Ординатура / Офтальмология / Учебные материалы / Строение глазного яблока Вит

Рис. 3.6.6. Объемное схематическое изображение внутреннего слоя сосудистой оболочки и пигментного эпителия сетчатки, между которыми располагается мемб-

рана Бруха (по Hogan ei al., 1971):

1— цитоплазматические отростки клеток пигментного эпителия;

2— наружный сегмент палочки; 3 — запирающая лента; 4— десмосома; 5 — ядро клетки пигментного эпителия; 6 — мито хондрии; 7 — комплекс Гольджи; 5 — пигментные гранулы; 9 — фагосомы; 10—гладкий эндоплазматический ретикулум; //—

базальная мембрана; 12— эластическая зона мембраны Бруха; 13— коллагеновые фибриллы мембраны Бруха; 14 — хориокапилляры сосудистой оболочки (стрелкой указаны поры); 15 — коллагеновые волокна, расположенные между капилляра ми сосудистой оболочки

Рис. 3.6.7. Схема структурной организации мембраны Бруха (по Hogan et al., 1971):

1 — базальная мембрана пигментного эпителия сетчатки; 2— передняя коллагеновая зона; 3 — эластический слой; 4 — наружный коллагеновый слой; 5 — базальная мембрана хориокапилляров; 6 — пигментный эпителий; 7 — эндотелиальная клетка хориокапилляров

3

Рис. 3.6.8. Ультраструктура мембраны Бруха:

/ — базальная мембрана клеток пигментного эпителия; 2 — внутренний коллагеновый слой мембраны Бруха толщиной 2,5 мкм; 3 — эластический слой мембраны Бруха; 4 — наружный коллагеновый слой толщиной 0,7 мкм, 5 — базальная мембрана эндотелиальных клеток хориокапиллярного слоя сосудистой оболочки; 6 — эндотелиальная клетка

Наиболее наружный слой мембраны Бруха, представленный базальной мембраной эндотелиальных клеток капилляров сосудистой оболочки, самый тонкий (0,14 мкм).

Нередко в области мембраны Бруха и клеток пигментного эпителия при офтальмоскопии можно обнаружить друзы, развивающиеся в результате процессов старения или различных заболеваний (рис. 3.6.9). Различают твердые и мягкие друзы. Они могут то появляться, то регрессировать. Твердые друзы чаще встречаются у молодых людей и являются продуктом синтетической деятельности клеток пигментного эпителия. Мягкие друзы, содержащие в своем составе мембранные структуры, отражают общие нарушения функции клеток [429, 960].

Мембрана Бруха выполняет разнообразные и важные функции, в первую очередь по избирательному транспорту питательных веществ и воды в направлении сетчатки [429]. Именно мембрана Бруха вместе с хориокапиллярным слоем сосудистой оболочки и клетками пигментного эпителия обрузует своеобразную струк- турно-функциональную единицу, обеспечивающую барьерные функции. Нарушение строения мембраны является причиной различных дегенеративных заболеваний пигментного эпителия (отслойка эпителия) и сенсорной части сетчатки (тапеторетинальная дегенерация, дегенерация макулярной области и др.). Способствуют этому ее возрастные изменения и формирова-

ние друз [121, 308].

Продолжая описание клеток пигментного эпителия, необходимо указать на то, что они,

«**■.:

Рис. З.6.9. Формирование друзы во внутреннем коллагеновом слое мембраны Бруха:

/ — клетки пигментного эпителия; 2— часть друзы, расположенной во внутреннем коллагеновом слое; 3 — наружная часть друзы, распространяющаяся на большом протяжении (стрелки)

как и другие эпителиальные клетки, в базальной своей части образуют многочисленные складки. На апикальной поверхности клеток определяется множество микроворсинок, простирающихся в пространстве между наружными сегментами фоторецепторов и окутывающих их. Выделяют два типа микроворсинок. Первый тип имеет длину 5—7 мкм, а второй — 3 мкм. Микроворсинки значительно увеличивают площадь контакта клеток пигментного эпителия с фоторецепторами, способствуя тем самым высокому уровню метаболизма, благодаря увеличению интенсивности поставки питательных веществ сетчатке из хориокапиллярного слоя сосудистой оболочки и выведения из сетчатки воды, ионов и конечных продуктов метаболизма

[196].

Между цитоплазматической мембраной микроворсинок эпителиоцитов и мембраной фоторецепторов никаких специализированных соединений нет и обнаруживается щелевидное пространство (рис. 3.6.10). Выполнено это про-

странство «цементирующей субстанцией»

сложного химического состава. Называют его

«интерфоторецепторный матрикс». Синте-

зируется он клетками пигментного эпителия. Интерфоторецепторный матрикс состоит из хондроитинсульфата (60%), сиаловой кислоты (25%) и гиалуроновой кислоты (15%) [40, 1080]. В настоящее время уточнен состав и функции этого вещества.

Первоначально предполагали, что матрикс представляет собой гомогенное скопление протеогликанов. В настоящее время выявлено довольно сложное пространственное взаимодействие протеогликанов матрикса с наружными сегментами колбочек. Именно это взаимодействие и обеспечивает достаточно плотный контакт между пигментным эпителием и сетчаткой.

Рис. 3.6.10. Электроннограмма, иллюстрирующая характер взаимоотношения пигментного эпителия сетчат-

ки с наружными сегментами палочек (по Hogan et al.,

1971):

I — ядро клетки пигментного эпителия; 2 — митохондрии; 3 — гладкая эндоплазматическая сеть; 4 — гранулы меланина; 5 — микроворсинки, расположенные на апикальной поверхности клеток пигментного эпителия и окружающие наружные членики палочек; 6 — наружный сегмент фоторецептора

Интерфоторецепторный матрикс участвует в метаболизме сетчатки, а именно в переносе ретиноида [154, 371, 484]. Содействует он также фагоцитозу наружных сегментов фоторецепторов.

Нарушение структурной организации матрикса является немаловажной причиной возникновения отслойки сетчатки, а также сопровождает различные виды ее дегенерации.

Клетки пигментного эпителия плотно соединены между собой при помощи зон замыкания, опоясывающей десмосомы и щелевых контактов [154, 201, 513]. Органоиды опоясывают клетки с апикальной стороны, плотно скрепляя их. В средней части клеток располагаются десмосомы. Подобный контакт делает невозможным прохождение метаболитов, особенно высокомолекулярных веществ, вдоль межклеточного пространства. Этот перенос происходит только через цитоплазму клетки активным путем. Именно подобный плотный межклеточный контакт обеспечивает возможность функционирования гемато-ретинального барьера.

В разных участках пигментного эпителиоцита цитоплазма имеет отличающееся ультраструктурное строение. Именно по этой причине

цитоплазму клетки условно подразделяют на 3 зоны. Во всех зонах определяется хорошо развитый агранулярный эндоплазматический ретикулум.

Внешняя треть цитоплазмы эпителиоцитов отличается наличием большого количества митохондрий и складок базальной мембраны. Внутренняя треть цитоплазмы эпителиоцитов насыщена гранулами меланина. Видны также многочисленные свободные и связанные рибосомы. Промежуточная зона цитоплазмы относительно бедна органоидами (рис. 3.6.10). Именно здесь располагается ядро. Комплекс Гольджи выражен нечетко. Его цистерны содержат светлый материал, что свидетельствует о высокой секреторной активности клеток.

Во всех частях цитоплазмы эпителиоцитов располагаются лизосомы обычного строения. Основной их функцией является ферментативное расщепление фагоцитированных фрагментов наружных члеников фоторецепторов [109,

154, 454, 484, 501, 644, 1219, 1971].

Поскольку фагоцитарная активность клеток пигментного эпителия является одной из основ-

ных функций [185, 196, 643, 714, 826], их ци-

топлазма содержит фаголизосомы, образующиеся в результате слияния поглощенных наружных члеников фоторецепторов с первичной лизосомой [524, 1216].

В фаголизосоме первым подвергается лизису белковый компонент фоторецепторных дис-

ков [306, 524, 1216].

Процесс фагоцитоза и лизиса сегментов наружных члеников фотороцепторов происходит довольно быстро. Одна клетка пигментного эпителия кролика в сутки подвергает лизису 2000 дисков в парафовеолярной области сетчатки, 3500 дисков в перифовеолярной области и почти 4000 по периферии сетчатки [484, 1216] (рис. 3.6.11, 3.6.12). Отмечено, что при интенсивном освещении количество фагосом увеличивается. Клетки пигментного эпителия отщепляют наружные членики колбочек таким же образом, как и палочек, но более интенсивно после прекращения освещения [644, 1033]. Процесс разрушения наружных члеников колбочек и палочек фоторецепторов и их утилизации является адаптивным механизмом, способствующим поддержанию структурной и функциональной целостности фоторецепторного аппарата. Тем не менее гибель фоторецепторов возникает также при различных патологических состояниях. Нередко гибель клеток происходит благодаря механизмам апоптоза, находящимся под генетическим контролем [888].

В последнее время проводятся интенсивные исследования роли механизмов апоптоза в развитии большой группы наследуемых дегенеративных заболеваний сетчатой оболочки. Это направление исследований имеет большое практическое значение, поскольку известно более 100 генетически наследуемых синдромов,

Рис. 3.6.11. Электроннограмма, иллюстрирующая стадии переваривания фрагментов наружных члеников фоторецепторов клетками пигментного эпителия:

/ — наружный членик колбочки; 2 — отделившийся фрагмент наружного членика колбочки и погруженный в цитоплазму клетки пигментного эпителия; 3 — фагосома, содержащая фрагмент наружного членика колбочки; 4 — фагосома на более поздней стадии переваривания фрагмента наружного членика; 5 — меланосомы; 6 — митохондрии

Рис. 3.6.12. Последовательные стадии (I—VI) поглощения и лизиса наружных члеников фоторецепторов пигментными эпителиоцитами сетчатой оболочки. При этом отмечается регенерация наружного членика фоторецептора:

/ — наружный членик фоторецептора; 2 — клетка пигментного эпителия; 3 — фагосома

сопровождающихся гибелью нейронов сетчатой оболочки. Показано, что при некоторых наследуемых синдромах механизмы апоптоза играют ведущую роль. При этом апоптоз рассматривается как конечный механизм гибели клеток, независимо от характера первичного повреждения. Основные типы повреждения фоторецепторов довольно разнообразны и сводятся к нарушению их важных функций (синтез зрительного пигмента, структуры цитоскелета клеток, последовательности процессов при восприятии световой энергии и ее трансформации в нервный импульс, фагоцитарные функции клеток пигментного эпителия и др.) [169, 886—888, 891]. Раскрытие механизмов апоптотической гибели нейронов сетчатки и участия в этом генетического аппарата рассматривается как наиболее перспективное направление в лечении этих заболеваний.

Нередким структурным включением цитоплазмы клетки пигментного эпителия сетчатки является липофусцин.

Липофусцин содержится во многих тканях организма и его количество нарастает с возрастом. Именно по этой причине этот пигмент был назван «пигментом старения». Возникает он в результате накопления в лизосомах стареющих клеток нелизирующихся агрегатов белка и липидов [1021]. Этот пигмент отличается характерными физико-химическими свойствами, включая естественную желтовато-зеленую флюоресценцию. Накопление липофусцина происходит не только в процессе старения, но и при ряде метаболических заболеваний [1148, 1217]. Причины и механизмы возникновения липофусциноза оставались загадкой более 100 лет. В настоящее время известно, что липофусцин возникает в результате перекисного окисления клеточных компонентов, особенно липи-

дов [1210].

Вглазном яблоке, как было указано выше, липофусцин обнаруживается в пигментном эпи-

телии сетчатки [134, 258, 291, 306, 557, 562, 1159, 1176]. Максимальное его накопление происходит в клетках, расположенных в заднем полюсе. К 80 годам липофусциновые гранулы занимают до 19% объема эпителиоцитов [134, 309, 949]. В отличие от других клеток организма, в которых возникает липофусцин в результате аутофагоцитоза внутриклеточных органелл [1021], липофусцин в клетках пигментного эпителия сетчатки возникает в результате фагоцитоза наружных сегментов фоторецепторов [135, 307, 559] с последующим перекисным окислением липидной фракции этих фрагментов. В этом процессе участвует коротковолновой спектр световой энергии [440, 563].

Впоследнее время указывается на большую роль в формировании липофусцина в эпителиальных клетках сетчатки витамина А и его производных. Об этом свидетельствуют многочисленные экспериментальные биохимические, фи-

зикохимические исследования [291, 292, 558,

559, 561, 1148].

Зерна липофусцина необходимо морфологически отличать от меланосом. Это имеет практическое значение при диагностике пигментных новообразований. Меланиновые гранулы эпителиоцитов имеют круглую или овальную форму. При этом круглые гранулы располагаются в апикальной части клетки, а овальные — в микроворсинках. Липофусциновые гранулы круглые, но менее электронноплотные. Окрашиваются они судановыми красителями и флюоресцируют. Число зерен липофусцина прогрессивно увеличивается с возрастом. Наоборот, количество меланосом с возрастом уменьшается

[309, 974, 1159, 1176]. Полагают, что уменьше-

ние количества меланосом связано с деятельностью лизосомного аппарата клеток и возрастным измнением меланина.

Меланин клеток пигментного эпителия поглощает световую энергию достаточно широкого спектра, защищая фоторецепторы и цитоплазму пигментных эпителиоцитов от повреждающего действия света [436]. Меланин обладает свойством свободного радикала и функционирует так же, как полимер, участвующий в обмене электронов. Меланин связывает ряд металлов и лекарственных веществ.

Важно также помнить, что меланиновые гранулы пигментного эпителия сетчатки отличаются от меланосом стромальных меланоцитов увеального тракта. Гранулы увеального меланина значительно меньшего размера и имеют овальную форму. Это важно знать патоморфологам, особенно при дифференциальной диагностике внутриглазных пигментных новообразований.

Вапикальной части, а также вблизи комплекса Гольджи клеток пигментного эпителия выявляется большое количество пиносом [812]. Размер их меньше (53 нм), чем в эндотелиальных и других клетках (более 100 нм). Эти структуры указывают на наличие интесивных процессов эндоцитоза, характерного для клеток пигментного эпителия.

Вцитоплазме эпителиальных клеток можно также обнаружить дискретные темные частицы

ипластинчатые тельца. Последние представляют собой фрагменты поглощенных наружных сегментов фоторецепторов [1028, 1219].

3.6.2.Сенсорная часть

сетчатки

Сенсорная часть сетчатки представляет собой тонкую прозрачную оболочку, содержащую чувствительные к свету клетки, которые и превращают световую энергию в нервные импульсы. При диафаноскопии глазного яблока сетчатка выглядит пурпурно-красной из-за наличия в фоторецепторах зрительного пигмента (родопсин). Однако этот цвет быстро исчезает при освещении энуклеированного глаза на про-

тяжении 5—10 минут. При этом сетчатка становится белой и полупрозрачной [1102].

Толщина сетчатки в области зрительного нерва равняется 0,4 мм. Она истончается в области зубчатой линии с назальной стороны до 0,15 мм. Темпорально ее толщина 0,4 мм.

Вобласти центральной ямки (0,2 мм) [959]. Основу сенсорной части сетчатки составля-

ют нервные клетки — фоторецептор, биполярная и ганглиозная клетки, ассоциативные горизонтальные нейроны, амакриновые клетки, а также глиальные элементы — клетка Мюллера, фиброзные и протоплазматические астроциты, микроглия и олигодендроциты.

Фоторецепторы (палочки и колбочки).

Слой палочек и колбочек является самым наружным слоем сенсорной сетчатки. Складывается он из цитоплазматических выростов палочек и колбочек фоторецепторных клеток. Фоторецепторы являются не чем иным, как высокоспециализированными нейроэпителиальными клетками. По структуре и направленности выполняемой функции они близки к рецепторным клеткам других тканей и органов (тельца Пачини, Краузе, Мейснера).

Тела фоторецепторных клеток располагаются в плоскости наружной пограничной мембраны, а их апикальные отростки (внутренние сегменты) лежат только снаружи этой мембраны.

Большое значение имеет знание распределения и пространственной ориентации фоторецепторных клеток, что в значительной мере способствует пониманию зрительных связей в сетчатке. Плотное расположение фоторецепторов

иих точная ориентация вдоль зрительной оси обеспечивают детальный анализ поля зрения. Любое изменение расположения фоторецепторов приводит к нарушению зрения. Если между фоторецепторами появляются пространства (при центральной серозной ретинопатии) и они неравномерно распределены, развивается микропсия. Нарушение ориентации фоторецепторов вдоль зрительной оси приводит к метаморфопсии.

Фоторецепторы распределяются закономерным образом, в виде мозаики (рис. 3.6.13).

Вобласти желтого пятна лежат только колбочки. Вне желтого пятна колбочки кольцевидно окружены палочками.

В сетчатой оболочке обнаруживается от 77,9 до 107,3 млн (в среднем 92 млн) палочек

и4,08—5,29 млн (в среднем 4,6 млн) колбочек. Существуют индивидуальные отличия плот-

ности палочек и колбочек в зависимости от топографического отдела сетчатки [223]. Наибольшее разнообразие плотности выявляется вблизи центральной ямки и у зубчатой линии, а наименьшее — в средней части сетчатки и по периферии.

Плотность колбочек максимальна в облас-

ти центральной ямки (199 000 колбочек в мм2). При этом их число колеблется в широких пре-

Рис. 3.6.13. Особенности «мозаичного» строения периферии сетчатки (а) и области центральной ямки (б):

/ — палочки; 2 — колбочки. Слева иллюстрируется срез сетчатки, а справа — плоскостной препарат (по Curcio et al., 1990)

делах (от 100 000 до 324 000 колбочек в мм2) [223]. По мере удаления от центральной ямки плотность колбочек существенно уменьшается. Так, плотность колбочек уменьшается до 75 000 мм2 в 130 мкм от центра центральной ямки. Примерно в трех миллиметрах от центра центральной ямки отмечается наибольшая плотность палочек, а плотность колбочек уменьшается. Степень этого уменьшения различна в зависимости от направления. Так, плотность колбочек с назальной стороны на 40— 45% выше, чем с темпоральной. В периферических отделах сетчатки плотность колбочек опять возрастает (рис. 3.6.13—3.6.15).

Считают, что пространственное расположение колбочек в области желтого пятна является фактором, определяющим разрешающую способность глаза. Так, среднее расстояние между центрами колбочек колеблется от

2,53 ±0,29 мкм до 6,16 ±1,04 мкм. Наимень-

шее расстояние между клетками обнаружено в области центральной ямки. Это свидетельствует о наибольшей разрешающей способности сетчатки именно в этой области [223].

Необходимо отметить, что данные психофизиологических исследований относительно остроты зрения не полностью совпадают с приведенными выше анатомическими данными. По всей видимости, большое значение имеют другие факторы [1171]. Единственная область в сетчатке, где функциональная острота зрения совпадает с анатомической разрешающей способностью, располагается между 0,2 и 2,0°. Интересно, что острота зрения у новорожденных на два порядка ниже, чем у взрослых [131]. В ближайшее время после рождения колбочки,

44

Рис. 3.6.15. Топографические особенности распределения плотности колбочек в области центральной ямки

(по Curcio et al., 1987):

контурные сплошные линии очерчивают области с количест - вом колбочек в одном квадратном миллиметре, равном цифре, приведенной на рисунке и умноженной на 1000. Окружность (пунктирная линия) очерчивает поле зрения, равное 1 градусу

палочки и клетки пигментного эпителия перемещаются к центру желтого пятна. При этом дифференциация фоторецепторов в центре сетчатки происходит медленнее, чем по периферии [474]. Изучение сетчатки обезьян показало, что плотность колбочек, свойственная взрослым животным, появляется только к 15—18 месяцам после рождения [813]. У человека плотность колбочек нарастает вплоть до 5—8-лет- него возраста [474]. Наиболее важным фактором, определяющим низкую остроту зрения

у новорожденных, является не плотность расположения колбочек, а неполная дифференциация желтого пятна [224]. Косвенным подтверждением этому является альбинизм. У этих больных острота зрения низкая, а желтое пятно в структурном отношении напоминает желтое пятно новорожденного [1172].

Сниженная острота зрения у этих больных связана также с недостаточностью развития межнейронных связей на уровне наружного коленчатого тела и зрительной коры головного

мозга [535].

Плотность палочек и их распределение

также являются объектом пристального внимания исследователей. Установлено, что диаметр свободной от палочек области желтого пятна равняется 0,35 мм. Это соответствует 1,25 гра-

дуса поля зрения (рис. 3.6.14, 3.6.15) [154].

Самая высокая концентрация палочек выявлена в области сетчатки, имееющей вид горизонтального эллипса. Этот эллипс несколько расширяется в носовом направлении и кверху. Именно от этого места плотность палочек медленно уменьшается по мере продвижения к периферии сетчатки.

С назальной стороны плотность палочек на 20—25% выше, чем с височной стороны. В верхней половине сетчатки палочек больше на 2%, чем в нижней половине. Равное соотношение палочек и колбочек обнаруживается на расстоянии 0,5 мм кнутри и на 0,4 мм выше центральной ямки [223].

Внутренние и наружные сегменты фото-

рецепторов. Внутренние и наружные сегменты фоторецепторов являются местом трансформации световой энергии в нервный импульс. Они