Santé

Anatomie et physiologie de l'œil

Dossier - L'oeil : la vision au-delà de la vision
DossierClassé sous :médecine , Incontournables , œil

-

L'œil est notre principal organe de communication avec l'extérieur, il est complexe pourtant proche de l'œil de seiche : il dérive des mêmes gènes que l'œil de mouche….

  
DossiersL'oeil : la vision au-delà de la vision
 

1 - Anatomie de l'œil

L'oeil, ou globe oculaire, est une structure creuse de forme globalement sphérique. Il se compose de tuniques, d'un cristallin et de liquides.

Cliquez pour agrandir Structure de l'oeil

La tunique externe est la sclérotique, tissu conjonctif dense et peu vascularisé. Elle a un rôle de protection de l'oeil. C'est le blanc de l'oeil, elle est entourée d'une membrane très fine et transparente, appelée conjonctive.

Du côté antérieur, cette sclérotique est remplacée par la cornée, transparente qui permet l'entrée des rayons lumineux dans le globe oculaire. Elle est de plus riche en fibres nociceptives : le contact avec un objet induit le clignement et la sécrétion lacrymale, 2 fonctions de protection.

  • Son rayon de courbure avant est de 7,8 mm.
  • Le rayon de courbure de la face arrière est de 6,8 mm.
  • Elle est plus mince au centre : 0,45 mm.
  • Son indice de réfraction est n=1,377
  • Sa puissance est de 42 dioptries

La cornée est composée de 5 couches différentes :

  • Épithélium cornéen : 32 micromètres d'épaisseur, cellules se renouvelant
    rapidement. L'éclat du regard est lié à la régularité de la surface épithéliale, et à l'intégrité du film de larmes.
  • Membrane de Bowman : couche de transition de 12 micromètres, nature conjonctive.
  • Stroma : très épais (400 microns), 90% de l'épaisseur de la cornée. Tissu conjonctif très spécifique. Il contient de l'eau, des substances organiques, du collagène. Tous ces éléments sont présents dans des règles qui assurent la transparence.
  • Membrane de Descemet : 6 micromètres
  • Endothélium : de 6 micromètres, membrane interne, fragile et fine. La qualité et la quantité de ces cellules varient avec l'âge et des altérations y surviennent à partir de 65 ans.
Œil Reproduction et utilisation interdites

La tunique vasculaire au milieu, formée de trois parties : la choroïde, le corps ciliaire et l'iris.

  • La choroïdeest une membrane pigmentée en brun par des mélanocytes. Elle constitue une chambre noire ; elle est très vascularisée.
  • Le corps ciliaire est formé de muscles lisses qui modifient la forme du cristallin et permettent l'accomodation.
  • L'irisest la partie colorée de l'oeil ; composé de muscles lisses, il permet de contrôler la taille de la pupille (ouverture centrale de l'oeil) et donc la quantité de lumière: diaphragme de l'oeil.

La tunique interne est la rétine, composée de deux couches. La couche pigmentaire (externe) empêche la lumière de diffuser dans l'oeil. La couche interne est une structure nerveuse, composée de nombreux photorécepteurs (cônes et bâtonnets) et de cellules traitant et acheminant l'information visuelle vers le cerveau. La rétine et son fonctionnement font l'objet du chapitre suivant.

Les fibres nerveuses efférentes sortent de l'oeil par le nerf optique. Au niveau de ce point de sortie, la rétine s'interrompt: c'est la tache aveugle appelée disque optique ou encore papille. A proximité de cette tache aveugle se trouve la macula avec une fossette centrale, la fovéa, qui est le point de la rétine avec la meilleure acuité visuelle parce que la densité de photorécepteurs y est la plus importante.

Fond d'œil, la macula est au centre, sombre, le disque optique à droite de l'image. On voit les vaisseaux sanguins et le fond d'œil peut être un bon outil non invasif de détection de certains désordres physiologiques. Reproduction et utilisation interdites

Le cristallin est une capsule mince et élastique, composée de cellules anuclées et de fibres spécifiques. Il est entouré par les corps ciliaires auxquels il est maintenu par la zonule de Zinn. Il joue le rôle d'une lentille biconvexe.

Le cristallin et son ligament suspenseur divisent le globe oculaire en deux chambres.

  • La chambre antérieure remplie par l'humeur aqueuse, continuellement renouvelée.
  • La chambre postérieure remplie d'une substance gélatineuse transparente, le corps vitré, ou humeur vitrée qui contribue à maintenir la pression intra-oculaire, et ainsi la forme de l'oeil.

Tout cet organe fonctionne comme une chambre noire et donne une image inversée de l'objet sur la surface sensible de la rétine, selon les lois de l'optique.

L'œil est mobile et toute une gamme de muscles entrent en action pour assurer ses déplacements.

Muscles de l'oeil Reproduction et utilisation interdites

2 - Géométrie de l'œil

  • L'œil peut être hypermétrope, il sera corrigé par des verres convexes.
Oeil hypermétrope Reproduction et utilisation interdites
  • L'œil peut être myope, il sera corrigé par des verres concaves
Oeil myope Reproduction et utilisation interdites
  • L'œil peut être astigmate et sera corrigé par un tore.
Œil astigmate Reproduction et utilisation interdites

Hétérophorie : strabisme latent. Si les axes oculaires ne sont pas parallèles, il y a hétérophorie, la fusion des deux images (perçues par chacun des deux yeux) ne peut être obtenue que par une contraction active des muscles, entraînant une fatigue visuelle, voire des signes de décompensation.

La presbytie n'est pas un défaut géométrique, nous en reparlerons.

L'acuité visuelle est définie comme la possibilité pour l'oeil de séparer deux points vus distinctement. Elle est maximum pour le minimum de vision distincte...Sa mesure consiste à observer, avec un seul œil, un tableau de lettres de tailles décroissantes et séparées d'un intervalle connu, depuis une certaine distance... tout le monde connaît !...

Schéma : Acuité visuelle Reproduction et utilisation interdites

Les mesures montrent que l'oeil humain est capable de séparer deux points A et B distants de 0.05 mm ce qui, sur la rétine, correspond à une distance de 0,4 micromètre (distance entre deux cônes séparés par un troisième) . L'angle entre les deux points et le centre optique de l'oeil est de 1 minute d'angle : c'est le pouvoir séparateur. L'acuité visuelle est l'inverse du pouvoir séparateur (l'inverse de l'angle). Ce qui fait 1/1 dans l'exemple ci-dessus soit 10/10e . Si les deux points vus distinctement E et D sont plus éloignés sur la rétine, le pouvoir séparateur diminue pour un angle de deux minutes, l'acuité visuelle est de 1/2, que l'ophtalmologue exprime sous la forme 5/10e.

L'accommodation est réalisée par une déformation spatiale du cristallin : quand un objet est très près de l'observateur le cristallin se bombe pour « mettre au point » selon les schémas ci-dessous.

Accomodation Reproduction et utilisation interdites
Accomodation Reproduction et utilisation interdites

Le champ de vision est la portion d'espace que nous voyons, il comprend une partie de vision monoculaire et une partie de vision binoculaire. Cette vision binoculaire relativement large n'est possible que parce que les yeux sont situés sur le devant de la tête, bien des oiseaux ont une vision binoculaire très petite à cause de la position latérale des yeux sur la tête.

Champ visuel de l'homme Reproduction et utilisation interdites

Division du champ visuel dans un plan horizontal, d'après Panero et Zelnik (Human dimension and interior space, Whitney Library of design, Architectural press Ltd, Londres, 1979).

Champ visuel de l'oeil droit pour des lumières de couleurs différentes Reproduction et utilisation interdites


3 - Fonctionnement de l'œil

A - Structures de protection :

  • Orbite : cavité pyramidale à parois osseuses, dans laquelle est logé le globe oculaire. Elle est percée d'un trou pour le passage du nerf optique.
  • Paupières : Ces replis de peau, un inférieur et un supérieur, peuvent se fermer pour protéger les yeux contre toute agression extérieure (lumière intense, projectile, etc...).

Normalement, les paupières se ferment par réflexe toutes les six secondes environ, mais si une poussière atteint la surface de l'œil, elles se ferment plus souvent et plus fort pour l'éliminer vers le bord interne de l'œil.

  • La conjonctive : À l'intérieur des paupières se trouve une fine membrane protectrice et transparente qui se replie pour couvrir la sclérotique et relier les deux replis des paupières.
  • Cils : c'est une frange de poils courts située sur les bords de chaque paupière qui forme un écran.
  • Glandes lacrymales : Chaque œil est doté d'une glande lacrymale située dans sa partie supérieure et externe. La sécrétion salée de ces glandes, les larmes, lubrifie la partie antérieure du globe oculaire quand les paupières sont fermées et permet l'évacuation de toutes les particules de poussière ou d'autres corps étrangers de la surface de l'œil.
  • Larmes : Liquide salé produit par les glandes lacrymales. Leur rôle est de lubrifier l'œil et de le protéger des matières étrangères et des infections ; pour cela, elles contiennent des protéines bactéricides. Etalées sur l'œil par le clignement des paupières, elles rentrent par les points lacrymaux situés à l'angle interne dans un système de canaux qui conduit dans les fosses nasales.

Dans ce coin interne de l'œil, on remarque encore une petite éminence rougeâtre, la caroncule lacrymale et un repli membraneux, vestige d'une troisième paupière bien développée chez certains animaux (oiseaux,...)
Au cours des pleurs, les larmes sont émises en grande quantité.

Appareil lacrymal Reproduction et utilisation interdites

B - La pupille est un trou circulaire au milieu de l'iris : c'est le diaphragme de l'oeil. Il règle la quantité de lumière entrante et sa taille varie en fonction de la lumière. Quand le diamètre est petit, la profondeur du champ augmente, et il y a moins d'imperfection au niveau de l'image perçue. Son diamètre en lumière normale se situe aux alentours de 3 et 6 mm. Le phénomène de l'augmentation du diamètre de la pupille se nomme "mydriase", et sa diminution:" myosis".

Chez l'homme la pupille est circulaire, ce n'est pas le cas chez bien des animaux.

  • Il y a une mydriase bilatérale lors d'une excitation d'un nerf sensitif (ouïe, vue, odorat), dans l'obscurité, lors de coma ou de mort, chez les diabétiques, les épileptiques et également chez les usagers de drogues dérivées des amphétamines.
  • Une mydriase unilatérale s'installe à la suite d'un glaucome ou d'un décollement de la rétine.
  • Un myosis bilatéral apparaît lors d'une luminosité abondante, d'un clignement de l'oeil, lors du passage de la vision de loin à la vision rapprochée et chez les usagers de dérivés morphiniques.
  • Un myosis unilatéral se forme quand il y a une présence d'un corps étranger dans l'oeil, lors d'une kératite (inflammation de la cornée) ou encore à la suite d'une paralysie des voies optiques.
Mydriase et myosis Reproduction et utilisation interdites

C - Les liquides internes de l'œil

A l'avant de l'oeil on délimite 2 zones principales :

  • la chambre antérieure qui se situe entre la cornée et l'iris et qui est remplie par l'humeur aqueuse.
  • la chambre postérieure entre l'iris et le cristallin avec du corps vitré.

L'humeur aqueuse est un liquide transparent constamment renouvelé responsable du maintien de la pression intra-oculaire.

Elle est produite par les procès ciliaires et passe de la chambre postérieure vers la chambre antérieure à travers la pupille. Dans la chambre antérieure, elle est éliminée au niveau du trabéculum et passe dans le canal de Schlemm. Le trabéculum est une sorte de filtre. Si le trabéculum se bouche (débris d'iris, excès de protéines), il y a augmentation de la pression d'où l'apparition d'un glaucome. L'humeur aqueuse est composée d'eau, mais aussi de vitamine C, de glucose, d'acide lactique et de protéines. Elle se renouvelle constamment toute les 2-3 heures. Son rôle est nourricier, réparateur, régulateur de la pression intra-oculaire, et du maintien de la forme de l'oeil.

La pression normale de l'oeil pour des sujets de moins de 40 ans est de 13-19 mm. Chez les sujets de plus de 40 ans, elle est de 16-23 mm.
Si la pression augmente il peut y avoir glaucome et dégénérescence des tissus rétiniens, atrophie du nerf optique... Le glaucome est l'une des premières causes de cécité dans le monde, au même titre que le diabète non contrôlé.

Lors de diminution de la pression oculaire (hypotonie), un oedème se forme, d'où diminution de la netteté de la cornée, et soulèvement de la choroïde.

A l'arrière de l'œil, la grande chambre est occupée par le corps vitré est une masse gélatineuse claire capable d'amortir les chocs, de maintenir la rigidité du globe oculaire et de garder la rétine en place collée contre le fond du globe. Il représente 90% du volume. C'est un tissu conjonctif transparent, un matériau de remplissage, entouré par une membrane appelée membrane hyaloïdienne.

D - La transmission des informations obtenues sur la rétine (voir chapitre suivant) vers le cerveau est opérée par le nerf optique. Toutes les fibres optiques issues des cellules visuelles convergent vers un point précis de la rétine : la papille. En ce point débouche aussi le réseau veineux et artériel de la rétine. Les fibres optiques se rejoignent toutes là pour former un câble : le nerf optique. Il mesure 4 mm de diamètre et 5 cm de long. Il y a un nerf optique par oeil. Les 2 nerfs se croisent dans une zone appelée chiasma optique. A cet endroit s'entrecroise une partie seulement des fibres selon le dessin ci-dessous :

Nerf optique, schéma de son parcours Reproduction et utilisation interdites

Les voies visuelles sont schématisées ici dans le cerveau vu de dessous. Le signal de la rétine est transporté jusqu'au corps genouillé latéral par les axones des cellules ganglionnaires regroupés dans les nerfs optiques. La moitié, environ, des axones passe de l'autre côté du cerveau de sorte que chaque demi-champ visuel se projette dans l'hémisphère opposé. Les axones arrivent au cortex primaire du lobe occipital du cerveau : l'aire visuelle.

Cliquez pour agrandir Aires visuelles

4 - L'hérédité de la couleur des yeux

Un sujet qui passionne les foules ! nous allons nous y arrêter quelques instants...bien que ce ne soit pas vraiment l'objet de ce dossier ! C'est, en plus, un sujet très complexe qui fait encore l'objet de nombreuses recherches.

Les scientifiques estiment qu'au moins 3 paires de gènes contrôlent la couleur de nos yeux : deux sur la paire de chromosomes 15 et le troisième sur la paire 19.

  • Le gène 2 du C15 présente un allèle qui code pour brun et bleu.
  • Un 2ème gène, situé sur le C19 présente un allèle qui code pour bleu et vert.
  • Un 3ème gène, situé sur le C15, donne la couleur brune.
  • L'allèle brun est toujours dominant vis-à-vis de l'allèle bleu.
  • L'allèle vert est dominant vis-à-vis de l'allèle bleu mais récessif vis-à-vis de l'allèle brun du C15.

Cela signifie qu'il existe un ordre de préséance.

Si une personne présente un allèle brun sur le C15 alors que tous les autres allèles codent pour bleu ou vert, la personne aura les yeux bruns.
Si elle présente un allèle vert sur C19 et si tous les autres allèles codent bleu ou vert, la personne aura les yeux verts.

Les yeux bleus se manifestent uniquement lorsque tous les allèles codent pour bleu.

Ce modèle n'explique pas les nuances grises, bleu ciel ou les patchwork à la fois brun, bleu, vert et gris de certains iris...

Ce modèle ne peut pas non plus expliquer pourquoi deux parents aux yeux bleus peuvent donner un enfant aux yeux bruns, (saut de génération des gènes récessifs) ou comment la couleur des yeux peut changer au cours du temps.

On pense que d'autres gènes sont concernés, qui restent à découvrir, par exemple des gènes de régulation.

La couleur des yeux est déterminée par un seul pigment appelé la mélanine qui est présente dans l'iris de l'oeil. La mélanine est un pigment brun qui se dépose sur la surface frontale de l'iris. Si la mélanine est abondante les yeux paraîtront bruns ou même noirs. Si la mélanine est très peu présente, l'oeil paraîtra bleu. Les gènes de la couleur des yeux contrôlent la quantité de mélanine dans l'iris.

Généralement les bébés de type caucasien naissent avec les yeux bleus foncés: ils n'ont pas encore produit de mélanine. Ce n'est que quelques mois après la naissance que leurs yeux vont commencer à prendre leur couleur définitive.

5 - Voir et être vu sur la route.

Je vous transmet l'information telle quelle...ça me paraît très important : on peut toujours être le sujet d'un accident provoqué par quelqu'un - une personne sur quatre en France - qui ne voit pas bien au volant !

Billet du Dr Seegmuller, Président du Syndicat National des Ophtalmologistes de France - 25 octobre 2004

« Tous les véhicules devront allumer leurs feux sur la route ...
Dans les encombrements citadins, il est plus facile de distinguer immédiatement les véhicules "actifs" - aux feux allumés - de ceux qui sont en stationnement, et donc de concentrer son attention sur les mouvements des premiers.

Alors que les carrosseries actuelles, avec leurs calandres esquivées et leurs coffres arrière bombés, facilitent les confusions, les feux blancs à l'avant, rouges à l'arrière, indiquent aussitôt si la direction du véhicule repéré à distance ;

Compte tenu de l'importance des contrastes dans la vision des conducteurs, les feux de croisement facilitent le repérage des autres véhicules de plus loin, permettant une meilleure anticipation, ce qui est capital en termes de sécurité routière.

L'éblouissement par l'éclairage des autres véhicules n'existe pas en plein jour : la puissance des feux de croisement demeure considérablement plus faible que celle de la lumière naturelle ; on est ébloui par un ciel dégagé ou nuageux bien avant de l'être par les feux correctement réglés des autres usagers de la route.

En ce qui concerne les motards, la période expérimentale permettra de déterminer si, à l'usage, ils perçoivent effectivement plus de dangers et moins d'attention de la part des automobilistes à leur égard;

23% des automobilistes conduisent en état d'incapacité d'aptitude visuelle légale. 6% des automobilistes ont une inaptitude visuelle définitive, mais tous les autres défauts visuels (myopie, cataracte...) ne sont pas des contre-indications à la conduite à condition d'être corrigés.

Il faut que le permis de conduire soit assorti d'un véritable contrôle de la vue. La France est la lanterne rouge de l'Europe en matière de contrôle de l'aptitude visuelle des titulaires du permis de conduire ;
La Grande Bretagne, l'Irlande, les Pays-Bas, la Belgique, le Luxembourg, l'Allemagne, l'Autriche, la Suisse, l'Italie, l'Espagne, le Portugal, la Finlande, la Suède, la Grèce, le Canada, l'Australie, le Japon ont institué un contrôle systématique de l'aptitude visuelle des conducteurs de voitures de tourisme... »