Anatomia e chimica della visione: un viaggio nell'occhio umano

LA VISTA

Struttura dell'occhio umano

Gli organi della vista sono gli occhi, simmetrici e alloggiati nelle cavità orbitali del cranio. Di forma approssimativamente sferica (è chiamato anche globo oculare e mediamente presenta 23 mm di diametro), L'occhio è formato da tre membrane sovrapposte e concentriche. La tunica esterna o fibrosa si distingue in due parti: la sclerotica, o sclera, una membrana bianco-perlacea, dura, opaca e fibrosa, con funzioni di protezione (è la parte volgarmente detta "il bianco dell'occhio"); e la cornea anteriore e incastrata nella sclerotica, sottile e trasparente come un vetro, con funzioni di avvolgimento dell'occhio e di rifrazione della luce.

Funzioni delle tuniche oculari

La tunica vascolare, mediana, contiene anche fibre muscolari e abbondante pigmento. La tunica vascolare si distingue in tre porzioni: coroide, la più interna, con funzioni nutritizie per la ricchezza di vasi sanguigni e di regolazione della luce grazie alla presenza di pigmenti bruni che ne fanno una vera e propria camera oscura; il corpo ciliare, costituito da vasi sanguigni e da fibre muscolari, le quali formano il muscolo ciliare, capace di aumentare la curvatura del cristallino e quindi il suo potere convergente (la maggiore o minore curvatura del cristallino consente l'accomodamento, ovvero la messa a fuoco dell'immagine secondo la distanza a cui è posto l'oggetto); l'iride, la più esterna e variamente pigmentata, che trasparendo attraverso la cornea determina il colore dell'occhio in base alla maggiore o minore quantità di pigmento. Il pigmento dell'iride si combina, infatti, con il pigmento bruno della coroide, producendo i colori azzurro, verde, grigio, nero o castano; tale pigmento manca però negli albini, in cui gli occhi si presentano rossastri appunto perché ne traspare il colore del fondo. L'iride è forata al centro della pupilla che, per l'intervento di due fasci di fibre muscolari, può restringersi fino a due mm sotto l'azione di una luce intensa, impedendole così di danneggiare l'occhio, o dilatarsi fino a 9 mm circa con l'oscurità; tale regolazione è un atto riflesso e indipendente dalla volontà.

La tunica nervosa o retina è la più interna; tappezza tutta la cavità del globo oculare e si distingue in due porzioni: la retino vera e propria è la parte posteriore, con funzioni ottiche in quanto contiene i fotorecettori; vi si distingue la macula lutea ("macchia gialla", dal suo colore giallastro), al centro della quale si trova la fovea centralis ("buca centrale"), che è il miglior punto visivo dell'occhio; la parte cieca, anteriore, è così chiamata perché non prende parte al processo della visione.

Mezzi rifrangenti e percezione visiva

Le tre tuniche dell'occhio circoscrivono uno spazio interno, distinto in camera anteriore e camera posteriore, pieno di liquidi e di sostanze solide, trasparenti e rifrangenti, attraversati dai raggi luminosi prima che arrivino a stimolare i fotorecettori della retina. Questi mezzi rifrangenti sono costituiti dall' umor acqueo, che deriva dal plasma del sangue e svolge le funzioni di nutrizione e di mantenimento del tono oculare; dal cristallino, che ha la forma e la funzione di una lente biconvessa, ed è posto dietro la pupilla; il corpo vitreo, costituito da una massa trasparente e gelatinosa (umor vitreo) con funzione di trasmissione della luce.

I mezzi rifrangenti dell'occhio costituiscono l'apparecchio di trasmissione, attraverso cui passano i raggi luminosi, che stimolano successivamente gli elementi sensitivi della retina, i fotorecettori, che a loro volta costituiscono l'apparecchio di eccitazione, mediante il quale si percepiscono luce, colori, forme, posizione degli oggetti (distanza), grandezza e struttura dei corpi. La retina, infatti, ha una struttura molto complessa, con cellule disposte su nove strati, tra cui i bastoncelli e i coni, fondamentali per il fenomeno visivo.

Ruolo dei bastoncelli e coni

I bastoncelli (18-20 milioni circa) sono formati da tre parti: un segmento esterno, cilindrico e a contorno scanalato, che si introflette nei prolungamenti delle cellule epiteliali pigmentate; un segmento interno (corpo), cilindrico, formato da citoplasma granuloso; una fibra sottile, che si rigonfia per contenere il nucleo e termina in una specie di bottoncino.

I coni ( tre milioni circa) sono simili ai bastoncelli, da cui differiscono per il segmento esterno, conico anziché cilindrico, la cui fibra è più corta e più grossa. L'unione di coni e bastoncelli costituisce un tappeto molto fitto su cui batte la luce; se le strutture rifrangenti dell'occhio sono perfette, l'immagine si forma esattamente a fuoco sulla retina. I coni funzionano solo in presenza di piena luce e consentono di distinguere perfettamente la forma e i colori degli oggetti. I bastoncelli invece sono sensibili alla luce meno intensa, come quella crepuscolare, e non distinguono i colori, per cui in condizione di scarsa luce è possibile vedere soltanto ombre grigie. La fovea~centralis, infatti, è il miglior punto visivo di tutta la retina proprio perché è costituita unicamente da coni.

LA CHIMICA DELLA VISIONE

Chimica della visione

Il pigmento visivo generalmente è formato da una grossa molecola proteica, chiamata opsina, affossata nella membrana delle lamelle nella porzione allungata dei coni e dei bastoncelli e coniugata mediante ponti molecolari a una piccola molecola di sostanza colorata, detta retinone (simile alla vitamina A); il tutto prende il nome di porpora visiva. Assorbendo una radiazione luminosa di una certa lunghezza d'onda, il retinene modifica la propria struttura fino a un graduale distacco dalla opsina.

Si ritiene che sia proprio questa fase di distacco a determinare la depolarizzazione della membrana cellulare e quindi il potenziale d'azione che da il via all'impulso nervoso che, partendo dai coni e dai bastoncelli, s'irradia alle cellule bipolari, multipolari degli altri strati della retina e, attraverso le fibre nervose di queste ultime, al nervo ottico e infine al cervello.