Регенерация стекловидного тела

Стекловидное тело после его повреждения (проникающее ранение или хирургическое вме­шательство с «выпадением» стекловидного тела) не восстанавливается. В области повреж­дения отсутствует волокнистый компонент, а дефект выполняется содержащими белок элек­тролитами. При этом стекловидное тело мут­неет. К морфологическим признакам замести­тельной регенерации стекловидного тела мож­но отнести миграцию в область повреждения и последующую пролиферацию глиальных эле­ментов сетчатой оболочки, а также располо­женных преретинально микроглиальных кле­ток. Разрастание указанных клеток приводит к еще большему помутнению и развитию глиаль­ных тяжей. Последнее обстоятельство являет­ся одной из основных причин развития отслой­ки сетчатки.

Необходимо отметить, что проводится боль­шое количество исследований для выяснения возможности стимуляции репаративной регене­рации стекловидного тела. Для этих целей пы­таются использовать культуру ткани гиалоци-тов, синтезирующих волокнистый и основной компоненты стекловидного тела. К сожалению, до сих пор исследования носят эксперименталь­ный характер.

3.6. СЕТЧАТКА

Сетчатая оболочка (retina) привлекала вни­мание исследователей на протяжении многих веков. Первым описал ее Chacedon в 330 г. до н. э. Название этой структуре дал Rufos Ephe-sus (приблизительно 110 г. н. э.), который пред­полагал, что сетчатка является сетью, поддер­живающей стекловидное тело.

На протяжении многих веков ни у одного из исследователей не возникало мысли о связи сетчатки с мозгом. Лишь Кеплер в 1608 г. пред­положил о том, что сетчатка является «первич­ной тканью зрительного рецептора».

Первое детальное микроскопическое иссле­дование сетчатки проведено Тревианусом (Тге-vianus) в 1835 г. Последующее совершенствова­ние микроскопической техники, приготовления тонких срезов и методов окрашивания препара­тов позволило выявить нейронную организацию сетчатки, а также особенности синаптических контактов между нейронами и роль нейронных связей в обработке зрительной информации.

Изучению сосудистой сети сетчатки способ­ствовало развитие методов исследования плос­костных препаратов сетчатки после обработки ее трипсином, применения методов флюорес­центной ангиографии. Бурное развитие нейро­анатомии сетчатой оболочки связывают с раз­витием методов иммуногистохимии, позволяю­щих с большой точностью выявить в опреде­ленной структуре сетчатки специфические ве­щества, в частности нейротрасмиттеры. Соче­тание методов морфологии, иммуногистохимии и нейрофизиологии (регистрация мембранных потенциалов отдельной клетки) позволило к настоящему времени получить достаточно пол­ную картину относительно механизмов воспри­ятия и обработки световой энергии сетчатой оболочкой.

Общая анатомия. Сетчатка является частью внутренней оболочки глаза (tunica internet bulbi) и представляет собой прозрачную ткань, выстилающую внутреннюю поверхность глаз­ного яблока, занимая при этом ³/₄ ее площади. Распространяется она от диска зрительного нерва до зубчатой линии (ora serrata), перехо­дя в этой области в пигментный эпителий рес­ничного тела. Сенсорная (световоспринимаю-щая) часть сетчатки прилежит к пигментному эпителию сетчатки, от которого она легко отде­ляется. Наиболее сильная связь с подлежащи­ми тканями определяется в области зубчатой линии и у края диска зрительного нерва, вбли­зи желтого пятна (macula luted).

В области экватора сетчатка имеет верти­кальный диаметр 24,08 ±0,94 мм и горизон­тальный — 24,06 ±0,60 мм. Расстояние от края диска зрительного нерва до верхней части экватора равняется 14,71 ±1,08 мм, до ниж­ней части— 14,51 ±1,01 мм, с носовой сторо­ны— 13,27 ±1,11 мм, с височной стороны — 17,29 ±1,6 мм. В указанных границах площадь сетчатой оболочки равняется 1206 мм². Перед­нюю часть сетчатки рассматривают от экватора до зубчатой линии. При этом расстояние от экватора до зубчатой линии с височной сторо­ны равно 6,0 ±1,22 мм, с носовой стороны — 5,8 ±1,12 мм, сверху — 5,07 ±1,11 мм, сни­зу— 4,79 ±1,22 мм. Расстояние от переднего края сетчатки до линии Шальбе сверху равно 6,14 ±0,85 мм, снизу — 6,2 ±0,76 мм, с носо­вой стороны — 5,73 ±0,81 мм и с височной — 6,52 ±0,75 мм [1044].

Микроскопическая анатомия. Сетчатка яв­ляется наиболее сложным в структурном и

Сетчатка

 

функциональном отношениях образованием гла­за и выполняет основную функцию — фоторе­цепцию. Столь сложное в структурном и функ­циональном отношениях образование можно рассматривать с разных позиций. По этой при­чине существует несколько классификаций ее строения — функциональная классификация, гистогенетическая и анатомическая. В соответ­ствии с функциональной классификацией сет­чатку подразделяют на нейроны, глию и со­судистую систему.

Гистогенетическая классификация отличает­ся тем, что отдельные структуры сетчатки под­разделяют в соответствии с особенностями их происхождения. В этой связи выделяют произ­водные нейроэпителия (нейроны, глия), мезен­химы (сосудистая система).

Анатомическая классификация описывает особенности микроскопического строения сет­чатки. Именно на ней мы и остановимся в этом разделе. Морфо-функциональные особенности сетчатой оболочки будут приведены в главе 4.

При световой микроскопии в сетчатке вы­деляют 11 слоев (рис. 3.6.1, см. цв. вкл.):

1. Мембрана Бруха.

2. Пигментный эпителий сетчатки.

3. Слой фоторецепторов, палочек и кол­
бочек.

4. Наружная пограничная мембрана.

5. Наружный ядерный слой.

6. Наружный плексиформный (сетчатый)
слой.

7. Внутренний ядерный слой.

8. Внутренний плексиформный (сетчатый)
слой.

9. Слой ганглиозных клеток.

 

10. Слой нервных волокон.

11. Внутренняя пограничная мембрана.

Ряд исследователей мембрану Бруха рас­сматривают одновременно с сосудистой оболоч­кой. Гистогенетически мембрана Бруха одно­временно относится как к сосудистой оболочке, так и сетчатой оболочке.

Пигментный эпителий

При удалении внутренней сенсорной части сетчатки от внутренней поверхности глазного яблока открывается пигментный эпителий (пигментная часть сетчатки; pars pigmentosa). Выглядит он в виде коричневой непрерывной пластинки, простирающейся от зрительного нерва до зубчатой линии. Затем он переходит на ресничное тело в виде пигментного эпите­лия. Наиболее пигментирован эпителий в об­ласти желтого пятна. Пигментный эпителий сетчатой оболочки выполняет многообразные функции. Первоначально предполагали, что пиг­ментный эпителий является просто черным фоном, снижающим рассеивание света в про­цессе фоторецепции. В конце XIX в. установи­ли, что отделение сенсорной части сетчатки от

пигментного эпителия приводит к потере зре­ния [298]. Это исследование позволило пред­положить важную роль пигментного эпителия в фоторецепции. Многочисленные исследова­ния последнего времени установили наличие взаимодействия клеток пигментного эпителия с фоторецепторами. Использование электоронной микроскопии выявило наличие фагоцитарной активности эпителиоцитов [1032, 1219, 1226].

Определенную роль в установлении функ­ции пигментных клеток сыграло применение культуры тканей [278, 484, 821].

Мы перечислим лишь некоторые из функций пигментного эпителия сетчатки. Более подроб­ные сведения приведены в табл. 3.6.1.

Та б л и ца '3.6.1. Функции пигментного эпителия сет­чатой оболочки (по linn, Benjamin-Henkind, 1979)

Физические

1. Выполняет барьерные функции по отношению
сенсорной части сетчатки, не допуская крупные моле­
кулы со стороны хориоидеи.

2. Обеспечивает адгезию сенсорной части сетчат­
ки с пигментным эпителием посредством транспорта
специфических жидких компонентов и взаимодействия
микроворсинок клеток пигментного эпителия с наруж­
ными члениками фоторецепторов и синтеза компонен­
тов межфоторецепторного матрикса.

Оптические

1. Абсорбция световой энергии (гранулы мелани­
на), «обрезая» рассеянный свет, повышает при этом
разрешающую способность зрительной системы.

2. Является барьером на пути проникновения све­
товой энергии через склеру, повышая разрешающую
способность зрительной системы.

3. Максимально поглощает энергию лазерных из­
лучателей (аргоновый, рубиновый, криптоновый ла­
зеры) благодаря абсорбционной способности мелано-
сом, приводя к фототермическому эффекту. Последнее
свойство является основой фотокоагуляции.

Метаболические

1. Фагоцитирует наружные членики палочек и кол­
бочек.

2. Переваривает структурные элементы фагоцити­
рованных наружных члеников палочек и колбочек (ге-
терофагия) благодаря наличию хорошо развитой лизо-
сомной системы.

3. Эстерификация, изомеризация, хранение и транс­
порт витамина А.

4. Синтез межклеточного матрикса; апикального
компонента межфоторецепторного матрикса: базально-
го компонента базальной мембраны.

5. Содержит ферменты для синтеза зрительного
хроматофора 11-цис-ретинала; гранул меланина (тиро-
зиназы); ферментов детоксикации (цитохром Р450);
и др.

6. Транспорт большого количества метаболитов к
зрительным клеткам и от них в направлении сосудис­
той оболочки.

Глава 3. СТРОЕНИЕ ГЛАЗНОГО ЯБЛОКА

 

Окончание табл. 3.6.1

Транспортные

1. Активный транспорт ионов НСО₃, определяющих
выведение жидкости из субретинального пространства.

2. Na⁺/K⁺-Hacoc, обеспечивающий перенос солей
через клетки пигментного эпителия. Перенос воды
осуществляется пассивно.

3. Активный АТФ-зависимый перенос ионов Mg²⁺—
Са²⁺.

4. Насосная система, обеспечивающая отток боль­
шого объема воды из стекловидного тела.

Пигментный эпителий способствует форми­рованию фоторецепторов в эмбриогенезе, инду­цируя этот процесс, обеспечивает функциони­рование гемато-ретинального барьера, поддер­живает постоянство среды между пигментным эпителием и фоторецепторами, поддерживает структуру контакта между наружными сегмен­тами палочек и колбочек и клетками пигмент­ного эпителия, обеспечивает активный изби­рательный транспорт метаболитов между сет­чаткой и увеальным трактом, осуществляет транспорт, накопление и изомеризацию витами­на А, осуществляет фагоцитоз наружных сег­ментов фоторецепторов, а также поглощение световой энергии гранулами меланина, осуще­ствляет синтез гликозаминогликанов, окружаю­щих наружные сегменты фоторецепторов.

Клетки пигментного эпителия фагоцитиру­ют до 10% наружных члеников фоторецепто­ров ежедневно. Способность фагоцитировать наружные сегменты палочек и колбочек являет­ся прямым доказательством постоянной регене­рации последних.

Поглощение световой энергии меланиновы-ми гранулами обеспечивает четкую топографи­ческую регистрацию световой энергии наруж­ными сегментами фоторецепторных клеток, окутанных отростками клеток пигментного эпи­телия, содержащими зерна меланина. Это обес­печивает световую изоляцию каждого фоторе­цептора. При усилении освещенности глазного яблока зерна меланина мигрируют в отростки клеток пигментного эпителия. При этом сте­пень изоляции фоторецепторов усиливается.

Поглощение и транспортировка ретинола (витамин А) обеспечивается рецепторами, рас­положенными на базальной и латеральной по­верхностях клеток пигментного эпителия. Клет­ки пигментного эпителия синтезируют особый гликопротеид, который переносит ретинол в интерфоторецепторный матрикс, откуда он и поступает в фоторецепторы [371, 483].

Необходимо отметить, что нарушение функ­ции пигментного эпителия лежит в основе раз­вития ряда заболеваний. Его структурные изме­нения выявлены при возрастной макулопатии, центральной серозной ретинопатии, дистрофии сетчатки. Эти изменения хорошо выявляются офтальмоскопически.

Клетки пигментного эпителия чувствитель­ны к ряду токсинов [397].

Пигментный эпителий сетчатки располо­жен между хориокапиллярным слоем сосудис­той оболочки и сенсорной частью сетчатки (рис. 3.6.1 (см. цв. вкл.) —3.6.4). Он представ­ляет собой один слой уплощенных интенсивно пигментированных клеток, плотно прилежащих друг к другу и имеющих гексагональную форму (рис. 3.6.2; 3.6.3, см. цв. вкл.). Размеры клеток широко варьируют в зависимости от их распо­ложения. В фовеолярной области они выше (вы­сота 14—16 мкм), уже (10—14 мкм), чем в об­ласти зубчатой линии (ширина 60 мкм) [1046].

Клетки, лежащие по периферии, уплощены и менее пигментированы. Вблизи зубчатой ли­нии встречаются многоядерные клетки, а зерен меланина меньше.

На момент рождения у человека обнаружи­вается порядка 4—6 млн клеток [496]. В про­цессе развития организма плотность клеток пигментного эпителия увеличивается в области желтого пятна, достигая максимума к 6 меся­цам. И, наоборот, в области зубчатой линии число клеток быстро уменьшается на протяже­нии первого года жизни [126, 496].

С возрастом пигментные клетки в области желтого пятна увеличиваются в высоте и уменьшаются в ширине. Обратная закономер­ность обнаруживается по периферии сетчатки [1152]. Фигуры митотических делений в эпи­телиальном пласте практически не обнаружи­ваются.

Рис. 3.6.2. Пигментный эпителий сетчатой оболочки:

а — поперечный срез (/ — наружные членики палочек и кол­бочек; 2 — клетки пигментного эпителия; 3 — базальная плас­тинка (мембрана Бруха); 4 — собственно сосудистая оболочка); б —плоскостной препарат

Сетчатка

 

^w^^

Рис. 3.6.4. Сканирующая электронная микроскопия

сетчатки (Ст) и связи ее с пигментным эпителием (Пм)

(по Kessel, Kardon, 1979):

наружные сегменты (Не) фоторецепторов контактируют с от­дельными клетками пигментного эпителия (I, II). Вакуоли (Вк) в клетках пигментного эпителия появляются в результате потери зерен меланина при гистологической обработке тканей. Слева внизу показано большее увеличение участка, приведенного в рамке на верхнем снимке. Справа снизу показана базальная поверхность клеток пигментного эпителия после снятия мембра­ны Бруха. Между клетками виден юнкциональный комплекс в виде мостиков

Строение клеток. Как и в любых эпители­альных клетках организма человека в клетках пигментного эпителия сетчатой оболочки раз­личают апикальную и базальную части. С ба-зальной стороны к ним прилежит базальная мембрана (рис. 3.6.5).

При световой микроскопии ткань, лежащая между пигментным эпителием и хориокапил-лярным слоем сосудистой оболочки гомогенно­го строения, и была названа Брухом стекловид­ной пластинкой (lamina vitrea), в последую­щем она получила название мембрана Бруха (compexus (lamina) basalis (Bruch)). При ис­пользовании более точных методов световой микроскопии в мембране Бруха выделены сле­дующие части: наружная кутикулярная часть и более волокнистая — внутренняя часть. По­скольку внутренняя часть мембраны Бруха ин­тенсивно окрашивается при применении мето-

Рис. 3.6.5. Особенности ультраструктурной организа­ции клеток пигментного эпителия сетчатки и контактов между клетками:

 

/ — цитоплазматические отростки; 2 — юнкциональный комп­лекс, расположенный между соседними клетками; 3 — мембрана Бруха; 4 — соединительная ткань

 

дов, выявляющих эластическую ткань, ее на­звали «lamina elastica». Особенности строения мембраны Бруха и ее толщина зависят как от локализации исследуемого участка, так и от возраста индивидуума. У взрослых толщина мембраны в перипапиллярной области равна 2—4 мкм, а в периферических—1—2 мкм [429]. У детей толщина ее в центральных участ­ках равна 2 мкм.

 

Ультраструктурные исследования позволили выделить в мембране Бруха пять слоев (зон): базальная мембрана пигментного эпителия, внутренний коллагеновый слой, слой волокон (эластический), наружный коллагеновый слой, базальная мембрана клеток эндотелия хорио-капилляров (рис. 3.6.6—3.6.8). В действитель­ности можно считать, что мембрана Бруха со­стоит только из трех внутренних слоев, по­скольку наружные слои относятся к другим образованиям.

Наиболее внутренний слой мембраны, пред­ставленный базальной мембраной пигментного эпителия сетчатки, имеет толщину приблизи­тельно 0,3 мкм. Внутренняя коллагеновая зона (толщиной 1,5 мкм) состоит из плотно упа­кованных и строго ориентированных фибрилл коллагена (диаметр волокон — 60 нм, а перио­дичность исчерченности — 64 нм). Коллаген от­носится, в основном, к коллагену IV типа. Во­локна погружены в основное вещество, состоя­щее преимущественно из протеогликанов [429].

Средняя зона (эластический слой) имеет толщину порядка 0,8 мкм, и в ней эластические волокна располагаются беспорядочно. Именно в этой зоне при старении и различных патоло­гических состояниях отмечается накопление со­лей кальция и липидов [502].

Наружная коллагеновая зона схожа по структуре с внутренней зоной. Единственным отличием является то, что она толще (0,7 мкм).

Глава 3. СТРОЕНИЕ ГЛАЗНОГО ЯБЛОКА

 

Рис. 3.6.6. Объемное схематическое изображение внут­реннего слоя сосудистой оболочки и пигментного эпи­телия сетчатки, между которыми располагается мемб­рана 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 — хорио-
капилляры сосудистой оболочки (стрелкой указаны поры);
15 — коллагеновые волокна, расположенные между капилляра­
ми сосудистой оболочки

3 4 5

 

 

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

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 эндоте-лиальных клеток хориокапиллярного слоя сосудистой оболочки; 6 — эндотелиальная клетка

 

Наиболее наружный слой мембраны Бруха, представленный базальной мембраной эндоте-лиальных 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 струк­турно-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 формирова­ние друз [121, 308].

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

Сетчатка

 

«**■.:

Рис. З.6.9. Формирование друзы во внутреннем колла-геновом 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 базаль-ной 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 про­странство «цементирующей субстанцией» сложного химического состава. Называют его «интерфоторецепторный матрикс». Синте­зируется 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 про-теогликанов. 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 сетчат­ки 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 эпителио-цита цитоплазма имеет отличающееся ультра­структурное строение. Именно по этой причине

Глава 3. СТРОЕНИЕ ГЛАЗНОГО ЯБЛОКА

 

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 основ­ных функций [185, 196, 643, 714, 826], их ци­топлазма содержит фаголизосомы, образую­щиеся в результате слияния поглощенных на­ружных члеников фоторецепторов с первичной лизосомой [524, 1216].

В фаголизосоме первым подвергается лизи­су белковый компонент фоторецепторных дис­ков [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 — мела-носомы; 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

Сетчатка

 

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 ли-пофусциноза оставались загадкой более 100 лет. В настоящее время известно, что липофус­цин возникает в результате перекисного окис­ления клеточных компонентов, особенно липи­дов [1210].

В глазном яблоке, как было указано выше, липофусцин обнаруживается в пигментном эпи­телии 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].

В последнее 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 уменьше­ние 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 уве-ального тракта. Гранулы увеального меланина значительно меньшего размера и имеют оваль­ную форму. Это важно знать патоморфологам, особенно при дифференциальной диагностике внутриглазных пигментных новообразований.

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

В цитоплазме эпителиальных клеток можно также обнаружить дискретные темные частицы и пластинчатые 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-

Глава 3. СТРОЕНИЕ ГЛАЗНОГО ЯБЛОКА

 

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. В области центральной ямки (0,2 мм) [959].

Основу сенсорной части сетчатки составля­ют 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 нейроэпителиаль-ными клетками. По структуре и направлен­ности выполняемой функции они близки к ре-цепторным 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 и их 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 мик-ропсия. Нарушение ориентации фоторецепто­ров вдоль зрительной оси приводит к метамор-фопсии.

Фоторецепторы распределяются закономер­ным образом, в виде мозаики (рис. 3.6.13). В области 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 и 4,08—5,29 млн (в среднем 4,6 млн) колбочек.

Существуют индивидуальные отличия плот­ности 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 облас­ти 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. Наимень­шее 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,

Сетчатка

Количество палочек и колбочек на мм² Пик колбочек Диск зрительного нерва

Пик палочек

Колбочки

180 000

160 000

140 000

120 000

100 000 80 000 -60 000 -40 000 -20 000 -

70 60 50 40 30 20 10 0 Темпоральная

 

Колбочки

\

10 20 30 40 50 60 70 80 90 Назальная

Рис. 3.6.14. Плотность палочек и колбочек вдоль горизонтального меридиана (по Osterberg, 1935)

Рис. 3.6.15. Топографические особенности распределе­ния плотности колбочек в области центральной ямки (по Curcio et al., 1987):

контурные сплошные линии очерчивают области с количест­вом 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-лет­него 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 гра­дуса 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 фото­рецепторов. Внутренние и наружные сегменты фоторецепторов являются местом трансформа­ции световой энергии в нервный импульс. Они

Глава 3. СТРОЕНИЕ ГЛАЗНОГО ЯБЛОКА

имеют следующее строение. От тела фото-рецепторной клетки отходит цитоплазматичес-кий вырост. Этот вырост подразделяется на две части — внутренний и наружный сегменты (рис. 3.6.16—3.6.19). Наружный сегмент лежит

Рис. 3.6.16. Схематическое изображение особенностей Рис. 3.6.18. Ультраструктурные различия наружных

и внутренних члеников палочек и колбочек (по Kolb et al., 1998): I —палочки; //—колбочки; /—диски; 2 — наружный сегмент; 3 — внутренний сегмент

строения колбочки и палочки:

/ — наружный плексиформный слой; 2 — наружный ядерный слой; 3 — наружная пограничная мембрана; 4 — внутренний сег­мент; 5 — наружный сегмент; б — синаптическое тело; 7 — ядра; 8 —миоидная часть; 9 — эллипсоидная часть; 10 — диски фото­рецепторов; //— пигментный эпителий

Наружная

пограничная

мембрана

Внутренний сегмент

в

Наружный сегмент

Рис. 3.6.17. Топографические особенности строения

фоторецепторов сетчатки человека (по Tripathi et al.,

Рис. 3.6.19. Электроннограмма наружного и внутрен­него члеников палочки (по Hogan et al., 1971): 1 —митохондрии; 2 —ресничка; 3 —цитоплазматические от­ростки внутреннего сегмента, окутывающие наружный членик

1984):

а — колбочки из области центральной ямки; б — колбочки в облас­ти сетчатки, лежащей между зубчатой линией и диском зритель­ного нерва; в — колбочка области зубчатой линии; г — палочка

Сетчатка

 

в интерфоторецепторном матриксе и обращен к апикальной поверхности клеток пигментного эпителия. Основной функцией этого образова­ния является преобразование световой энер­гии в электрические импульсы. В дальнейшем, нервные импульсы обрабатываются на уровне сетчатки и передаются по зрительному нерву коре головного мозга. Восприятие света и пре­образование его в нервный импульс начина­ются с активации последовательных реакций фотохимической стереоизомеризации зритель­ного пигмента, расположенного на дисках на­ружного сегмента фоторецепторов. К зритель­ным пигментам относятся родопсин и иодо-псин. Родопсин, обнаруживаемый в палочках, обеспечивает фотопическое зрение.

Фотопическое зрение происходит в колбоч­ках и обеспечивается трихроматическими пиг­ментами. Колбочки содержат одну из трех мо­лекул иодопсина, поглощающих свет в трех различных спектрах — 440 нм (синий), 540 нм (зеленый) и 577 нм (оранжевый). Обознача­ются эти колбочки как S- (коротковолновые), М- (средневолновые) и L- (длинноволновые) [229]. Более подробные сведения о химических процессах, происходящих в фоторецепторных клетках в процессе формирования нервного им­пульса будут приведены в разделе «Зрительные пигменты и фоторецепция».

Для понимания механизмов цветового зре­ния большое значение имеет морфологическая дифференциация различных типов колбочек. Это необходимо для определения их связи с другими нейронами сетчатки. В настоящее вре­мя морфологическими методами дифференциру­ют средне- и длинноволновые колбочки у неко­торых рыб, лягушек, птиц и рептилий. К сожа­лению, у приматов и человека возможна толь­ко дифференциация коротковолновых колбочек (S-колбочка) от отстальных. У «синей» колбоч­ки более длинный и больший диаметр внутрен­него членика, который интенсивно окрашивает­ся [44, 221, 1058]. Кроме того, «синие» колбоч­ки не столь равномерно и закономерно рас­пределены в сетчатой оболочке. Они состав­ляют 3—5% от общего числа фоторецепторов в центре желтого пятна, и их число увеличи­вается до 15% на склоне области желтого пят­на. Использование антител, обладающих аффи­нитетом к синему опсину, подтвердило то, что «синие» колбочки в области желтого пятна редки и лежат изолированно или полностью от­сутствуют в зоне, расположенной недалеко от пика наибольшей плотности колбочек. Диаметр этой зоны равен 100 мкм (0,35 градуса) [224]. Самая высокая плотность «синих» колбочек (более чем 2000 клеток в мм²) выявлена в зоне шириной 0,1—0,3 мм.

Наружные членики колбочек и палочек яв­ляются результатом выпячивания плазматичес­кой мембраны фоторецептора. Наружный чле­ник соединяется с внутренним сегментом по-

средством цитоплазматического перешейка. Общая длина обоих сегментов определяется локализацией и типом фоторецептора.

Наружный членик постоянно обновляется. Этот процесс иллюстрируется рис. 3.6.11, 3.6.12. При этом постоянно регенерируют и зрительные пигменты. Опсиновая часть молеку­лы родопсина синтезируется аппаратом Гольд-жи фоторецепторной клетки [250, 371, 816]. Другая составная часть зрительного пигмента (ретинал — производное витамина А) поставля­ется дискам наружных члеников клетками пиг­ментного эпителия сетчатки при помощи транс­портной молекулы [42, 371].

Внутренние и наружные членики палочек имеют длину 40—60 мкм на всем протяжении сетчатки. Длина сегмента колбочки максималь­на в области желтого пятна (80 мкм) и по­степенно уменьшается до 40 мкм к перифе­рии сетчатки. В области зубчатой линии кол­бочки короче (4 мкм) и толще. Наружный сег­мент палочки (длина 25—28 мкм и диаметр 1 —1,5 мкм) не изменяется на протяжении всей сетчатки.

Необходимо отметить, что колбочки в обла­сти желтого пятна напоминают по форме и размеру палочки. Наружные сегменты колбочек вдали желтого пятна имеют диаметр 6 мкм в основании и 1,5 мкм на верхушке [154, 1102].

Наружные членики (сегменты) палочек имеют цилиндрическую форму и содержат плот­но упакованные двойные дисковидные пласти­ны, количество которых колеблется от 600 до 1000 (рис. 3.6.19). Каждый диск имеет толщину 22,5—24,5 мкм. Расстояние между дисками рав­но 21 мкм [1008]. Никаких специализированных контактов между дисками, а также дисками и цитоплазматической мембраной не обнаружи­вается. Наружная поверхность каждого наруж­ного сегмента покрыта слоем нейрокератана.

В дисках содержится до 90% молекул зри­тельного пигмента. Остальное количество его рассеяно по поверхности плазматической мемб­раны. Наружный и внутренний сегменты соеди­няет модифицированная ресничка [1008]. Имен­но в месте перехода наружного сегмента во внутренний сегмент цитоплазма суживается. Ширина этого перешейка равна 0,3 мкм, а дли­на 1 мкм. В основании внутреннего сегмента лежит базальное тельце, состоящее из одной пары центриолей. Ресничка состоит из девяти пар микротрубочек, расположенных кольцевид­но. Пучки филаментов исходят из базального тельца и простираются поперек эллипсоидной части цитоплазмы, заканчиваясь в миоидной области цитоплазмы (рис. 3.6.19). В фибрил­лах ресничек высока активность АТФ-азы, сви­детельствующая об интенсивном метаболизме этого образования. Правда, функции ресничек пока неизвестны.

Цитоплазма поверхности наружного сегмен­та формирует 9—12 микроворсинок, длиной