Ανατομική μελέτη των οφθαλμοκινητικών μυών και της νεύρωσης τους

Abstract

The extraocular muscles, or extrinsic ocular muscles, are the seven extrinsic muscles of the eye in humans and other animals. Six of the extraocular muscles, the four recti muscles, and the superior and inferior oblique muscles, control movement of the eye. The other muscle, the levator palpebrae superioris, controls eyelid elevation. The actions of the six muscles responsible for eye movement depend on the position of the eye at the time of muscle contraction. The ciliary muscle, pupillary sphincter muscle and pupillary dilator muscle sometimes are called intrinsic ocular muscles or intraocular muscles. Since only a small part of the eye called the fovea provides sharp vision, the eye must move to follow a target. Eye movements must be precise and fast. This is seen in scenarios like reading, where the reader must shift gaze constantly. Although under voluntary control, most eye movement is accomplished without conscious effort. Precisely how the integration between voluntary and involuntary control of the eye occurs is a subject of continuing research. It is known, however, that the vestibulo-ocular reflex plays an important role in the involuntary movement of the eye. The levator palpebrae superioris is responsible for raising the upper eyelid, and this can be a voluntary or involuntary action. The other six extraocular muscles are involved in movements of the eye; these are the four recti (straight) muscles, and two oblique muscles. The four recti muscles are named according to their relative positions of attachment – the superior rectus muscle, lateral rectus muscle, medial rectus muscle, and inferior rectus muscle. The recti muscles are all of almost equal length, but the lengths of their associated tendons differ.The two oblique muscles are the inferior oblique muscle and the superior oblique muscle. Four of the extraocular muscles have their origin in the back of the orbit in a fibrous ring called the common tendinous ring: the four recti muscles. The four recti muscles attach directly to the front half of the eye (anterior to the eye's equator), and are named after their straight paths. Thus, the medial rectus is the muscle closest to the nose. The superior and inferior recti do not pull straight back on the eye, because both muscles also pull slightly medially. This posterior medial angle causes the eye to roll with contraction of either the superior rectus muscle or the inferior rectus muscle. The extent of rolling in the recti is less than the oblique, and opposite from it. The superior oblique muscle originates at the back of the orbit (a little closer to the medial rectus, though medial to it), getting rounder as it courses forward to a rigid, cartilaginous pulley, called the trochlea, on the upper, nasal wall of the orbit. The muscle becomes tendinous about 10mm before it passes through the pulley, turning sharply across the orbit, and inserts on the lateral, posterior part of the globe. Thus, the superior oblique travels posteriorly for the last part of its path, going over the top of the eye. Due to its unique path, the superior oblique, when activated, pulls the eye downward and laterally. The last muscle is the inferior oblique, which originates at the lower front of the nasal orbital wall, passes inferiorly over the inferior rectus muscle on its path laterally and posteriorly, and inserts under the lateral rectus muscle on the lateral, posterior part of the globe. Thus, the inferior oblique pulls the eye upward and laterally. The extraocular muscles are supplied mainly by branches of the ophthalmic artery. This is done either directly or indirectly, as in the lateral rectus muscle, via the lacrimal artery, a main branch of the ophthalmic artery. Additional branches of the ophthalmic artery include the ciliary arteries, which branch into the anterior ciliary arteries. Each rectus muscle receives blood from two anterior ciliary arteries, except for the lateral rectus muscle, which receives blood from only one. The exact number and arrangement of these ciliary arteries may vary. Branches of the infraorbital artery supply the inferior rectus and inferior oblique muscles.The nuclei or bodies of these nerves are found in the brain stem. The nuclei of the abducens and oculomotor nerves are connected. This is important in coordinating the motion of the lateral rectus in one eye and the medial action on the other. In one eye, in two antagonistic muscles, like the lateral and medial recti, contraction of one leads to inhibition of the other. Muscles show small degrees of activity even when resting, keeping the muscles taut. This "tonic" activity is brought on by discharges of the motor nerve to the muscle. The oculomotor nerve (III), trochlear nerve (IV) and abducens nerve (VI) coordinate eye movement. The oculomotor nerve controls all muscles of the eye except for the superior oblique muscle controlled by the trochlear nerve (IV), and the lateral rectus muscle controlled by the abducens nerve (VI). This means the ability of the eye to look down and inwards is controlled by the trochlear nerve (IV), the ability to look outwards is controlled by the abducens nerve (VI), and all other movements are controlled by the oculomotor nerve (III). The abducens nerve (cranial nerve VI) exits the brainstem from the pons-medullary junction and innervates the lateral rectus muscle. The trochlear nerve (IV) exits from the caudal portion of the midbrain and supplies the superior oblique muscle. In distinction to all other cranial nerves, the trochlear nerve exits from the dorsal surface of the brainstem and crosses the midline to innervate the superior oblique muscle on the contralateral side. The oculomotor nerve (III), which exits from the rostral midbrain near the cerebral peduncle, supplies all the rest of the extraocular muscles. Although the oculomotor nerve governs several different muscles, each receives its innervation from a separate group of lower motor neurons within the third nerve nucleus. In addition to supplying the extraocular muscles, a distinct cell group within the oculomotor nucleus innervates the levator muscles of the eyelid; the axons from these neurons also travel in the third nerve. Finally, the third nerve carries axons from the nearby Edinger-Westphal nucleus that are responsible for pupillary constriction, Thus, damage to the third nerve results in three characteristic deficits: impairment of eye movements, drooping of the eyelid (ptosis), and pupillary dilation. Intermediate directions are controlled by simultaneous actions of multiple muscles. When one shifts the gaze horizontally, one eye will move laterally (toward the side) and the other will move medially (toward the midline). This may be neurally coordinated by the central nervous system, to make the eyes move together and almost involuntarily. This is a key factor in the study of strabismus, namely, the inability of the eyes to be directed to one point. Damage to the oculomotor nerve (III) can cause double vision and inability to coordinate the movements of both eyes (strabismus), also eyelid drooping (ptosis) and pupil dilation (mydriasis). Lesions may also lead to inability to open the eye due to paralysis of the levator palpebre muscle. Individuals suffering from a lesion to the oculomotor nerve may compensate by tilting their heads to alleviate symptoms due to paralysis of one or more of the eye muscles it controls.Damage to the trochlear nerve (IV) can also cause double vision with the eye adducted and elevated. The result will be an eye which cannot move downwards properly (especially downwards when in an inward position). This is due to impairment in the superior oblique muscle. Damage to the abducens nerve (VI) can also result in double vision. This is due to impairment in the lateral rectus muscle, supplied by the abducens nerve.Amblyopia also known as lazy eye is a condition of diminished sight in one eye. Ophthalmoparesis is weakness or paralysis of one or more extraocular muscles.

Οι εξοφθάλμιοι μύες, ή εξωτερικοί οφθαλμικοί μύες, είναι οι επτά εξωτερικοί μύες του ματιού στους ανθρώπους και σε άλλα ζώα. Έξι από τους εξοφθάλμιους μύες, οι τέσσερις ορθοί μύες και οι άνω και κάτω λοξοί μύες, ελέγχουν την κίνηση του ματιού. Ο άλλος μυς, ο ανελκτήρας του άνω βλεφάρου, ελέγχει την ανύψωση του βλεφάρου. Οι δράσεις των έξι μυών που είναι υπεύθυνοι για την κίνηση των ματιών εξαρτώνται από τη θέση του ματιού κατά τη στιγμή της μυϊκής συστολής. Ο ακτινωτός μυς, ο σφιγκτήρας μυς της κόρης και ο διαστολέας της κόρης μερικές φορές ονομάζονται εγγενείς οφθαλμικοί μύες ή ενδοφθάλμιοι μύες. Δεδομένου ότι μόνο ένα μικρό μέρος του ματιού που ονομάζεται βοθρίο παρέχει οξεία όραση, το μάτι πρέπει να κινηθεί για να ακολουθήσει έναν στόχο. Οι κινήσεις των ματιών πρέπει να είναι ακριβείς και γρήγορες. Αυτό παρατηρείται σε περιπτώσεις όπως η ανάγνωση, όπου ο αναγνώστης πρέπει να αλλάζει συνεχώς το βλέμμα του. Αν και υπό εκούσιο έλεγχο, οι περισσότερες κινήσεις των ματιών επιτυγχάνονται χωρίς συνειδητή προσπάθεια. Το πώς ακριβώς συμβαίνει η ενσωμάτωση μεταξύ εκούσιου και ακούσιου ελέγχου του ματιού είναι αντικείμενο συνεχιζόμενης έρευνας. Είναι γνωστό, ωστόσο, ότι το αιθουσαίο-οφθαλμικό αντανακλαστικό παίζει σημαντικό ρόλο στην ακούσια κίνηση του ματιού. Ο ανελκτήρας του άνω βλεφάρου είναι υπεύθυνος για την ανύψωση του άνω βλεφάρου και αυτή μπορεί να είναι μια εκούσια ή ακούσια ενέργεια. Οι άλλοι έξι εξοφθάλμιοι μύες εμπλέκονται στις κινήσεις του ματιού. Αυτοί είναι οι τέσσερις ορθοί (ευθείς) μύες και οι δύο λοξοί μύες. Οι τέσσερις ορθοί μύες ονομάζονται ανάλογα με τις σχετικές θέσεις πρόσφυσής τους - ο άνω ορθός μυς, ο έξω ορθός μυς, ο έσω ορθός μυς και ο κάτω ορθός μυς. Οι ορθοί μύες έχουν σχεδόν ίσο μήκος, περίπου 40 mm, αλλά τα μήκη των συνδεδεμένων τενόντων τους διαφέρουν. Οι δύο λοξοί μύες είναι ο κάτω λοξός μυς και ο άνω λοξός μυς.Τέσσερις από τους εξοφθάλμιους μύες έχουν την προέλευσή τους στο οπίσθιο μέρος του οφθαλμικού κόγχου σε έναν ινώδη δακτύλιο που ονομάζεται κοινός τενόντιος δακτύλιος: οι τέσσερις ορθοί μύες. Οι τέσσερις ορθοί μύες προσφύονται απευθείας στο πρόσθιο μισό του ματιού (πρόσθια από τον ισημερινό του οφθαλμού) και ονομάζονται από τις ευθείες διαδρομές τους. Έτσι, ο έσω ορθός μυς είναι ο μυς που βρίσκεται πιο κοντά στη μύτη. Ο άνω και κάτω ορθός μυς δεν έλκονται κατ’ ευθείαν προς τα πίσω στο μάτι, επειδή και οι δύο μύες έλκονται επίσης ελαφρώς προς τα έσω. Αυτή η οπίσθια έσω γωνία προκαλεί το μάτι να κινείται με συστολή είτε του άνω ορθού μυός είτε του κάτω ορθού μυός. Η έκταση της κίνησης στον ορθό μυ είναι μικρότερη από τον λοξό και αντίθετη από αυτόν. Ο άνω λοξός μυς προέρχεται από το πίσω μέρος του οφθαλμικού κόγχου (λίγο πιο κοντά στον έσω ορθό μυ, αν και προς τα έσω από αυτόν), στρογγυλεύοντας καθώς κινείται προς τα εμπρός σε μια άκαμπτη, χόνδρινη τροχαλία, που ονομάζεται τροχιλία, στο άνω ρινικό τοίχωμα του οφθαλμικού κόγχου. Ο μυς γίνεται τενοντώδης περίπου 10 mm πριν περάσει από την τροχιλία, περιστρεφόμενος απότομα κατά μήκος του οφθαλμικού κόγχου και εισχωρώντας στο πλάγιο, οπίσθιο τμήμα του βολβού. Έτσι, ο άνω λοξός μυς πορεύεται οπίσθια για το τελευταίο μέρος της διαδρομής του, περνώντας πάνω από την κορυφή του κόγχου. Λόγω της μοναδικής διαδρομής του, ο άνω λοξός μυς, όταν ενεργοποιείται, κινεί το μάτι προς τα κάτω και πλάγια.Ο τελευταίος μυς είναι ο κάτω λοξός μυς, ο οποίος ξεκινά από το κάτω πρόσθιο μέρος του ρινικού οφθαλμικού τοιχώματος, περνάει προς τα κάτω άνωθεν του κάτω ορθού μυός στην διαδρομή του πλάγια και οπίσθια και καταφύεται κάτω από τον έξω ορθό μυ στο πλάγιο, οπίσθιο τμήμα του βολβού. Έτσι, ο κάτω λοξός μυς έλκει τον οφθαλμό προς τα πάνω και πλάγια. Οι εξοφθάλμιοι μύες αιματώνονται κυρίως από κλάδους της οφθαλμικής αρτηρίας. Αυτό γίνεται είτε άμεσα είτε έμμεσα, όπως στον έξω ορθό μυ, μέσω της δακρυϊκής αρτηρίας, ενός κύριου κλάδου της οφθαλμικής αρτηρίας. Πρόσθετοι κλάδοι της οφθαλμικής αρτηρίας περιλαμβάνουν τις ακτινωτές αρτηρίες, οι οποίες διακλαδίζονται στις πρόσθιες ακτινωτές αρτηρίες. Κάθε ορθός μυς λαμβάνει αίμα από δύο πρόσθιες ακτινωτές αρτηρίες, εκτός από τον έξω ορθό μυ, ο οποίος λαμβάνει αίμα μόνο από μία. Ο ακριβής αριθμός και η διάταξη αυτών των ακτινωτών αρτηριών μπορεί να ποικίλλει. Κλάδοι της υποκόγχιας αρτηρίας αιματώνουν τον κάτω ορθό και τον κάτω λοξό μυ.Οι πυρήνες ή τα σωμάτια αυτών των νεύρων βρίσκονται στο εγκεφαλικό στέλεχος. Οι πυρήνες των απαγωγών και των οφθαλμοκινητικών νεύρων συνδέονται. Αυτό είναι σημαντικό για τον συντονισμό της κίνησης του έξω ορθού μυός στο ένα μάτι και της έσω δράσης στο άλλο. Στο ένα μάτι, σε δύο ανταγωνιστικούς μύες, όπως ο έξω και ο έσω ορθός, η συστολή του ενός οδηγεί σε αναστολή του άλλου. Οι μύες εμφανίζουν μικρούς βαθμούς δραστηριότητας ακόμη και σε ηρεμία, διατηρώντας τους μύες τεντωμένους. Αυτή η «τονική» δραστηριότητα προκαλείται από εκφορτίσεις του κινητικού νεύρου στον μυ. Το κοινό κινητικό νεύρο (III), το τροχιλιακό νεύρο (IV) και το απαγωγό νεύρο (VI) συντονίζουν την κίνηση των ματιών. Το κοινό κινητικό νεύρο ελέγχει όλους τους μύες του ματιού εκτός από τον άνω λοξό μυ που ελέγχεται από το τροχιλιακό νεύρο (IV) και τον έξω ορθό μυ που ελέγχεται από το απαγωγό νεύρο (VI). Αυτό σημαίνει ότι η ικανότητα του ματιού να κοιτάζει προς τα κάτω και προς τα έσω ελέγχεται από το τροχιλιακό νεύρο (IV), η ικανότητα να κοιτάζει προς τα έξω ελέγχεται από το απαγωγό νεύρο (VI) και όλες οι άλλες κινήσεις ελέγχονται από το κοινό κινητικό νεύρο (III). Το απαγωγό νεύρο (εγκεφαλική συζυγία VI) εξέρχεται από το εγκεφαλικό στέλεχος από την συμβολή γεφύρας-προμήκους μυελού και νευρώνει τον έξω ορθό μυ. Το τροχιλιακό νεύρο (IV) εξέρχεται από το ουραίο τμήμα του μεσεγκεφάλου και τροφοδοτεί τον άνω λοξό μυ. Σε αντίθεση με όλα τα άλλα εγκεφαλικά νεύρα, το τροχιλιακό νεύρο εξέρχεται από την ραχιαία επιφάνεια του εγκεφαλικού στελέχους και διασχίζει τη μέση γραμμή για να νευρώσει τον άνω λοξό μυ στο αντίπλευρο μέρος του σώματος . Το κοινό κινητικό νεύρο (III), το οποίο εξέρχεται από τον πρόσθιο μεσεγκέφαλο κοντά στα σκέλη του εγκεφάλου, νευρώνει όλους τους υπόλοιπους εξοφθάλμιους μύες. Αν και το κοινό κινητικό νεύρο διέπει αρκετούς διαφορετικούς μύες, ο καθένας λαμβάνει την νεύρωση του από μια ξεχωριστή ομάδα κατώτερων κινητικών νευρώνων εντός του πυρήνα της τρίτης εγκεφαλικής συζυγίας . Εκτός από την παροχή ενέργειας στους εξοφθάλμιους μύες, μια ξεχωριστή ομάδα κυττάρων εντός του πυρήνα του κοινού κινητικού νεύρου νευρώνει τους ανελκτήρες μύες του βλεφάρου. Οι άξονες από αυτούς τους νευρώνες πορεύονται επίσης στην τρίτη εγκεφαλική συζυγία. Τέλος, η τρίτη συζυγία φέρει άξονες από τον κοντινό πυρήνα Edinger-Westphal που είναι υπεύθυνοι για τη συστολή της κόρης. Έτσι, η βλάβη στο κοινό κινητικό έχει ως αποτέλεσμα τρία χαρακτηριστικά ελλείμματα: εξασθένηση των κινήσεων των ματιών, πτώση του βλεφάρου (βλεφαρόπτωση) και διαστολή της κόρης (μύσις). Οι ενδιάμεσες κατευθύνσεις ελέγχονται από ταυτόχρονες δράσεις πολλαπλών μυών. Όταν κάποιος μετατοπίζει το βλέμμα οριζόντια, το ένα μάτι θα κινηθεί προς τα έξω και το άλλο θα κινηθεί προς τα έσω (προς τη μέση γραμμή). Αυτό μπορεί να συντονίζεται νευρωνικά από το κεντρικό νευρικό σύστημα, με αποτέλεσμα τα μάτια να κινούνται μαζί και σχεδόν ακούσια. Αυτός είναι ένας βασικός παράγοντας στη μελέτη του στραβισμού, δηλαδή η αδυναμία των ματιών να κατευθυνθούν σε ένα σημείο. Η βλάβη στο κοινό κινητικό νεύρο μπορεί να προκαλέσει διπλή όραση και αδυναμία συντονισμού των κινήσεων και των δύο ματιών (στραβισμός), καθώς και πτώση των βλεφάρων (πτώση) και διαστολή της κόρης (μυδρίαση). Οι βλάβες μπορεί επίσης να οδηγήσουν σε αδυναμία διανοίξεως του οφθαλμού του ματιού λόγω παράλυσης του ανελκτήρα του βλεφάρου μυός. Άτομα που πάσχουν από βλάβη στο κοινό κινητικό νεύρο μπορούν να αντισταθμίσουν την κατάσταση γέρνοντας το κεφάλι τους για να ανακουφίσουν τα συμπτώματα λόγω παράλυσης ενός ή περισσότερων από τους οφθαλμικούς μύες που ελέγχει. Η βλάβη στο τροχιλιακό νεύρο μπορεί επίσης να προκαλέσει διπλωπία με το μάτι σε προσαγωγή και ανύψωση. Το αποτέλεσμα θα είναι ένα μάτι που δεν μπορεί να κινηθεί σωστά προς τα κάτω (ειδικά προς τα κάτω όταν βρίσκεται σε έσω θέση). Αυτό οφείλεται σε βλάβη του άνω λοξού μυός.Η βλάβη στο απαγωγό νεύρο μπορεί επίσης να οδηγήσει σε διπλωπία. Αυτό οφείλεται σε βλάβη του έξω ορθού μυός, ο οποίος νευρώνεται από το απαγωγό νεύρο. Η αμβλυωπία, γνωστή και ως τεμπέλικο μάτι, είναι μια πάθηση μειωμένης όρασης στο ένα μάτι. Η οφθαλμοπάρεση είναι η αδυναμία ή η παράλυση ενός ή περισσότερων εξοφθάλμιων μυών.