눈의 구조별 역할

눈에서 나타나는 이상들은  눈의 굴절이상 상태에 따라서 원시, 근시, 난시 로 나뉘어 지는데 이는 즉 안경을 써야하는 상태로 많은 사람들이 흔히 눈을 진단하는 용어들로 사용된다. 하지만 이러한 상태를 제대로 파악하고 이해하는데 어려움을 많이 겪게되는데  눈으로 들어오는 빛이나 색깔들이 눈의 어떤 부위에서 어떻게 굴절되어서 어디에 맺히는 지에 따른 눈의 정확한 구조와 이해가 없기 때문이다. 

 

각막은 어떻게 작용하는가 ?

 

눈의 가장 앞부분에 맑고 투명한 융기부에 위치한 각막은 맨 처음 눈이 접하는 물체의 초점을 잡는데 2/3의 역할을 한다. 이 때 굴절률을 사용하여 이 과정을 설명할 수 있는데, 굴절률은 두 물체의 경계를 빛이 통과할 때, 빛이 굴절하는 정도를 나타낸다. 굴절률이 클 수록 빛은 많이 굴절하게 되고, 또한 이 굴절률은 표면의 곡률과 주변 물질에 대한 수정체에서 빛의 속도에 따라 달라진다.

 

각막은 1.34의 굴절률로 수정체의 중간에 위치하여 1.41의 굴절률을 , 방수는 1.33의 굴절률로 유리체액안에 존재하여 총 1.34의 굴절률을, 수정체의 표면은 1.34의 굴절률로 공기와 맞닿아 1.00의 굴절률을 나타낸다. 이렇듯 두 물체의 경계의 구성물질에 따라서 굴절률이 달라지는데, 각막이 물 속에 있을 때는 물의 굴절률이 각막의 굴절률과 비슷하기 때문에 초점을 잡는 능력이 대부분 상실된다. 따라서 잠수부는 마스크 안에 공기를 불어넣어서 초점을 회복하게 된다.

 

각막은 즉 고정된 초점기구이며, 수정체는 모양을 바꿀 수 있으며, 다양한 거리에 있는 물체에 대해서 초점을 맞추게 된다. 각막은 일종의 볼록렌즈로 광선을 굴절시킴으로써 초점을 잡는 역할을 한다. 방수 (aqeous humor)와 접하고 있는 뒷면은 각막과 거의 같은 굴절률을 가지므로, 각막의 초점 작용은 주로 각막의 앞 표면에서 일어난다.

 

각막세포는 산소를 공기에서 얻으며, 즉 공기와 밀접하게 맞닿아 있기 때문에 강한 자외선, 중성자선, x선과 같은 방사선은 각막을 불투명하게 만든다.  산소 외의 영양분은 내면에 접하고 있는 방수에서 얻는데 방수는 적혈구를 제외한 모든 혈액 성분을 가지고 있다. 각막의 혈관은 시각에 도움이 되지 않고 각막 세포의 대사율이 낮기 때문에 다른 장기보다 거부반응이 적어서 각막 이식 수술이 쉽게 이루어진다.

 

수정체는 어떤 역할을 하는가?

 

수정체(lens)는 정교한 초점 조절을 한다. 수정체는 앞면과 뒷면에 모두 초점 기능을 가지고 있고, 앞면보다 뒷면의 굴곡이 더 심하게 형성되어 있다. 수정체는 굴절률이 비슷한 비슷한 물질로 둘러싸여 있기 때문에 초점 능력이 각막보다는 작고 마치 양파처럼 몇 겹의 층으로 되어 있고 각 층들을 굴절률들이 조금씩 다르게 나타난다.

 

수정체는 초점을 잡을때 섬유체 근육( 초점 근육)에 의해서 곡률을 바꾸어가면서 잡게 된다. 섬유체 근육이 이완되어있고, 멀리 있는 대상에 초점을 맺는 점월 원점(far point)라고 칭하고 , 눈의 초점을 변화 시키는 능력을 원근조절(accommodation)이라고 한다. 어린아이는 수정체가 아주 유연해서 매우 가까운 물체에 쉽게 초점을 맞출 수 있고, 나이가 들게되면 수정체의 조절능력이 상실되게 되고 이를 노안(presbyopia) 이라고 하며 이는 물체에 쉽게 초점을 맞추기 어려운 상태를 나타낸다. 그 외 자외선이나 방사선에 의해서 수정체가 손상되었을 때는 백내장(cataracts)이 나타난다.

 

눈의 다른 부위는 어떤 역할을 하는가?

 

각막과 수정체 외의 동공이라는 부위가 존재한다. 동공은 홍채의 중심에 있는 구멍으로 빛을 수정체에 보내주는 역할을 하고 빛이 모두 눈 안으로 흡수될 수 있도록 검게 보이게 된다. 정상적일 때 동공의 직경은 약 4mm 이고, 밝을 때는 3mm, 어두울 때는 8mm로 변화한다. 이때 동공은 빛 강도의 변화에 즉각적으로 반응하지 않고 완전히 열리는 데 300초, 최대로 닫히는 데 약 5초가 소요된다.

 

다른 부위에는 홍채(iris)가 존재한다. 홍채는 망막이 새로운 밝기에 적용할때 까지 망막에 투사되는 빛의 양을 늘이거나 줄임으로써 눈의 기능을 보조하고, 밝은 빛 아래에서 수정체(렌즈)의 결함을 줄이는 역할을한다. 수정체와 각막 사이의 공간을 채우는 방수(aqueous humor)는 대부분 물로 되어있고, 게속적으로 만들어지면서 일부는 쉘럼과나이라 부르는 배출관으로 빠져나간다. 방수는 눈의 내부 압력을 일정하게 유지시키며 배출관이 막히면 안압이 증가되어 녹내장이 발생한다. 또한 혈액 구성물의 대부분을 포함하고 혈관이 없는 각막과 수정체에 영양분을 공급하기도 한다.

 

수정체와 망막 사이의 공간을 채우는 유리체액(vitreous humor)은 젤리같은 물질로 눈의 형태를 일정한 모양으로 유지시키며 초자체라고도 불린다. 각막을 제외한 눈의 모든 부분을 감싸고 있는 질긴 흰색의 차광성이 있는 덮개부분인 결막(conjunctiva)의해 보호되는 부분을 공막(sclera)라고 부른다.