Ординатура / Офтальмология / Учебные материалы / Строение глазного яблока Вит

зрачности хрусталика. Еще один тип межклеточных контактов обнаружен в хрусталике человека. Это щелевой контакт [825]. Щелевые контакты выполняют две роли. Во-первых, поскольку они соединяют хрусталиковые волокна на большом протяжении, сохраняется архитектоника ткани, тем самым обеспечивается прозрачность хрусталика [625]. Во-вторых, именно благодаря наличию этих контактов происходит распространение питательных веществ между хрусталиковыми волокнами. Это особо важно для нормального функционирования структур на фоне пониженной метаболической активности клеток (недостаточное количество органоидов).

Выявлено два типа щелевых контактов — кристаллические (обладающих высоким омическим сопротивлением) и некристаллические (с низким омическим сопротивлением). В некоторых тканях (печень) указанные типы щелевидных контактов могут преобразовываться один в другой при изменении ионного состава окружающей среды. В волокне хрусталика они неспособны к подобному преобразованию [392] Первый тип щелевых контактов найден в местах прилегания волокон к эпителиальным клеткам, а второй — только между волокнами [106, 627].

Низкоомные щелевые контакты содержат внутримембранные частицы, не позволяющие соседним мембранам сближаться более чем на 2 нм. Благодаря этому в глубоких слоях хрусталика ионы и молекулы небольшого размера достаточно легко распространяются между хрусталиковыми волокнами, и их концентрация довольно быстро выравнивается. Имеются и видовые различия в количестве щелевых контактов. Так, в хрусталике человека они занимают поверхность волокна по площади 5%, у лягушки— 15%, у крысы — 30%, а у цыпленка — 60% [625, 626, 665]. Щелевых контактов нет в области швов.

Необходимо кратко остановиться на факторах, обеспечивающих прозрачность и высокую рефракционную способность хрусталика. Высокая рефракционная способность хрусталика достигается высокой концентрацией белковых филаментов, а прозрачность — их строгой пространственной организацией, однородностью структуры волокон в пределах каждого поколения и небольшим объемом межклеточного пространства (менее 1% объема хрусталика). Способствует прозрачности и небольшое количество внутрицитоплазматических органоидов, а также отсутствие в хрусталиковых волокнах ядер. Все перечисленные факторы сводят к минимуму рассеивание света между волокнами.

Есть другие факторы, влияющие на рефракционную способность. Одним из них является увеличение концентрации белка по мере приближения к ядру хрусталика. Именно благодаря увеличению концентрации белка отсутствует хроматическая аберрация.

Не меньшее значение в структурной целостности и прозрачности хрусталика имеет и регуляция ионного содержания и степени гидратации волокон хрусталика. При рождении хрусталик прозрачен. По мере роста хрусталика появляется желтизна ядра. Возникновение желтизны, вероятно, связанно с влиянием на него ультрафиолетового света (длина волны 315—400 нм). При этом в коре появляются флюоресцирующие пигменты. Предполагают, что эти пигменты экранируют сетчатку от разрушительного действия коротковолновой световой радиации [1011]. Пигменты накапливаются в ядре с возрастом, а у некоторых людей участвуют в образовании пигментной катаракты. В ядре хрусталика в старческом возрасте и особенно при ядерной катаракте увеличивается количество нерастворимых белков, которые представляют собой кристаллины, молекулы которых «сшиты».

Метаболическая активность в центральных участках хрусталика незначительна. Практически отсутствует обмен белков [446]. Именно поэтому они относятся к долгоживущим белкам и легко подвергаются повреждению окислителями, приводящими к изменению конформации белковой молекулы из-за образования сульфгидрильных групп между молекулами белка. Развитие катаракты характеризуется увеличением зон рассеивания света. Это может быть вызвано нарушением регулярности расположения хрусталиковых волокон, изменением структуры мембран и нарастанием рассеивания света, в связи с изменением вторичной и третичной структуры белковых молекул. Отек хрусталиковых волокон и их разрушение приводит к нарушению водно-солевого обмена.

3.4.2. Ресничный поясок

Ресничный поясок (зонулярный аппарат; связка Цинна; подвешивающая связка хрусталика; zonula ciliaris) состоит из волокон, распространяющихся от ресничного тела к экватору хрусталика (рис. 3.4.2). Они достаточно жестко фиксируют хрусталик в определенном положении и позволяют ресничной мышце выполнять свою основную функцию, а именно путем сокращений приводить к деформации хрусталика. При этом, естественно, изменяется его рефракционная способность. Связка Цинна образует кольцо, имеющее вид треугольника на меридианальном срезе. Основание этого треугольника вогнуто и противостоит экватору хрусталика. Верхушка этого треугольника направляется к отросткам ресничного тела, его плоской части и зубчатой линии.

Волокна ресничного пояска (fibrae zonulares) состоят из гликопротеида неколлагенового происхождения, связанного при помощи О- и N-связей с олигосахаридами. Наличие этих связей объясняет их положительное гистохими-

ческое окрашивание при проведении ШИК-ре-

акции [798].

Волокна зонулярного аппарата имеют строение трубочки диаметром 10 нм (8—12 нм) и напоминают эластические волокна как своим химическим составом, так и отношением к протеолитическим ферментам (устойчивость к коллагеназе и трипсину) [798, 874; 925; 1051 — 1053]. Эту особенность используют при интракапсулярной экстракции катаракты, применяя альфа-химотрипсин, лизирующий зонулярный аппарат, но не действующий на капсулу хрусталика. В тех случаях, когда волокна складываются в пучок, появляется периодичность в 40—55 мкм. Между волокнами обнаруживается мелкозернистый и волокнистый материал

[798, 874, 1047].

Недавно показано, что волокна зонулярного аппарата богаты цистеином и аналогичны микрофибриллярному компоненту эластической ткани. Эти микрофибриллы называются фибриллином и окрашиваются соответствующими моноклональными антителами [956, 957, 1047,

1162, 1195].

В других тканях фибриллин является матрицей для образования эластических волокон [240, 924, 925], обеспечивая эластические свойства многих структур. Аналогичную функцию они имеют и в зонулярном аппарате.

Ген, контролирующий синтез фибриллина, располагается в хромосоме 15q21. 1 [649, 685]. Синдром Марфана, при котором выявляются дислокация хрусталика и различные заболевания сердечно-сосудистой системы, связан с мутаций именно этого гена, контролирующего синтез фибриллина [254, 551, 649]. При этом строение микрофибрилл изменяется. Количество волокон зонулярного аппарата уменьшается [303], волокна растянуты, а их диаметр различный [743, 820]. Обнаруживается также уменьшение их эластичности и разрушение

[572, 820].

Близкие по характеру изменения фибриллина определяются и при других аномалиях глаза, сопровождающихся подвывихом хрусталика. К ним относятся осевая близорукость, пресенильная катаракта, открытоугольная глаукома [533], косоглазие [532], плоская роговица и гипоплазия ресничной мышцы и радужной оболочки, приводящие к миозу [220]. Определяется также удлинение ресничных отростков [482, 869]. Обнаруживается нарушение синтеза фибриллина при синдроме Марфана [1177], псевдоэксфолиативном синдроме [342, 972, 973]. Нарушение строения фибриллина отмечено и при старении. Сопровождается этот процесс ослаблением зонулярного аппарата [442, 955].

Зонулярный аппарат исходит из наружного слоя капсулы хрусталика в экваториальной области. Причем на передней поверхности капсулы связка образует полосу прикрепления шириной 2,5 мм, а на задней поверхности — 1,0 мм.

При этом фибриллы, исходящие из переднего отдела экваториальной поверхности хрусталика направляются кзади и прикрепляются к ресничным отросткам («передние связки»), а фибриллы, отходящие от задней поверхности капсулы, направляются к плоской части ресничного тела и зубчатой линии («задние связки»). Экваториальные нити распространяются от ресничных отростков непосредственно к экватору. Выделяют и гиалоидные нити связки, которые распространяются от плоской части ресничного тела

ккраю хрусталика на участке его прилегания к стекловидному телу. Здесь они вплетаются в «гиалоидокапсулярную связку» [300, 791, 904].

Всвязи с тем, что нити связки, идущие от хрусталика, направляются к различным отделам ресничного тела, между ними образуются потенциальные пространства (пространства пояска; spatia zonularis), выполненные водянистой влагой. Это канал Гановера (Hanover) (между «передними» и «задними» нитями связи) и канал Петита (Petit) (между «задними связками» и передней поверхностью стекловидного тела).

Сканирующая электронная микроскопия способствовала большему пониманию особенностей строения и прикрепления цинновой связки

кхрусталику. Подавляющее большинство волокон исходят из плоской части ресничного тела кпереди на расстоянии 1,5 мм от зубчатой линии. Здесь они переплетаются с внутренней пограничной мембраной эпителиальных клеток [904] или продолжаются в волокна переднего отдела стекловидного тела [290, 791] (рис. 3.4.14). Большинство волокон складывается в пучки, состоящие из 2—5 фибрилл. Некоторые фибриллы иногда проникают между эпителиальными клетками. Фибриллы обнаруживаются и между пигментированными эпителиальными клетками ресничного эпителия и вплетаются в их базальную мембрану и эластическую пластинку мембраны Бруха [721, 922].

«Передние волокна связки» распространяются до тех пор, пока не достигнут заднего края отростчатой части ресничного тела. Здесь они образуют «зонулярное сплетение», которое распространяется между ресничными отростками и прикрепляются к их боковым стенкам. Фибриллы «зонулярного сплетения» плотно присоединяются в основании ресничных гребешков, стабилизируя всю систему связок. Несколько кпереди отростчатой части ресничного тела «зонулярное сплетение» разделяется и состоит из трех пучков волокон, направляющихся

кпередней, экваториальной и задней капсуле хрусталика [904].

Характер преэкваториального, экваториального и заэкваториального прикрепления волокон зонулярной связки отличаются между собой (рис. 3.4.14). Преэкваториальные волокна связки относительно плотные. Они все прикрепляются на одном и том же расстоянии от

экватора (1,5 мм) в виде двойного ряда нитей связки шириной 5—10 мкм. Волокна связки при прикреплении суживаются и расплющиваются в плоскости капсулы хрусталика, формируя при этом «зонулярные пластинки» (пластины Бергера).

«Передние нити связки» в месте прикрепления отдают в капсулу тонкие фибриллы (от 0,07 до 0,5 мкм) на глубину 0,6—1,6 мкм. В результате этого «зонулярная пластинка» утолщается до 1,0—1,7 мкм.

Указывается на то, что число волокон «передних связок» уменьшается с возрастом. При этом вставки их смещаются к центру капсулы [1153]. Экваториальных волокон меньше. Они также как и «передние» и «задние» при прикреплении к капсуле щеткоподобно расщепляются. Фибриллы обычно шириной от 10 до 15 мкм, но могут достигать и 60 мкм.

«Задние волокна» прикрепляются двумя или тремя слоями в зоне шириной от 0,4 до 0,5 мм. Спереди они прикрепляются к заднему краю экватора хрусталика, а сзади простираются на расстояние 1,25 мм от края экватора. В месте прикрепления волокна цинновой связки погружаются в капсулу хрусталика примерно до 2

мкм.

«Постэкваториальные волокна», на первый взгляд кажутся менее развитыми, чем «передние». Это мнение ошибочно, поскольку они прикрепляются к капсуле на различных уровнях, включая вплетение в волокна передней поверхности стекловидного тела. «Стекловидные связки» являются отдельным слоем волокон, которые соединяют передний отдел стекловидного тела с плоской и отростчатой частями ресничного тела.

Streeten [1045] предполагает, что слизеподобный характер цинновой связки является

барьером на пути распространения веществ между задней камерой глаза и стекловидным телом.

Возрастные изменения ресничного пояска

(связки Цинна). В эмбриональном периоде нити связки Цинна нежные и слабо связаны между собой. Высока в них концентрация протеогликанов. В пожилом возрасте количество волокон значительно уменьшается [165, 1153]. В первые два десятилетия жизни участки прикрепления цинновой связки в капсуле хрусталика довольно узкие. Со временем они расширяются и передвигаются к центру капсулы хрусталика, что связано с ростом хрусталика и увеличением его диаметра. При этом свободная от связки поверхность передней капсулы хрусталика уменьшается с 8 мм в возрасте 20 лет до 6,5 мм на восьмом десятилетии жизни [302, 1030]. Иногда она сужается до 5,5 мм, что существенно усложняет проведение капсулотомии при проведении экстракапсулярной экстракции катаракты [302, 1030].

При интракапсулярной экстракции катаракты большая часть связочного комплекса отрывается от капсулы. Сохраняются только кончики передних зонулярных вставок и некоторое количество меридианальных волокон.

Циннова связка ослаблена при псевдоэксфолиации капсулы хрусталика, что может явиться причиной разрыва связок при хирургическом лечении катаракты [1010].

Роль ресничного пояска в аккомодации.

Особенности функционирования аккомодирующей системы глаза до конца еще не совсем понятны. В этом процессе принимают участие многие структуры — ресничное тело, ресничный поясок, хрусталик, стекловидное тело. При этом конечный результат работы аккомодационной системы зависит от структурных и функ-

Исходя из приведенных выше сведений относительно особенностей проявления возрастных изменений хрусталика без развития его помутнений и при развитии катаракты, видно, что различные проявления старения могут иметь и различные механизмы развития. Связано это с тем, что особенности метаболизма эпителиальных клеток, особенно потенциально способных к пролиферации, отличаются от хрусталиковых волокон, которые уже вышли из митотического цикла. Исходя из этих различий, рассматриваются и особенности старения эпителиальных клеток и хрусталиковых волокон.

Выше было показано значение окислительных процессов в нарушении метаболизма клеток хрусталика. Дальнейшее развитие процесса связано с включением других механизмов, которые реализуют нарушение структуры белков клеток. Именно эти механизмы отличаются при развитии кортикальных и ядерных катаракт.

При развитии кортикальной катаракты основные изменения проявляются на уровне эпителиальных клеток, расположенных в области экватора, т. е. пролиферирующих клеток. При этом происходит метаплазия (трансдифференциация) клеток, при которой клетки превращаются в фибробластоподобные клетки. Именно эти клетки и приводят к помутнению хрусталика. В последнее время было установлено, что в процессах метаплазии эпителиальных клеток принимают участие многие факторы, в частности трансформирующий фактор роста р

[435].

Механизмы, лежащие в основе катарактогенного действия эффекта трансформирующего фактора роста, до конца не изучены. В эксперименте установлено, что этот фактор стимулирует синтез, по крайней мере, двух типов инородного белка — актина гладких мышц и коллагена 1-го и 3-го типов [435, 617, 954]. Ни один из указанных белков в норме не синтезируется клетками хрусталика, но выявляется при некоторых катарактах. Выявлены они и при вторичной катаракте. Синтез патологических внутриклеточных и внеклеточных белков приводит к нарушению четкой архитектоники хрусталиковых волокон, что увеличивает светорассеивание и, естественно, приводит к возникновению катаракты.

Помимо роли трансформирующего фактора роста, в развитии помутнения хрусталика установлено значение и других биологически активных веществ. К ним можно отнести ряд других цитокинов, адреналин, аденозинтрифосфат, гистамин и ацетилхолин [274].

Исследования последних лет выявили один из возможных механизмов катарактогенного действия ацетилхолина. Ацетилхолин стимулирует высвобождение ионов кальция, способствующих развитию помутнений. Исходя из этих данных, становится понятной роль различных патологических процессов глаза, ускоряю-

щих развитие возрастной катаракты. Ацетилхолин выделяется клетками ресничного тела, сетчаткой при возникновении их воспалительной патологии. Именно выделяющийся ацетилхолин приводит к деполяризации мембран клеток хрусталика и накоплению кальция.

Немаловажное значение в развитии помутнения хрусталика имеет и нарушение обмена ионов кальция, наступающее в результате нарушения проницаемости клеточных мембран. Роль кальция в проявлении старения была установлена при биохимических исследованиях хрусталиков с наименее выраженными возрастными помутнениями, представляющими собой пузырьки, окруженные мембраной. Было установлено, что пузырьки содержат незначительное количество белка и исключительно высокую концентрацию кальция [1143]. Специальные исследования с использованием микроэлектродной техники показали, что повышение концентрации кальция определяется только в местах разрушения хрусталиковых волокон.

Последующие исследования установили, что ионы кальция способны как разрушать хрусталиковые волокна, так и защищать их. Свойство разрушения волокон связано с трансформацией структурных белков хрусталика. При этом эти белки становятся мишенью для протеолитических ферментов [1107]. Эффект защиты кальцием хрусталиковых волокон связывают со способностью ионов кальция нарушать межклеточные взаимоотношения путем блокады межклеточных контактов (щелевые контакты). В связи с этим патологический процесс не распространяется на соседние клетки. Ионы кальция также играют основную роль в поддержании гелеподобной структуры хрусталиковых волокон, нарушение которой приводит к помут-

нению [692].

Нарушение проницаемости мембран, наблюдаемое при старении, приводит к нарушению функции калий-натриевого канала, что отмечается уже на пятом десятилетии жизни [274]. Считают, что основной причиной нарушения функционирования каналов является окисление сульфгидрильных групп белков мембран клеток. Нарушение функционирования канала приводит к быстрому повышению концентрации ионов натрия и кальция, что является причиной отека клеток.

Несколько иные механизмы лежат в основе развития ядерных катаракт. Именно в ядре определяются наиболее интенсивные процессы перекисного окисления белков хрусталиковых волокон, что проявляется накоплением дисульфидных связей. В ядре отмечена высокая степень окисления глютаминил-цистеинил-глицина. Окислительная модификация белков хрусталика сопровождается их флуоресценцией. Таким образом, при ядерных катарактах основным механизмом развития помутнений является перекисное окисление белков.

Из изложенного видно, что причины развития ядерных и корковых катаракт различны, хотя в их основе лежат процессы перекисного окисления. При корковых катарактах мишенью окислительных процессов являются цитоплазматические мембраны эпителиоцитов и хрусталиковых волокон, а при ядерных — белки ядра хрусталика.

В заключение мы остановимся на роли возрастных изменений в развитии вторичной катаракты, т. е. помутнения, развивающегося после экстракапсулярной экстракции катаракты.

Сохранившиеся после операции эпителиальные клетки пролиферируют и распространяются под заднюю капсулу хрусталика, деформируются, разрушаются, перекрывая зрительную ось. Этот рост клеток и приводит к нарушению зрения. Вторичная катаракта развивается не так уж и редко. У 20—50% больных после экстракции катаракты требуется дополнительное лечение в связи с ее развитием.

Установлено, что у пожилых больных вероятность развития вторичной катаракты ниже, чем в детском возрасте.

Возможность развития вторичной катаракты связана с потенциальной способностью сохранившихся эпителиоцитов размножаться и мигрировать.

Как было указано выше, в норме митотический индекс эпителиальных клеток низкий. При этом митозы выявляются лишь в области экватора [719]. При разрушении капсулы и удалении хрусталиковых волокон митотический индекс резко повышается, причем не в месте повреждения, а в экваториальной области. За несколько дней эпителиальные клетки покрывают переднюю капсулу хрусталика и уже встречаются на задней капсуле хрусталика. Размножение и миграция клеток продолжаются на протяжении нескольких недель, образуя при этом мутные скопления клеток. На процесс пролиферации влияют упомянутые нами факторы роста. Скорость формирования вторичной катаракты у молодых индивидуумов в три раза выше, чем у пожилых людей. Это свидетельствует о том, что потенциальная способность к размножению у эпителиоцитов с возрастом падает.

3.5. СТЕКЛОВИДНОЕ ТЕЛО

Стекловидное тело (corpus vitreum) представляет собой прозрачный бесцветный гель,

выполняющий стекловидную камеру (camera vitrea). Этот гель более плотный, чем белок куриного яйца (рис. 3.5.1). Удельный вес стекловидного тела существенно не отличается от удельного веса воды и равен 1,0053—1,0089. Рефракционный индекс — 1,334. По сути, стекловидное тело является уникальной прозрачной тканью. Как любая ткань, стекловидное тело состоит из клеток и межклеточного ве-

Рис. 3.5.1. Макроскопический вид стекловидного тела после отделения оболочек глаза (по Bron et al., 1997)

щества. Межклеточное вещество, в свою очередь, складывается из волокон и основного вещества.

Стекловидное тело заполняет 4/5 объема полости глазного яблока. Сзади оно прилежит к сетчатой оболочке, спереди — к ресничному телу, цинновым связкам и хрусталику (рис. 3.5.2).

Стекловидное тело имеет почти сферическую форму, но уплощено в передней своей части. Это уплощение связано с расположением в этой области хрусталика, который и вдавливает переднюю поверхность, образуя стекловид-

ную ямку (fossa hyaloidea). Отделен хрусталик от стекловидного тела пространством Бергера (Berger [108]). По краям вдавления стекловидное тело присоединено к капсуле хрусталика при помощи «связки», распространяющейся

ввиде кольца шириной 8—9 мм (гиалоидокапсулярная связка Вейгера (Wieger)).

Хотя анатомического слияния этих тканей нет, «сращение» довольно сильное, особенно

вмолодом возрасте. К шестому десятилетию жизни это «сращение» ослабевает. Именно по этой причине при проведении интракапсулярной экстракции катаракты практически не происходит тракции передней поверхности стекловидного тела.

Вне гиалоидокапсулярной связки стекловидное тело граничит с отростками ресничного тела и цинновой связкой. С латеральной стороны оно прилежит к внутренней пограничной мембране сетчатки и заднему отделу плоской части ресничного тела.

Аксиально располагается клокетов канал. Клокетов канал распространяется от площадки Бергера (точки, лежащей слегка назально относительно заднего полюса хрусталика) к области Мартеджиани (Martegiani) (лежит над диском зрительного нерва). Канал имеет шири-