Ординатура / Офтальмология / Учебные материалы / Строение глазного яблока Вит

12,5 мкм. Функция микроворсинок пока не-

известна.

Внутренние членики (сегменты) палочек

имеют цилиндрическую форму. Гистологически различают две части внутреннего членика: эозинофильную наружную, называемую эллипсоидной частью, и внутреннюю базофильную, называемую миоидной частью (рис. 3.6.16— 3.6.19). Тинкториальные свойства этих двух областей изменяются в зависимости от метаболической активности фоторецептора. Эллипсоидная часть окрашивается эозинофильно в связи с наличием в ней большого количества митохондрий. В одной палочке можно найти до 600 митохондрий. Цитоплазма также содержит гладкий эндоплазматический ретикулум, нейротрубочки, свободные рибосомы и гранулы гликогена. Базофилия миоидной части зависит от большой концентрации в ней свободных рибосом. Миоидная область является центром белкового синтеза. По этой причине в ней располагаются шероховатая эндоплазматическая сеть, аппарат Гольджи, микротрубочки, микрофиламенты и гранулы гликогена. Таким образом, основной функцией этой части фоторецептора является обеспечение метаболических и синте-

тических функций клетки.

Наружные сегменты (членики) колбочек

имеют различное строение в различных участках сетчатки. В области зубчатой линии и по периферии сетчатки они короткие и конические, а в fovea centralis продолговатые, напоминают наружные сегменты палочек (рис. 3.6.16—3.6.18).

Ультраструктурными исследованиями установлено, что наружный сегмент колбочки имеет больше дисков (1000—1200), чем наружный сегмент палочки. Междисковые пространства палочки более широкие (в колбочках — 3,5 мкм,

впалочках— 16,5 мкм).

Вотличие от дисков палочек диски колбочек соединены между собой и прикрепляются

кплазматической мембране.

Внутренние сегменты (членики) колбо-

чек. Наружные и внутренние членики колбочек связаны друг с другом посредством тонкого цитоплазматического перешейка, содержащего видоизмененную ресничку. Они изменяются в зависимости от их топографического расположения. В центральной ямке (fovea centralis) они более длинные и узкие. Ультраструктурная организация внутреннего сегмента палочек и колбочек одинаковая, за исключением того, что в колбочках значительно больше митохондрий (200—300 на срезе).

Наружная поверхность миоидной части палочек и колбочек покрыта волосоподобными цитоплазматическими отростками мюллеровских клеток, формирующих «корзины Шульца». Благодаря этому никакого контакта между смежными клетками нет [1008]. Отростки мюллеровских клеток участвуют также в регуляции состава внеклеточной среды фоторецепто-

ров и служат для жесткой пространственной фиксации палочек и колбочек.

Наружная пограничная мембрана. При све-

товой микроскопии видно, что наружная пограничная мембрана (рис. 3.6.1) отделяет слой палочек и колбочек от подлежащего наружного ядерного слоя сетчатки. Она простирается от диска зрительного нерва до зубчатой линии, где превращается в базальную пластинку, расположенную между пигментированными и беспигментными частями ресничного эпителия. Наружная пограничная мембрана представляет собой не что иное, как скопление в одной плоскости терминальных пластинок (zonulae adherentes), расположенных между мюллеровскими клетками и фоторецепторами, между смежными мюллеровскими клетками и, редко, между соседними фоторецепторами.

Наружная пограничная мембрана, таким образом, не является истинной мембраной. Через нее проходят небольшие молекулы. Главной функцией мембраны является обеспечение функционирования избирательного барьера на пути питательных веществ, которые проходят между рядом расположенными мюллеровскими клетками, а также стабилизация положения фоторецепторов.

Наружный ядерный слой. Наружный ядер-

ный слой находится кнутри от наружной пограничной мембраны и содержит тела и ядра фоторецепторных клеток (рис. 3.6.1). В зависимости от участка сетчатки ширина этого слоя изменяется, прежде всего, из-за изменения числа рядов ядер.

С назальной стороны диска наружный ядерный слой имеет толщину 45 мкм и состоит из 8—9 рядов ядер. С височной стороны он состоит только из четырех рядов ядер, истончаясь до 22 мкм. В желтом пятне наличие 10 рядов ядер колбочек увеличивают ширину наружного ядерного слоя до 50 мкм. В области зубчатой линии наружный ядерный слой состоит только из одного слоя ядер колбочковых клеток, которые плотно прилежат к наружной пограничной мембране и четырем рядам ядер палочек, расположенным кнутри от них. Толщина ядерного слоя при этом приблизительно 27 мкм.

Ядра колбочек овальные и имеют диаметр 5—7 мкм. Расположены они на 3—4 мкм кнутри от наружной пограничной мембраны. Ядра палочек также овальные, диаметром 5,5 мкм.

Цитоплазма обоих типов клеток скудная. Тела палочек и колбочек окрашиваются по-раз- ному. При использовании метода Унна тело палочек не окрашивается, а колбочки окрашиваются в интенсивно синий цвет. Используя трехцветный метод Маллори, после фиксации сетчатки жидкостью Ценкера можно четко дифференцировать центральную ямку. Центральная ямка окрашена в интенсивно красный цвет. Это связано с тем, что методом Маллори окрашиваются только колбочки.

Наружный сетчатый (плексиформный)

слой (рис. 3.6.1) является местом соединения первого и второго нейронов, т. е. местом передачи информации от первого нейрона (фоторецептора) второму (биполярной клетке). Помимо указанных клеток в нем располагаются ассоциативные нейроны (горизонтальная клетка).

Две трети слоя состоит из внутренних волокон фоторецепторов, окруженных отростками мюллеровских клеток. Треть слоя состоит из дендритов биполярных и горизонтальных клеток, а также отростков мюллеровских клеток. Наружный плексиформный слой наиболее толстый в области желтого пятна (51 нм). Состоит он из косо идущих волокон, отклоняющихся от желтого пятна. Этот слой также известен как слой волокон Хенле.

Внутренние волокна в наружном плексиформном слое представляют собой аксоны палочек

иколбочек. Диаметр аксона палочки приблизительно в четыре раза больше, чем у колбочки. Они содержат типичные органоиды — единичные митохондрии, немного свободных рибосом, гладкий эндоплазматический ретикулум, гранулы гликогена и плотно упакованные микротрубочки.

Синаптическая связь палочек со вторым нейроном происходит при помощи овальных расширений цитоплазмы диаметром 1 мкм. Называются они сферулами.

Синапсы колбочек отличаются. Эти отличия сводятся к тому, что колбочки образуют так называемую «ножку», т. е. ножкоподобное утолщение окончания цитоплазматического отростка колбочки. «Ножка» больше, чем сферула (7—8 мкм в парафовеолярной области и 5 мкм в области фовеа). Теперь мы более подробно остановимся на синаптических связях этого слоя.

Синапсы палочек. Синаптический комплекс палочек состоит из указанной выше пресинаптической сферулы, синаптической ленты и постсинаптических отростков, принадлежащих горизонтальным или биполярным клеткам (рис. 3.6.20—3.6.23). Сферулы содержат многочисленные пресинаптические пузырьки, а также митохондрии и нейротрубочки. Плотность пре- и постсинаптической мембраны увеличивается вблизи синаптической щели (ширина синаптической щели 15 мкм). Перпендикуляр, проходящий через пресинаптическую мембрану, называется синаптической лентой, состоящей из трех электронноплотных слоев, каждый из которых имеет толщину 12 мкм. Отделяется она светлой зоной, имеющей толщину 40 мкм,

иокружена ореолом пузырьков. Сферулы палочек содержат только две синаптические ленты, которые ассоциируются с двумя боковыми элементами, являющимися терминалами аксонов горизонтальных клеток, и двумя дендритами биполярных клеток палочек [263, 593] (рис. 3.6.22).

С одной сферулой палочки может входить в контакт несколько различных горизонтальных клеток (1—4 клетки). Различают два основных типа контактов — с телодендритами горизонтальной клетки и дендритом биполярной клетки. Каждая сферула входит в контакт с 4 биполярными клетками. В то же время каждая биполярная клетка контактирует с 50 палочками (вне фовеолы) и с несколькими сотнями палочек по периферии сетчатки [596].

Эти различия в характере межнейронных связей соответствуют различиям в разрешающей способности зрительной системы.

Синапсы колбочек. «Ножка» колбочки пирамидальной формы. Синаптические вдавления на «ножке» объединяют одновременно три нейрона, контактирующие в то же самое время и между собой. Подобная структура получила на-

звание «триада» [263, 593, 1008] (рис. 3.6.20,

3.6.21). Центральный аксон триады принадле-

Рис. 3.6.20. Ультраструктурные особенности сферул палочек (а) и «ножек» колбочек (б) (по Kolb, 1998):

НПС — наружный плексиформный слой; ГК—горизонтальная клетка; БК—биполярная клетка палочки; ИБК—инвагинирую- щая биполярная клетка; ПБК — плоская биполярная клетка

Колбочки («ножка»)

Палочки («сферулы»)

Рис. 3.6.21. Схематическое изображение синаптических тел палочки и колбочки:

/ — палочковые биполярные клетки; 2— карликовая биполярная клетка; 3 — плоская биполярная клетка; 4 — горизонтальная клетка. Отмечается наличие контакта между сферулой палочки и «ножкой» колбочки. Синаптические тела палочки и колбочки соединяются непосредственно, а также при помощи горизонтальной клетки

Рис. 3.6.22. Электроннограмма сферулы палочки:

/ — латеральные отростки горизонтальной клетки; 2 — отростки биполярной клетки; 3 — синаптические пузырьки; 4 — синаптическая лента

жит биполярной клетке. Это аксон может входить в контакт с той же самой колбочкой в 10—25 различных точках [172, 186]. Два дендрита с обеих сторон триады исходят из различных горизонтальных клеток. Хотя только одна биполярная клетка входит в контакт с одной «ножкой» колбочки, контакт существует со многими горизонтальными клетками, число которых обычно б—8. Такая «ножка» имеет также множество маленьких поверхностных вдавлений (так называемых базальных соеди-

Рис. 3.6.23. Особенности синаптических связей палочек и колбочек с биполярными клетками и биполярных клеток с ганглиозными:

видно, что одна биполярная клетка получает информацию от нескольких палочковых фоторецепторов и только от одной колбочки

нений), контактирующих с плоской диффузной биполярной клеткой [453, 505, 637]. Подобный тип синапсов биполярных клеток формируется сразу с шестью колбочками [661]. Базальные соединения представляют собой классические эксцитаторные (возбуждающие) синапсы и функционируют подобно щелевым контактам.

Присутствие многочисленных десмосом между отростками клеток наружного плексиформного слоя (десмосомы) препятствует свободному распространению в сетчатке метаболитов, жидкостей и экссудата.

Помимо биполярных и горизонтальных клеток, фоторецепторы контактируют и между собой. Палочки контактируют с палочками и колбочками. Происходит это благодаря так называемым щелевым контактам. От «ножки» колбочки отходят тонкие отростки, которые подходят к сферулам палочек и «ножкам» других колбочек. В тех местах, где эти отростки (называемые телодендритами) образуют щелевой контакт, формируется «электрический контакт», т. е. происходит передача информации без использования нейротрансмиттера [742, 774, 870]. 3—5 подобных контактов определяется на одной сферуле палочки, образованной телодендритами колбочки. Одна «ножка» колбочки может иметь до 10 контактов с соседними палочками. «Ножки» S-колбочек («синих») не содержат такого большого количества контактов [43]. По этой причине S-колбочки довольно изолированы.

Рис. 3.6.24. Особенности строения тел и дендритного поля различных типов горизонтальных клеток человека. Световая микроскопия (импрегнация серебром)

(по Kolb, 1998)

Рис. 3.6.25. Схематическое изображение различных типов горизонтальных клеток:

а — горизонтальная клетка, контактирующая с колбочковым фоторецептором; б—горизонтальная клетка, контактирующая с палочковым фоторецептором; s — схематическое изображение характера контакта горизонтальных клеток различного типа в плоскости сетчатки

тальных клеток, в отличие от биполярных, образуют сеть, расположенную в горизонтальной плоскости и объединяющую фоторецепторы различных участков сетчатки.

Наибольшее количество горизонтальных клеток в области центральной ямки. Постепенно по мере продвижения к периферии сетчатки их число снижается. Горизонтальные клетки имеют короткие отростки, а аксон не ветвится вблизи тела клетки (на протяжении 200—

300мкм). Длина аксона может достигать 2 мм.

Взависимости от размера клетки, особенностей строения синапсов между дендритами и аксонами, а также площади дендритного поля различают три типа горизонтальных клеток. Обозначаются они как клетки типов HI, НИ

и НШ. Клетка HI отличается от остальных длинными мощными дендритами, входящими в контакт с колбочками при помощи «триад». Их аксон контактирует с палочкой. При этом образуются так называемые «точечные» синапсы [592, 597, 600]. Аксон также образует синапсы на дендритах биполярных клеток палочек.

Приведенная выше схема синаптических связей является основой обработки информации, получаемой от многочисленных палочек. При этом информация собирается по площади сетчатки, превышающей площадь дендритного поля клетки.

Клеток типа НШ на 30% больше, чем типа HI, и они контактируют с колбочками.

Клетки типа НИ имеют тонкие дендриты и короткие (100—300 мкм) аксоны. Как дендриты, так и аксоны контактируют только с колбочками.

Недавние электронномикроскопические исследования сетчатки человека показывают, что существуют определенные закономерности в контакте между колбочками различных спектральных характеристик и различными типа - ми горизонтальных клеток [45, 46, 230, 391] (рис. 3.6.26). Необходимо отметить, что клетки типа HI контактируют с колбочками всех спектральных типов. Наименее часто они контактируют с коротковолновыми («синими») колбочками. Клетки типа НИ, наоборот, чаще контактируют именно с «синими» колбочками, а клетки НШ с колбочками вообще не контактируют [597]. На основании этих данных предполагают, что клетки типа HI можно рассматривать как клетки «яркости», а клетки типов НИ и НШ как клетки воспринимающие цвета.

Горизонтальные клетки млекопитающих характеризуются также наличием многочисленных «щелевых контактов» между дендритами соседних клеток [594]. Благодаря этим контактам сигнал распространяется в плоскости синцития нейронов сетчатки. Помимо электрического сигнала через эти контакты могут проходить и низкомолекулярные вещества.

Строение тела горизонтальных клеток различных типов схоже. Тело клетки обычно уплощено и имеет диаметр 6—8 мкм. Ядро круглое и окружено аппаратом Гольджи. Цитоплазма содержит гладкую и шероховатую эндоплазматическую сеть, четкие митохондрии и многочисленные свободные рибосомы. Характерной особенностью горизонтальных клеток является наличие в цитоплазме включений, так называемых телец или «кристаллоида Колмера», описанного Колмером еще в 1918 г. [602]. Эти образования имеют длину 8—20 мкм и ширину 0,3—1,5 мкм и чаще обнаруживаются вблизи ядра, но видны и в цитоплазматических отростках [1119, 1212]. Состоят они из пакетов параллельно расположенных плотных трубочек в количестве от 5 до 30, отделенных промежутком шириной 2—6 мкм. Каждая трубочка

складывается из 2—3 концентрических мембран, на внутренней и внешней поверхностях которых лежат рибосомоподобные частицы, чувствительные к рибонуклеазе [1008]. Предполагают, что эти образования представляют собой своеобразную форму шероховатой эндоплазматической сети. Функции горизонтальных клеток разнообразны. Более подробно о них будет изложено в 4-й главе. Здесь мы остановимся лишь на некоторых из них.

Во-первых, необходимо указать, что горизонтальные клетки интегрируют сигналы, поступающие от палочек и колбочек с выделением так называемых «каналов» передачи информации различного типа. При этом именно на уровне горизонтальных клеток уже четко определяется формирование структурно-функ- циональных нейронных единиц — «рецептивных полей» (см. главу 1 и 4), имеющих фундаментальное значение в обработке зрительной информации и передаче ее более высоко расположенным отделам центральной нервной системы. Именно благодаря «рецептивным полям» и формируются основные физиологические характеристики зрительного восприятия, такие как «контрастность», «цветовое зрение» и др.

Во-вторых, на основании выявления нейронных связей между горизонтальными клетками и фоторецепторами, а также физиологических исследований установлено, что горизонтальные клетки посылают зрительную информацию через синапсы обратной связи назад к фоторецепторам. Эти обратные связи способствуют функционированию «рецептивных полей».

В-третьих, благодаря наличию избирательных многоконтактных обратных связей горизонтальных клеток с палочками и колбочками различных спектральных характеристик, именно горизонтальные клетки объединяют и обрабатывают весь широкий спектр цветовой информации.

Биполярные клетки (рис. 3.6.27, 3.6.28).

Биполярные клетки являются вторым нейроном зрительного пути. В каждой сетчатке содержится приблизительно 35 676 000 подобных клеток [137].

Тела этих клеток располагаются во внутреннем ядерном слое, а их отростки распространяются на наружный и внутренний плексиформные слои.

Диаметр тела клетки в области желтого пятна равен 9 мкм, а в периферических отделах сетчатой оболочки — 5 мкм. В зависимости от типа синаптических отношений с другими клетками различают 9 основных типов биполярных клеток [138, 171, 600, 601, 693]. Восемь типов клеток относятся к биполярным клеткам колбочек и один тип к биполярным клеткам палочек. Это следующие типы:

1.Биполярные клетки палочек (щеткоподобные).

2.Инвагинированные карликовые.

три длинные ветви, а также раздваивающийся аксон. Аксон заканчивается в 4-м слое внутреннего плексиформного слоя. Если бы не размер дендритного поля, гигантские диффузные биполярные клетки имели бы строение аналогичное строению плоской диффузной биполярной клетки.

Все типы биполярных клеток близки по ультраструктурной организации. Ядро их круглое или овальное с одним или двумя ядрышками. Аппарат Гольджи, как и центриоли, располагается на участке выхода большого дендрита. Выполняют цитоплазму также рибосомы, шероховатый эндоплазматический ретикулум, митохондрии. В дендритах (толщина 0,1—0,2 мкм) также обнаруживаются митохондрии и микротрубочки, пузырьки и микрофиламенты (диаметр 20 нм). Аксональный бугорок расположен напротив выхода дендрита. В аксонах биполярных клеток выявляются и нейротрубочки (диаметр 12,5 нм). До внутреннего плексиформного слоя аксоны окружены отростками мюллеровских клеток.

После потери глиальной оболочки аксон образует утолщение (телодендрон), содержащее большое количество синаптических пузырьков, особенно вокруг синаптической ленты. Эфферентный или постсинаптический телодендрон обладает обычными синапсами, в то время как эфферентные отростки, образующие пресинаптический контакт с амакриновыми и ганглиозными клетками, обладают типичными ленточными синапсами.

Необходимо указать и на то, что основная часть внутреннего промежуточного слоя внутреннего ядерного слоя занята телами мюллеровских клеток, хотя они могут быть обнаружены и в любом другом слое сетчатки. Более подробно строение мюллеровской клетки изложено ниже.

Амакриновые клетки (рис. 3.6.29—3.6.31).

Амакриновые клетки представляют собой нейроны, которые взаимодействуют на втором уровне вертикального пути передачи зрительной информации, а именно в направлении: фоторецептор — биполярная клетка — ганглиозная клетка. Они формируют синапсы во внутреннем плексиформном слое. Эти клетки объединяют, а затем первично обрабатывают поступающую от биполярных клеток информацию и передают ее ганглиозным клеткам [39, 226, 228]. Тела амакриновых клеток находятся несколько кнутри от ядер клеток Мюллера. Каждая амакриновая клетка имеет единственный отросток, обладающий свойствами дендрита и аксона. Отростки распространяются в обширной области во внутреннем плексиформном слое.

Тело амакриновой клетки имеет форму колбы диаметром 12 мкм. Располагаются они во внутреннем ядерном слое за исключением области желтого пятна. Цитоплазма содержит мно-

Рис. 3.6.29. Особенности распределения отростков амакриновых клеток во внутреннем плексиформном слое (объяснение в тексте)

Рис. 3.6.30. Амакриновые клетки сетчатки, дающие положительную иммунногистохимическую реакцию, выявляющую серотонин (а) и допамин (б) (по Kolb, /995)

Рис. 3.6.31. Схематическое изображение синаптических контактов между биполярными, амакриновыми и ганглиозными клетками во внутреннем плексиформном слое (по Hogan et al., 1971):

I — ганглиозные клетки; 2 — биполярная клетка; 3 — амакриновая клетка; А — аксодендритное окончание в диаде; Б — аксосоматическое окончание на ганглиозной клетке; В — контакт между амакриновой и биполярной клетками; Г—аксоаксонный контакт между отростками амакриновой и биполярной клетками; Д — аксодендритный контакт между амакриновой и ганглиозной клетками; £—аксосоматический контакт между отростком амакриновой клетки и ганглиозной клеткой

гочисленные митохондрии, шероховатую эндоплазматическую сеть (вещество Ниссля) и множество липидных включений. На внутренней поверхности клетки недалеко от ядра расположена ресничка.

В сетчатке человека амакриновые клетки отличаются разнообразным строением, и их описано 24 типа [154, 600]. При импрегнации сетчатки серебром по Гольджи выделяют два главных типа клеток: 1) диффузные и 2) стратифицированные.

Главный отросток клеток диффузного типа распространяется через все слои внутреннего плексиформного слоя. На его внутренней поверхности отросток разветвляется, формируя плотное горизонтально расположенное сплетение. В зависимости от протяженности отростков диффузные амакриновые клетки подразделяются на «узкопольные», охватывающие область шириной 10—50 мкм (составляет в среднем 25 мкм) и «широкопольные». Последние клетки во внутреннем плескиформном слое

распространяются на 30—50 мкм, а в слое ганглиозных клеток до 600 мкм.

«Широкопольные» диффузные амакриновые клетки вступают в контакт с терминалами биполярных клеток палочек и ганглиозных клеток.

В зависимости от уровня расположения отростков во внутреннем плексиформном слое амакриновые клетки можно подразделить на следующие типы: нестратифицированные, мультистратифицированные и диффузные. Внутренний плексиформный слой еще Кахалом был условно подразделен на 6 слоев (страты). Это подразделение на слои используется морфологами для классификации амакриновых клеток до настоящего времени (рис. 3.6.29). Нестратифицированные амакриновые клетки лежат во внешней половине внутреннего плексиформного слоя и отдают отростки, длиной до

500 мкм.

Отростки мультистратифицированных клеток разделяются на ветви, простирающиеся на расстояние до 400—600 мкм. При этом они занимают два или более уровней во внутреннем плексиформном слое. Ядра стратифицированных диффузных клеток меньше, чем ядра других амакриновых клеток, а их отростки охватывают область, шириной не более 50 мкм.

Амакриновые клетки также можно классифицировать по обнаруживаемому в них типу нейромедиаторов. Нейромедиаторами этих клеток являются нейроактивные вещества (ацетилхолин, гамма-аминомасляная кислота (ГАМК), глицин, допамин, серотонин) и нейропептиды (холецистокинин, энкефалин, глюкагон, нейротензин, соматостатин, вещество Р, нейропептид Y и вазоактивный кишечный пептид). В одной клетке могут присутствовать два или более перечисленных медиатора. Большинство амакриновых клеток содержат ГАМК, глицин, се-

ротонин и допамин [154, 219, 237] (рис. 3.6.30).

Физиологическое значение амакриновых клеток интенсивно изучается в последние годы. Именно благодаря одновременному использованию морфологических, иммуногистохимических и электрофизиологических методов исследования выявлен ряд функций этих клеток. Получены эти данные в экспериментах на животных,

вчастности на кошках (см. главу 4).

Укошек различают несколько типов амакриновых клеток, функции которых достаточно хорошо изучены. Это амакриновая клетка А2, АН, А8, А13, А17, А19, А20, А22 и др. Об их роли будет рассказано в главе 4, посвященной зрительному пути.

Межплексиформные клетки. Межплекси-

формные клетки описаны Gallego в 1971 г. [366]. Ядра межплексиформных клеток занимают самую внутреннюю часть внутреннего ядерного слоя. Поскольку тела клеток располагаются между амакриновыми клетками, некоторые авторы не выделяют этот тип клеток. Тем не менее отростки межплексиформных клеток, в