시각 기관의 발달 및 연령별 특징

시각 기관은 자장동물의 경우 빛에 민감한 세포가 분리된 외배엽성 기원에서 포유류의 경우 복잡한 구조를 가진 한 쌍의 눈으로 발달하는 과정을 거쳤습니다. 척추동물의 경우 눈은 복잡한 방식으로 발달합니다. 빛에 민감한 막인 망막은 뇌의 측면 성장으로 형성됩니다. 안구의 중간막과 외막, 유리체는 중배엽(중배엽)에서, 수정체는 외배엽에서 형성됩니다.

내각(망막)은 이중벽의 술잔 모양과 비슷합니다. 망막의 색소층(색소층)은 술잔의 얇은 외벽에서 발달합니다. 시각(광수용체, 빛에 민감한) 세포는 술잔의 더 두꺼운 내층에 위치합니다. 어류에서는 시각 세포가 막대 모양(막대형)과 원뿔 모양(원뿔형)으로 분화되는 과정이 약하게 나타나며, 파충류는 원뿔형만 있고, 포유류는 망막에 주로 간상세포가 존재합니다. 수생 동물과 야행성 동물은 망막에 원뿔형이 없습니다. 어류에서는 중간(혈관형) 껍질의 일부인 섬모체가 이미 형성되어 있으며, 조류와 포유류에서는 섬모체가 더욱 복잡하게 발달합니다.

홍채와 섬모체의 근육은 양서류에서 처음 나타납니다. 하등 척추동물의 안구 외피는 주로 연골 조직(어류, 양서류 일부, 대부분의 도마뱀과 단공류)으로 구성됩니다. 포유류의 경우, 외피는 섬유 조직으로만 구성됩니다. 섬유막(각막)의 앞쪽 부분은 투명합니다. 어류와 양서류의 수정체는 둥글며, 수정체를 움직이고 수정체를 움직이는 특수 근육을 수축시켜 조절합니다. 파충류와 조류의 경우, 수정체는 움직일 뿐만 아니라 곡률도 변경할 수 있습니다. 포유류의 경우, 수정체는 일정한 위치를 차지합니다. 조절은 수정체의 곡률을 변화시켜 조절합니다. 처음에는 섬유질 구조를 가진 유리체는 점차 투명해집니다.

안구 구조가 점점 더 복잡해짐에 따라 눈의 보조 기관들이 발달합니다. 가장 먼저 나타나는 것은 세 쌍의 두체절의 근절에서 변형된 여섯 개의 동안근입니다. 어류에서는 눈꺼풀이 하나의 고리 모양의 피부 주름 형태로 형성되기 시작합니다. 육상 척추동물에서는 위눈꺼풀과 아래눈꺼풀이 형성됩니다. 대부분의 동물은 눈의 안쪽 모서리에 순막(제3안검)을 가지고 있습니다. 이 막의 잔해는 원숭이와 인간의 결막에 반달모양 주름 형태로 보존되어 있습니다. 육상 척추동물에서는 눈물샘이 발달하고 눈물기관이 형성됩니다.

인간의 안구 또한 여러 곳에서 발달합니다. 빛에 민감한 막(망막)은 뇌포(미래의 시뇌)의 측벽에서 유래합니다. 눈의 주요 수정체인 수정체는 외배엽에서 직접 유래하며, 혈관막과 섬유막은 중간엽에서 유래합니다. 배아 발달 초기 단계(자궁 내 생후 1개월 말~2개월 초)에 주요 뇌포(시소포)의 측벽에 작은 쌍으로 된 돌출부가 나타납니다. 시소포의 말단 부분은 확장되어 외배엽 쪽으로 자라며, 뇌와 연결된 다리는 좁아지고 나중에 시신경으로 변합니다. 발달 과정에서 시소포 벽이 시소포 안으로 함입하고 시소포는 두 겹의 시신경컵(optic cup)으로 변합니다. 이후 시신경배의 외벽은 얇아져 외측 색소층(층)으로 변하고, 내벽은 망막의 복잡한 광감각(신경)층(광감각층)을 형성합니다. 자궁 내 발생 2개월째, 시신경배 형성 및 벽 분화 단계에서 시신경배 앞쪽에 인접한 외배엽이 처음에는 두꺼워지고, 이후 수정체 소낭이 형성되어 수정체 소포로 변합니다. 외배엽에서 분리된 소포는 시신경배 안으로 들어가 내강을 잃고, 이후 수정체가 형성됩니다.

자궁 내 생후 2개월째, 중간엽 세포는 시신경배(optic cup) 아랫면에 형성된 틈을 통해 시신경배(optic cup) 안으로 침투합니다. 이 세포들은 유리체 내 시신경배 안에 혈관망을 형성하여 성장하는 수정체 주변을 둘러싸고 있습니다. 혈관막은 시신경배에 인접한 중간엽 세포에서 형성되고, 섬유막은 시신경배의 바깥층에서 형성됩니다. 섬유막의 앞쪽 부분은 투명해지면서 각막으로 변합니다. 태아가 생후 6~8개월이 되면 수정체낭과 유리체에 위치한 혈관이 사라지고, 동공을 덮고 있던 막(동공막)이 재흡수됩니다.

위눈꺼풀 과 아래눈꺼풀은 자궁 내 생후 3개월에 외배엽 주름으로 형성되기 시작합니다. 앞쪽 각막을 덮고 있는 결막 상피를 포함한 결막 상피는 외배엽에서 유래합니다. 눈물샘은 자궁 내 생후 3개월에 형성되는 위눈꺼풀의 외측에 나타나는 결막 상피의 돌출부에서 발달합니다.

신생아의 안구는 비교적 크며, 전후 크기는 17.5mm, 무게는 2.3g입니다. 안구의 시축은 성인보다 더 외측에 있습니다. 안구는 생후 첫해에 그 이후의 해보다 더 빠르게 성장합니다. 5세가 되면 안구의 질량은 70% 증가하고, 20~25세가 되면 신생아보다 3배 증가합니다.

신생아의 각막은 비교적 두껍고, 평생 동안 곡률은 거의 변하지 않습니다. 수정체는 거의 둥글며, 앞쪽과 뒤쪽 곡률 반경은 거의 같습니다. 수정체는 생후 첫해에 특히 빠르게 성장하다가 그 이후로는 성장 속도가 감소합니다. 홍채는 앞쪽으로 볼록하고 색소가 적으며, 동공 직경은 2.5mm입니다. 아이가 자라면서 홍채의 두께가 두꺼워지고 색소량이 증가하며 동공 직경이 커집니다. 40~50세가 되면 동공은 약간 좁아집니다.

신생아의 모양체는 제대로 발달되지 않았습니다. 모양체근의 성장과 분화는 매우 빠르게 진행됩니다. 신생아의 시신경은 얇고(0.8mm) 짧습니다. 20세가 되면 직경이 거의 두 배로 커집니다.

신생아의 안구 근육은 힘줄 부분을 제외하고는 상당히 발달되어 있습니다. 따라서 눈의 움직임은 출생 직후부터 가능하지만, 이러한 움직임의 협응은 생후 2개월부터 가능합니다.

신생아의 눈물샘은 작고, 눈물샘의 배출관은 가늘다. 눈물 분비 기능은 생후 2개월에 나타난다. 신생아와 영아의 안구는 얇고, 안와 지방체는 제대로 발달되지 않았다. 노령 및 노인의 경우, 안와 지방체의 크기가 감소하고 부분적으로 위축되며, 안구가 안와에서 덜 돌출된다.

신생아의 눈꺼풀틈은 좁고, 눈의 내측각은 둥글다. 나중에 눈꺼풀틈은 빠르게 커진다. 14~15세까지의 어린이는 눈꺼풀틈이 넓어서 성인보다 눈이 더 커 보인다.

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