Глава 3. Строение глазного яблока. И НШ. Клетка HI отличается от остальных длинными мощными дендритами, входящими в контакт с колбочками при помощи «триад»

 

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 типа­ми 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 эндоплаз-матическую 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 эндо-плазматической 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-функ­циональных 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 плексиформ-ные 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 (щеткопо-
добные).

2. Инвагинированные карликовые.

Сетчатка

 

BB

DBl FMB DB2 DB3 DB4 DB'

DB6

Рис. 3.6.27. Основные типы биполярных клеток сетчат­ки человека (по Kolb, I998):

DB— клетки диффузного типа; MB — карликовые клетки; ВВ — клетки «синих» колбочек; GBB — гигантские двухслойные; RB — биполярные клетки палочек. Приведенные слева цифры указывают уровень распространения дендритов клеток во внут­реннем плексиформном слое

Рис. 3.6.28. Ультраструктурные особенности синап-тических контактов биполярных клеток на уровне внутреннего плексиформного слоя (по Kolb, 1998):

I — амакриновая клетка; 2 — биполярная клетка; 3 —ганглиоз-

ная клетка. Кружками указаны места формирования синапсов

между различными типами клеток

3. Плоские карликовые.

4. Плоские диффузные.

5. Инвагинированые диффузные.

6. Биполярные клетки «синих» колбочек,
образующие ON-центр «рецептивные поля».

7. Биполярные клетки «синих» колбочек,
образующие OFF-центр «рецептивные поля».

8. Гигантские двухслойные.

9. Гигантские диффузные инвагинированные.
Биполярные клетки палочек (щеткопо-

добные) составляют 20% от общего числа биполярных клеток. Расположены они на рас­стоянии 1 мм от желтого пятна. Диаметр денд­ритного дерева клеток увеличивается по мере приближения клеток к периферии сетчатки

[600]. В наружном плексиформном слое основ­ной дендрит клетки делится на 2—3 ветви, ко­торые после прохождения между «ножками» колбочек образуют в виде щеточек отростки, проникающие в сферулу палочки.

В центральных участках сетчатки дендрит­ное поле горизонтальных клеток маленькое (15 мкм) и дендриты контактируют с 15—20 палочками. По периферии сетчатки дендритное поле больше (до 30 мкм) и клетка входит в контакт с 40—50 палочками.

Аксоны биполярной клетки палочки во внут­реннем плексиформном слое образуют синапсы с отростком амакриновой клетки, дендритами и телами клеток диффузных ганглиозных клеток (рис. 3.6.23, 3.6.28).

Плоские карликовые клетки самые малень­кие. Дендриты клеток, имеющие вид пучка, проникают в «триаду» «ножек» колбочек. Апи­кальный дендрит экстрафовеолярных карлико­вых биполярных клеток делится на две части. При этом он образует синапсы с двумя раз­личными колбочками. Аксоны переходят через внутренний плексиформный слой и образуют синапсы с отростками амакриновых клеток и дендритами «карликовых» ганглиозных клеток (рис. 3.6.28). В области центральной ямки одна карликовая биполярная клетка контактирует с одной колбочкой [600]. Эти биполярные клетки участвуют в образовании OFF-центр «рецеп­тивных полей» колбочковой системы.

Плоские диффузные и инвагинированные «карликовые» биполярные клетки обладают многочисленными дендритами, заканчивающи­мися на «ножках» многих колбочек. Апикаль­ный дендрит этих клеток разветвляется в на­ружном плексиформном слое, распространяясь в горизонтальной плоскости. Кроме того, эти биполярные клетки формируют обширную сеть в перифовеолярной области [600]. Инвагниро-ванные «карликовые» биполярные клетки уча­ствуют в формировании ON-центр «рецептив­ных полей» колбочковой системы.

Биполярные клетки «синих» колбочек об­разуют синапсы более чем с одной «ножкой» колбочек [171, 425, 600]. Биполярные клетки «синих» колбочек чаще встречаются в 4 мм от желтого пятна, а их аксональные терминалы простираются до 30 мкм. Эти клетки имеют также два мощных дендрита, которые заканчи­ваются на той же самой колбочке или на дру­гой колбочке или в нейропиле наружного плек­сиформного слоя.

Различают два типа гигантских биполяр­ных клеток. Это деление определяется про­тяженностью дендритов клеток. В централь­ных участках сетчатки длина дендритов равна 50 мкм, а по периферии 100 мкм [600]. Би­полярная клетка подобного типа объединяет 15—20 колбочек.

Гигантская диффузная биполярная клетка имеет толстый дендрит, который делится на

Глава 3. СТРОЕНИЕ ГЛАЗНОГО ЯБЛОКА

 

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 мюллеров-ских 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 пресинап-тический контакт с амакриновыми и ганглиоз-ными клетками, обладают типичными ленточ­ными синапсами.

Необходимо указать и на то, что основная часть внутреннего промежуточного слоя внут­реннего ядерного слоя занята телами мюлле-ровских 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 — ганглиоз-ная 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)

Сетчатка

 

Рис. 3.6.31. Схематическое изображение синаптичес-

ких контактов между биполярными, амакриновыми и

ганглиозными клетками во внутреннем плексиформном

слое (по Hogan et al., 1971):

I — ганглиозные клетки; 2 — биполярная клетка; 3 — амакрино-вая клетка; А — аксодендритное окончание в диаде; Б — аксо-соматическое 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 эндо-плазматическую 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 ган-глиозных 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, муль-тистратифицированные 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 (ацетил-холин, гамма-аминомасляная кислота (ГАМК), глицин, допамин, серотонин) и нейропептиды (холецистокинин, энкефалин, глюкагон, нейро-тензин, соматостатин, вещество Р, нейропеп-тид Y и вазоактивный кишечный пептид). В од­ной клетке могут присутствовать два или более перечисленных медиатора. Большинство ама­криновых клеток содержат ГАМК, глицин, се­ротонин 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, в частности на кошках (см. главу 4).

У кошек 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

Глава 3. СТРОЕНИЕ ГЛАЗНОГО ЯБЛОКА

 

отличие от амакриновых, простираются на плексиформные слои [600]. Отростки к наруж­ному плексиформному слою отходят непосред­ственно от тела межплексиформнои клетки или от их отростков. Сенсорный вход к межплек-сиформную клетку обнаруживается во внут­реннем плексиформном слое, а большинство синапсов располагается в наружном плекси­формном слое. Таким образом, информация передается между двумя указанными слоями. Межплексиформные клетки по своей природе относятся к центрифугальным нейронам. В сет­чатке человека синапсы обнаруживаются, в основном, между межплексиформными клетка­ми и горизонтальными клетками колбочек, по­лучая при этом информацию от отростков ама-криновой клетки [661]. В зависимости от ис­пользуемого нейромедиатора межплексиформ­ные клетки позвоночных разделяют на три типа [526]. Это клетки, использующие ГАМК, тиро­зин гидроксилазу и глицин. У человека выявлен только 1 тип клеток (ГАМК) [154, 219].

Внутренний сетчатый (плексиформный) слой (рис. 3.6.1, см. цв. вкл.; 3.6.31). Во внут­реннем плексиформном слое контактируют вто­рой (биполярная клетка) и третий (ганглиозная клетка) нейроны сетчатки. В пределах этого же слоя также взаимодействуют амакриновые и межплексиформные клетки. Кроме синаптичес-ких связей между биполярными, ганглиозными, амакриновыми и межплексиформными клетка­ми этот слой содержит отростки мюллеровских клеток, а также обильную сосудистую сеть и ядра единичных ганглиозных и амакриновых клеток.

Внутренний плексиформный слой толще на­ружного плексиформного слоя. Отсутствует он только в области желтого пятна.

Во внутреннем плексиформном слое видны многочисленные синапсы, плотность которых достигает 2 млн в мм² [263].

Существуют определенные ультраструктур­ные особенности этого слоя сетчатки. Именно в этом слое биполярные клетки вступают в си-наптический контакт с отростками амакрино­вых клеток и дендритами ганглиозных клеток, образуя так называемую «диаду». Наиболее часто один из элементов «диады» представляет собой дендрит ганглиозной клетки, а другой — отросток амакриновой клетки. Подобный тип синаптичекой организации соответствует нали­чию в этой области так называемых ганглиоз­ных клеток «контрастности».

Реже в «диаде» обнаруживается два отрос­тка амакриновой клетки или, что более редко, два дендрита ганглиозной клетки (рис. 3.6.31). Отростки амакриновых клеток связываются с аксонами биполярной клетки, телами и дендри­тами ганглиозных клеток посредством синапсов обычного строения. Межплексиформные клет­ки также образуют обычные синапсы, главным образом, с отростками амакриновых клеток.

В этом слое существует два уникальных ти­па синапсов, свойственных только амакриновым клеткам. Это «реципроктный» и «последова­тельный» синапсы. В «реципроктном» синапсе отросток амакриновой клетки в «диаде» обра­зует синапс с терминалом биполярной клетки, обеспечивая, таким образом, обратную связь между амакриновой и биполярными клетками около синаптической ленты. «Последователь­ный синапс» состоит из двух последовательно расположенных синапсов между двумя отрост­ками амакриновых клеток, а третий синапс об­разуется с дендритом ганглиозной клетки, аксо­ном биполярной клетки или другим отростком амакриновой клетки. Эта сеть обеспечивает вза­имодействие соседних амакриновых клеток.

Синапсы амакриновых клеток располагают­ся слоями. Так, в области желтого пятна об­наруживается только два слоя синапсов, а по периферии число их слоев достигает пяти [154, 605].

Слой ганглиозных клеток (рис. 3.6.1, см. цв. вкл.). Слой ганглиозных клеток состоит в основном из тел ганглиозных клеток. В этом слое обнаруживаются также отростки мюлле­ровских клеток, нейроглия и сосуды сетчатой оболочки. Ганглиозные клетки получают обра­ботанные зрительные сигналы от предшествую­щих двух нейронов, обрабатывают их и переда­ют в центральную нервную систему [39, 154].

Ганглиозные клетки по периферии сетчатки образуют один слой клеток. С височной сторо­ны диска зрительного нерва выявляется 2 слоя клеток, а по краям желтого пятна 6—8 слоев. В центре желтого пятна и диске зрительного нерва ганглиозные клетки отсутствуют.

Толщина слоя ганглиозных клеток колеблет­ся от 10 до 20 мкм в назальной части сетчатки до 60—80 мкм в области желтого пятна [137].

В сетчатке взрослого определяется от 0,7 до 1,5 млн ганглиозных клеток. Соседние гангли­озные клетки плотно прилегают друг к другу за исключением периферии сетчатки. Здесь рас­стояние между ними достигает 400 мкм. Каж­дая клетка имеет один аксон. Собираясь на внутренней поверхности сетчатки, аксоны по­кидают глазное яблоко и формируют зритель­ный нерв.

В кольце, опоясывающем желтое пятно сет­чатки, которое находится на расстоянии 0,4— 2,0 мм от пятна, плотность ганглиозных кле­ток колеблется от 32 000 до 38 000 клеток в мм² [223]. По периферии плотность ганглиоз­ных клеток в назальном квадранте в три разе превышает таковую в темпоральном квадранте. Плотность клеток в верхнем квадранте превы­шает плотность клеток в нижнем квадранте на 60%. Отношение количества колбочек к коли­честву ганглиозных клеток колеблется от 2,9:1 до 7,5:1.

В слое ганглиозных клеток обнаруживает­ся до 3% амакриновых клеток в центральных

Сетчатка

 

>,'!П

областях сетчатки, по периферии почти 80% [223]. Ганглиозные клетки больших размеров (диаметр от 10 до 30 мкм), круглой или оваль­ной формы. В области желтого пятна размер клеток несколько меньше [39, 154].

В цитоплазме развита шероховатая эндо-плазматическая сеть (вещество Ниссля) и ап­парат Гольджи (рис. 3.6.32). Обнаруживаются также диффузно распределенные фрагменты гладкой эндоплазматической сети, митохонд­рии, капельки липидов и пигментные гранулы. С возрастом отмечается увеличение количества зерен липофусцина. С этим связывают усиле­ние желтизны макулярной области.

Рис. 3.6.32. Ультраструктурные особенности ганглиоз-ной клетки (по Hogan, 1966):

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

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

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

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

В последние годы описано приблизительно 18 различных морфологических типов ганглиоз-ных клеток. Пока не совсем ясно, являются они только морфологической разновидностью ос­новного типа клеток или различны и их функ­ции [39, 600].

Рис. 3.6.33. Особенности строения тела ганглиозных

клеток и их дендритного поля в различных участках

сетчатой оболочки (по Polak, 1940):

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

В глазном яблоке человека идентифициро­вано два основных типа клеток, обозначенных как клетки М (зонтикоподобные) и клетки Р. В свою очередь клетки Р подразделяются на два подкласса: Р1, или карликовые нейроны, и Р2 (рис. 3.6.34).

Рис. 3.6.34. Особенности строения ганглиозных клеток

сетчатки человека, определяющих функционирование

Р- и М-трактов зрительного анализатора:

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

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

Глава 3. СТРОЕНИЕ ГЛАЗНОГО ЯБЛОКА

 

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

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

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

В области центральной ямки клетки типа Р1 составляют 90% общего количества ганглиоз­ных клеток. В этой области сетчатки их удли­ненные тела имеют размеры 8x12 мкм и до­стигают максимума (14x16 мкм) на расстоянии 8 мм от фовеа. Здесь они составляют 40—45% от общего количества ганглиозных клеток [227].

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

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

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

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

Размер М-ганглиозных клеток больше, чем клеток типа Р. Больше и их дендритные поля (25—30 мкм). Причем дендритное поле уве­личивается по мере продвижения к перифе­рии сетчатки. Так, в 8 мм от центральной ямки дендритное поле равняется 160 мкм, а на рас­стоянии 14 мм — 270 мкм [231].

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

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

Слой нервных волокон (рис. 3.6.1, см. цв. вкл.). Слой нервных волокон образуется ак­сонами ганглиозных клеток (так называемые «центростремительные», или «приводящие» во­локна), а также глиальными элементами, боль­шим количеством капиллярных сосудов и цент-рифугальных (эфферентных) волокон.

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

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

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

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

Сетчатка

 

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

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

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

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

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

Базальная мембрана положительно окраши­вается при проведении ШИК-реакции.

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

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

Внутренняя часть внутренней пограничной мембраны называется еще стекловидной мемб-

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

3.6.3. Зрительные пигменты и фоторецепция

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

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

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

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

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

Глава 3. СТРОЕНИЕ ГЛАЗНОГО ЯБЛОКА

 

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

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

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

11 -цис-ретинил эфир

11-цис-ретинол

ПЭС

Полностью-транс-ре-тинил эфир

11-цис ретинол__ НАдф НАДФН + Н+-

X та О ч

Полностью-транс-ретиналь 1 Опсин

Полностью-транс-ретинол

11-цис ретиналь

Родопсин

JI

НСП

Рис. 3.6.36. Химические превращения родопсина в про­цессе зрительного цикла:

ПЭС — пигментный эпителий сетчатки; НСП — наружный сег­мент палочки

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

Родопсин (498 нм)

Свет ------ *- I Пикосекунды

Прелюмиродопсин (батородопсин) (543 нм)

I Наносекунды

Люмиродопсин (497 нм)

I Микросекунды

Метародопсин I (478 нм)

I Миллисекунды

Метародопсин II (380 нм)

I Секунды

Метародопсин III (465 нм)

I Минуты

Опсин (280 нм)

+ Транс-ретиналь (380 нм)

Рис. 3.6.37. Схема превращений родопсина под дейст­вием световой энергии (в скобках указаны спектраль­ные изменения продуктов реакции)

После разрушения связи хромофора с опси­ном наступает обратный процесс, т. е. реге­нерация родопсина. Происходит это следую­щим образом (рис. 3.6.36). При обесцвечива­нии зрительного пигмента полностью-транс-ре-тиналь высвобождается из зрительного пигмен­та и преобразуется в полностью-транс-ретинол. Полностью-транс-ретинол из наружных сегмен­тов фоторецепторов поступает в пигментный эпителий сетчатки, где он эстерифицируется, превращаясь в эфир полностью-транс-ретинил эфир. Последний превращается в 11-цис-рети­нол благодаря деятельности фермента — рети-ноид изомеразы. Образовавшийся в результа­те реакции 11-цис-ретонол возвращается в фо­торецепторы, где, окисляясь, превращается в 11-цис-ретиналь. 11-цис-ретиналь соединяется с опсином, образуя родопсин. Вновь образо­ванный родопсин может опять абсорбировать

Сетчатка

 

Темновые условия Наружный сегмент Внутренний сегмент

3Na*

-No*

Свет

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

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

В организм человека витамин А поступает с пищей и хранится в печени. Поступая в кровь, он связывается с ретинол-связывающим белком и затем с преальбумином. Этот белковый ком­плекс, благодаря наличию фенестр в эндотели-альной выстилке капиллярных сосудов хориои-деи, легко проникает через мембрану Бруха и достигает клеток пигментного эпителия сетчат­ки. Затем витамин А отделяется от белковой части комплекса и поступает в цитоплазму пиг­ментных клеток для дальнейших преобразова­ний в 11-цис-ретиналь.

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

Кратко описав характер химических преоб­разований родопсина в процессе зрительного цикла, необходимо ответить на вопрос — каким образом описанные физико-химические процес­сы приводят к инициализации нервного импуль­са? Чтобы понять этот процесс необходимо об­ратиться к рис. 3.6.38. На рисунке видно, что в темновых условиях фоторецепторы деполяри­зованы. Это связано с тем, что натриевые кана­лы плазматических мембран сегментов палочек и колбочек в темноте открыты и из внеклеточ­ного пространства в цитоплазму фоторецептора поступает большое количество ионов натрия. При этом диффузия натрия из наружного сег­мента фоторецепторов во внутренний сегмент в темновых условиях обеспечивает формирование «темнового тока» [1206].

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

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

Рис. 3.6.38. Схематическое изображение механизма

формирования нервного импульса в фоторецепторной

клетке:

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

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

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

Увеличение степени освещенности вызывает градуированную гиперполяризацию, которая вызывает уменьшение выделения нейромедиа-тора.

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

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

Глава 3. СТРОЕНИЕ ГЛАЗНОГО ЯБЛОКА

 

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

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

3.6.4. Нейромедиаторы

(нейротрансмиттеры) сетчатой оболочки

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

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

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

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

Глютаминовая кислота. Глютаминовая кис­лота относится к наиболее распространенным нейромедиаторам нейронов «вертикальных»

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

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

интенсивное черное окрашивание цитоплазмы клеток различных слоев сетчатки свидетельствует о положительной гистохимичес­кой реакции на выявляемый медиатор. Наиболее интенсивное окрашивание выявляется в цитоплазме ганглиозных клеток, ме­нее интенсивное в нейронах внутреннего и наружного ядерных слоев (стрелки)

Предполагают, что глютаминовая кислота является нейромедиатором всех биполярных и большинства ганглиозных клеток сетчатки по­звоночных [219, 691].

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

Сетчатка

 

зируются посредством G-белка. Ионотропные рецепторы представляют собой интегральные мембранные белки, фиксирующие глютамино-вую кислоту. Этот процесс приводит к откры­тию катионных каналов. В настоящее время выявлен целый ряд ионотропных рецепторов [453, 847, 848].

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Допаминовая клетка первого типа (А18) об­разует синапс на амакриновой клетке палочки АН и, возможно, также на клетках А8 и А17 [179, 591, 843, 1150].

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

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

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

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

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

Эти ацетилхолинсодержащие амакриновые клетки близки по строению почти у всех позво­ночных. Описаны они и в сетчатке человека [514, 600].

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

Серотонин. Имеется два типа серотонин-содержащих амакриновых клеток в сетчатке

 

Глава 3. СТРОЕНИЕ ГЛАЗНОГО ЯБЛОКА

 

кролика [1128]. Один из них относится к клетке типа А17 системы палочек. В сетчатке кош­ки выявлены совершенно иные серотонинэрги-ческие типы амакриновой клетки. Первый тип клеток кошки подобен широкопольной клетке А20, а второй—А18 или дофаминовой клетке [1149].

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

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

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

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

Рис. 3.6.40. Субстанция Р в амакриновых клетках сет­чатки человека (по Kolb et al., 1995)

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

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

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