La Réfraction : physiologie de l’accommodation André Roth
Introduction

L’accommodation désigne la capacité des yeux d’augmenter de façon synchrone leur pouvoir dioptrique de manière à donner l’image la plus nette possible d’un objet situé en deçà de leur punctum remotum, c’est-à-dire de l’infini pour des yeux emmétropes. Cette capacité de « mise au point  », ou, selon le terme de Landolt (1902), de « réfraction dynamique  » [8], assure la netteté permanente de l’image rétinienne quelle que soit la distance de fixation.
Mais l’accommodation n’agit pas de manière isolée
:

• La fixation d’un objet rapproché déclenche un triple ajustement:
¬ Une augmentation du pouvoir dioptrique du cristallin,
¬ Une contraction pupillaire,
¬ Un mouvement de vergence.
• Et celle d’un objet éloigné, l’ajustement inverse. Cette triple réponse motrice est appelée « la triade ou la syncinésie de la vision de près  ».
Les mécanismes de l’accommodation et de la désaccommodation

La distance entre le point le plus éloigné qu’un œil voit net sans accommoder, le punctum remotum, et le point le plus rapproché qu’il voit net en accommodant de façon maximum, le punctum proximum, représente le parcours accommodatif. Traduite en dioptries, elle exprime le pouvoir (ou l’amplitude) d’accommodation.
Quatre mécanismes pourraient en principe permettre d’accommoder
: les uns en augmentant la puissance dioptrique de l’œil par l’augmentation de la courbure cornéenne ou celle des courbures et de l’indice de réfraction du cristallin, les autres en modifiant la disposition du système optique de l’œil par l’allongement de la longueur axiale ou le déplacement du cristallin vers l’avant. Souvent plusieurs mécanismes entrent en jeu simultanément; celui qui tient le rôle prépondérant n’est pas le même dans les différentes espèces de vertébrés. Il a été démontré, dès le XVIIe siècle par Christoph Schreiner (1619), et depuis lors par Thomas Young (1801), Purkinje (1823), Helmholtz (1856-66), que, dans l’espèce humaine, l’accommodation est due avant tout au cristallin, plus précisément au changement de sa courbure antérieure et de son indice de réfraction; il s’y ajoute un léger déplacement du cristallin vers l’avant [8,9] et un minime allongement de la longueur axiale de l’œil [3] dont les rôles ne sont cependant qu’accessoires. Donders a publié en 1864 (en anglais) et en 1866 (en allemand) son traité sur « les anomalies de la réfraction et l’accommodation de l’œil  ».
L’accommodation et la désaccommodation se font sous l’action du muscle ciliaire (Helmholtz, 1
855). Le muscle ciliaire est formé de fibres en V:

• Les unes, externes, sont dites longitudinales et forment un V à angle aigu;
• Les autres,
internes, sont dites circulaires et forment un V à angle obtus (Rohen, 1952 [8]) (figure n° 1).

Lorsque le muscle ciliaire est relâché, il maintient les fibres radiaires de la zonule cristallinienne sous tension. Celles-ci exercent alors une traction centrifuge sur l’équateur et la périphérie de la capsule du cristallin; elles aplatissent ainsi les courbures de celui-ci, principalement l’antérieure.
Lorsque, à l’inverse, le muscle ciliaire se contracte, il relâche sa tension sur les fibres radiaires de la zonule; le cristallin n’étant plus soumis à leur traction, peut alors, grâce à son élasticité et en particulier celle de sa capsule (Fincham, 1937 [12]), prendre une forme plus sphérique (Descartes, 1666); il augmente principalement sa courbure antérieure. De l’accommodation relâchée à l’accommodation maxima, ses rayons de courbure antérieur et postérieur passent respectivement de 10 à 6 mm et de 6 à 5,5 mm [8]. Accessoirement la pression que l’iris en myosis exerce sur le cristallin accentue encore sa courbure antérieure. L’augmentation inégale des courbures, nettement plus forte pour la courbure antérieure, déplace le centre optique du cristallin vers l’avant; l’effet optique de celui-ci s’en trouve augmenté. A cela s’ajoute qu’en se contractant, le corps ciliaire dont le point fixe est l’éperon scléral, se déplace légèrement vers l’avant; il entraîne avec lui le cristallin, augmentant encore l’effet optique de celui-ci (figure n° 2). Du fait du relâchement de la zonule, le cristallin subit en outre l’effet de la pesanteur et se déplace très légèrement vers le bas, mais sans que cela ait une répercussion optique. Ces changements de forme et accessoirement de position du cristallin sont désignés du terme d’accommodation externe; celle-ci représente les 2/3 de l’accommodation [8].
Mais le pouvoir réfractif du cristallin augmente en même temps du fait de l’augmentation de son indice global de réfraction
; ce changement résulte d’un glissement centripète des fibres cristalliniennes, principalement de celles du cortex antérieur; l’équateur du cristallin se trouve alors plus en avant que celui de son noyau (figure n° 3). L’augmentation de l’indice de réfraction s’ajoute à l’effet, déjà mentionné, de la translation antérieure du centre optique du cristallin, due à l’allongement vers l’avant du diamètre antéro-postérieur de celui-ci. Ces changements internes au cristallin sont désignés du terme d’accommodation interne. L’accommodation interne représente le 1/3 environ de l’accommodation totale [8].
La désaccommodation se fait par le relâchement du muscle ciliaire, le recul de celui-ci sous l’effet de la tension élastique de son attache postérieure (la membrane élastique), la mise sous tension de fibres zonulaires, l’aplatissement et le recul du cristallin et le glissement vers la périphérie des fibres cristalliniennes.

La neurophysiologie de l’accommodation

Le muscle ciliaire est un muscle lisse atypique. Ses fibres sont très riches en mitochondries. Les fibres longitudinales sont phasiques rapides; les fibres circulaires sont toniques lentes. Son innervation est particulièrement dense. Il est innervé d’une part par le parasympathique provenant du noyau d’Edinger-Westphal, faisant relais dans le ganglion ciliaire et atteignant le globe oculaire par les nerfs ciliaires courts. Il reçoit 30 fois plus de fibres que l’iris. D’autre part il est innervé par le sympathique cervical par des fibres faisant relais dans le ganglion cervical supérieur. Le parasympathique est responsable de l’accommodation, le sympathique de la désaccommodation [7]. Cette dernière est un processus actif, sans quoi elle aurait une inertie gênante.
L’accommodation est rapide
; sa vitesse atteint dès l’enfance 4,6  ∂/s. Elle est précise et peut être maintenue de façon prolongée. Son temps de latence est de l’ordre de 0,4 s, supérieur pour l’accommodation que pour la désaccommodation, supérieur à celui de la réaction pupillaire, lui-même supérieur à celui des mouvements oculaires [9]. L’accommodation se fait avec une très grande précision dans les conditions optimales de luminosité et de contraste. Mais sa précision diminue et le temps de latence augmente lorsque la luminosité ambiante et le contraste lumineux diminuent; à l’extrême, l’ajustement accommodatif devient incertain et peut nécessiter plus de 10 secondes [8]. On parle alors de presbytie nocturne.
L’effort accommodatif peut être maintenu de façon prolongée aux 2/3 de sa capacité maxima.
La fixation d’un fond uniforme (Ganzfeld) ou la fixation dans le noir met les yeux en position de repos accommodatif
; celui-ci ne correspond pas l’état de désaccommodation totale, mais à une position accommodative intermédiaire de 1 à 1,5  ∂, équivalent par conséquent à un « foyer à l’obscur  » myopique ou myopie nocturne de -1 à -1,5  ∂ [6, 8] (figure n° 4).
Il convient de distinguer l’effort accommodatif (l’effort effectué) du gain accommodatif (l’effet obtenu), même si leurs valeurs sont souvent très proches l’une de l’autre [8]. Une différence peut cependant apparaître en cas d’amétropie marquée, corrigée par des verres de lunettes. En effet le système optique constitué par un œil hypermétrope et la correction de l’hypermétropie par une lentille placée à distance de l’œil constitue une lunette de Galilée
; celle-ci rapproche en apparence l’objet fixé. De ce fait l’œil hypermétrope devra accommoder un peu plus que l’œil emmétrope. Inversement la correction de la myopie par un verre de lunettes constitue une lunette de Galilée inversée qui éloigne en apparence l’image de l’objet fixé. De ce fait l’œil myope devra accommoder un peu moins que l’œil emmétrope. La différence est négligeable pour les amétropies faibles ou modérées, surtout en cas d’isométropie. En revanche en cas d’amétropie forte, surtout si elle est unilatérale, il faut en tenir compte pour la prescription de l’addition pour le près. Cette différence n’apparaît pas si l’amétropie est corrigée par des lentilles de contact.

L’hystérèse accommodative

Après le maintien prolongé d’un niveau d’accommodation donné, il persiste une accommodation tonique résiduelle correspondante. Ainsi, le déplacement du foyer à l’obscur, après une fixation de 8 minutes est:

De loin de -0,37  ∂, équivalent à une position de repos moins « myopique  » d’autant;
De près de +0,62  ∂, équivalent à une position de repos plus « myopique  » d’autant.

Le retour à la position de départ se fait progressivement:

• En 72 minutes après la fixation au loin;
• Mais en
10h30 seulement après la fixation de près [4]!

Cette persistance prolongée de l’accommodation tonique résiduelle rend compte de l’hypermétropie latente.
Il a été vérifié que l’installation d’une goutte de timolol (bêtabloquant) provoque une myopisation de -0,85  ∂
; à l’inverse, celle d’une goutte de Tropicamide (parasympathicolytique) provoque une hypermétropisation de + 1,24 [5]. Les variations interindividuelles du tonus accommodatif relèvent surtout de l’action du parasympathique [5].
Il a pu être montré par des mesures échographiques que l’amplitude accommodative est à peine diminuée sous l’effet de la phénylnéphrine, qu’elle n’est que partiellement diminuée sous l’effet du Tropicamide (Mydriaticum®)
; l’accommodation est en revanche quasi totalement abolie sous Cyclopentolate (Skiacol®).

Le pouvoir d’accommodation

L’enfant âgé de 1 mois 1/2 à 3 mois accommode déjà. À cet âge, son accommodation est assez précise pour le près, mais l’est moins pour le loin; ce n’est que progressivement qu’elle deviendra plus précise pour des distances plus éloignées [2].
Le pouvoir d’accommodation s’exprime en dioptries (l’inverse de la distance du punctum proximum en mètre pour un œil emmétrope ou emmétropisé). Il diminue progressivement à partir de l’adolescence. Il est de 18,5  ∂ à l’âge de 6 mois, de 14  ∂ à l’âge de 15 ans, de 2 à 3  ∂ à 40 ans, de 1 à 2  ∂ à 50 ans et de moins de 1  ∂ à 60 ans. Il ne s’annule pas tout à fait grâce aux mécanismes annexes (binocularité, myosis, déplacement antérieur du cristallin, voir plus haut). Autrement dit, le punctum proximum s’éloigne de l’œil selon une progression qui s’accélère quelque peu entre 35 et 50 ans, ce qu’illustre par la classique courbe de Duane [8, 10] (figure n° 5). À partir du moment où le punctum proximum se trouve au-delà de la distance normale de lecture (33 cm), l’œil, tout comme le sujet, est dit presbyte, ce qui signifie étymologiquement qu’il est « vieux  »
! C’est en moyenne à partir de 45 à 47 ans qu’il est nécessaire de porter une addition pour la vision de près pour un œil emmétrope ou rendu emmétrope par la correction de son amétropie (tableau n° 1).
La diminution du pouvoir d’accommodation est due à la perte d’élasticité du cristallin, réduisant l’amplitude des variations de sa courbure antérieure et de son indice de réfraction. La perte d’élasticité affecte le noyau plus rapidement que le cortex, mais il est uniforme vers l’âge de 60 ans. La diminution de l’indice de réfraction et l’homogénéisation optique du cristallin sont dues à l’augmentation relative des protéines cristalliniennes hydrosolubles avec l’âge.
La presbytie est également due à une incidence moins favorable de la traction des fibres zonulaires du fait de la croissance du cristallin, ainsi qu’à l’hyalinisation de ces fibres (dont l’élasticité, de 2 à 4 mm pour une longueur totale de 10 mm, diminue de 0,1 mm par an). Elle est encore due à la moindre excursion du muscle ciliaire, résultant d’une augmentation du collagène et d’une élastose progressive (id. que pour la peau), à une plus grande rigidité de l’insertion élastique antérieure et un relâchement de l’insertion postérieure, aboutissant à un tassement du corps ciliaire vers l’avant [1].

La triade de la vision de près

L’accommodation est déclenchée par le flou des images rétiniennes et par d’autres stimuli sensoriels, dont les aberrations sphériques et chromatiques, ainsi que par la sensation de proximité. Mais elle l’est aussi à partir de la disparité des images rétiniennes par la vergence fusionnelle.
À l’inverse, le mouvement de vergence fusionnelle est provoqué par la disparité des images rétiniennes
; mais il l’est aussi à partir du flou des images rétiniennes par l’accommodation (la vergence accommodative) et la sensation de proximité (la vergence de proximité).
Il existe donc deux systèmes en boucle fermée séparés, mais interactifs, entre l’accommodation et les vergences d’ajustement (accommodative, fusionnelle, de proximité), comme Semmlow et Venkiteswaran l’ont montré [2, 12].
La convergence accommodative, c’est-à-dire la convergence provoquée par l’accommodation, se définit par le rapport CA/A1.



Convergence Accommodative

Accommodation

L’accommodation convergentielle, c’est-à-dire celle provoquée par la convergence, se définit par le rapport AC/C.



Accommodation Convergentielle

Convergence

La mesure du rapport CA/A peut s’effectuer par [9, 13]:

La méthode de l’hétérophorie (mesure de la différence d’hétérophorie selon la distance de fixation); le rapport est donné par la formule CA/A = DP +  ∆P - ∆L/D;
(DP = distance interpupillaire
; D = distance de fixation de près exprimée en dioptries; ∆ = hétérophorie mesurée).
• Ou par
la méthode du gradient (mesure de la différence d’hétérophorie selon la puissance de la lentille placée devant les yeux); le rapport est donné par la formule CA/A =  ∆L - ∆0/D.
(DP = distance interpupillaire
; D = puissance de la lentille L; ∆ = hétérophorie mesurée).
La pathologie du rapport CA/A et les traitements possibles

Le rapport CA/A normal se situe entre 3 et 5; un rapport CA/A supérieur à 5 est trop élevé; un rapport CA/A inférieur à 3 est trop faible [C étant mesuré en dioptries prismatiques (∆), A en dioptries d’accommodation (∂)]. Le rapport CA/A est acquis tôt dans la vie; il est susceptible de s’adapter, par exemple chez un myope capable de lire de près aussi bien avec, que sans sa correction; il le fait normalement au moment où apparaît la presbytie. Le rapport CA/A normal varie en fait largement d’un sujet à l’autre. C’est pourquoi sa mesure n’a qu’un intérêt clinique limité; ses anomalies s’évaluent par la mesure de l’incomitance loin-près.
L’excès de convergence (sur la base d’une vision binoculaire normale ou anormale), qu’il soit réfractif pur avec un rapport CA/A normal, ou dû à une augmentation isolée du rapport CA/A (excès vrai de convergence ou par hypo-accommodation), qu’il soit mixte (c’est-à-dire réfractif + CA/A augmenté), peut coexister avec une hétérophorie de base.
Le dérèglement de la convergence accommodative lié à la rupture du lien binoculaire en cas de strabisme concomitant constitue l’élément accommodatif de ce strabisme
; il est variable d’un cas à l’autre; il s’ajoute aux autres dérèglements moteurs; on parle aussi bien de strabisme partiellement accommodatif que de strabisme à composante accommodative; les deux termes signifient en fait la même chose (figure n° 6).
La paralysie fonctionnelle ou d’origine organique de l’accommodation nécessiterait un long développement dépassant le cadre de ce rappel orienté vers la strabologie.
Peut-on agir
:

• Sur l’accommodation? Non, car l’accommodation est strictement dépendante de l’âge du sujet [1]; retarder le port de l’addition pour le près n’y change rien!
• Sur la convergence par le biais de l’accommodation
? Oui, on agit sur la convergence accommodative en faisant porter la correction de l’amétropie (hypermétropie ou myopie), et, si besoin est, une sur ou une sous-correction (ou par les myotiques, cités pour mémoire).
• Sur la vergence tonique
? Non; exercer la convergence accommodative, vergence d’ajustement, autrement dit, essayer d’augmenter par des exercices le rapport CA/A pour compenser l’insuffisance de vergence tonique, en cas de strabisme divergent concomitant par exemple, n’est pas logique; souvent le résultat n’est pas suffisant ou n’est pas durable; s’il l’est, le rapport CA/A augmenté peut devenir à son tour source de gêne.

Cet exposé, loin d’être exhaustif, veut uniquement rappeler quelques notions sur l’accommodation utile en strabologie, en particulier celle de sa stricte dépendance de l’âge, de sa variabilité selon les conditions visuelles, celle de l’hystérèse accommodative et de son lien avec l’hypermétropie latente, celle des dérèglements du rapport CA/A dans les diverses formes de strabisme concomitant et de leur traitement possible.

Références

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2 Currie DC, Manny RE. The development of accommodation. Vis Res 1
997; 37: 1525-1533.
3 Drexler W, Findl O, Schmetterer L, Hitzenberger CK, Fercher AF. Eye elongation during accommodation in humans
: differences between emmetropes and myopes. Invest Ophthalmol Vis Sci 1998; 38: 2140-2147.
4 Ebenholtz SM, Zander PAL. Accommodative hysteresis
: influence on closed loop measures of far point and near point. Invest. Ophthalmol Vis Sci 1987; 28: 1246-1249.
5 Gilmartin B, Hogan RE, Thompson SM. The effect of timolol maleate on tonic accommodation, tonic vergence and pupil diameter. Invest. Ophthalmol Vis Sci 1
984; 25: 763-770.
6 Hope GM, Rubin ML. Night myopia. Surv Ophthalmol. 1
984; 29: 129-136.
7 Huber A, Kömpf D. Klinische Neuroophthalmologie. Thieme, Stuttgart, 1
998.
8 Lachenmayr B, Friedburg D, Hartmann E. Auge - Brille - Refraktion. Begleitheft zum « Schober-Kurs  ». 2e édit. Bücherei des Augenarztes, Band 136, Enke Verl 1999, 190 p.
9 Moses RA, Hart WM. Adler’s Physiology of the eye. Clinical application. The C.V. Mosby Cie., St Louis, 1
987.
10 von Noorden GK. Binocular vision and ocular motility. Theory and management of strabismus, 4e édit. The C.V. Mosby Cie, St Louis, 1
990.
11 Roth A. L’accommodation et la triade de près. J Franç Orthop 2
000; 32: 55-61.
12 Semmlow JL, Hung GK. Experimental evidence for separate mechanisms mediating accommodative vergence and vergence accommodation Docum Ophthalmol 1
981; 51: 209-224.
13 Spielmann A. Les strabismes
: de l’analyse clinique à la synthèse thérapeutique, 2e édit. Masson, Paris, 1991.

Date de création du contenu de la page : Juin 2010 / date de dernière révision : Décembre 2010