Das menschliche Auge

Das Auge gehört zu den fünf Sinnesorganen, die es uns erlauben, unsere Umgebung wahrzunehmen und mit ihr in Beziehung zu treten. Optische Eindrücke werden vom Auge wahrgenommen und ans Gehirn weitergeleitet, wo der Sinneseindruck ins Bewusstsein gelangt und verarbeitet wird. Damit ein optischer Eindruck entstehen kann, benötigt das Auge in erster Linie die Anwesenheit von Licht. Es wird vermutet, dass mindestens die Hälfte aller Sinneseindrücke des Menschen über das Auge vermittelt werden.

Lage des Auges

Das Auge liegt gut eingebettet und begrenzt von Stirn- und Jochbein in der Augenhöhle des Schädelskeletts. Nach außen wird es durch die Augenlider, zwei faltige Häute mit Wimpern zum Abhalten von Fremdkörpern, geschützt. Oberhalb der Augen dienen die Augenbrauen ebenfalls dem Abhalten von Schmutz, Staub und Schweiß. Tränendrüsen am Rand des Lides halten die Augen feucht, wobei die Tränenflüssigkeit durch Blinzeln ständig auf dem Auge verteilt wird.

Bau des Auges

Der nicht sichtbare Teil des Auges

Das eigentliche Auge wird vom sogenannten Glaskörper gebildet, der vornehmlich aus einer transparenten, gallertartigen Masse besteht. Er wird umhüllt von verschiedenen Häuten, die allesamt einem anderen Zweck dienen. Nach außen ist er nicht sichtbar, weil er von der weißen Sclera, der Lederhaut, umschlossen wird.

Netzhaut oder Retina
Die innerste Haut, die den Glaskörper einhüllt, ist die Netzhaut (Retina), auf der das eigentliche Sehen passiert. Sie besteht aus Millionen von Sehsinneszellen, Stäbchen und Zapfen, die aneinandergereiht bei Lichteinfall Farbsehreize oder Schwarz-Weiß-Sehreize auslösen. An jener Stelle der Retina, an der sie am komprimiertesten vorzufinden sind, befindet sich der Ort des schärfsten Sehens – er wird Gelber Fleck oder Makula genannt. Dort, wo der Sehnerv aus der Retina austritt, befinden sich keine Stäbchen und Zäpfchen; diese Stelle wird Blinder Fleck genannt und ist jene Stelle der Netzhaut, an der kein Sehen möglich ist.

Aderhaut
Über der Netzhaut liegt die Aderhaut, die sehr gut durchblutet das gesamte Auge, aber vor allem die Netzhaut mit den nötigen Nährstoffen und mit Sauerstoff versorgt.

Lederhaut
Das Auge wird zusammengehalten von der stabilen Lederhaut oder Sclera, die ihm seine Form gibt und die nur zu einem kleinen Teil nach außen sichtbar das Augenweiß bildet.

Augenmuskeln
An die Lederhaut angewachsen befinden sich die relativ kleinen, jedoch sehr aktiven und beweglichen Augenmuskeln, die einer willkürlichen Kontrolle unterliegen. Sie ermöglichen das schnelle Bewegen der Augen in alle Richtungen. Normalerweise bewegen sich die Augenmuskeln beider Augen synchron. Sollte dies nicht der Fall sein, schielt die betroffene Person. Jedes Auge wird von sechs Muskeln bewegt.

Linse
Im Zentrum des Auges befindet sich die Linse, ohne deren Lichtbündelung kein wahrnehmbares Bild der Umgebung entstehen könnte. Sie nimmt Lichtstrahlen auf und wirft sie mittels Lichtbrechung gebündelt an die dahinter liegende Netzhaut. Gemäß den Gesetzen der Physik handelt es sich beim entstehenden Bild um ein verkleinertes und um 180 Grad gedrehtes Bild. Der Sehnerv leitet diesen Sinneseindruck ans Gehirn weiter.

Der sichtbare Teil des Auges

Vorne besitzt das Auge eine Öffnung, durch die Licht ins Innere gelangen kann. Es handelt sich dabei um die Pupille, einen schwarzen Kreis im Zentrum des Auges. Sie passt sich in ihrer Größe der Lichtintensität an. Um sie herum befindet sich die Regenbogenhaut oder Iris. Sie ist nicht nur für die Farbgebung unserer Augen verantwortlich, sondern für die oben erwähnte Lichteinfallsregulation.

Bindehäute und ganz außen die Hornhaut begrenzen das Auge nach außen. Die Bindehaut (Konjunktiva) ist der Teil des Sehapparates, der das Auge mit der Augenhöhle und den Lidern verbindet, also sozusagen den Reibungspunkt zwischen Auge und Augenhöhle darstellt. Die Hornhaut (Cornea) ist das Fenster des Auges zur Umwelt.

Der Vorgang des Sehens

• Sobald ein Auge offen ist, gelangt Licht in verschiedensten Wellenlängen und unterschiedlich stark von den Objekten der Umwelt reflektiert bzw. absorbiert (dies ist der Grund für die unterschiedliche Farbwahrnehmung) zunächst auf die Cornea und das dahinter liegende Kammerwasser. Sie sind sozusagen der Prellbock für den sehr empfindlichen optischen Apparat, der dahinter liegt.
• Durch die Pupille gelangt das Licht nun auf die Linse. Bei der Linse im menschlichen Auge handelt es sich um eine konkave Linse, das heißt, sie ist an den Enden schmaler und in der Mitte breiter. Konkave Linsen haben die Eigenschaft, alle einfallenden Lichtstrahlen an einem Brennpunkt zu bündeln und dann ein verkehrtes und verkleinertes Bild zu projizieren. Aus diesem Grund werden sie auch Sammellinsen genannt. Die Gesamtheit der transparenten Teile des Auges – also Hornhaut mit Kammerwasser, Linse und Glaskörper – bildet eine Sammellinse, die ein verkehrtes und verkleinertes Bild auf die Netzhaut projiziert.

Die vielen auf der Netzhaut sitzenden Lichtsinneszellen, unter denen vor allem die Stäbchen und Zapfen zu nennen sind, werden durch den optischen Reiz zur Herstellung und Weitergabe von elektrischen Impulsen angeregt. Jene werden nun vom Sehnerv ans Gehirn, genauer gesagt in den Thalamus und dann das Sehzentrum, geleitet, wo das verkehrte und verkleinerte Bilder richtiggestellt wird; genauer gesagt gelingt dies dem Gehirn durch Erfahrung und Lernen.

Bemerkenswert an den Lichtsinneszellen für das Farb- und das Schwarz-Weiß-Sehen (Stäbchen) ist, dass sich die Stäbchen eher an der Peripherie der Netzhaut und die Zapfen in deren Zentrum befinden. Das bedeutet im Klartext: Wenn wenig Licht ins Auge fällt und die Lichtsinneszellen fürs Farbsehen zu wenig gereizt werden, genügt das wenige Restlicht, um die Stäbchen an der Peripherie anzuregen. Bei viel Lichteinfall werden die Zapfen so intensiv gereizt, dass es keiner Reizung der Schwarz-Weiß-Lichtsinneszellen mehr bedarf.
(Bei einer Katze beispielsweise verhält es sich genau umgekehrt, weshalb sie bei Dämmerung umso besser sieht, weil die Stäbchen direkt im Zentrum der Netzhaut sitzen.)

Räumliches Sehen

Die beiden menschlichen Augen arbeiten im Normalfall synchron, außer es wird ein Auge zugehalten oder verbunden. Dadurch ergibt sich der Idealzustand des räumlichen oder dreidimensionalen Sehens. Durch den geringen Unterschied im Winkel der Betrachtung der Umwelt ergeben sich zwei minimal unterschiedliche Bilder. Die elektrischen Impulse der beiden Sehnerven liefern somit dem Gehirn zwei minimal unterschiedliche Informationen über das Gesehene. Das Gehirn setzt die Bilder zusammen – es legt sie sozusagen aufeinander – und erhält damit räumliche Wahrnehmung.
Dies lässt sich leicht testen, indem mit einem zugehaltenen Auge versucht wird, den Abstand zu einem Gegenstand zu schätzen oder einen kleinen Gegenstand zu ergreifen, was mit beiden Augen im Zusammenspiel kein Problem darstellen wird.

Akkommodation

Fakten:

• Die Linse – direkt hinter der Pupille liegend – ist mit den Zonulafasern mit einem Ringmuskel, dem Ziliarmuskel, verbunden. Dieser kann sich in angespanntem Zustand befinden mit der Folge, dass die Zonulafasern entspannt sind, oder in entspanntem Zustand mit der Folge, dass die Zonulafasern angespannt sind. Dieser Mechanismus ist für scharfes Sehen bei allen Entfernungen nötig.
• Eine Anpassung an starke Nähe (Nahakkommodation) – wie etwa bei Computerarbeit oder beim Lesen – ist anstrengender als eine Fernanpassung, da der Ziliarmuskel stark angespannt und die Linse fast kugelförmig gekrümmt wird.
• Eine dauerhafte Nahakkommodation – über Wochen und mehrere Stunden am Tag – schwächt den Ziliarmuskel dauerhaft und macht scharfes Sehen in diesem Bereich ohne Sehbehelf unmöglich. In der Ruhephase, das heißt weder Ziliarmuskel noch Zonulafasern sind nennenswert angespannt, ist das Auge auf eine Entfernung von einem bis zwei Meter eingestellt.

Adaptation

Fakten:

• Unter Adaptation wird die Fähigkeit des Auges verstanden, sich an verschiedene Helligkeitsintensitäten anzupassen. Dies ist insofern wichtig, als das Auge ansonsten Schaden erleiden würde. In erster Linie kann die Adaptation durch Regulierung der Pupillenweite erreicht werden. Die Iris besitzt zwei parasympathische – also unbewusst – arbeitende Muskeln: den Pupillenverenger und den Pupillenerweiterer. Es handelt sich bei deren Aktivität um einen mechanisch ablaufenden Prozess, der Pupillenreflex genannt wird.
• Die Pupillenverengung, also Helladaptation, funktioniert um vieles schneller als die Pupillenerweiterung oder Dunkeladaptation. Dies ist leicht feststellbar, wenn man von einem hellen Raum in einen dunklen tritt und umgekehrt. Auch die Größe der Pupille verändert sich schnell bei Betreten eines lichtdurchfluteten Raums, wohingegen sie sich nur langsam wieder weitet beim Wechsel in eine dunkle Umgebung.
• Außerdem wird das Auge durch häufiges Blinzeln, durch Zusammenkneifen der Lider und durch Schließen der Augen reflexartig vor zu viel Helligkeit geschützt.

Licht und sein Einfluss auf das Auge

Wenn von Licht gesprochen wird, ist meist nur das sichtbare Lichtspektrum gemeint. Unsere Umwelt erscheint uns in verschiedenen Farben, weil die Objekte unterschiedlich Licht absorbieren und reflektieren. Das reflektierte Restlicht gelangt in verschiedenen Wellenlängen in unser Auge, wobei die geringste Lichtwellenlänge bei der Farbe Violett und die höchste bei Rot zu messen ist. Dazwischen liegen die Wellenbereiche für Blau, Grün, Gelb und Orange. Neben diesem sichtbaren Licht gibt es aber auch höhere Lichtwellenbereiche, die nicht wahrgenommen werden können: Infrarotstrahlen und UV-Strahlen, neuerdings wird auch blaues Licht vermehrt beschrieben. Dies ist wichtig zu wissen, da es vor allem diese Arten von Wellenlängen sind, die das Auge schädigen können.

Gesunderhaltung der Augen

Schutz vor Licht

Nicht nur das Sonnenlicht, sondern auch künstliche Lichtquellen haben das Potenzial, das Auge zu schädigen. Schweißen, künstliche Blitze, Scheinwerfer erzeugen starke Lichtintensität, genauso wie Schnee, der 80 % und Wasser, das 30 % des einfallenden Lichtes reflektiert. Aus diesem Grund müssen die Augen von qualitativ hochwertigen Brillen geschützt werden. Nicht zu vergessen ist in diesem Zusammenhang das Ozonloch, das Ursache für die größere UV-Belastung ist. Bei Kindern gelangt um vieles höhere UV-Strahlung auf die Linse und Netzhaut als bei Erwachsenen, weshalb diese Forderung bei ihnen noch höhere Gültigkeit hat.

Schutz durch Ernährung

Vitamine sind der Motor des Auges, wobei sie nicht die Fähigkeit besitzen, bestehende Krankheiten oder Fehlsichtigkeiten zu heilen. Bei einer Unterversorgung kann es jedoch zu Seheinschränkungen oder Mangelerscheinungen kommen. Am besten für die Augen ist grünes Gemüse wie Kraut, Spinat und Erbsen, da es große Mengen am Carotinoid Lutein enthält. Dieser Stoff wird auch bei bestehender Makuladegeneration (Netzhautschädigung) eingesetzt. Außerdem finden sich Carotinoide in farbigen Gemüsen und Früchten wie Karotten, Roten Rüben, Brokkoli, Zitronen, Orangen und Grapefruit.

Schutz durch vernünftige Lebensweise

Damit die Augen immer gut versorgt und durchblutet sind, ist alles zu vermeiden, was hier kontraproduktiv ist, also eine verminderte Durchblutung zur Folge hat. Ebenso sollte der Augendruck ständig niedrig bleiben, zu hoher Augendruck schädigt die Kapillaren im Auge. Regelmäßige Kontrolle kann vielen Krankheiten vorbeugen. Bewegung und Sport fördern die Durchblutung, weshalb sie zu befürworten sind. Rauchen hemmt die Durchblutung, weshalb es stets abzulehnen ist.
Zu vermeiden sind „lichtverschmutzte“ Räume, lichtbelastete Tätigkeit ohne Schutzvorrichtung wie Schweißen oder Aufenthalte in großen Höhen (UV-Belastung, Lichtreflexion im Schnee) ohne Schutzbrillen.

Krankheiten der Augen und Behandlungsmöglichkeiten

Bindehautentzündung (Konjunktivitis)

Die Bindehaut verbindet den Augapfel mit den Augenlidern. Sie ist gut durchblutet und feucht. Durch Reize verschiedenster Art (Licht, Schmutz, Bakterien, Viren) kann es zu einer Entzündung der Konjunktiva kommen, was sich in roten Augen, Gefühl von Fremdkörpern (Sandkörner) im Auge, Brennen und starken Schmerzen äußern kann.
Behandelt wird sie meist mit einer antibiotischen Salbe, Schutz des Auges vor Licht mittels Augenklappe oder Augenspülungen mit einem Sud aus heilkräftigen Pflanzen.

Grauer Star

Durch Ablagerungen auf der Linse aufgrund höheren Alters ist die Linse nicht mehr klar und voll funktionsfähig. Es kommt zum Katarakt oder Grauen Star.
Heute kann eine Linse problemlos operativ durch eine neue, künstliche ersetzt werden.

Grüner Star

Der Augeninnendruck ist ständig zu hoch, was zu einer Schädigung des Sehnervs und/oder der Netzhaut führt. Unbehandelt führt er graduell zu völliger Blindheit, behandelt werden kann der Grüne Star nur medikamentös.

Altersbedingte Makuladegeneration

Der Ort schärfsten Sehens auf der Netzhaut, die Makula, verliert hierbei an Funktionsfähigkeit entweder durch trockene Ablagerungen im Alter oder durch Einwachsen von Blutgefäßen. Bei manchen Personen äußert sich dies „nur“ durch dunkle Flecken im Gesichtsfeld, bei anderen kann es zu völliger Blindheit führen.
Spezielle Medikamentenkombinationen, insbesondere Vitamine und Carotinoide, scheinen die AMD zu verlangsamen oder sogar aufzuhalten. Operativ gibt es bislang keine Möglichkeiten.

Netzhautablösung

Wie der Name vermuten lässt, handelt es sich – wahrscheinlich durch feine Risse bedingt – um eine Ablösung der Netzhaut vom Augapfel. Patienten klagen über Blitze im Gesichtsfeld auch bei geschlossenen Augen. Nur eine möglichst schnelle Augenoperation kann das Sehvermögen der Patienten retten.

Retinopathie durch Diabetes

Nicht zu verachten ist die häufige Schädigung der Netzhaut durch ständig hohen Blutzucker. Diabetiker, die nicht behandelt werden bzw. ihre Blutzuckerkrankheit nicht kontrollieren, schädigen als Erstes vor allen anderen Organen ihr Auge. Nur blutzuckersenkende Medikamente können dies verhindern.

Hornhauttrübung, -schwellung, -ödem (Flüssigkeitsansammlung)

Bei diesen Krankheiten klagen Patienten meist über ein milchig-trübes Gesichtsfeld, gerade so, als ob durch ein schmutziges Fenster in die Umwelt geblickt wird. Außerdem kann es zu Brennen, Schmerzen und einem starkem Eindruck des Blendens kommen.
Die Hornhaut kann mittlerweile gut operiert und sogar transplantiert werden.

Fehlsichtigkeiten der Augen und Behandlungsmöglichkeiten

Kurzsichtigkeit

Der Augapfel ist insofern zu lang, als dass das umgekehrte und verkleinerte Bild genau auf die Netzhaut projiziert werden könnte. Das schärfste Bild entsteht im Glaskörper vor der Netzhaut. Durch Korrektur mit einer Zerstreuungslinse oder konvexen Linse kann diese Fehlsichtigkeit korrigiert werden. Dies findet mittels einer Brille, direkt am Auge aufliegender Kontaktlinsen oder durch operative Maßnahmen auf der Hornhaut statt.

Weitsichtigkeit

Hier ist das genaue Gegenteil der Fall. Die Korrektur erfolgt durch eine Sammellinse.

Altersbedingte Weitsichtigkeit (Presbyopie)

Der Ziliarmuskel und die Zonulafasern sind nicht mehr elastisch genug, um die Nahakkommodation erfolgreich zu bewältigen. Abhilfe schafft auch hier eine Sammellinse und bei bereits bestehender Kurzsichtigkeit eine Gleitsichtbrille oder Gleitsichtlinse, die beide Eigenschaften – die der Sammel- und die der Zerstreuungslinse – in sich vereinigt.

Astigmatismus (Stabsichtigkeit)

Ursache hierfür ist eine Hornhautverkrümmung, die zu einem Licht-Brechfehler des Auges führt. Eintretende Lichtstrahlen werden nicht zu einem Punkt, sondern zu einer Linie gebündelt. Bis zu einem bestimmten Grad kann der Astigmatismus mit zylindrischen Brillengläsern korrigiert werden.

Strabismus

Darunter versteht man Schielen aufgrund eines Augenmuskelungleichgewichts.

Farbenfehlsichtigkeit (Achromatopsie)

Eine Schwäche der Zapfen oder eine solche des Sehzentrums führt dazu, dass Farben nicht oder nicht richtig erkannt werden. Es wird von totaler Farbenblindheit oder von Rot-Grün-Blindheit gesprochen.