Глава 5. Развитие глазного яблока

Сосочек Бергмайстера (Bergmeister) (рис. 5.9.2). Сосочек Бергмайстера образуется в результате накопления глиальных клеток в центре диска зрительного нерва к 9-й неделе развития. Эти клетки образуют конус, основа­ние которого располагается на внутренней по­граничной мембране, а верхушка распространя­ется на определенное расстояние в стекловид­ное тело вокруг клокетова канала. Стимулом к пролиферации этих клеток является тракция диска зрительного нерва волокнами стекло­видного тела после прекращения роста первич­ного стекловидного тела [199]. Последующий некроз ткани приводит к образованию «физио­логической чаши». При этом сосочек атрофи­руется. В некоторых случаях сосочек Бергмай­стера сохраняется и после рождения, что не приводит к существенному изменению зритель­ных функций.

Рис. 5.9.2. Развитие зрительного нерва и диска зри­тельного нерва (по Duke-Elder, /963):

а — эмбрион 45 мм; б — эмбрион 67 мм; в — эмбрион 97 мм;

г — эмбрион 160 мм (1 — сосочек Бергмайстера; 2 — гиалоид-

ные сосуды; 3 — нервные волокна)

Развитие аксонов ганглиозных клеток.

На 10—12-й неделях эмбрионального развития в зрительном нерве обнаруживается до 1,9 млн аксонов ганглиозных клеток. На поперечном разрезе они имеют круглую форму, цитоплазма их бледная и содержит микротрубочки, микро-филаменты и редкие митохондрии [184, 185].

Количество аксонов быстро увеличивается, так что приблизительно к 16-й неделе эмбрио­нального развития зрительный нерв содержит уже 3,7 млн аксонов. К 33-й неделе 70% ак­сонов исчезает, и их число уменьшается до 1,1 млн.

Прогрессирующее снижение числа аксонов частично связано с дегенерацией (апоптоз)

ганглиозных клеток эмбриональной сетчатки. Определенная потеря связана и с процессами сегрегации их терминалов с нейронами наруж­ного коленчатого тела. В последнее время пока­зано, что процессы апоптоза нейронов сетчатки регулируют факторы, выделяемые пигментным эпителием сетчатки [239].

Рост аксонов ганглиозных клеток в направ­лении среднего мозга (область будущих наруж­ных коленчатых тел) происходит благодаря на­личию на их конце филоподий, между которыми располагаются как бы гофрированные мембран­ные образования — ламелоподии [28]. Филопо­дий активно взаимодействуют с окружающими структурами, проникая в ткань все глубже и глубже, в результате чего и происходит направ­ленный рост аксонов. Именно филоподий на­правляют рост аксонов, определяя, таким обра­зом, точность ретинотопической организации волокон в зрительном нерве, зрительном пере­кресте и зрительном пути [120]. Роль фило­подий в направленном росте аксонов была до­казана в эксперименте путем введения в эмбри­оны, выращиваемые in vitro, цитохалазина В, который разрушает филоподий. При этом аксо­ны ганглиозных клеток сетчатки не достигли центров мозга [41].

Аксоны ганглиозных клеток растут со ско­ростью приблизительно 60—100 мкм/ч, при­чем скорость может изменяться в зависимости от участка пути и типа глиального окружения [78, 138]. Зоны роста аксонов чаще обнару­живаются в наружных слоях зрительного нер­ва, т. е. вблизи мягкой мозговой оболочки [47]. Это, по всей видимости, отражает различную скорость дифференциации ганглиозных клеток периферии и центральных областей сетчатой оболочки [46, 80, 277, 278].

В области зрительного перекреста аксоны ганглиозных клеток начинают более активно взаимодействовать с глиальными элементами. При этом ультраструктурно выявляются специ­ализированные образования как в аксонах ганг­лиозных клеток, так и глиальных клеток (уп­лотнения мембраны и их инвагинация). Именно это взаимодействие осуществляет направление дальнейшего роста перекрещивающихся и непе-рекрещивающихся волокон зрительного нерва.

В процессе роста аксонов ганглиозных кле­ток, перекрещивания волокон и образования ретинотопических контактов с нейронами на­ружных коленчатых тел большую роль играют различные адгезивные вещества [228, 247, 248, 253]. На настоящий момент времени выявлено много подобных веществ [116, 196]. К таковым, в первую очередь, относится мембранный гли-копротеид — невральная клеточная адгезивная молекула (NCAM), обнаруженная в месте рос­та аксонов ганглиозных клеток сетчатки у мно­гих животных [233, 265].

В процессе роста аксонов ганглиозных кле­ток сетчатки и их ретинотопической органи-

Развитие зрительного нерва

603

зации принимают участие и некоторые маркер­ные гены, экспрессия которых обнаруживается именно в местах перекрещивания волокон в эмбриональном периоде у многих животных. К таковым относятся TAG-1 и TAG-2. Именно эти гены активируют синтез иммуноглобулина L1, который, в свою очередь, обнаруживается в месте взаимодействия зон роста аксонов с гли-альными клетками и, по мнению ряда исследо­вателей, предопределяет направленность роста аксонов в области перекреста [46, 48]. Если вышеприведенные факторы благоприятствуют росту аксонов, то хондроитинсульфат, наобо­рот, тормозит рост аксонов [34, 194].

Рост аксонов ганглиозных клеток сетчатки, их перекрест в области хиазмы и ретинотопи-ческая проекция на наружное коленчатое тело находятся под генетическим контролем. Наибо­лее доказано участие в этих процессах генов семейства Pax, а именно Рах-1, Рах-6, Рах-9 [272]. Подтверждением тому являются экспери­ментальные наблюдения, указывающие на то, что при мутации этих генов у эксперименталь­ных животных развиваются различные анома­лии глазного яблока [186]. При мутации гена Рах-2 у мышей отмечено нарушение закрытия эмбриональной щели глаза и, естественно, на­рушение формирования аксонов ганглиозных клеток сетчатки, глиальных элементов [259]. Наличие мутации этого гена у человека приве­ло к развитию колобомы и других серьезных аномалий глаза [206]. Нарушения функции ре-гуляторных генов могут привести к отсутствию перекрещивания волокон зрительного нерва в хиазме вообще. Такое состояние описано у овец [103]. Отсутствие перекрещивания волокон в хиазме у человека впервые было описано Веза-лиусом в 1543 г. Apkarian et al. [13] описали еще два таких случая.

Помимо регуляторных генов семейства Pax в регуляции роста аксонов и их перекрещива­ния принимают участие и другие гены, в част­ности гены BF-2, Dlx-2, Nkx-2 [140].

Описывая механизмы, управляющие рети-нотопической организацией волокон зритель­ного нерва и их перекрестом в хиазме, нельзя не остановиться и на роли нейронов, располо­женных в эмбриональном периоде в области хиазмы.

Благодаря методам иммуноморфологии уста­новлено, что маркерные гены, участвующие в регуляции роста аксонов ганглиозных клеток, обнаруживаются в нейронах промежуточного мозга, на месте которых в последующем сфор­мируется перекрест. Эти нейроны располагают­ся в виде клина, острие которого направлено кпереди. Именно в этих клетках выявляется ряд веществ, непосредственно регулирующих рост аксона. Это иммуноглобулин L1, который способствует росту аксона ганглиозной клетки сетчатки, гликозилированная молекула поверх­ности клетки CD44, отличающаяся противо-

положным эффектом [243, 246]. Аксоны ганг­лиозных клеток не проникают и не пересекают те области, где в нейронах обнаруживается экспрессия указанных маркерных генов. Ско­рее, они как бы «отворачиваются» от них, на­правляясь контрлатерально и формируя кресто­образную структуру хиазмы. Доказательством участия этих клеток в формировании пере­креста является избирательное их повреждение при помощи антител к CD44. В результате по­добного воздействия аксоны ганглиозных кле­ток теряют способность формировать пере­крест [245]. Близкую функцию выполняют и некоторые другие маркерные гены, в частности GAP-43 [129, 244].

В регуляции перекрещивания волокон зри­тельного нерва в области хиазмы участвуют также глиальные элементы [115]. Правда, меха­низмы участия глии пока не совсем ясны. По всей видимости, вызревающие глиальные эле­менты тормозят рост аксонов ганглиозных кле­ток, направляя аксоны в область с меньшим количеством недифференцированных глиальных элементов, т. е. отклоняя их от ипсилатераль-ного распространения. Процесс регуляции рос­та аксонов глиальными элементами, видимо, осуществляется рядом биологически активных веществ, синтезируемых олигодендроцитами и астроцитами [114, 115, 128, 279].

Миелинизация аксонов. Миелинизация во­локон зрительного нерва начинается около зри­тельного перекреста на седьмом месяце эмб­рионального развития [6, 14, 49, 139]. Процесс миелинизации останавливается у решетчатой пластинки, что чаще всего бывает на первом месяце после рождения [266]. У новорожден­ных миелиновый слой вокруг аксонов ганг­лиозных клеток довольно тонкий и содержит большое количество холестерина. С возрастом число миелиновых слоев постепенно увеличи­вается.

По мере формирования зрительного нерва как анатомического образования отмечается проникновение между пучками аксонов гангли­озных клеток сетчатки соединительнотканных клеток, которые синтезируют волокна и основ­ное вещество. В дальнейшем в этой соедини­тельной ткани выявляются кровеносные сосу­ды. Параллельно с этим процессом вокруг нер­ва отмечается уплотнение клеток эктомезен-химы, дифференцирующейся к пятому месяцу в оболочке нерва.

Заключая этот раздел, необходимо остано­виться на практическом значении сведений от­носительно закономерностей развития организ­ма в целом, и глазного яблока в частности. При этом следует помнить следующее:

— во-первых, полезно знать, что патологи­ческие воздействия на эмбрион во время фор­мирования глазного пузырька и глазного бока­ла могут привести к развитию разнообразных пороков развития глаза;

601