Das menschliche Auge – Funktion und Struktur

Das Auge nimmt tagtäglich Sinneseindrücke auf – pro Sekunde werden rund 10 Millionen Informationen wahrgenommen. Die Lichtstrahlen durchdringen die unterschiedlichen Strukturen des Auges und schließlich wird der visuelle Eindruck an das Gehirn weitergeleitet. Mehr zu den einzelnen Strukturen des Auges, sowie zu den Funktionen der Bestandteile erfahren Sie in diesem Artikel.

Wie entsteht ein Bild?

Die einfallenden Lichtstrahlen führen von der Hornhaut, über die Augenkammer, Pupille, Augenlinse, den Glaskörper bis hin zur Netzhaut. Auf der Netzhaut befindet sich der Brennpunkt – hier werden Lichtstrahlen gebündelt und es entstehen Bilder. Die Bilder werden über den Sehnerv an das Sehzentrum im Gehirn weitergeleitet. Dieser Prozess führt dazu, dass wir Eindrücke optisch wahrnehmen und sehen können.

Hülle des Augapfels

Der Glaskörper des Auges wird grob eingeteilt durch drei verschiedene Schichten ummantelt: die äußere, mittlere und innere Augenhaut. Zu der äußeren Augenhaut gehören die Leder- und Hornhaut. Die mittlere Augenhaut besteht aus Aderhaut, Ziliarkörper und Regenbogenhaut. Zur inneren Augenhaut gehören insbesondere die Netzhaut und das Pigmentepithel.

Hornhaut (Cornea)

Die Hornhaut besteht aus parallel angeordneten Kollagenfasern. Die Kollagenfasern sind so fein und eng miteinander verbunden, dass eine durchsichtige Schicht entsteht. Dadurch können die Lichtstrahlen ungehindert in das Auge eindringen. An der dicksten Stelle ist die Hornhaut etwa 550 Mikrometer breit. Die Hornhaut besteht aus fünf Schichten:

1.     Epithel der Hornhaut: Die äußerste Schicht – Epithel-Zellen – sorgen für den Tränenfilm auf dem Auge.

2.     Bowman-Schicht: Dichte Schicht aus Bindegewebe, die vor Schädigungen des Stromas schützt.

3.     Stroma der Hornhaut: Macht 90% der Hornhaut aus. Eine Schädigung führt zu Hornhauttrübungen.

4.     Descemet-Membran: Sehr dünne, aber widerstandsfähigste Schicht der Hornhaut.

5.     Endothelzellschicht: Die innerste Schicht der Hornhaut, die den Flüssigkeitshaushalt regelt. Bei Schädigungen entstehen Ödeme.

Funktion der Hornhaut

Die Hornhaut ist einer der wichtigsten Bestandteile des Auges, wenn es um scharfes Sehen geht. Der gesamte dioptrische Apparat hat eine Brechkraft von ca. +60 Dioptrien – mit einer Brechkraft von +43 Dioptrien macht die Hornhaut den Hauptanteil davon aus. Eine abweichende Brechkraft führt zu Fehlsichtigkeit. Eine weitere Funktion der Hornhaut ist der Schutz vor äußeren Einflüssen, wie z.B. Bakterien, Fremdkörper, UV-Strahlen.

Erkrankungen der Hornhaut

Krankhafte Veränderungen, äußere Einflüsse und Schädigungen an der Hornhaut können zu einer Reihe an Augenerkrankungen führen:

• Hornhautverkrümmung (Astigmatismus)
• Entzündungen der Hornhaut (Keratitis)
• Keratokonus
• Hornhauttrübung
• Sicca-Syndrom

Lederhaut (Sklera)

Die Lederhaut ist als weiße Haut im vorderen Bereich des Auges sichtbar und wird dort von einer schützenden Bindehaut überlagert. Sie umschließt das Auge fast vollständig. Vorne lässt die Lederhaut Platz für die Hornhaut. Am hinteren Teil des Auges geht die Lederhaut am Sehnerv in die Hirnhaut über und ummantelt dort den Sehnerv. Die Lederhaut sorgt gemeinsam mit der Hornhaut für eine stabile Außenhülle des Auges. Außerdem ist sie der Ansatzpunkt für Augenmuskeln, welche die Bewegungen des Auges ermöglichen. 

Aderhaut (Choroidea)

Die Aderhaut liegt als mittlere Augenhaut zwischen der Lederhaut und der Netzhaut. Mittels vieler Blutgefäße versorgt die Aderhaut die äußersten Schichten der Netzhaut. Durch die starke Pigmentierung kommt der Aderhaut eine weitere Funktion zu: Die zahlreichen Pigmente führen dazu, dass keine Lichtstrahlen außerhalb der Pupille einfallen können. Lichtstrahlen, die auf die Netzhaut fallen, werden im Inneren des Auges von der Aderhaut absorbiert, sodass keine Lichtreflektionen im Auge entstehen. 

Ziliarmuskel und Zonulafasern

Bei dem Ziliarmuskel handelt es sich um einen ringförmigen Muskel, der die Linse umhüllt. Er trägt dazu bei, dass die Linse fokussieren kann. Zonulafasern sorgen dafür, dass die Linse im Ziliarmuskel fixiert wird und die Fokussierung reibungslos funktioniert.

Regenbogenhaut (Iris)

Die Regenbogenhaut enthält Farbpigmente, welche die Augenfarbe des Menschen bestimmen. In der Regenbogenhaut sind außerdem zwei Augenmuskeln eingelagert, die die Pupillengröße je nach Lichtverhältnissen anpassen können. 

Pigmentepithel

Das Pigmentepithel gehört zur inneren Augenhaut. Es ist reich an Melanin und sorgt – wie die Aderhaut – dafür, dass Lichtstrahlen im Inneren des Auges absorbiert werden. Außerdem führt das Melanin dazu, dass das Auge sich an verschiedene Lichtverhältnisse anpassen kann. Weitere Funktionen des Pigmentepithels sind:

• Vitamin-A-Stoffwechsel in der Netzhaut
• Abfalltransport der Photorezeptoren
• Wärmeausgleich zur Aderhaut
• Äußere Blut-Netzhaut-Schranke

Netzhaut (Retina)

Die Netzhaut besteht aus mehreren Nervenzellschichten. An der äußersten Nervenzellschicht liegen lichtempfindliche Zellen (Photorezeptoren), die an das Pigmentepithel grenzen. Die Photorezeptoren werden in Zapfen und Stäbchen unterteilt. Während Zapfen für das Tagsehen und das Farbsehen verantwortlich sind, dienen Stäbchen dem nächtlichen Sehen, sowie für dem Schwarz-Weiß-Sehen. 

Am sogenannten Gelben Fleck (Makula) befinden sich die meisten Photorezeptoren – dies ist der schärfste Punkt des Sehens. Im Gegensatz dazu befindet sich ein blinder Fleck auf der Netzhaut. Dieser entsteht dadurch, dass sich dort die Austrittsstelle des Sehnervs befindet und dort keine Photorezeptoren vorhanden sind. Auf dem blinden Fleck Menschen tatsächlich blind sind – dieser Fleck wird jedoch automatisch durch andere Sinneseindrücke ergänzt, sodass er nicht wahrgenommen wird. 

Funktion der Netzhaut

Die Netzhaut fungiert als Leinwand des menschlichen Auges. Die einfallenden Lichtstrahlen werden auf die Netzhaut projiziert. Die Photorezeptoren der Netzhaut verarbeiten die aufgenommenen visuellen Reize in Impulse. Diese werden von anderen Nervenzellen verarbeitet und schließlich durch den Sehnerv an das Gehirn weitergeleitet. 

Sehnerv (Nervus opticus)

Der Sehnerv besteht aus einer Millionen von Nervenfasern. Er beginnt an der Netzhaut, verläuft über den Augapfel und hat einen knöchernen Sehnervkanal. Dieser führt schließlich zum Sehzentrum des Gehirns, in die Großhirnrinde. Die Funktion des Sehnervs: Er überträgt alle visuellen Nervenimpulse zum Gehirn.

Pupille

Die Pupille ist das dunkle Loch in der Mitte der Iris. Sie sitzt hinter der Hornhaut und vor der Linse. Aufgabe der Pupille ist die Regulierung des Lichteinfalls in das Auge. Die Größe der Pupille wird durch die Muskeln in der Iris angepasst: Bei wenig Licht wird die Pupille erweitert, damit möglichst viel Licht aufgenommen werden kann. Bei viel Licht wird die Pupille kleiner, da zu viel Licht Schädigungen an der Netzhaut und an der Augenlinse verursachen kann.

Linse (Lens crystallina)

Die Linse bündelt die einfallenden Lichtstrahlen. Dadurch entsteht ein scharfes Bild, das auf die Netzhaut projiziert wird. Die Linse ist elastisch, kann durch den Ziliarmuskel gekrümmt werden und somit ihre Brechkraft verändern, sog. Akkomodation. Dieser automatische Vorgang sorgt dafür, dass Objekte fokussiert werden können. 

Glaskörper (Corpus vitreum)

Der Glaskörper befindet sich im Inneren des Auges. Die Flüssigkeit im Glaskörper ist durchsichtig und hat eine gelartige Beschaffenheit. Sie besteht zu 98% aus Wasser und zu 2% aus Hyaluronsäure. Die Hauptfunktion des Glaskörpers ist, dass durch einen gleichmäßigen Druck die stabile runde Form des Auges entsteht.

Augenkammer (Camerae bubli)

Es gibt zwei Augenkammern: Die vordere und die hintere Augenkammer. Die Augenkammern sind mit Kammerwasser gefüllt, welches Nährstoffe für die Linse und die Hornhaut enthält. Es findet ein stetiger Austausch des Kammerwassers statt, sodass das gesamte Kammerwasser innerhalb von 100 Minuten vollständig erneuert wird. Täglich werden drei bis neun Milliliter Kammerwasser produziert.