Нейронная сеть глаза чрезвычайно чувствительна к внешнему и внутреннему давлению
Человеческий глаз располагает автоматизированными адаптационными стратегиями в ответ на тканевый стресс, обеспечивая свою целостность
Работа с материалами по глаукоме позволяет задуматься не только о сущности самого заболевания, но и о том, что глаукому можно рассматривать как пример сопротивления биологических структур повреждению, адаптации к навязываемым болезнью условиям существования.
По всем материалам нашего сайта красной нитью проходит тезис о том, что глаукома (точнее – глаукомный болезнетворный процесс) представляет собой тяжелый тканевый стресс, в ответ на который организм вырабатывает ряд приспособительных (адаптивных) стратегий и реакций.
В последней статье «ковидного» цикла мы упомянули о теории проявления панической атаки на клеточном уровне. Развивая эту тему с помощью новейших научных достижений, мы можем увидеть, как ткани глаза проявляют качества жизнестойкости у человека, больного глаукомой.
В октябре текущего года на портале периодического издания «Международная офтальмология» (International Ophtalmology) была размещена онлайн-версия публикации турецких специалистов Berire S¸eyma Durmus Ece и Murat Sinan Sarıcaog˘lu.
Эти авторы исследовали изменения кровеносных сосудов внутренней камеры глазного яблока у пациентов 68-70 лет с открытоугольной первичной глаукомой, в сравнении с тканью глазного яблока у офтальмологически здоровых людей в небольшой группе участников (всего 75 человек, у 25 из них диагностирована первичная открытоугольная глаукома). Было проведено сравнение результатов оптической когерентной томографии сетчатки, слоя нервных волокон сетчатки и зоны головки зрительного нерва у больных глаукомой и здоровых людей. Полученные результаты авторы считают пилотными и требующими подтверждения на расширенной численности пациентов.
Оказалось, что у пациентов с глаукомой значительно снижена плотность стенок сосудов как на всей площади покрытия кровеносной сетью, так и в определенной зоне зрительного нерва – перипапиллярной, или околососочковой (peripapillar).
Кроме того, у больных глаукомой плотность кровеносных сосудов в этой зоне сетчатки была тесно связана с толщиной выстилающего слоя нервных волокон (retinal nerve fiber layer).
Было также установлено, что у пациентов, соблюдающих правила комплаенса (дисциплины лечения) по терапии бета-блокаторами, указанные показатели снижены по сравнению с недисциплинированными. У пациентов, закапывающих простагландиновые капли, снижается другой показатель плотности стенки сосудов – так называемый парафовеальный (parafoveal, топографически близкий к оптической оси глаза).
Авторы придерживаются рабочей гипотезы о том, что в сетчатке глаза низкая плотность стенок кровеносных сосудов (vessel density) тесно связана с низкой толщиной слоя нервных волокон. Это позволило им заявить, что существует тесная связь между структурными и васкулярными параметрами сетчатки (см. терминологический словарь).
Эти турецкие специалисты в своей работе опирались на международный научный опыт, показавший, насколько велика роль нарушений кровотока, – прежде всего в головке зрительного нерва и в области макулы («желтого пятна») , в патогенезе глаукомы.
Они также приняли во внимание мнение научного сообщества о том, что гибель ганглиозных клеток сетчатки (RGC), как основной момент клинической картины глаукомы, связана именно с недостаточным кровотоком в капиллярной сети, снабжающей RGС (см. также наши материалы о RGC:
- http://жизньсглаукомой.рф/act60/;
- http://жизньсглаукомой.рф/act53/;
- http://жизньсглаукомой.рф/act52/;
- http://жизньсглаукомой.рф/act47/;
- http://жизньсглаукомой.рф/act22/ и др).
Перечисленные выше утверждения были доказательно подтверждены турецкими авторами в ходе томографического обследования своих пациентов.
Благодаря этому исследованию подтверждена связь между структурой (физическим состоянием стенки кровеносного сосуда) и функцией(способностью сосуда выполнять свою физиологическую роль) каждого мельчайшего компонента в организме человека, в данном случае в рамках органа зрения.
Хочется обратить внимание читателей на интересный момент: авторы подтвердили, что васкуляризация (насыщенность кровью) поверхностного капиллярного сплетения у больных открытоугольной глаукомой значительно снижается в ходе глаукомного процесса. Иными словами, глаукома поражает поверхностные, а не глубокие капиллярные сплетения сосудов.
Это наблюдение очень важно для тактики мониторинга глаукомы, так как именно поверхностные (парафовеальные) сплетения питают ганглиозные клетки сетчатки, и по изменениям в этой области томографически можно отслеживать клинические изменения у конкретного пациента.
Здесь уместно сказать несколько слов о проблемном обзоре американского нейрохирурга-офтальмолога Ji-Jie Pang (Baylor Colledge of Medicine, Houwston , USA), размещенном на портале издания Neural Regeneration Research в качестве опережающей публикации января 2021 года (https://doi.org/10.4103/1673-5374.286953. Он посвящен проблеме уязвимости нейронной сети сетчатки к фактору излишнего давления – внутреннего и внешнего.
Указанный автор связал в единую причинно-следственную систему заболевания сетчатки, провоцируемые повышением внутриглазного давления и группу из трех факторов: уровень внутриглазного давления, чувствительность транзиторного ионного канала, эластичность клеточных мембран. Два последних фактора относятся к тонким структурам нейрона сетчатки.
Этот аналитический обзор изящно выстроен (как пример эстетики научного мышления) и интересен для нас. В его основу легли представления о том, что на состояние тканей глаза в значительной мере влияют как повышенное внутриглазное давление (фактор риска глаукомы), так и давление извне (горные походы, дайвинг, авиаперелеты при пренебрежении противопоказаниями). До конца не ясны детали патофизиологического механизма вызываемых ими повреждений в нейронной сети сетчатки, хотя уже известно, что неконтролируемый (незаторможенный) глаукомный процесс затрагивает тонкие структуры RGC, разрушая и тело нейрона (сому), и его отростки (аксоны), и приводя к фатальной утрате зрения.
Автор полагает, что нейронная сеть сетчатки остро реагирует на повреждающий фактор давления изменениями в работе так называемых катионных транзиторных каналов в нейронах и в эластичности (упругости, растяжимости) мембран –рецепторов, воспринимающих внешние и внутренние раздражения (сигналы). При этом, сопротивляясь, нейронная сеть и сама оказывает обратное воздействие на величину внутриглазного давления.
Ji-Jie Pang пишет: «…Нейроны сетчатки – не просто жертвы повышенного внутриглазного давления; они сами также способны изменить этот показатель».
Этим двум сообщениям созвучно еще одно, столь же значимое и методологически привлекательное.
На портале издания International Journal of Engineering Science размещена опережающая совместная публикация специалистов Тайваня и Турции Shahriar Dastjerdi, Bekir Akgöz , Ömer Civalek ─ «On the shell model for human eye in Glaucoma disease», или «О модели оболочки (поверхности) человеческого глаза при глаукоме» (https://doi.org/10.1016/j.ijengsci.2020.103414).
Авторы предложили математическую модель работы внутреннего пространства человеческого глаза (как полой сферы, находящейся под давлением) для изучения природы глаукомных процессов и их клинических осложнений. Для построения модели были применены положения теории оболочек в механике, теории сдвиговых деформаций первого порядка в сочетании с теорией геометрической нелинейности Теодора фон Кармана.
Суть проблемы в том, чтобы описать с помощью математического аппарата биомеханику органа – взаимодействие внутриглазной жидкости с «несущими конструкциями» глаза.
Авторы описали имеющийся опыт исследований параметров «механического поведения»: напряжения и деформации, с применением различных методов. Особое внимание авторы обратили на исследования пространственной ориентации фибриллярного коллагена в головке зрительного нерва.
Они попытались обобщить их и представить себе, каким образом и насколько деформирующими являются для разных анатомических отделов глаза факторы вязкости, внутреннего давления и напряженности тканей.
Оказалось, что при увеличении внутреннего давления в глазном яблоке требуется некоторое время для того, чтобы произошла максимальная деформация эластичных поверхностей, то есть этот эффект обладает отсроченностью. Сами ткани глазного яблока намного чувствительнее к повышению внутриглазного давления и остро реагируют на этот стресс. Авторы предложили защищать глаукоматозный глаз неким эластичным основанием («опорой»), чтобы уменьшить деформации и напряжение. Они считают, что описанные ими стрессовые реакции могут дать врачам крайне полезную информацию о допустимой переносимости внутреннего давления вязкой жидкости для глазного яблока, поскольку возможным оказалось рассчитать время окончательной деформации по показателям напряжения.
Итак, анатомические структуры глаза тесно связаны между собой и реагируют на глаукоматозный стресс совместно. Глаукома нарушает сбалансированность их взаимодействия, разрушает энергетику (http://жизньсглаукомой.рф/act3/) и вызывает ответные реакции тканей и клеток в виде адаптивных стратегий. Чем больше у человека ресурс таких естественных стратегий выживания, тем больше его возможности помочь своему врачу и тем выше эффективность проводимого лечения. Свой вклад в ресурсы сопротивления стрессу вносят интеллект пациента (http://жизньсглаукомой.рф/act5/) и его психоневрологический статус (http://жизньсглаукомой.рф/act26/).
Тканевый стресс ( тканевый адаптационный синдром) — универсальная для всех тканей взрослого организма адаптивная реакция на внешние воздействия.
Структурный – элемент конструкции, составляющая часть чего-либо,
Васкулярный – сосудистый, проводящий. Васкуляризация ткани – рост новых сосудов, наполнение сосудов кровью.
Парафовеа или парафовеальный пояс – область сетчатки, часть желтого пятна (макулы)
Действующая основа ряда глазных капель с антиглаукомным эффектом – бета-блокаторы (направлены на снижение продукции внутриглазной жидкости) или аналоги простагландинов (направлены на улучшение оттока внутриглазной жидкости)
Ганглий, нервный узел RGC Retinal Ganglia Cell — скопление нервных клеток сетчатки , состоящих из тела (сомы), и отростков (дендритов и аксонов).
Теодор фон Карман (1881-1963) — американский учёный в области физики и механики, в том числе в области теории пластичности и упругости, сопротивления материалов. Широко известны его исследования по нелинейной теории гибких пластин, экспериментальному изучению прочности материалов при высоких давлениях.