Роговая оболочка

Фиброзная (наружная) оболочка глазного яблока (tunica fibrosa bulbi) состоит из рого­вой оболочки (cornea) и склеры. Развивается этот слой из эктомезенхимы, окружающей глаз­ной бокал во время эмбрионального развития.

Роговица представляет собой прозрачную часть фиброзной оболочки, составляющую '/₆ площади поверхности глаза (1,3 см²) и имею­щую больший радиус кривизны, чем склера (рис. 3.2.1).

Различают гистологическую и хирургичес­кую границу роговицы. Гистологической грани­цей является линия на внутренней поверхности роговицы, отделяющая прозрачную часть рого­вицы от непрозрачной склеры.

10,6 мм

0,67

Рис. 3.2.1. Вертикальный и горизонтальный размеры передней и задней поверхностей роговой оболочки (а), радиус кривизны роговой оболочки и склеры (б) и ее толщина в центральных участках и по периферии (в) (по Hogan et al. 1971)

i

Роговая оболочка и склера

Хирургической границей считается линия, идущая от места прерывания передней погра­ничной пластинки (боуменовой оболочки) к мес­ту прерывания задней пограничной пластинки (lamina limitans postrior sclererae; Decemett).

Спереди роговая оболочка овальной формы. Горизонтальный диаметр передней поверхнос­ти равен 11,7 мм, а вертикальный—10,6 мм (рис. 3.2.1). У мужчин диаметр роговицы при­близительно на 0,1 мм больше. У детей он меньше — 10 мм. Задняя поверхность роговицы имеет вид окружности (диаметром 11,7 мм).

Толщина роговицы в центре равна 0,52 мм, а по периферии — 0,67 мм [663, 878, 1102]. У новорожденных ее толщина больше, чем у детей первого года жизни, что связывают со становлением в этот период времени функции эндотелиальных клеток.

Несколько более подробно анатомические, физические и оптические свойства роговицы приведены в табл. 3.2.1.

Таблица 3.2.1. Размеры, оптические и физические свойства роговой оболочки

Вертикальный диаметр, мм....................................... 10,6

Горизонтальный диаметр, мм.................................. 11,7

Площадь поверхности, см^{2..................................................................} 1,3

Толщина в центре, мм.................................................. 0,52

Толщина по периферии, мм....................................... 0,67

Радиус кривизны передней поверхности, мм.......... 7,8

Радиус кривизны задней поверхности, мм..... 7,1—7,2

Масса высушенной роговицы, мг............................. 180

Удельный вес................................................................... 1,054

Рефракционный индекс основного вещества........ 1,34

Рефракционный индекс стромального коллагена.. 1,47

Центрально расположенная зона роговой оболочки, диаметром 4 мм, называется оптичес­кой зоной. Она почти сферичная. Радиус кри­визны передней поверхности в оптической зоне равен 7,8 мм, а задней — 6,5 мм. Рефракцион­ная сила в этой области равняется 43 дптр. У индивидуумов с астигматизмом оптическая зона может быть несколько элипсоидной фор­мы. К периферии роговица несколько упло­щается, что придает ей форму гиперболоида. Уплощение более выражено с назальной сторо­ны и снизу [689].

Кривизна роговицы изменятся с возрас­том. У новорожденных она более сферичная [689] и уплощается к 5-летнему возрасту. При этом изменяются диаметр и площадь роговицы (табл. 3.2.2, 3.2.3) [36, 878].

Таблица 3.2.2. Диаметр, радиус кривизны и пло­щадь роговицы в детском возрасте

Таблица 3.2.3. Сравнительные размеры роговой оболочки новорожденного и взрослого

Взрослый, мм

Наружный диаметр Внутренний диаметр Средняя толщина Наружная высота Внутренняя высота

В несколько более позднем возрасте раз­вивается «правильный» астигматизм, заключа­ющийся в том, что в вертикальном меридиане радиус кривизны роговицы меньше. В связи с этим роговая оболочка в вертикальном мери­диане обладает более сильной рефракционной способностью. Роговица становится сферичной в среднем возрасте. При этом развивается «не­правильный» астигматизм.

Сферичность и гладкость передней поверх­ности роговицы являются важными факторами, обеспечивающими ее прозрачность. При нару­шении сферичности развивается астигматизм и существенно снижается зрение. Наиболее ярко это проявляется при кератоконусе. В тех случа­ях, когда формируется рубцовая ткань рогови­цы, но сохраняется ее кривизна, острота зре­ния страдает в меньшей степени.

Роговая оболочка постепенно переходит в непрозрачную склеру. Место перехода роговой оболочки в склеру называется лимбом. Именно в этой переходной зоне определяются довольно существенные структурные изменения рогови­цы (рис. 3.2.6).

Традиционно роговую оболочку разделяют на пять слоев — передний эпителий роговицы (epithelium anterius corneae), передняя погра­ничная (боуменова) пластинка (lamina limitans anerior; Bowman), собственное вещество ро­говицы (substantia propria corneae), задняя пограничная (десцеметова) пластинка (lamina limitans postrior corneae; Decemett) и задний эпителий роговицы (эндотелий) (epithelium posterius corneae) (рис. 3.2.2, 3.2.3). Ряд авто­ров приводят и еще один слой — слезную плен­ку, имеющую большое физиологическое зна­чение, но в гистологическом смысле не явля­ющуюся структурным компонентом роговицы. В связи с важностью этого образования мы начнем изложение строения роговой оболочки именно с нее.

Слезная пленка. Для роговицы, выполняю­щей функцию линзы, граница между воздухом и передней поверхностью роговицы, на уров­не которой и реализуется преломляющая сила глаза, должна быть высококачественной опти­ческой поверхностью. Качественную оптичес­кую поверхность и обеспечивает слезная плен­ка. Другими функциями слезной пленки явля­ется смачивание конъюнктивы век во время мигания [500, 878] и антибактериальное дейст-

Глава 3. СТРОЕНИЕ ГЛАЗНОГО ЯБЛОКА

IV

Рис. 3.2.2. Схематическое изображение строения рого­вой оболочки и распределения в ней различных типов коллагена (по Bron et al., I997):

1 — эпителий; 2 — базальная мембрана; 3 — боуменов слой; 4 — строма; 5 — десцеметова мембрана; 6 — эндотелий

Рис. 3.2.3. Микроскопическое строение центральных

участков роговой оболочки в полную ее толщину (а),

а также при большем увеличении ее передних (б) и

задних слоев (в):

/ — передний эпителий; 2 — боуменова оболочка; 3 — строма; 4 — десцеметова оболочка; 5 — задний эпителий (эндотелий)

вие, благодаря наличию в слезе лизоцима и бета-лизина.

Коэффициент преломления слезной пленки равняется 1,357, а объем — 7 мкл. Скорость обмена равна 0,5—2,2 мм³/мин. [745]. Толщи­на слезной пленки колеблется от 6 до 20 мкм (в среднем 7 мкм).

Состоит она из трех слоев: наружный ли-пидный, толщиной 0,1 мкм, средний водянис-

тый слой, толщиной 7 мкм, и внутренний сли­зистый слой, толщиной 0,02—0,05 мкм.

В состав липидного слоя входят стеарино­вые и холестериновые эфиры, находящиеся при температуре тела в жидком состоянии. Основ­ной функцией липидного слоя является умень­шение испарения слезы. Главным источником липидов являются мейбомиевы железы и, в меньшей степени, железы Цейса и Молля.

Водянистый слой имеет наибольшую толщи­ну и состоит из водных растворов неорганичес­ких солей, глюкозы, мочевины, ферментов, бел­ков и протеогликанов. Компоненты водянисто­го слоя секретируются главной и добавочными слезными железами. Добавочные слезные же­лезы в количестве 4—35 расположены в ниж­нем своде конъюнктивальной полости [53, 878]. Весят они от 0,3 до 7,0 мг, что составляет 10% от массы основной части слезной железы. Вследствие того, что между миганиями слезная пленка становится гиперосмотической, некото­рые компоненты водянистого слоя могут путем осмоса поступать в водянистую влагу через роговицу [710].

Слизистый слой, лежащий под водянистым слоем, является частью поверхностного эпи­телия роговицы. Его толщина всего несколь­ко сотых микрона, и он покрывает микровор­сины эпителиальных клеток. Слизь вырабаты­вается бокаловидными клетками конъюнктивы и распределяется по поверхности роговицы и конъюнктивы благодаря мигательным движе­ниям век. Часть растворимого муцина выде­ляют главные железы.

Формирование слезной пленки и поддер­жание ее структуры обеспечивается функцией век. При каждом мигании равномерно распре­деляется по поверхности глазного яблока му­цин, а также водянистая и липидная части сек­рета. Сразу после образования пленки начи­нается и ее испарение.

Высокое поверхностное натяжение обычно сохраняется на протяжении одной минуты. За­тем слезная пленка дестабилизируется, раз­рушается, и на передней поверхности рогови­цы образуются так называемые сухие пятна. С каждым новым миганием поверхность рого­вицы снова покрывается пленкой.

Промежуток времени между миганием и по­явлением сухих пятен называется временем распада слезной пленки. В норме это время составляет 15—34 секунды. Время распада ме­нее 10 секунд свидетельствует о наличии пато­логического процесса слезной железы, желез пальпебральной и бульбарной конъюнктивы.

Увеличение количества липидов в составе слезной пленки или загрязнение конъюнкти­вальной полости могут быть причиной укороче­ния времени распада, что, в свою очередь, при­водит к развитию симптома сухого глаза.

Передний эпителий (epithelium anterius). Передний эпителий роговой оболочки в соот-

Роговая оболочка и склера

ветствии с гистологической номенклатурой, от­носится к многослойным плоским неороговева-ющим эпителиям, т. е. аналогичен эпителиаль­ной выстилке пищевода, слизистым полости рта, надгортанника, влагалища и др.

Прозрачность эпителия зависит от однород­ности коэффициента преломления светового лу­ча клеточным слоем. При отсутствии патологи­ческих изменений роговицы передний эпителий не виден при использовании щелевой лампы. Возникновение межклеточного отека приводит к тому, что эпителиальный пласт утрачивает свою однородность и становится видимым.

Толщина переднего эпителия роговой обо­лочки равняется 50,7 мкм [878]. Состоит он из 5—6 покрывающих друг друга клеточных слоев (рис. 3.2.2, 3.2.3).

Клетки наиболее поверхностного слоя име­ют плоскую форму, в связи с чем эпителий и получил свое название. Длина плоских клеток равна 45 мкм, а толщина — 4 мкм. Эти клетки имеют самую большую площадь, увеличиваю­щуюся по направлению к периферии роговицы (850 мкм² на периферии и 560 мкм² в центре) [575] (рис. 3.2.3—3.2.5).

Между эпителиоцитами определяется боль­шое количество десмосом. Запирательные пла­стинки расположены на апикальной поверхнос-

Рис. 3.2.4. Схематическое изображение светооптичес-кой и ультраструктурной организации передних отде­лов роговой оболочки (по Pouliquen, 1969):

I — поверхностные эпителиальные клетки; 2 — эпителиальные

клетки средних слоев; 3 — базальные клетки эпителия; 4 — ба-

зальная мембрана: 5 — боуменова оболочка; 6 — передние слои

стромы

Рис. 3.2.5. Особенности ультраструктурной организа­ции эпителиоцитов различных слоев переднего эпите­лия роговой оболочки (по Hogan et al., 1971):

а — электроннограмма среза переднего эпителия роговой обо­лочки; б — электроннограммы изолированных клеток различных слоев роговицы

ти клеток, т. е. поверхности, примыкающей к прекорнеальной слезной пленке. Эти органоиды рассматриваются большинством авторов как структуры, определяющие прозрачность рого­вой оболочки, обеспечивая мощное препятст­вие на пути распространения воды, электро­литов и глюкозы в строме роговицы.

Обращенная кнаружи клеточная поверх­ность эпителиальных клеток образует большое количество микроворсин высотой 1—2 мкм и микроскладок, покрытых гликокаликсом [822, 823]. Слой гликокаликса, толщиной 300 нм, сохраняется после гистологической обработки [376, 377, 379, 783]. Состоит он из гликопро-теидов и многочисленных микрофиламентов, длиной 150 нм. Микрофиламенты прикрепля­ются к цитоплазматической мембране клеток. Необходимо отметить, что в гликокаликсе, по­крывающем конъюнктивальный эпителий, мик­рофиламенты значительно длиннее и достигают 300 нм [783].

Основной функцией микроворсин является стабилизация слезной пленки на поверхности роговицы. Среди поверхностно расположенных эпителиоцитов выявлены «светлые» и «темные» клетки, отличающиеся количеством микровор­синок. По мнению ряда авторов, «темные» клет­ки являются более старыми и в ближайшее время будут «слущены».

Глава 3. СТРОЕНИЕ ГЛАЗНОГО ЯБЛОКА

Рис. 3.2.6. Область лимба. Переход переднего эпите­лия роговой оболочки в эпителий конъюнктивы глаз­ного яблока:

/ — задний эпителий роговой оболочки (эндотелий); 2 — строма роговой оболочки; 3 — передний эпителий роговой оболочки; 4 — эпителий конъюнктивы глазного яблока; 5 — субэпители­альная соединительная ткань конъюнктивы; 6 —кровеносные сосуды; 7 —трабекулярная сеть; 8 — шлеммов канал. Отмеча­ется изменение строения эпителиального пласта и появление обильной субэпителиальной ткани, содержащей большое коли­чество кровеносных сосудов

Цитоплазма эпителиоцитов поверхностных слоев насыщена органоидами (тонофилламен-ты, свободные рибосомы, шероховатый эндо-плазматический ретикулум, аппарат Гольджи). Митохондрии, как правило, небольшого разме­ра и встречаются нечасто. Это свидетельствует о низком уровне аэробного окисления и боль­шей зависимости дыхания клеток от пентозного пути метаболизма. Часто встречаются центрио-ли. В цитоплазме можно также обнаружить включения гликогена в виде мелкодисперсных гранул, размерами 20—30 нм. Количество зе­рен гликогена заметно уменьшается при гипок­сии эпителиоцитов (ношение контактных линз) и при регенерации клеток в посттравматичес­ком периоде [632]. В поверхностных клетках пе­реднего эпителия видны многочисленные пу­зырьки, связанные с аппаратом Гольджи.

Средний (промежуточный, переходный) слой переднего эпителия складывается из 2 или 3 слоев клеток крыловидной и зонтикоподобной формы (рис. 3.2.3—3.2.5). Диаметр клеток — приблизительно 12—15 мкм. Ядра этих кле­ток, как и поверхностных, своей длинной осью ориентированы параллельно поверхности рого­вицы. Их цитоплазматические отростки прони­кают между телами соседних клеток. Цитоплаз­ма насыщена органоидами. Соединены клетки многочисленными десмосомами. Появляются в них тонофиламенты, длиной 8 нм.

Базальный слой представляет собой один слой высоких полигональных клеток, размера­ми 18x10 мкм. Ядра клеток базального слоя имеют диаметр 5,7 мкм и смещены в апи-

кальную часть клеток. В этом клеточном слое определяются митотические деления. Именно по этой причине этот слой клеток называют еще герминативным. Один митоз встречается на 250 клеток. Значительно большее число ми­тозов определяется среди клеток базального слоя, по периферии роговой оболочки.

При митотическом делении базальных кле­ток эпителия дочерние клетки перемещаются кпереди в слой крыловидных клеток. При этом клетки сохраняют свою полигональную форму, но становятся тоньше. Ядра уплощаются и ори­ентируются параллельно поверхности клетки. Число внутрицитоплазматических органоидов заметно уменьшается. При этом увеличивается количество межклеточных контактов (десмосом и запирающих пластинок). К базальной мембра­не эпителиальные клетки базального слоя при­соединяются при помощи полудесмосом.

Дифференциация клеток переднего эпителия по слоям и пролиферативная активность клеток базального слоя довольно существенно изменя­ются с возрастом и под влиянием различных патологических факторов. Подтверждением то­му являются как клинические наблюдения ско­рости регенерации переднего эпителия у пожи­лых людей, так и экспериментальные исследо­вания при моделировании процессов старения организма в целом и эпителия роговицы в част­ности [10].

В базальном слое переднего эпителия мож­но обнаружить клетки неэпителиального про­исхождения. В первую очередь к таковым необ­ходимо отнести дендритические клетки. Разли­чают два типа клеток дендритической формы [991, 1014]. Первый тип предположительно от­носится к меланоцитам, а второй — к так на­зываемым клеткам Ларгенганса. Клетки Лар-генганса несут функцию иммунокомпетентных клеток. Именно они распознают чужеродный антиген и передают полученную информацию лимфоцитам [252, 878, 1129]. Эти клетки появ­ляются в строме роговой оболочки довольно рано. С возрастом их количество уменьшается, и остаются они лишь по периферии роговицы! При воспалении роговицы клетки Ларгенган­са появляются в центральных участках [1129]. В базальном слое довольно часто можно уви­деть и лимфоциты и макрофаги.

Передний эпителий роговой оболочки к пери­ферии в лимбальной области постепенно перехо­дит в эпителий бульбарной конъюнктивы. Среди эпителиоцитов появляются бокаловидные клет­ки, изменяется характер подлежащей стромы. Базальная мембрана (рис. 3.2.4, 3.2.5). Ба-зальная мембрана переднего эпителия окраши­вается при проведении ШИК-реакции в розо­вый цвет (PAS-положительна). Толщина ее ко­леблется от 75 до 100 нм [496].

Базальная мембрана формируется благодаря синтетической деятельности базальных клеток эпителия. Эти клетки образуют и полудесмосо-

Роговая оболочка и склера

мы [568]. Через полудесмосомы вдоль мембран базальных клеток и через базальную мембрану проникают филаменты, обеспечивающие проч­ное сцепление эпителиальных клеток и мембра­ны [378, 567]. Часть фибрилл оканчивается на фибриллах коллагена I типа [378].

Базальная мембрана состоит из двух струк­турных компонентов — гранулярного и волок­нистого. Глубокий слой осмиофилен и имеет толщину 30—60 нм. Называют этот слой lami­na densa (темная пластинка). Толщина поверх­ностного слоя {lamina lucida) — 24 нм. Lamina lucida базальной мембраны представляет собой аморфную пластинку, спаянную с телом полу­десмосомы. Эту зону пересекают «якорные» фи­ламенты, которые затем проникают в lamina densa базальной мембраны и заканчиваются в боуменовой оболочке [378]. Перечисленные структуры состоят из коллагена VII типа. Им-муноморфологически выявлены и особенности химической организации базальной мембраны. Так, lamina lucida состоит из гликопротеида ламинина и буллезного пемфикоидного антиге­на. Lamina densa состоит из коллагена IV типа. В базальной мембране обнаружен также фибро-нектин.

Плотный контакт между базальной мембра­ной и боуменовой оболочкой нарушается при обработке роговой оболочки детергентами, при воспалительных, дистрофических заболеваниях, отеке и диабете. При этом плотный контакт сохраняется между базальной мембраной и эпителиальными клетками.

При повреждении базальной мембраны раз­вивается состояние, характеризующееся появ­лением рецидивирующих эрозий эпителия.

Базальная мембрана разрушается протеоли-тическими ферментами (трипсин, хемотрипсин). По мере старения организма она утолщается и становится многослойной.

Базальная мембрана толще по периферии роговой оболочки. Утолщается она при диабете и после травмы [568]. Базальная мембрана сра­щена с боуменовой оболочкой.

Боуменова оболочка (передняя пограничная пластинка; lamina limitans anerior; Bowman) расположена под эпителием (рис. 3.2.2—3.2.4). Толщина ее составляет 8—14 мкм, и обнаружи­вается она при микроскопическом исследова­нии только у приматов, части птиц и рептилий, а также у рыб. Ее отсутствие у низших живот­ных приводит к изменению эластичности рого­вой оболочки. По этой причине при опреде­лении внутриглазного давления у животных не­обходимо проводить калибровку инструментов.

При световой микроскопии боуменова обо­лочка выглядит гомогенной бесклеточной плас­тинкой, в связи с чем ее раньше называли мембраной. Тем не менее боуменова оболочка не имеет строения, характерного для мембран­ных образований. Поэтому более правильно на­звать ее «слой» или «оболочка». Фактически,

боуменова оболочка представляет собой так на­зываемый модифицированный, т. е. видоизме­ненный, слой стромы роговицы.

При нормальном или повышенном внутри­глазном давлении боуменова оболочка кажется гладкой. Тем не менее при падении внутри­глазного давления, проведении аппланацион-ной тонометрии, хирургических вмешательст­вах, а также при наложении давящей повязки на веки в боуменовой оболочке можно обнару­жить многочисленные гребни (складки). Возни­кают они и при массаже роговицы через ве­ко [153]. Появление этих гребней связывают с изменением ориентации ремнеподобных «стро-мальных связок». Дегенеративные изменения гребней, что бывает при длительной гипото­нии или атрофии глазного яблока, приводят к возникновению «шагреневой» поверхности ро­говицы.

Ультраструктурно боуменова оболочка со­стоит из беспорядочно распределенных и плот­но упакованных коллагеновых фибрилл диамет­ром 14—27 нм и длиной 240—270 нм. Перио­дичность поперечной исчерченности волокон равняется 64 нм. Основное вещество роговой оболочки имеет такой же состав, как и основ­ное вещество стромы. Оболочка Боумена состо­ит из коллагена I типа, основного структурного компонента роговицы и склеры, а также кол­лагенов V, VI, III и VII типов [695, 768, 878]. Ряд исследователей выявили коллаген IV типа [472]. Передняя поверхность боуменовой обо­лочки, граничащая с lamina vitrea базальной мембраны эпителиальных клеток, гладкая, а задняя поверхность — неровная [603]. При рас­тровой микроскопии она выглядит волнистой и содержит поры диаметром 0,5—1,5 мкм. Через эти поры к эпителиальным клеткам проникают немиелинизированные нервные волокна [603].

Боуменова оболочка устойчива к поверж-дению и довольно длительно сохраняется при воспалении. Если же она разрушена, регене­рации не наступает и это место замещается волокнистой тканью [273].

В норме боуменова оболочка не содержит клеток. Первым признаком развития патоло­гического состояния роговой оболочки являет­ся появление в этой зоне клеток. Правда, необ­ходимо отметить, что через поры в боуменовой оболочке и в норме возможна миграция к эпи-телиоцитам и клеток иного происхождения.

Собственное вещество (строма) роговицы (substantia propria corneae). Строма состав­ляет 90% толщины роговой оболочки (450 мкм в центральных участках) и складывается из трех компонентов: коллагеновых пластин, кле­ток и основного вещества (рис. 3.2.3, 3.2.4). В соответствии с гистологической номенкла­турой строма представляет собой плотную оформленную соединительную ткань.

Существует две теории, объясняющие про­зрачность стромы роговицы. Первая предложе-

Глава 3. СТРОЕНИЕ ГЛАЗНОГО ЯБЛОКА

на Maurice [712] и сводится к предположению о том, что роговичные коллагеновые волокна формируют решетчатую структуру, уменьшаю­щую светорассеивание в результате общей ин­терференции от каждой фибриллы. До тех пор, пока фибриллы расположены в решетке равно­мерно и промежуток между ними меньше дли­ны волны видимого света (400—700 нм), рого­вица остается прозрачной. Когда же расстоя­ние между фибриллами увеличивается, общая интерференция уже не имеет места и роговица мутнеет. Goldman, Benedek [382] утверждают, что роговица прозрачная вследствие того, что фибриллы довольно малы по отношению к дли­не волны света и не преломляют свет при про­хождении через них до тех пор, пока они не больше половины длины волны света.

В настоящее время прозрачность стромы роговой оболочки связывают с рядом структур­ных ее особенностей и химическим составом. Помимо вышеприведенных причин возможной прозрачности стромы роговицы, приводят и ряд других причин. Прежде всего, определенное значение имеет исключительно строгая ориен­тация коллагеновых пластин, что показано при помощи метода дифракции [243, 782].

Имеет также значение определенное соотно­шение между коллагеном и матричными белка­ми (протеогликанами) [728, 983]. Нарушение этого взаимоотношения приводит к помутнению роговицы.

Необходимо отметить, что факт быстрого обратимого помутнения роговицы, которое име­ет место при повышении, а затем снижении внутриглазного давления, очень сложно объяс­нить с позиций указанных двух теорий. Поэто­му вопрос о причинах прозрачности стромы до сих пор остается открытым.

Стромальные пластины. Каждая стромаль-ная пластина состоит из пучка коллагеновых волокон, ориентированных параллельно друг другу (рис. 3.2.7). Фибриллы обладают типич­ной исчерченностью, равной 64 нм и характер­ной для коллагановых волокон других типов соединительной ткани. Коллагеновые волокна состоят, в основном, из коллагена I типа, хотя выявлен и коллаген III, VI и XII типов [72, 472, 695, 698, 768, 878].

Отмечается уникальная однородность диа­метра фибрилл, хотя и выявляется неболь­шое увеличение их диаметра в зависимости от глубины стромальной пластины. Фибриллы поверхностных слоев имеют диаметр 27 нм, а задних — 35 нм. Некоторые авторы не нашли подобных различий. Выявлено, что диаметр фибрилл передних и задних стромальных плас­тин одинаков и равен 22,0 ±1,0 нм. Расстоя­ние между фибриллами также примерно оди­наковое: 43,2+1,7 нм — в передних слоях и 45,6 нм — вблизи десцеметовой оболочки. Рас­стояние между фибриллами с возрастом умень­шается [552, 553].

Рис. 3.2.7. Схема микроскопической организации стромы роговой оболочки (по Hogan et al., 1971):

а — синтициальное расположение кератоцитов; б — распо­ложение и структурная организация стромальных пластин

Коллагеновые фибриллы складываются в пластины, направление которых зависит от глу­бины слоя роговицы. Толщина одной пластины колеблется от 1,5 до 2,5 мкм, а ширина от 9 до 260 мкм. Число коллагеновых пластин рав­няется 300 в центральных участках роговицы и увеличивается до 500 по периферии [857].

Стромальные пластины задних отделов рого­вой оболочки, распространяются циркулярно вдоль лимба, формируя «циркулярную связку» [243, 782, 857]. В то же время стромальные пластины передних слоев располагаются парал­лельно друг другу и параллельно поверхности роговицы.

В центральных участках пластины перекре­щиваются под различным углом в горизонталь­ной плоскости. В поверхностных слоях рогови­цы пластины переплетаются примерно таким же образом, как в плетеных бамбуковых крес­лах. По периферии они раздваиваются, делятся на три части и перемешиваются с циркуляр­ной коллагеновой пластинкой лимба [591, 857] (рис. 3.2.8). Приведенное расположение стро­мальных пластин передних слоев роговицы при­водит к формированию так называемой мозаи­ки [149, 150, 151, 154]. Эту мозаику можно наблюдать, проведя следующие действия. Пер­воначально закапывают в конъюнктивальную полость флюоресцеин, нажимают на глазное яблоко пальцем. После открытия век четко вид­но распределение флюоресцеина в виде много­угольников. Подобное распределение флюорес-

Роговая оболочка и склера

Рис. 3.2.8. Особенности расположения и взаимоот­ношения коллагеновых пластин роговой оболочки и склеры. Обращает на себя внимание различный диа­метр коллагеновых волокон, расположенных в склере (по Bron et al., 1997)

ценна и отражает особенности архитектоники распределения коллагеновых пластин передних слоев стромы.

Параллельное расположение пластин перед­них отделов стромы роговицы и сохранение подобного расположения на границе с задними слоями позволяют производить межпластинча­тое расслоение роговой оболочки при керато­пластике [713].

Необходимо отметить, что передние и зад­ние слои стромы отличаются как строением, так и физико-химическими свойствами. Так, задние слои стромы более упорядочены [343], более гидратированы [1117], обладают более низким преломляющим индексом [818]. Кро­ме того, коллагеновые пластины задних слоев стромы шире и толще (100—200 мкм — шири­на и 1,0—2,5 мкм — толщина) передних слоев (0,5—30 мкм — ширина и 0,2—1,2 мкм — тол­щина) [603, 762, 763]. Имеются также и опре­деленные различия строения кератоцитов [838].

Существование структурных различий пе­редних и задних слоев стромы роговицы мно­гие авторы рассматривают как основу большей устойчивости передних слоев к отеку. Именно это свойство обеспечивает сохранение кривиз­ны роговицы и ее прозрачность при различ­ных физиологических и патологических состоя­ниях [764].

Стромальные пластины погружены в основ­ное вещество, представленное различными ти­пами протеогликанов. Гидрофильная часть ос­новного вещества гликозаминогликанов, в ко­торую погружены коллагеновые волокна, при­обретает форму протеогликанов путем кова-лентного соединения гликозаминогликанов с белками. Протеогликаны имеют довольно раз­нообразное химическое строение. В строме ро­говой оболочки из гликозаминогликанов обна­ружены кератан сульфат, хондроитин-4-суль-

фат, ходроитин-6-сульфат, дерматан сульфат [33, 34, 195].

Молекулы гликозаминогликанов окутывают волокна и ориентируются перпендикулярно кол-лагеновому волокну. Именно связь между во­локнами и протеогликанами опеспечивает про­зрачность роговичной ткани [983].

Различные типы гликозаминогликанов в ро­говой оболочке распределены неравномерно. Некоторые из них преобладают в передних сло­ях стромы, другие — в задних слоях. С преоб­ладанием того или иного типа гликозаминогли­канов в различных слоях стромы связана раз­личная степень гидратации стромы [132, 579], с которой частично связана прозрачность стро­мы. Нарушение синтеза гликозаминогликанов (врожденное или приобретенное) приводит к помутнению роговицы, связанному с отложе­нием продуктов патологического синтеза.

Клетки стромы (кератоциты). Основным клеточным элементом стромы роговой оболоч­ки является кератоцит. Кератоциты составляют 2,4—5,0% объема стромы.

Наиболее близки кератоциты по происхож­дению и строению к фиброцитам. Обнаружива­ются они во всех участках стромы, но с различ­ной плотностью. Использование конфокальной микроскопии позволило установить, что плот­ность кератоцитов в центральных участках ро­говой оболочки равняется 20,5 ±2,9 кл/мм³. Отмечено также, что в передних слоях стромы их плотность меньше на 10%. Плотность кера­тоцитов уменьшается с возрастом примерно на 0,45% в год [817].

Кератоциты обладают длинными отростка­ми, ориентированными параллельно коллагено-вым пластинам. Контактируют отростки с отро­стками рядом расположенных клеток этого же уровня, а также и клетками других уровней стромы (рис. 3.2.3, 3.2.7). При этом между ни­ми формируются межклеточные контакты типа щелевых контактов [1151]. Предполагают, что эти контакты служат взаимодействию между кератоцитами, расположенными в виде сети во всей строме роговицы.

Толщина кератоцитов равна примерно 2 мкм. При этом ядро выглядит непропорционально большим.

Иммуноморфологически в цитоплазме кле­ток выявлены коллагены III, V и VI типов [695, 698, 878].

Цитоплазма кератоцитов бедна органоидами. В прямом контакте с цитоплазматической мем­браной можно обнаружить пятна базальнопо-добного волокнистого материала, особенно по периферии роговицы. Плотный контакт этого материала с коллагеновыми фибриллами стро­мы приводит к образованию периодической структуры. Вокруг многих кератоцитов отме­чается скопление фибриллярного и зернистого материала, являющегося структурным компо­нентом будущих коллагеновых волокон и основ-

Глава 3. СТРОЕНИЕ ГЛАЗНОГО ЯБЛОКА

ного вещества. Кератоциты обладают большой степенью подвижности.

Основная функция кератоцитов — синтез межклеточного вещества и коллагеновых фиб­рилл в период эмбриогенеза, после поврежде­ния роговицы, а также поддержание метаболиз­ма стромы на протяжении всей жизни.

Birk и Trelstad [122] установили, что поверх­ность фибробластов отвечает за пространст­венную ориентацию коллагеновых фибрилл. Именно благодаря этому свойству формиру­ются пучки.

В связи с тем, что метаболическая актив­ность кератоцитов в норме снижена, эндоплаз-матическая сеть клеток развита слабо. Лишь после травмы и воспалительных изменений ро­говицы эндоплазматическая сеть становится хо­рошо заметной [628].

В строме роговицы встречаются лимфоциты, макрофаги и полиморфноядерные лейкоциты.

Задняя пограничная (десцеметова) плас­тинка (lamina limitans postrior corneae; Dece-mett). Десцеметова оболочка при световой мик­роскопии выглядит бесструктурной мембраной, покрывающей заднюю поверхность стромы ро­говицы (рис. 3.2.3, 3.2.9). В гистогенетическом и структурном смыслах она представляет собой базальную мембрану заднего эпителия рого­вицы (эндотелия), который ее и продуцирует. Эластичность является одной из наиболее важ­ных ее характеристик. Волокна десцеметовой мембраны образуются на протяжении всей жизни человека. Толщина их при рождении равняется 3 мкм, а в старости — 8—12 мкм [540, 878].

Как и другие базальные мембраны, десце­метова оболочка PAS-положительна и состоит из коротких и тонких фибрилл (10 нм). Фиб­риллы, в свою очередь, образованы коллаге-

Рис. 3.2.9. Схема микроскопического строения задних слоев роговой оболочки (по Pouliquen, 1969):

1 —строма роговой оболочки; 2 —десцеметова оболочка; 3 — задний эпителий (эндотелий)

ном IV типа и погружены в гликопротеиновое основное вещество [316].

При ультраструктурном исследовании в мембране различают две области [98, 420, 496, 587]. Передняя ее треть имеет толщину 1—4 мкм и задние две трети — 5—15 мкм.

Передний слой десцеметовой оболочки, кон­тактирующий со стромой, имеет многослойный пластинчатый вид, а задний —- гранулирован­ный. Именно передний слой возникает в эмбри­ональном периоде первым. На тангенциальных срезах этот слой состоит из однородных плас­тин коллагеновых волокон, образующих равно­сторонние треугольники. Длина каждой сторо­ны равна ПО нм. Треугольники связаны элек-тронноплотными узлами [1102]. Эти соединения появляются на 5 месяце внутриутробной жиз­ни, когда слой имеют толщину 3,1 мкм (2,2 — 4,5 мкм). Задние ²/з мембраны образуются уже после рождения и состоят из гомогенного фиб-рогранулярного материала.

В мембране, помимо преобладающего колла­гена IV типа, обнаружены коллагены III, V, VI и VIII типов [878].

С возрастом в десцеметовой мембране появ­ляются, а затем увеличиваются в количестве коллагеновые волокна и слоистый материал. Этот процесс приводит к появлению на задней поверхности роговицы так называемых борода­вок Хассал—Хенле (Hassal—Henle). При этом отмечается нарушение контактов между клет­ками эндотелия и нарушается барьерная функ­ция последнего.

Несмотря на отсутствие в мембране Десце-мета эластических волокон, она исключительно эластична. При травме нередко десцеметова оболочка скручивается в виде рулона, что обна­руживается при биомикроскопии. Десцеметова мембрана исключительно устойчива в отноше­нии протеолитических ферментов.

Эндотелий (задний эпителий роговой обо­лочки). Эндотелий роговой оболочки представ­ляет собой один слой плоских гексагональных клеток (плоский однослойный эпителий), распо­ложенных на десцеметовой оболочке (рис. 3.2.3, 3.2.9—3.2.11). Наиболее распространено мне­ние о том, что они происходят из клеток ней-рального гребня [792, 878, 1105].

Эндотелий роговой оболочки рассматривают как один из наиболее важных структурных ком­понентов, обеспечивающих прозрачность рого­вицы [451, 1145]. При этом показано, что обес­печение прозрачности роговицы связано со структурной организацией самой клетки, харак­тера межклеточных контактов и расположе­нием эндотелиальных клеток [128, 260, 261]. Основной функцией эндотелиальных клеток при этом является поддержание постоянного гидростатического давления стромы роговой оболочки. Именно важная роль эндотелия в со­хранении прозрачности роговицы явилась при­чиной многочисленных исследований, направ-

Роговая оболочка и склера

Рис. 3.2.10. Плоскостной препарат эндотелия цент­ральных участков роговой оболочки при исследовании его в фазово-контрастном микроскопе:

отмечается полигональная форма клеток, их примерно одина­ковые размеры и наличие плотных контактов между ними

ленных на изучение строения и функции этой структуры глаза. Способствовало этому при­менение эндотелиальной прижизненной микро­скопии.

Последние исследования показали, что у взрослых количество эндотелиальных клеток ограничено и довольно постоянно. Их количест­во порядка 500 000. С возрастом число клеток уменьшается. Наибольшее уменьшение плот­ности эндотелиальных клеток определяется в первые годы жизни и полностью коррелирует с увеличением площади роговой оболочки ре­бенка.

При использовании эндотелиальной микро­скопии установлено, что плотность эндотели­альных клеток при рождении колеблется в до­вольно широких пределах (2627—5316 клеток в мм²) [764]. Плотность клеток падает пример­но на 26% на первом году жизни. Дальнейшее падение плотности клеток на 26% отмечается на протяжении последующих 2 лет. Затем ско­рость уменьшения плотности клеток снижается и число клеток стабилизируется к среднему возрасту [127, 767, 1001]. Кривая, отражающая процесс уменьшения плотности клеток, имеет линейную или логарифмическую форму [262].

В процессе дифференциации уменьшается степень полиморфизма эндотелиального плас­та, а также уменьшается количество клеток гексаганальной формы [177, 259, 260, 262, 573, 765, 1113]. Правда, необходимо отметить, что скорость уменьшения плотности и формы кле­ток колеблется в широких пределах и не дает исследователям возможности сделать окон­чательное заключение относительно значения этого процесса и факторов, влияющих на этот процесс [1001, 1025].

У молодых людей размер клеток равен 18— 20 мкм (высота — 5—6 мкм), а в более позд-

нем возрасте — 40 мкм [1000]. Появляется би-модальность распределения клеток, как по раз­мерам, так и по содержанию ДНК ядер [36].

Эндотелиальные клетки роговой оболочки присоединяются к десцеметовой оболочке при помощи полудесмосом. Рядом лежащие клетки плотно прилежат друг к другу и соединены десмосомами и запирательными пластинками. Запирательные пластинки распространяются по окружности апикальной поверхности клеток и закрывают межклеточные пространства, обеспечивая барьерные функции эндотелия. Рядом лежащие клетки соединяются также и при помощи «пальцевых вдавлений», представ­ляющих собой цитоплазматические выросты, вдавливающиеся в тело соседней клетки. Не­смотря на обилие межклеточных контактов, между клетками существуют щелевидные про­странства, шириной 20 нм [163, 487].

Наличие контактов между клетками предо­пределяет пропускную способность эндотели­ального слоя. Они ограничивают пассивный транспорт в строму роговой оболочки. Любое проникновение жидкости в строму через меж­клеточные щели уравновешивается активным ионным транспортом, происходящим трансцел-люлярно. Процессы регуляции проникновения жидкости в строму могут быть нарушены при уменьшении плотности расположения эндоте-лиоцитов и расширении межклеточных про­странств, что нередко наблюдается при патоло­гических состояниях. Рядом исследователей установлены также критические пределы уменьшения количества эндотелиальных кле­ток. Резкое уменьшение плотности клеток при­водит к необратимому нарушению гидратации стромы. Считается, что такой плотностью кле­ток является величина, равная 400—700 клеток в квадратном миллиметре (при норме 1400— 2500 клеток) [578]. Тем не менее клинические наблюдения показывают, что при ряде пато­логических состояний даже существенное сни­жение плотности клеток далеко не всегда со­провождается усилением гидратации стромы роговицы [21].

На апикальной поверхности каждой эндоте­лиальной клетки располагается от 20 до 30 микроворсинок высотой 0,5—0,6 мкм и шири­ной 0,1—0,2 мкм. Именно эти образования зна­чительно увеличивают площадь контакта кле­точной поверхности с влагой передней камеры глаза. Можно обнаружить и реснички. Они ча­ще видны по периферии роговицы [889, 918]. Обнаружение ресничек позволило Hogan, Alva-rado, Weddell [496] предположить, что эндо­телиальные клетки имеют единое происхожде­ние с клетками трабекулярной сети.

Цитоплазма эндотелиоцитов богата мито­хондриями, которые обеспечивают энергией активный транспорт, секрецию и высокий уро­вень синтеза протеинов. Эндотелиоциты содер­жат митохондрии в значительно большем коли-

Глава 3. СТРОЕНИЕ ГЛАЗНОГО ЯБЛОКА

честве, чем любые другие клетки глаза за ис­ключением рецепторных клеток. Обнаружива­ются хорошо развитый гранулярный и аграну-лярный эндоплазматический ретикулум, много­численные свободные рибосомы. Вблизи ядра четко виден аппарат Гольджи. Центриоли с ресничками располагаются в апикальной части клеток. В большом количестве определяются лизосомы. Отличительной чертой эндотелиаль-ных клеток является наличие многочисленных пиноцитозных пузырьков, связанных с цито-плазматической мембраной (рис. 3.2.11). Экспе­риментальными исследованиями с использова­нием радиоактивной метки показано быстрое перемещение этих пузырьков через цитоплаз­му в сторону десцеметовой мембраны. Иммуно-гистохимически в цитоплазме эндотелиальных клеток выявлены основные гликозаминоглика-ны роговицы — хондроитин-6-сульфат, хондрои-тин-4-сульфат, гепаран-сульфат.

Рис. 3.2.11. Схематическое изображение ультраструк­турной организации клеток эндотелия роговой обо­лочки:

/— микроворсинки; 2 — краевые выпячивания цитоплазмы в переднюю камеру глаза в местах межклеточных контактов; 3 — пиноцитозные пузырьки; 4 — центриоли; 5 — шероховатый эндо­плазматический ретикулум; 6 — рибосомы; 7 —ядерные поры; 8 — внутрицитоплазматические филаменты; 9 — аппарат Гольд­жи; 10 — межклеточные контакты различного типа

Необходимо остановиться и на основных фи­зиологических функциях эндотелия роговицы. Одной из них является обеспечение клеток стромы питательными веществами. Процесс транспорта питательных веществ обеспечивает­ся или диффузией между эндотелиоцитами, или активным переносом через содержимое клетки в направлении стромы.

Эндотелий играет главную роль в поддержа­нии прозрачности роговицы путем активной ре­гуляции содержания в строме воды. Эту функ­цию он выполняет, используя два механизма. Во-первых, он является активным барьером для солей и ряда метаболитов, проникновение ко­торых в строму приводит к отеку последней. Во-вторых, он активно снижает осмотическое давление стромы наличием так называемого би-карбонатного насоса, возвращающего ионы из

стромы назад в камерную влагу [318, 711, 746, 918, 1204].

Кровоснабжение и лимфатическое дрени­рование роговицы обеспечиваются конъюнкти-вальными, эписклеральными и склеральными сосудами, являющимися ветвями передних рес­ничных артерий.

Нервы роговицы. Эпителий роговицы отно­сится к наиболее интенсивно иннервируемым структурам организма человека. Чувствитель­ная иннервация роговицы в 300—600 раз вы­ше, чем иннервация кожи. Площадь эпители­ального пласта, равная 0,01 мм², содержит до 100 нервных окончаний [931]. На 2,1 млн ба-зальных клеток эпителия роговицы приходится до 1,4 млн нервных окончаний.

Сенсорная иннервация обеспечивается, в первую очередь, ветвями глазного нерва (ветвь тройничного нерва) [30, 878]. Главный источ­ник иннервации роговицы — длинные реснич­ные нервы, являющиеся ветвями тройничного нерва.

Задний длинный ресничный нерв входит в склеру у заднего полюса и распространяется кпереди в супрахориоидальном пространстве. Различаются три уровня проникновения нерв­ных окончаний в роговицу: склеральный, эпи-склеральный и конъюнктивальный [1222].

Около 80 нервных стволов проникают в ткань склеры вблизи лимба и, распространив­шись на 1—2 мм, теряют свои миелиновые обо­лочки. Эти волокна, покинув склеру, распре­деляются в средней трети стромы, делясь при этом ди- и трихотомически. Формируется в результате этого прекорнеальное сплетение. По мере продвижения к центральным участкам роговицы количество аксонов увеличивается за счет их последующего деления (рис. 3.2.12). При прохождении в строме роговой оболочки немиелинизованные нервные волокна распола­гаются параллельно коллагеновым пластинам. Отдельные нервные веточки подходят к керато-цитам и вдавливаются в их цитоплазматичес-кую оболочку [762, 763]. Окружают нервные стволы шванновские клетки и аморфный мате­риал. Содержат аксоны многочисленные мито­хондрии, частицы гликогена и микропузырьки. Диаметр аксонов нервных волокон роговицы колеблется от 1 до 5 мкм.

В эпителиальный пласт из стромы нервы проникают через отверстия в боуменовой обо­лочке и образуют подэпителиальное сплете­ние [705, 971, 762, 763]. Иннервируются все эпителиальные клетки вплоть до поверхност­ных двух слоев, в которых нервные окончания имеют вид бусинок, колб Краузе, пластинок, лопаточек и др. [28, 29, 496, 762, 763, 878]. Концевые колбы Краузе, обеспечивающие тем­пературную чувствительность, обнаруживают­ся лишь в области лимба. Некоторые сплете­ния нервных волокон контактируют с клетками Ларгенганса [971, 762, 763]. Иннервации дес-

Роговая оболочка и склера

Рис. 3.2.12. Схематические изображения особенностей иннервации роговой оболочки:

а — трехмерное изображение прохождения и распределения нервных волокон в роговой оболочке; б—поперечный срез роговицы. Распределение нервных волокон и нервных окончаний в переднем эпителии роговой оболочки; в — плоскостной препарат. Поверх­ностное краевое нервное сплетение

цеметовой оболочки и эндотелия не выявля­ются [931].

Ультраструктурные особенности нервов ро­говой оболочки позволяют некоторым авторам предполагать наличие пептидэргической иннер­вации как кератоцитов, так и эпителиальных клеток [762, 763].

Время регенерации нервных волокон рого­вицы длится около трех месяцев. Начинается регенерация нервов с периферии роговицы по направлению к центру. Помимо чувствитель­ной иннервации, роговица обеспечена и вегета­тивной. Вегетативные волокна исходят из трех ганглиев. Это тройничный, ресничный и верх­ний шейный ганглии. Основным доказательст­вом наличия вегетативной иннервации роговой оболочки является обнаружение отхождения нервных веточек от нервов лимбальных сосудов [1, 2, 28], а также эспериментальные исследо­вания по перерезке нервных стволов, отходя­щих от вегетативных узлов, или после «раздра­жения» последних. Вегетативная иннервация обеспечивает трофику роговицы. Денервация роговой оболочки в эксперименте путем пере­резки нервных стволов, входящих в глазное яблоко вблизи зрительного нерва, приводит к развитию дистрофических процессов, напомина­ющих нейропаралитический кератит у человека [16,17, 30]. Аналогичного характера дистрофи­ческие процессы роговой оболочки и структур переднего отдела глаза наблюдаются и после проведения циркляжа силиконовой лентой, ко­торая передавливает ресничные нервы [12].

О значении иннервации говорит и то, что одним из необходимых основных условий диф-

ференциации эпителиальных и стромальных компонентов роговицы после травмы или ке­ратопластики является реиннервация роговой оболочки [6, 30].

Старение роговой оболочки. Старение яв­ляется естественным процессом у многокле­точных животных, приводящим к нарушению структуры и функции тканей и органов [923]. У человека признаки старения проявляются как функция времени. Выражаются они в нару­шении дифференциации клеток, а их причиной являются биологические изменения, заложен­ные генетически или возникающие под влия­нием на организм внешней среды.

Процесс старения ткани можно разделить на старение длительно существующих белков, старение делящихся клеток и старение неделя-щихся клеток [175].

Делящиеся клетки характеризуются тем, что их популяция поддерживается равновесием двух разнонаправленных процессов — скорос­тью размножения клеток и скоростью их гибе­ли. Наиболее типичным примером такой по­пуляции являются клетки переднего эпителия роговой оболочки. В роговичном эпителии пол­ная смена дифференцированных эпителиальных клеток происходит за 5—7 дней [647, 695, 698]. Некоторые типы клеток способны к интенсив­ной пролиферации только после воздействия на них каких-либо внешних факторов. К подобным клеткам можно отнести кератоциты стромы ро­говицы [1115]. Клетки эндотелия роговицы так­же способны к делению, но деление эндотели-альных клеток у человека происходит исклю­чительно редко [744, 977, 1087, 1127]. К неде-

Глава 3. СТРОЕНИЕ ГЛАЗНОГО ЯБЛОКА

лящимся клеткам относятся нейроны головного мозга, а в глазном яблоке нейроны сетчатой оболочки.

Старение роговицы приводит к возникнове­нию различных структурных и функциональных изменений. Эти изменения приводят к наруше­нию прозрачности роговицы, снижению регене­раторной способности, нарушению кривизны поверхности, снижению адаптационной способ­ности ткани роговицы и др. [402].

Поскольку трудно отличить возрастные из­менения от изменений, возникающих при раз­личных патологических состояниях роговицы, имеет смысл кратко остановиться на основных положениях процесса старения.

Первоначально мы охарактеризуем особен­ности старения клетки.

Деление в популяции клеток происходит по­стоянно и находится под генетическим конт­ролем [647, 997]. Одним из основных приз­наков старения клетки являются нарушение цикла репликации и нарушение жизненного цикла клетки. При этом клетки выходят из митотического цикла все в большем количест­ве. В клетках, вышедших из клеточного цикла, отмечается постоянное накопление нарушений как структуры, так и функции. Этим объясняет­ся увеличение вероятности развития дегенера­ции ткани при старении по мере накопления подобных клеток [187, 455].

Необходимо указать на отличия между ста­реющими клетками и клетками, находящимися в состоянии покоя (О₀-фаза). В состоянии по­коя дифференцированные клетки не пролифе-рируют благодаря наличию контактного тормо­жения. Стареющие клетки выходят из цикла не в состоянии конечной дифференциации [794]. Именно по этой причине фенотип дифференци­рованной и стареющей клетки, выходящей из митотического цикла, существенно отличается. В первую очередь необходимо указать на то, что стареющая клетка покидает цикл с содер­жанием ДНК, характерным фазе G! [395]. При этом в ее ДНК происходит ряд изменений, при­водящих к нарушению функции клетки [455, 1004]. К основному нарушению относят подав­ление транскрипции части генов [1178]. Подоб­ные изменения могут быть «критическими», т. е. изменениями, приводящими к нарушению целостности и функции всей ткани.

В литературе рассмаривается два основных пути, по которым происходит старение клет­ки. Первый путь — «конститутивное старение». Теория «конститутивного старения» предпола­гает, что при старении в результате проли­ферации клеток увеличивается вероятность на­копления в геноме ошибок, выводящих клет­ку из пролиферативного пула [837, 1015]. Этот процесс является вероятностным, и трудно определить закономерности его развития. Ки­нетику «конститутивного старения» можно объяснить возможным прогрессивно нараста-

ющим нарушением репликативной способности ДНК [55].

Второй путь старения клетки — это так на­зываемое «реактивное старение». При этом типе старения предполагают, что, подобно апоп-тозу, старение может быть вызвано мутацией или влиянием на геном различных мутагенных факторов (противоопухолевые препараты и др.). Основным отличием от «конститутивного старе­ния» является то, что подвергаются старению клетки с небольшой пролиферативной актив­ностью. Офтальмолог должен помнить о подоб­ном типе старения, поскольку в арсенале лечеб­ных средств, используемых им, есть много­численные мутагенные препараты, такие как 5-фтороурацил (применяется для предотвраще­ния рубцевания после удаления птеригиума или после операции по поводу глаукомы), мито-цин С. Экспериментально показано ускорение процесса старения клеток под воздействием этих препаратов в культуре ткани [142]. Подоб­ные лекарственные средства легко проникают через роговую оболочку и склеру при введении их в конъюнктивальную полость и могут явить­ся причиной преждевременного старения кле­ток различных структур глаза, что проявляется разным образом и спустя неодинаковый период времени после проведенного лечения [604, 570].

Представляют особый интерес и данные, указывающие на стимуляцию процессов старе­ния кератоцитов стромы роговицы после уда­ления переднего эпителия. Выражается это резким увеличением явлений апоптоза кера­тоцитов стромы, особенно ее передних слоев. В последующем, после эпителизации роговицы, происходит замещение погибших клеток новы­ми кератоцитами, мигрирующими из задних слоев стромы [1173, 1174]. Гибель кератоцитов в такой ситуации является примером конститу­тивного старения. Подобный тип старения, со­провождающийся уменьшением плотности ке­ратоцитов, может стать причиной развития хро­нических заболеваний роговой облочки раз­личной этиологии.

К сожалению, явления старения структур роговой оболочки у человека изучены далеко не полностью. Тем не менее увеличение количе­ства стареющих клеток с возрастом показано на культуре ткани клеток переднего эпителия, а также при исследовании роговой оболочки пожилых людей [374, 958]. С возрастом уве­личивается также и количество старых клеток в эндотелии роговой оболочки [506].

Возникает вопрос: каким образом накопле­ние с возрастом стареющих клеток влияет на частоту патологических состояний роговицы?

Основным изменением стареющей роговицы является снижение ее адаптационных возмож­ностей. При этом роговица более подверже­на инфекционному поражению. Увеличивается проницаемость как переднего, так и заднего эпителия [188].

Роговая оболочка и склера

Нарушение распределения в эпителии рого­вицы интегринов приводит к нарушению меж­клеточных контактов, что является причиной более свободного проникновения в нее бакте­рий, вирусов и клеток крови [471, 489]. Вы­явлено также, что при старении нарушение целостности переднего эпителия роговицы со­провождается нарушением целостности и эндо­телия [512]. Это, в свою очередь, приводит к отеку стромы роговицы и ее помутнению.

Исследований, посвященных изучению осо­бенностей старения кератоцитов, немного. Тем не менее большинство исследователей пере­носят на эти клетки закономерности, выявлен­ные при исследовании фибробластов in vitro. Показано, что при старении происходит экс­прессия в фибробластах таких ферментов, как колагеназа, стромолизин и эластаза [398, 1223]. Наблюдается экспрессия металлопротеиназ [175, 740], уменьшение количества коллагена — mRNA [741]. Нарушен также синтез фибронек-тина [1023]; снижается синтез протеогликанов [512], а также способность фибробластов конт­ролировать трехмерную организацию коллаге-новых волокон в культуре ткани. Отмечено на­копление липофусцина в стареющих роговицах (cornea farlnata).

Особое место занимают выявленные нару­шения синтеза коллагена. Подобные изменения, как правило, сопровождаются дезорганизацией коллагеновых фибрилл [255, 681, 1134]. Полу­ченными данными во многом можно объяснить изменения стромы роговицы [552, 553, 751].

Необходимо отметить, что вышеприведен­ные изменения могут влиять и на характер ре­генерации роговой оболочки. Сводится это к уменьшению способности кератоцитов к проли­ферации и миграции в область повреждения, синтезу коллагена и влиянию клеток на орга­низацию коллагеновых фибирилл. Снижение репаративной способности структур роговицы описано у пожилых людей после экстракции катаракты [549]. В подобных случаях старе­ние неблагоприятно влияет на эффективность хирургических вмешательств. При проведении фильтрирующих операций по поводу глаукомы более длительная регенерация структур рогови­цы может иметь, наоборот, положительное зна­чение. Необходимо отметить и то, что возраст­ные изменения роговицы оказывают определен­ное влияние на эффективность и рефракцион­ных операций [191, 275, 1146].

Теперь мы кратко остановимся на возраст­ных изменениях эндотелия роговицы. В резуль­тате многочисленных исследований установле­но, что в возрасте между 20 и 80 годами жизни плотность эндотелиальных клеток уменьшается в среднем на 0,6%. При этом усиливаются кле­точный полиморфизм и гиперплоидизация [127, 136, 640, 767]. Тем не менее показатель плот­ности клеток у отдельных индивидуумов колеб­лется в широких пределах, в связи с чем этот

показатель не является надежным при опре­делении связи между возрастом и структурой эндотелия [633]. Снижение количества эндо­телиальных клеток связывают с изменением гормонального фона, влиянием ультрафиоле­тового излучения, действием токсических ве­ществ. Например, отмечающееся при старении нарушение перекисного окисления со скопле­нием свободных радикалов приводит к повреж­дению эндотелия [401].

Снижение плотности клеток приводит к на­рушению и основной функции эндотелия, а именно поддержанию осмотического давления стромы [810]. С возрастом ткань роговой обо­лочки также значительно хуже реагирует на гипоксию [836]. Значительно дольше происхо­дит приживление транспалантанта [284, 574].

Таким образом, старение приводит к доста­точно существенным изменениям как структу­ры, так и функции роговой оболочки, изменяя ее реактивность в норме и патологии. Это не­обходимо учитывать офтальмологу при оценке возможной эффективности проводимой тера­пии и, особенно, при разработке новых методов лечения.

Регенерация роговой оболочки. Различают следующие виды регенерации — физиологичес­кая, репаративная и заместительная.

Физиологическая регенерация характеризу­ет постоянное обновление клеточного состава ткани в обычных (физиологических) условиях, обеспечивая тем самым нормальное функцио­нирование ткани. Качественные характеристи­ки физиологической регенерации существенно отличаются в зависимости от происхождения и гистологического строения ткани. Например, если передний эпителий роговой оболочки в норме регенерирует посредством постоянно протекающих митотических делений базальных клеток, то задний эпителий обновляется за счет так называемой внутриклеточной регене­рации, характеризующейся постоянным обнов­лением, в первую очередь, внутриклеточных органоидов.

Поиск по сайту: