Ординатура / Офтальмология / Учебные материалы / Строение глазного яблока Вит

Рис. 3.6.32. Ультраструктурные особенности ганглиоз-

ной клетки (по Hogan, 1966):

отмечается хорошее развитие шероховатой эндоплазматической сети (стрелки). Цитоплазма насыщена овальными пигментированными частицами, придающими сетчатке желтоватый цвет

Ганглиозные клетки обладают многочисленными нейрофиламентами, что позволяет легко отличать ганглиозные клетки от мюллеровских.

Ганглиозные клетки относятся к мультиполярным нейронам. Их дендриты распределяются в горизонтальной плоскости сетчатки, а также проникают во внутренний плексиформный слой. Их аксоны направляются к слою нервных волокон, где они ориентируются параллельно внутренней поверхности сетчатки (рис. 3.6.33).

Ганглиозные клетки классифицируют в соответствии с размером тел клеток, степенью развития отростков и их протяженности. Классифицируют их также по типу синаптической связи с амакриновыми и биполярными клетками.

В последние годы описано приблизительно 18 различных морфологических типов ганглиозных клеток. Пока не совсем ясно, являются они только морфологической разновидностью основного типа клеток или различны и их функ-

ции [39, 600].

Рис. 3.6.33. Особенности строения тела ганглиозных

>,'!П

клеток и их дендритного поля в различных участках сетчатой оболочки (по Polak, 1940):

а — область центральной ямки; б — область экватора; в — периферия

В глазном яблоке человека идентифицировано два основных типа клеток, обозначенных как клетки М (зонтикоподобные) и клетки Р. В свою очередь клетки Р подразделяются на два подкласса: Р1, или карликовые нейроны,

и Р2 (рис. 3.6.34).

Рис. 3.6.34. Особенности строения ганглиозных клеток сетчатки человека, определяющих функционирование Р- и М-трактов зрительного анализатора:

/ — карликовая Р1; 2 — маленькая зонтикоподобная Р2; 3 — большая зонтикоподобная М

М-клетки проецируются на магноцеллюлярные (крупноклеточные) слои наружного коленчатого тела и определяют так называемый «неоппонентный» ответ (см. главу 4). По своим

физиологическим характеристикам, М-клетки человека напоминают ганглиозные клетки обезьяны, специализированные на восприятии цвета.

Р-клетки проецируются на парвоцеллюлярные (мелкоклеточные) слои наружного коленчатого тела. Клетки типа Р1 самые маленькие и обладают небольшим дендритным деревом.

Эти клетки определяют «оппонентный» ответ при стимуляции сетчатки средне- и коротковолновой частями спектра. Каждая Р-клетка получает информацию только от одной колбочки. Ганглиозные клетки типа Р1 подразделяют на так называемые широковетвистые (а-тип) и слабоветвистые (b-тип). Первые участвуют в формировании рецептивных полей с OFF-цент- рами, а вторые — с ON-центрами.

В области центральной ямки клетки типа Р1 составляют 90% общего количества ганглиозных клеток. В этой области сетчатки их удлиненные тела имеют размеры 8 x 1 2 мкм и достигают максимума (14x16 мкм) на расстоянии 8 мм от фовеа. Здесь они составляют 40—45% от общего количества ганглиозных клеток [227].

Единственный дендрит клетки формирует небольшое количество терминалов (5—7 нм в диаметре). Они переходят во внешнюю (а-тип) или внутреннюю (b-тип) треть внутреннего плексиформного слоя сетчатки [225, 595]. Синапсы а-типа образуются между аксонами плоских диффузных биполярных клеток, а синапсы b-типа — с инвагинирующими биполярными клетками.

В терминалах типа «диад» или «монад» присутствует до 55—81 лент. Количество отростков амакриновых клеток, которые образуют синапсы с дендритическим деревом этих ганглиозных клеток, приблизительно равно числу синаптических лент биполярной клетки [595]. Распространяются дендриты ганглиозных клеток типа Р1 на 5—10 мкм в центральных областях сетчатки, а по периферии на 225 мкм [225, 592].

Отличить ганглиозные клетки Р1 от Р2 в области центральной ямки практически невозможно. Однако в 1,5 мм от нее клетки типа Р2 значительно больших размеров. Дендритное поле клеток, расположенных на расстоянии 6—8 мм от центральной ямки простирается на 30—50 мкм, а лежащих по периферии сетчатки на 400 мкм [225].

Клетки типа Р2 проявляют выраженный ответ при стимуляции светом S-колбочек [229]. Они составляют 1 % общего количества ганглиозных клеток в области фовеа и 10% по периферии сетчатой оболочки [227].

Размер М-ганглиозных клеток больше, чем клеток типа Р. Больше и их дендритные поля (25—30 мкм). Причем дендритное поле увеличивается по мере продвижения к перифе - рии сетчатки. Так, в 8 мм от центральной ямки дендритное поле равняется 160 мкм, а на рас-

стоянии 14 мм — 270 мкм [231].

М-клетки составляет 5% общего количества ганглиозных клеток в области центральной ямки и 20% по периферии сетчатки [227].

В литературе сейчас активно обсуждается вопрос о гибели ганглиозных нейронов сетчатки при глаукоматозном процессе, именуемом как глаукоматозная нейропатия. Само это состояние рассматривается как многолетний хронический процесс с постепенной медленной потерей отдельных ганглиозных клеток или их небольших групп при сохранении морфологии и функции других. Предполагалось, что в этом процессе преимущественно погибают магноцеллюлярные М-нейроны [851]. Однако Morgan et al. (2000) обнаружили, что в сетчатке обезьян с экспериментальной гипертензией в одинаковом соотношении погибают и магно- и парвоцеллюлярные нейроны. При этом клетки сморщиваются, так что объем М-нейронов достоверно уменьшается на 20%, а Р-нейронов — на 16%.

Слой нервных волокон (рис. 3.6.1, см. цв.

вкл.). Слой нервных волокон образуется аксонами ганглиозных клеток (так называемые «центростремительные», или «приводящие» волокна), а также глиальными элементами, большим количеством капиллярных сосудов и центрифугальных (эфферентных) волокон.

Аксоны ганглиозных клеток образуют дуги, очерченные отростками мюллеровских и других глиальных клеток. Отдельные афферентные волокна имеют диаметр от 0,6 мкм до 2,0 мкм. Они содержат микротрубочки, митохондрии и гладкую эндоплазматическую сеть. В них происходит двухсторонний аксоплазматический поток двух типов — медленный и быстрый. Медленный поток (0,5—5 лш/день) несет высокомолекулярные белки, используемые для роста аксонов и их физиологической регенерации. Быстрый поток (10—2000 лш/день) обеспечивает функционирование синапсов путем поставки питательных веществ [305, 722, 796].

Механизмы, обеспечивающие аксонный транспорт, изучаются до сих пор. В соответствии с одной из теорий движение в направлении аксона обеспечивается движением цитоплазмы [796]. Другие авторы считают, что в этом процессе основную роль играют микротрубочки. В подтверждение правильности последнего предположения приводится факт прекращения транспорта после обработки клеток колхицином, разрушающим микротрубочки [276].

Аксоны ганглиозных клеток сетчатки остаются немиелинизированными до момента достижения ими решетчатой пластинки.

Аффрентные волокна радиально продвигаются параллельно внутренней пограничной мембране и сходятся в области диска зрительного нерва. Исключением являются аксоны, исходящие из ганглиозных клеток, расположенных непосредственно с височной стороны диска зрительного нерва. Волокна папилло-макулярного пучка распространяются дугообразно. Верхние

и нижние волокна отделены горизонтальным «швом», простирающимся от желтого пятна до крайней периферии сетчатки.

Наиболее толстым является слой нервных волокон у края диска зрительного нерва с назальной стороны (20—30 мкм). Толщина его уменьшается по мере приближения к зубчатой линии. Значительно точнее варианты изменения толщины слоя нервных волокон можно выявить при помощи лазерной офтальмоскопии [830]. Эти данные важны при установлении диагноза ряда заболеваний глаза, в частности глаукомы.

Папилло-макулярный пучок является наиболее тонкой частью слоя нервных волокон, расположенного вокруг диска зрительного нерва. Поскольку наибольшее количество аксонов собирается с назальной стороны диска зрительного нерва, они образуют возвышенность (сосок), выстоящую в стекловидное тело.

Центрифугальные волокна, берущие свое начало в центральной нервной системе, заканчиваются во внутреннем плексиформном слое или самой внутренней части внутреннего ядерного слоя. Обычно они образуют синапс с амакриновыми клетками или стенками капиллярных сосудов. В последнем случае эти волокна обеспечивают вазомоторные функции и регулируют интенсивность кровообращения.

Внутренняя пограничная мембрана. Внут-

ренняя пограничная мембрана образует самый внутренний слой сетчатки и располагается на границе со стекловидным телом. Она является единственной истинной мембраной сетчатки. В образовании внутренней пограничной мембраны участвует как сетчатка, так и стекловидное тело. Состоит мембрана из четырех элементов: 1) коллагеновые волокна и 2) протеогликаны (главным образом, гиалуроновая кислота) стекловидного тела; 3) базальная мембрана; 4) плазматическая мембрана мюллеровских клеток, возможно, и других глиальных клеток сетчатки.

Базальная мембрана положительно окрашивается при проведении ШИК-реакции.

Электронномикроскопически установлено, что коллагеновые волокна стекловидного тела, погруженные в протеогликаны, вплетаются в базальную мембрану глиальных клеток.

В задних отделах сетчатки внутренняя пограничная мембрана достигает толщины 0,5— 2,0 мкм. Она продолжается непрерывным слоем до желтого пятна, где значительно утолщается [473]. Отсутствует она по краю диска зрительного нерва, переходя в базальную мембрану астроцитов зрительного нерва [67]. По периферии сетчатки мембрана переходит в базальную пластинку эпителия ресничного тела. При старении внутренняя пограничная мембрана утолщается и прерывается в области зубчатой линии.

Внутренняя часть внутренней пограничной мембраны называется еще стекловидной мемб-

раной стекловидного тела. Именно она и придает поверхности сетчатки характерный блеск, наблюдаемый при офтальмосокопии. Обычно стекловидное тело плотно прилежит к сетчатке у диска зрительного нерва, в области центральной ямки и у зубчатой линии.

3.6.3.Зрительные пигменты

ифоторецепция

Описывая строение сетчатой оболочки, необходимо хотя бы кратко остановиться на процессах, происходящих в фотороцепторах и определяющих понятие фоторецепции.

Процесс восприятия света связан непосредственно с физико-химическими процессами, происходящими в стопках мембран наружных члеников палочек и колбочек, и представляет собой целую систему связанных между собой химических преобразований, направленных на трансформацию световой энергии в нервный импульс. В систему этих преобразований входят также механизмы, направленные на восстановление веществ, обеспечивающих световосприятие, регенерацию наружных члеников фоторецепторых клеток и др. Центральное место в восприятии световой энергии занимают специализированные вещества — зрительные пигменты, которые располагаются именно в мембранах наружных члеников фоторецепторных клеток.

Сейчас мы кратко остановимся на сути происходящих при световосприятии процессах. Первоначально мы опишем особенности химической организации мембран наружных члеников фотороцепторов и зрительных пигментов.

Как было указано выше, мембраны наружных сегментов палочек и колбочек содер - жат зрительные пигменты, которые абсорбируют световую энергию и инициализируют зрительное возбуждение. Эти белковые молекулы внедрены в двухслойные липидные мембраны пластин наружных члеников фоторецепторов (рис. 3.6.35, см. цв. вкл.). В наружных сегментах палочек липиды и белки составляют примерно 50% веса. Большинство липидов относятся к фосфолипидам. В состав фосфолипидов, помимо глицерина, входят также две цепи жирной кислоты (в положении 1 и 2) и фосфорнокислая группа (в положении 3). В липидном слое мембраны цепи жирных кислот ориентированы таким образом, что внутри мембраны образуется гидрофобная область, а снаружи располагаются глицерол/фосфатные группы, обеспечивающие гидрофильность этой поверхности мембраны. Характерной особенностью липидов сетчатки является высокое их насыщение ненасыщенными жирными кислотами.

Наружные сегменты палочек содержат также большое количество различных белков, главным из которых является опсин. Родопсин представляет собой соединение 11-цис-ретина-

ля (альдегид витамина А) с опсином посредством основания Шиффа. Родопсин относится к так называемым трансмембранным белкам, N- конец которых обращен в междисковое пространство, а С-конец обращен в цитоплазму (рис. 3.6.35) [447, 448]. Благодаря этому молекулы хромофора ориентированы параллельными рядами вдоль мембран наружных члеников фоторецепторов, т. е. располагаются перпендикулярно падающим на него фотонам, обеспечивая максимальный сбор световой информации. Установлено, что диск наружного сегмента палочки содержит от 300 до 900 молекул родо-

псина [447, 448].

В сетчатке человека выявлено четыре типа зрительных пигментов. Один тип обнаружен в палочках (родопсин) и три в колбочках (иодопсин). В зависимости от спектральных особенностей поглощения световой энергии колбочковые пигменты разделяются на чувствительные к красной (570 нм), зеленой (540 нм) и синей частям спектра (440 нм). 11-цис-ретиналь является хромофором для всех четырех классов зрительных пигментов человека.

Основным механизмом преобразования световой энергии является изменение характера взаимодействия хромофора (11-цис-ретиналь) с белком (опсин). Механизм этого процесса сводится к тому, что при действии световой энергии происходит изомеризация 11-цис-ретиналя с превращением его в полностью транс-рети- наль (рис. 3.6.36). Изменение строения молекулы ретиналя разрушает ее связь с опсином, что приводит к нарушению третичной структуры белка. Этот процесс происходит через ряд звеньев с образованием промежуточных продуктов. Эти промежуточные вещества существуют

исключительно короткое время и их можно анализировать только при низких температурах (рис. 3.6.37). Наиболее важным звеном в этом процессе является переход метародопсина I в метародопсин II. Именно на этом этапе и происходят конформационные изменения белковой части родопсина, что приводит к появлению у последнего ферментативной активности. Эти изменения инициируют дальнейший каскад процессов преобразования, о которых речь пойдет несколько ниже [78, 371, 448].

Родопсин (498 нм)

Прелюмиродопсин (батородопсин) (543 нм)

Люмиродопсин (497 нм)

Метародопсин I (478 нм)

Метародопсин II (380 нм)

Метародопсин III (465 нм)

Опсин (280 нм) + Транс-

ретиналь (380 нм)

фотон и инициализировать зрительный цикл. Таким образом, та же самая молекула опсина может многократно использоваться в зрительном возбуждении.

Из приведенной цепи реакций видно, что составленные части родопсина повторно используются в зрительном цикле. Тем не менее процесс регенерации хроматофора предполагает обязательное постоянное пополнение клеток пигментного эпителия витамином А, из которого образуется эфир 11-цис-ретинила.

В организм человека витамин А поступает с пищей и хранится в печени. Поступая в кровь, он связывается с ретинол-связывающим белком

изатем с преальбумином. Этот белковый комплекс, благодаря наличию фенестр в эндотелиальной выстилке капиллярных сосудов хориоидеи, легко проникает через мембрану Бруха и достигает клеток пигментного эпителия сетчатки. Затем витамин А отделяется от белковой части комплекса и поступает в цитоплазму пигментных клеток для дальнейших преобразований в 11-цис-ретиналь.

Для восстановления родопсина необходимо пополнение и его белковой части, т. е. опсина. Пополнение фоторецепторов опсином происходит благодаря постоянно протекающему процессу регенерации наружных члеников палочек и колбочек. Вновь образованные мембранные пакеты, содержащие в своем составе и опсин, постепенно передвигаются к апикальной поверхности фоторецептора, где опсин связывается с 11-цис-ретиналем, образуя «новый» родопсин.

Кратко описав характер химических преобразований родопсина в процессе зрительного цикла, необходимо ответить на вопрос — каким образом описанные физико-химические процессы приводят к инициализации нервного импульса? Чтобы понять этот процесс необходимо обратиться к рис. 3.6.38. На рисунке видно, что в темновых условиях фоторецепторы деполяризованы. Это связано с тем, что натриевые каналы плазматических мембран сегментов палочек

иколбочек в темноте открыты и из внеклеточного пространства в цитоплазму фоторецептора поступает большое количество ионов натрия. При этом диффузия натрия из наружного сегмента фоторецепторов во внутренний сегмент в темновых условиях обеспечивает формирование «темнового тока» [1206].

Натриевые каналы остаются открытыми благодаря высокой концентрации циклического гуанозин монофосфата (cGMP). Равновесие между ионами натрия и калия поддерживается благодаря деятельности АТФ-зависимого натрий/калиевого насоса.

Воздействие на зрительный пигмент световой энергии приводит к закрытию ионных каналов и снижению проводимости Na+ через мембрану наружного сегмента (рис. 3.6.38). При этом изменяется трансмембранный потенциал фоторецептора и возникает гиперполяризация.

Темновые условия

Свет

Рис. 3.6.38. Схематическое изображение механизма формирования нервного импульса в фоторецепторной клетке:

В темноте ионы натрия (Na+), как и ионы кальция (Са+), перемещаются из наружного сегмента фоторецептора во внутренний благодаря деятельности Na+/K насоса (/ ), а поступают в наружный сегмент через катионные каналы (2). При этом формируется «темновой ток» ионов натрия. Катионные каналы открыты тогда, когда сСМР (cG) находится в связанном состоянии. Поток ионов натрия в направлении внутреннего сегмента происходит по мере выхода из клетки ионов калия (3). Вследствие поглощения фотона родопсином (5) активизируется фосфодиэстераза (6), что приводит к повышению концентрации cGNP и закрытию катионных каналов. Следствием этого является уменьшение проницаемости мембраны для ионов натрия и усиление ее поляризации. Посредником в этом процессе являются ионы кальция, поскольку они эффективно блокируют натриевые каналы и вызывают наблюдаемую гиперполяризацию. Выведение ионов кальция обеспечивается деятельностью ионообменника (4) и при закрытых каналах

Таким образом, фоторецепторы отвечают на освещение не потенциалами действия, а гиперполяризацией, величина которой пропорциональна интенсивности освещения.

В деполяризованном (темновом) состоянии фоторецепторы высвобождают нейромедиаторы в синаптическую щель, которые взаимодействуют с постсинаптическими терминалами биполярных и горизонтальных клеток.

Увеличение степени освещенности вызывает градуированную гиперполяризацию, которая вызывает уменьшение выделения нейромедиатора.

Необходимо отметить, что фоторецепторы, как и горизонтальные и биполярные клетки, не генерируют потенциалы действия, и таким образом отвечают на световую энергию уменьшением выделения медиатора [1206, 1055]. Только нейроны третьего порядка (ганглиозные клетки) генерируют потенциалы действия.

Как указано выше, индуцирует гиперполяризацию фоторецептора перекрытие ионных каналов. Изучению механизмов этого процесса

посвящено большое количество исследований. Установлено, что основную роль в закрытии ионных каналов играет циклический гуанозин монофосфат (cGMP). Именно cGMP индуцирует целый каскад реакций ферментативного превращения различных белков с участием ионов кальция. Одну из центральных ролей в этом процессе играют белок-передатчик трансдуцин и фермент фосфодиэстераза. Именно фосфодиэстераза снижает концентрацию cGMP, что и приводит к закрытию ионных каналов.

Необходимо указать и на то, что фоторецептор не просто регистрирует световую энергию. Он также адаптируется к степени освещенности. Например, колбочки могут адаптироваться таким образом, что наша зрительная сис - тема регистрирует свет от слабых интенсивностей освещения до ярко освещенных солнцем объектов.

3.6.4. Нейромедиаторы ( нейротрансмиттеры ) сетчатой оболочки

Описывая микроскопическое строение сетчатой оболочки, мы неоднократно упоминали о наличии определенных структурных отличий синаптической организации нейронов сетчатки. Нейроны сетчатки отличаются и используемым типом нейромедиатора при передаче информации от одного нейрона другому.

В последнее время было обращено особое внимание на изучение нейромедиаторов сетчатки, что позволило более точно дифференцировать различные типы нейронов и выявить их функцию. Развитию направления изучения нейромедиаторов способствовали успехи смежных дисциплин, таких как ауторадиография, иммунология и молекулярная биология.

Клетки, окрашенные конъюгированными к различным типам нейромедиаторов антителами, меченными пероксидазой хрена, окрашивают самые нежные нервные волокна. На основании этого возможна довольно точная дифференциация клеток, особенно при одновременной их импрегнации по Гольджи. Большинство исследований нейромедиаторов нейронов сетчатки проведено на животных, но многое и на сетчатке человека [39, 219, 453]. Необходимо отметить, что полученные данные при исследовании животных во многом совпадают с данными исследования сетчатки человека.

Перед тем как более подробно остановиться на каждом из выявленных в сетчатке нейромедиаторе, необходимо указать, что все они обнаруживаются и в центральной нервной системе, что еще раз доказывает существование единства механизмов их развития и функционирования.

Глютаминовая кислота. Глютаминовая кис-

лота относится к наиболее распространенным нейромедиаторам нейронов «вертикальных»

нейронных трактов сетчатки (рис. 3.6.39, а). Все фоторецепторы используют глютаминовую кислоту для передачи сигналов к нейрону следующего порядка [237, 453, 702].

Рис. 3.6.39. Распределение глютаминовой кислоты (а) и гамма-аминомасляной кислоты (б) в нейронах сетчатой оболочки человека:

интенсивное черное окрашивание цитоплазмы клеток различных слоев сетчатки свидетельствует о положительной гистохимической реакции на выявляемый медиатор. Наиболее интенсивное окрашивание выявляется в цитоплазме ганглиозных клеток, ме-

нее интенсивное в нейронах внутреннего и наружного ядерных

слоев (стрелки)

Предполагают, что глютаминовая кислота является нейромедиатором всех биполярных и большинства ганглиозных клеток сетчатки по-

звоночных [219, 691].

Поглощение, высвобождение и физиологическое действие глютамата и его агонистов на нейроны второго порядка подтвердило, что глютамат является нейромедиатором возбуждающего действия в первом синапсе сетчат - ки. Действие этого нейромедиатора на нейроны второго порядка происходит посредством двух различных типов сенсорных каналов. Один тип постсинаптического рецептора относится к метаботропному, а второй является ионотропным [771, 829]. Метаботропные рецепторы активи-

зируются посредством G-белка. Ионотропные рецепторы представляют собой интегральные мембранные белки, фиксирующие глютаминовую кислоту. Этот процесс приводит к открытию катионных каналов. В настоящее время выявлен целый ряд ионотропных рецепторов

[453, 847, 848].

Дендриты биполярных клеток, расположенные в наружном плексиформном слое, имеют рецепторные каналы, которые относятся или к метаботропным или ионотропным. В то же время их аксоны, расположенные во внутреннем плексиформном слое, имеют каналы и рецепторы для гамма-аминомасляной кислоты (типов А, В и С), допамина и глицина. Это связано с тем, что все виды амакриновых клеток являются на этом уровне внутреннего плексиформного слоя пресинаптическими [154].

Гамма-аминомасляная кислота (ГАМК).

Классический тормозной нейромедиатор, гаммааминомасляная кислота (ГАМК), встречается во многих типах амакриновых и горизонтальных клеток у большинства позвоночных [691] Имеются некоторые противоречия при решении вопроса — содержится ли ГАМК в горизонтальных клетках обезьян и человека.

При окрашивании сетчатки человека видно, что четко окрашивается внутренний плексиформный слой и приблизительно половина тел амакриновых клеток, лежащих во внутреннем ядерном слое. Горизонтальные клетки не окрашиваются (рис. 3.6.39, б).

Благодаря использованию двойных методов окрашивания стало известно, что амакриновые клетки типа А2, А10, А13, А17, А19 и межплексиформная клетка накапливают ГАМК и, вероятно, используют ее как первичный нейромедиатор. Некоторые амакриновые клетки одновременно с ГАМК используют и другие нейромедиаторы, такие как серотонин, ацетилхолин (звездчатые амакриновые клетки), допамин [1128], нейропептиды (вещество Р).

ГАМК-эргические амакриновые и межплексиформные клетки действуют на отростки биполярных, амакриновых и ганглиозных клеток или тела клеток в нейропиле сетчатки посредством всех трех типов ГАМК рецепторов.

Глицин. Глицин является аминокислотой. В центральной нервной системе и сетчатке глицин выполянет медиаторные функции. Определяется он в амакриновых клетках, не дающих реакцию на ГАМК [341, 691]. Предполагают, что к глицинэргическим относятся также несколько типов биполярных клеток. Глицин осуществляет некоторые формы постсинаптического торможения.

В сетчатке человека выявляется два морфологических типа глицинэргических амакриновых клеток. Менее интенсивно окрашиваются клетки типа АН. Более интенсивно окрашиваются клетки А4 и А8 [841, 842]. Глициновые рецепторы также найдены на всех нейронах,

являющихся постсинаптическими по отношению к амакриновым клеткам — на аксонах биполярных клеток, на дендритах ганглиозных клеток. Обнаружены глициновые рецепторы и в мюллеровских клетках [265].

Допамин. Нейромодулятор допамин обнаруживается в нескольких типах амакриновых клеток сетчатки млекопитающих. Наиболее интенсивно окрашивается при проведении иммуногистохимической реакции амакриновая клетка типа А18 [600].

Допаминовая клетка первого типа (А18) образует синапс на амакриновой клетке палочки АН и, возможно, также на клетках А8 и А17

[179, 591, 843, 1150].

Второй тип допаминовой амакриновой клетки был описан у обезьян и человека [694]. Эта клетка отдает дендриты, распределяющиеся в 3-м слое (страте) внутреннего плексиформного слоя.

Допаминовые клетки первого типа обеспечивают функционирование восходящих путей, направляющихся к наружному плексиформному слою. В этом слое они образуют синапсы с ГАМК-эргическими межплексиформными клетками.

Допаминовые рецепторы (D1 и D2) были идентифицированы на нейронах внутреннего и наружного ядерных слоев сетчатки многих позвоночных. Предполагают, что рецептор D1 характерен для горизонтальных клеток наружного плексиформного слоя и некоторых амакриновых клеток внутреннего плексиформного слоя. Рецепторы D1 также выявлены на телах ганглиозных клеток.

Рецепторы D2 найдены в наружном ядерном слое, наружной пограничной мембране и даже в пигментном эпителии сетчатой оболочки. Присутствуют они и во внутреннем плексиформном слое.

Ацетилхолин. Классический эксцитатный нейромедиатор периферической нервной системы — ацетилхолин. Он найден в амакриновых клетках сетчатки позвоночных. У кролика такие клетки были названы звездоподобными клетками [299, 700]. Различают два типа подобных клеток. Клетки одного типа располагаются в субпластинке а внутреннего плексиформного слоя. Тело другого типа клеток смещено к слою ганглиозных клеток, а их дендриты распределяются в субпластинке Ь.

Эти ацетилхолинсодержащие амакриновые клетки близки по строению почти у всех позвоночных. Описаны они и в сетчатке человека

[514, 600].

Как мускариновые, так и холиномиметические рецепторы выявлены в сетчатке млекопитающих, особенно в ганглиозной клетке (Y-клет- ки). Влияние ацетилхолина и его антагонистов на ганглиозную клетку пока неясно.

Серотонин. Имеется два типа серотонинсодержащих амакриновых клеток в сетчатке

кролика [1128]. Один из них относится к клетке типа А17 системы палочек. В сетчатке кош - ки выявлены совершенно иные серотонинэргические типы амакриновой клетки. Первый тип клеток кошки подобен широкопольной клетке А20, а второй—А18 или дофаминовой клетке

[1149].

Аденозин. Пуриновый нуклеотид аденозин в сетчатке млекопитающих может быть нейромедиатором или нейромодулятором. Ауторадиография и иммуногистохимия показали наличие аденозина в амакриновых и ганглиозных клетках [129]. В сетчатке человека также выявляются аденозинсодержащие клетки, которые можно отнести к биполярным и горизонтальным клеткам.

Влияние аденозина на сетчатку и на функции ганглиозных клеток верхних бугорков четверохолмия было зарегистрировано при использовании методов электрофизиологии, что подтверждает его нейромедиаторную роль [129].

Пептиды. В настоящее время на роль пептидных нейромедиаторов в ткани мозга претендует около 50 белков. Из них приблизительно четвертая часть выявлется в сетчатой оболочке. Это вазоактивный кишечный полипептид (VIP), вещество Р, энкефалины, соматостатин, нейроактивный пептид Y, глюкагон, холецистокинин и нейротензин. Перечисленные медиаторы выявлены в амакриновых клетках сетчатки разнообразных животных. Более подробно мы остановимся на веществе Р.

Вещество Р относится к нейропептидам. Состоит оно из 11 аминокислот и принадлежит к семейству тахикининов, включающему нейрокинин А, нейропептид К и нейрокинин В. Вещество Р является нейромедиатором или нейромодулятором сетчатки млекопитающих [598].

Только среди амакриновых клеток сетчатки человека обнаруживаются Р-эргические клетки (рис. 3.6.40). Эти клетки отличаются широким дендритным полем, достигающим 3-го слоя (S3) внутреннего плексиформного слоя. Здесь от-

Рис. 3.6.40. Субстанция Р в амакриновых клетках сет-

чатки человека (по Kolb et al., 1995)

ростки формируют густое сплетение. Либо от тел клеток, либо от их дендритов отходят «ак- сон-подобные» отростки, которые, в свою очередь, разделяются на два длинных нежных отростка, расходящихся в противоположных направлениях на сотни микрон и заканчивающихся в слоях S5 и S3. Длинные дендриты этих клеток заканчиваются также на стенках кровеносных сосудов.

Оксид азота. Окись азота образуется во многих нейронах периферической и центральной нервной системы и выполняет нейромедиаторную роль. Косвенно способность клеткой синтезировать оксид азота можно выявить путем проведения гистохимической реакции, выявляющей активность НАДФ-диафоразы. При применении этого метода выявлено три типа амакриновых клеток и один тип ганглиозной клетки, дающих четкую реакцию на НАДФ-диафоразу. Эти клетки обладают большим телом и лежат в слое амакриновых клеток или смещены к слою ганглиозных клеток. Их дендриты достигают 3-го слоя внутреннего плексиформного слоя.

3.6.5. Глиальная система сетчатки

Глиальная система сетчатой оболочки выполняет те же функции, что глия центральной нервной системы. В сетчатке различают четыре типа клеток: мюллеровская клетка, астроциты, олигодендроциты и микроглия [39, 496, 799, 800, 1008]. Некоторые авторы выделяют еще один тип глии — специализированный астроцит, который располагается только вблизи кровеносных сосудов (периваскулярная глия Лисса).

Астроглия (рис. 3.6.41). Астроциты возникают в эмбриональном периоде из клеток неврального гребня, проникая в сетчатку по ходу зрительного нерва [189, 1043]. Различают «фиброзный» и «протоплазматический» астроциты [492—495, 1185]. Типичной особенностью астроцитов центральной нервной системы, в том числе сетчатки, являются длинные маловетвящиеся отростки, часть которых примыкает к стенкам небольших кровеносных сосудов. Тело клетки и ядро имеют овальную и полигональную форму и слабо окрашены. В ядре содержится небольшое количество хроматина. Ядрышко, как правило, обнаружить не удается. Цитоплазма астроцитов насыщена микрофиламентами (10 нм в диаметре). Хорошо развит эндоплазматический ретикулум. Видны гранулы гликогена, длинные митохондрии, центриоли и реснички [1008]. Фибриллы могут объединяться в пучки различной толщины и длины. Иммуногистохимически как в цитоплазме клеток, так и в их отростках выявлен маркерный белок — фибриллярный кислый белок глии [752].

Фиброзные астроциты содержат мало митохондрий и больше микрофиламентов, чем протоплазматические астроциты.

i ^ЁШШ!^л,^&<Ш^&ш^~ Si *"

Рис. 3.6.41. Особенности распределения астроцитов по периферии (а) и в центральных (б) участках слоя нервных волокон сетчатой оболочки (по Schnitzer, 1988)

Отростки протоплазматических астроцитов более короткие и толстые. Простираются они во внутреннем плексиформном слое. Их ядра различного размера и содержат грубые зерна гетерохроматина. Как тела клеток, так и их отростки располагаются только в слое нервных волокон сетчатки. Причем морфология клеток изменяется в различных участках сетчатки. Вблизи диска зрительного нерва их отростки исключительно длинные, а по периферии клетки принимают звездчатую форму с одинаковой длины более короткими отростками. Астроциты отсутствуют в области желтого пятна и зубчатой линии. Вообще, число астроцитов коррелирует с толщиной слоя нервных волокон сетчатки, в котором разветвляются их отростки [166].

Астроциты охватывают, особенно при проникновении в склеральный канал, аксоны ганглиозных клеток, формируя вокруг них футляр

(рис. 3.6.41, 3.6.42).

Особенностью астроцитов является и то, что они контактируют с кровеносными сосудами, образуя при этом щелевые контакты, расположенные на их ножках. Между собой они соединяются при помощи щелевых контактов и зон слипания. Предполагают, что это взаимодействие обеспечивает функционирование гематоэнцефалического барьера.

Рис. 3.6.42. Объемное схематическое изображение взаимоотношения астроцитов с пучками аксонов ганглиозных клеток и кровеносными сосудами в слое нервных волокон сетчатки:

/ — астроциты; 2 — аксоны ганглиозных клеток; 3 — кровеносные сосуды

Подобно мюллеровским клеткам, астроциты обеспечивают нейроны глюкозой и участвуют в поддержании ионного состава межклеточной жидкости. Кроме того, астроциты поддерживают нормальный уровень метаболизма нейромедиаторов.

Одной из основных функций астроцитов является защитная функция. При повреждении ткани сетчатки астроциты подвергаются гипертрофии и размножаются, образуя глиальный рубец [799, 800]. Процесс регуляции пролиферативной активности астроцитов в норме и при патологичесих состояниях (глаукома) как сетчатки, так и зрительного нерва находится под контролем эндотелина-1.

Олигодендроциты. Классические формы олигодендроглиальных клеток свойственны зрительному нерву. В сетчатке большинства позвоночных животных клетки, напоминающие олигодендроциты, располагаются в слое ганглиозных клеток [37, 38, 19, 882]. В сетчатке человека этот тип клеток рядом исследователей не выделяется [154]. Тем не менее некоторые исследователи на основании общности функции мюллеровских клеток и клеток олигодендрогии считают эти клетки близкими по происхождению.

Олигодендроциты позвоночных являются самыми мелкими клетками ганглиозного слоя [39].

Их форма округлая или овальная. Ядрышко небольшое и расположено в центре ядра. Для клеток этого типа характерно расположение группами по 2—3 клетки в непосредственной близости от крупных нейронов. Именно поэтому их количество существенно возрастает при увеличении концентрации нейронов. Среди клеток редко встречаются митозы.

Как и остальные глиальные элементы сетчатой оболочки, олигодендроциты образуют единую функционально-метаболическую систему с нейронами сетчатки [25, 26].

По всей видимости, олигодендроциты, расположенные в слое ганглиозных клеток, не способны к миелогенезу. Появляется эта способность лишь в области диска зрительного нерва при формировании миелиновой оболочки аксонов ганглиозных клеток.

Микроглия (рис. 3.6.43). Микроглия складывается из маленьких клеток (до 30 мкм), имеющих мезодермальное происхождение [39, 189, 1008]. В ганглиозном слое у всех позвоночных микроглиоциты часто являются сателлитами нейронов, а свои цитоплазматические отростки посылают к капиллярам, оплетая их.

шшжш

1 МИКР°ГЛИЯ •

»■»•« *и»>

10 цт

Рис. 3.6.43. Локализация и особенности строения микроглиальных клеток сетчатки:

а — локализация микроглиальных клеток (импрегнация по Гольд-

жи); б — лектин-окрашенная клетка микроглии (по Chan-Ling,

1994)

Различают два типа микроглиальных клеток. Один тип клеток мигрирует в сетчатку на наиболее ранних этапах эмбрионального развития вместе с мезенхимой зрительного нерва. Второй тип клеток поступает в сетчатку из кровеносного русла (моноциты) или исходят из перицитов кровеносных сосудов [99, 125, 189].

Цитоплазма микроглиальных клеток напоминает цитоплазму астроцитов, но при этом в ней меньше гранул гликогена и меньше микрофиламентов. Цитоплазма скудная, а ядро светлое. Отличительной особенностью микроглиальных клеток является насыщение цитоплазмы длинными профилями шероховатой эндоплазматической сети, наличием небольшого количества микротрубочек. В цитоплазме можно также обнаружить многочисленные лизосомы и липофусциновые гранулы.

Клетки микроглии распределены равномерно во всей толще сетчатой оболочки, но неравномерно по площади сетчатки. Необходимо подчеркнуть, что микроглиальные клетки являются единственным глиальным элементом слоя Хенле в области центральной ямки.

Функции микроглии сетчатки до сих пор полностью не выяснены. По происхождению, форме, топографии и по аналогии с гистиоцитами центральной нервной системы их можно отнести к фагоцитирующим и переваривающим клеткам [39]. В отличие от макроглиальных клеток микроглия не участвует в процессах репарации. После травмы они размножаются и начинают напоминать гистиоциты [709]. При этом они фагоцитируют продукты распада клеточных элементов сетчатки. Как и в головном мозге, микроглиальные клетки способны к амебоидному передвижению (трансформируются в макрофаги) [ИЗО, 1034]. Таким образом, основной функцией микроглии является защитная функция. Это особенно четко проявляется при различных патологических состояниях как сетчатой оболочки, так и увеального тракта [1185].

Клетки Мюллера (рис. 3.6.44, 3.6.45). Мюл-

леровские клетки являются самыми крупными клетками сетчатой оболочки. Распространяются они от наружной пограничной мембраны до внутренней пограничной мембраны [39]. Средняя плотность мюллеровских клеток примерно равна 8000—13 000 клеток в мм2 [264].

В эмбриональном периоде мюллеровские клетки возникают из внутреннего слоя зрительного бокала в два этапа [1116]. На самых ранних этапах нейроэпителиальные клетки края глазного бокала, смежные с клетками будущего пигментного эпителия сетчатки, образуют первичные нейроны (колбочки, горизонтальные клетки и ганглиозные клетки). Второй этап развития нейроэпителиальных клеток приводит к образованию палочек, биполярных, амакриновых клеток, а также мюллеровских клеток [885]. Все развивающиеся нейроны и мюллеровские клетки мигрируют к месту своего постоян-