen wieder zu verbessern, müssen Korrekturen mit optischen Hilfsmitteln vorgenommen werden.

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Das normalsichtige Auge

Störungen

Welche Fehlsichtigkeiten gibt es?

Kurzsichtigkeit (Myopie)

Das kurzsichtige Auge ist meist länger gewachsen als das eines Normalsichtigen. Einfallende Lichtstrahlen werden vor der Netzhaut gebündelt. Der Brennpunkt liegt vor der Netzhaut und der Patient sieht in der Ferne unscharf. Je länger das Auge ist, desto höher ist die Kurzsichtigkeit und die damit verbundene Unschärfe. 

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Kurzsichtigkeit

Weitsichtigkeit/Übersichtigkeit (Hyperopie)

In einem weitsichtigen Auge (auch übersichtiges Auge genannt) werden die Lichtstrahlen erst hinter der Netzhaut gebündelt. Der Brennpunkt liegt also hinter der Netzhaut. Auf weite Entfernungen wird in der Regel scharf gesehen, in der Nähe verschwimmen die Bilder. Meist ist die Ursache für diese Fehlsichtigkeit ein zu kurz gewachsenes Auge.

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Weitsichtigkeit

Hornhautverkrümmung (Astigmatismus)

Im Idealfall ist die Wölbung der Hornhaut so gleichmäßig wie die einer Kugeloberfläche. Ist die Hornhaut an verschiedenen Stellen unterschiedlich stark gewölbt, spricht man von einer Hornhautverkrümmung. Die Oberfläche gleicht mehr einer Tonne als einer Kugel. Durch diese unterschiedlichen Krümmungskurven wird das Licht z.B. in der Horizontalen anders gebrochen als in der Vertikalen. Die Folge ist eine verzerrte Abbildung: So erscheint beispielsweise ein Punkt als Strich.

Eine Extremform der Hornhautverkrümmung ist der Keratokonus, hierbei handelt es sich um eine krankhafte unregelmäßige Vorwölbung der Hornhaut.

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Hornhautverkrümmung

Was ist Alterssichtigkeit (Presbyopie)?

So wie man ein Fotoapparat auf verschiedene Entfernungen scharf stellen kann, muss sich auch das Auge auf Gegenstände in unterschiedlicher Entfernung scharf einstellen. Die Scharfstellung erfolgt über die Augenlinse, die ihre Form ändert, also je nach Fernsicht oder Nahblick flacher oder runder wird. Dieser Vorgang wird als Akkommodation bezeichnet.

Je jünger ein Mensch ist, desto größer ist die Fähigkeit seiner Augenlinse diese Formveränderung vorzunehmen – umso besser kann also ein junger Mensch Gegenstände in verschiedenen Entfernungen scharf sehen. Mit zunehmendem Alter lässt diese Fähigkeit der Augenlinse durch den natürlichen Alterungsprozess kontinuierlich nach. Etwa ab dem 40. bis  45. Lebensjahr sinkt die Flexibilität der Augenlinse stark ab. Nah liegende Gegenstände können nicht mehr scharf abgebildet werden und so ist das Nahsehen ohne Hilfsmittel fast nicht mehr möglich. Diese "Linsenschwäche" nimmt bis zum 60. Lebensjahr allmählich zu. Ab dem 60. Lebensjahr verfügt das Auge in der Regel über keinerlei Anpassungsfähigkeit an verschiedene Entfernungen. Dieser Zustand wird Alterssichtigkeit (Presbyopie) genannt.

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Alterssichtigkeit

Erkrankungen des Auges

Mit den Erkrankungen des Auges beschäftigt sich die Augenheilkunde (Ophthalmologie).

Häufigste Gründe für eine Sehschärfenminderung bzw. eine Erkrankung des Auges, sind neben der Katarakt (Grauer Star) und dem Glaukom (Grüner Star) die altersbedingte Makuladegeneration und die durch den Diabetes mellitus bedingte Retinopathie.

Eine Einteilung der Augenerkrankungen kann verschieden sein. Man unterscheidet zum einen angeborene und erworbene Augenerkrankungen. Des Weiteren kann eine Einteilung nach dem Ort der Erkrankung erfolgen. Im Folgenden sind einige wenige Beispiele für Augenerkrankungen dargelegt:

Die vorderen Augenabschnitte

Lider, Tränendrüse und ableitende Tränenwege

  • Tränenwegsverschluss (angeboren oder erworben)
  • Entzündungen (Blepharitis, Dakryoadenitis, Gerstenkorn)
  • Austrocknung der Augenoberfläche durch fehlende Tränenproduktion (Xerophthalmie)
  • Tumore (Basaliom, Chalazion, Plattenepithelkarzinom)
  • Verletzungen

Bindehaut (Konjunktiva) und „Tränenfilm“

  • Trockenes Auge
  • Keratokonjunktivitis sicca (siehe auch Sjögren-Syndrom)
  • Entzündungen (Konjunktivitis)
  • Unterblutungen (Hyposphagma)
  • Degenerationen (Pinguecula, Pterygium)

Hornhaut

  • Entzündungen
  • Verletzungen durch Fremdkörper (Eisenspäne, Steinchen, Glas, Pflanzendornen etc.)
  • Degenerationen (Arcus senilis, Fuchs-Endotheldystrophie)
  • Verätzungen
  • Keratokonus, Keratoglobus (kegel- bzw. kugelförmige Verformung meist der zentralen Hornhaut, genetisch bedingt)

Regenbogenhaut (Iris)

  • Entzündungen
  • Defekte (Kolobome), traumatisch oder angeboren
  • Störungen der Pupille, Miosis (eng), Mydriasis (weit)

Augenlinse

  • Graue Star (Katarakt): Eintrübung der Augenlinse
  • Abreißen der Linse von ihrer Aufhängung (Linsenluxation)
  • Fehlen der Augenlinse (Aphakie)

Die hinteren Augenabschnitte

Netzhaut (Retina):

  • Diabetische Retinopathie im Rahmen eines Diabetes mellitus
  • Hypertensive Retinopathie im Rahmen einer arteriellen Hypertonie
  • Makuladegenerationen, z. B. Altersbedingte Makuladegeneration (AMD)
  • Gefäßverschlüsse
  • Retinitis Pigmentosa (= heredodegenerative pigmentosa retinae)
  • Netzhautablösung als Folge eines Flüssigkeitseintritts zwischen die Schicht der Lichtrezeptoren und das Pigmentepithel

Aderhaut (Chorioidea)

  • Entzündungen (Chorioiditis), z. B. durch Herpesviren, Autoimmunerkrankung
  • Aderhautmelanom

Sehnerv (Nervus opticus):

  • Glaukom (Grüner Star): eine heterogene Gruppe von Augenerkrankungen, die zu einer progredienten Schädigung des Sehnerven mit Verlust visueller Funktion führen
  • Entzündungen (Neuritis nervi optici), z. B. bei Multipler Sklerose

Übrige Strukturen der Augenhöhle (Orbita)

  • Orbitabodenfraktur: Bruch des knöchernen Bodens der Orbita, z. B. nach stumpfer Verletzung: Squashball, Sektkorken, Faustschlag

Augenbeweglichkeit

  • Schielen
  • Augenzittern (Nystagmus)
  • Augenmuskellähmungen

Fehlbildungen und Fehlentwicklungen des Sehorgans

  • Amblyopie: (im frühen Kindesalter erworbene Schwachsichtigkeit z. B. als Folge von Schielen oder Ametropie)
  • Farbenblindheit: angeborenes Fehlen der Funktion eines oder mehrerer Sehpigmente
  • Nachtblindheit

Oxidativer Stress

Sobald wir morgens die Augen aufschlagen verbringen sie Höchstleistungen. Beim Zeitungslesen am Frühstückstisch, beim Autofahren oder am Computer.

Doch als wäre das nicht genug, müssen sie auch noch jede Menge unsichtbare Feinde abwehren. Allen voran die so genannten freien Radikalen. Diese aggressiven Sauerstoffverbindungen entstehen überall dort, wo Licht und Sauerstoff zusammentreffen, aber auch als Nebenprodukte des gesunden Stoffwechsels treten sie auf. Sie können dem hochsensiblen Sehorgan irreparable Schäden zufügen.

Zum Glück besitzen unsere Agen ein eigenes Schutzsystem gegen die Angriffe dieser freien Radikale. Die Augen besitzen eine Art Schutzschild, den gelben Fleck (die Macula lutea). Wie eine innere Sonnenbrille filtert diese Stelle der Netzhaut einen Großteil des einfallenden blauen Lichts heraus. Auf diese Weise werden die Sehzellen geschützt, Blendung verhindert und die Sehschärfe erhöht.

Sein Name hat der gelbe Fleck bzw. die Macula lutea nicht von ungefähr. Zwei gelbe Pigmente aus der Familie der Carotinoide finden sich hier in hoch angereicherter Form, das Lutein und das Zeaxanthin. Gemeinsam bilden sie das Maculapigment, als natürliche innere Sonnenbrille sind sie unverzichtbar.

Das antioxidative Schutzsystem unserer Augen bewahrt uns also vor den unerwünschten Einwirkungen von Licht und den freien Radikalen. So sollten unsere Augen normalerweise ein Leben lang gut arbeiten. Doch das körpereigene Schutzsystem kann allmählich an Schlagkraft verlieren. Dann drohen unseren Sehzellen Schäden, die möglicherweise auch zu einer Veränderung jener Millimeter große Stelle führen können, die für das scharfe Sehen zuständig ist.

Nimmt aufgrund von Schäden an dieser Stelle das scharfe Sehen immer mehr ab, dann könnte die Ursache dafür eine AMD sein, eine altersbedingte Maculadegeneration. Nach der ARED-Studie – age related eye disease study – sollen die Vitamine A, C und E (Antioxidantien), Zink und Lutein (so genanntes Makulapigment) in hoher Dosierung bei manchen Formen der Makuladegeneration ein Fortschreiten der Erkrankung hemmen.

In den westlichen Ländern zählt die AMD zu einer der häufigsten Ursache für die Beeinträchtigung des Sehvermögens. Man schätzt, dass mittlerweile etwa 20 Prozent der über 65jährigen darunter leiden. In Deutschland sind das rund 2 Mio. Menschen, und die Zahlen steigen, wir werden immer älter. 

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