Глазное яблоко как пример жизнестойкой и пластичной биологической структуры

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:

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».

Иными словами, фактор излишнего давления включает в нейронах сетчатки уникальную систему жизнестойкости, где последовательно включаются несколько линий обороны.  В нейзадействованы сокращения мышц глаза: цилиарных (сокращаясь, они растягивают трабекулярную сеть, уменьшая отток внутриглазной жидкости и повышая ВГД) и мышц радужки с обратным эффектом снижения ВГД. Под воздействием растяжения мембран в нейронах открываются ионные каналы транзита кальция и натрия. Налицо автоматизированная система адаптации к внешнему фактору риска (давлению извне) на тканевом и клеточном уровне. Таких адаптационных систем в организме великое множество

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/).    

Терминологический словарь

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.

 

Возрастная макулодистрофия: злобная соседка глаукомы

Сочетанная патология возрастной макулодистрофии и глаукомы как сложная проблема

Одни и те же патологические механизмы, развиваясь параллельно, разрушают защитный эпителий сетчатки и приводят к атрофии хориоидеи, способствуя развитию возрастной макулодистрофии в глаукомном глазу

Читать далее «Возрастная макулодистрофия: злобная соседка глаукомы»

Тайное становится явным: глаукома в зеленом свете, часть 2

Потенциал технологий концерна Цейсс вывел офтальмологию на уровень ранней диагностики коморбидных заболеваний

ОСТА позволяет прогнозировать субклиническую диабетическую ретинопатию по локальным микрососудистым изменениям в зоне желтого пятна

Читать далее «Тайное становится явным: глаукома в зеленом свете, часть 2»

Сниженное зрение при длительном стрессе: мнение медицинского психолога. Часть 2.

Глаукома — пример заболевания с психоневрологическим компонентом, требующего персонализированного подхода в лечении

Стратегия лечения часто упускает из виду, что в потерю зрения одновременно вовлечены и глаз, и мозг; этот аспект врачебной компетенции недостаточно проработан

Читать далее «Сниженное зрение при длительном стрессе: мнение медицинского психолога. Часть 2.»

Сниженное зрение при длительном стрессе: мнение медицинского психолога. Часть 1.

Глаукома и психологическое напряжение: всё не так просто, как кажется

Непродуманное и бестактное поведение врача существенно усугубляет психоэмоциональный дискомфорт пациента, обратившегося за помощью в связи с резким падением зрения

Читать далее «Сниженное зрение при длительном стрессе: мнение медицинского психолога. Часть 1.»

Глаукома: провокации и защита со стороны сосудистой системы. Часть 2.

О кровотоке в сосудах глаза  и не только

Даже при кратковременном повышении ВГД в капиллярах сосудистой сети глаза возникает микроколлапс – остановка кровотока

Читать далее «Глаукома: провокации и защита со стороны сосудистой системы. Часть 2.»

Глаукома: провокации и защита со стороны сосудистой системы. Часть 1.

Первичные пусковые механизмы глаукомного процесса многочисленны,  индивидуальны и взаимозависимы

Компенсаторные механизмы включаются немедленно при нарушении кровотока в глазном яблоке во избежание отека диска зрительного нерва

Читать далее «Глаукома: провокации и защита со стороны сосудистой системы. Часть 1.»

Глаукома: польза зеленых листовых овощей

Растительная диета снижает риск тяжелого течения глаукомы

Даже однократное употребление зелени в сутки может влиять на церебральный кровоток и отток внутриглазной жидкости

Читать далее «Глаукома: польза зеленых листовых овощей»

Беззубый глаукомник: закономерное явление или…?

Глаукома и здоровье полости рта – есть ли связь?

Предлагается считать недавнюю (2 года) постпарадонтозную утрату зубов прогнозным фактором популяционного риска  открытоугольной глаукомы

Читать далее «Беззубый глаукомник: закономерное явление или…?»

Новые технологии в диагностике первичной открытоугольной глаукомы

Авторы

  • Курышева Н.И., д.м.н., профессор, руководитель консультативно-диагностического отдела 1;
  • Паршунина О.А., врач-офтальмолог 1;
  • Арджевнишвили Т.Д., врач-офтальмолог 1;
  • Иртегова Е.Ю., врач-офтальмолог 1;
  • Киселева Т.Н., д.м.н., профессор, руководитель отдела ультразвука 2;
  • Лагутин М.Б., ассистент 3;
  • Фомин А.В., эксперт по офтальмологическому оборудованию 4.

1 Центр офтальмологии ФМБА России, Клиническая больница № 86, 123098, Российская Федерация, Москва, ул. Гамалеи, 15;
2 ФГБУ «МНИИ ГБ им. Гельмгольца» Минздрава России, 105062, Российская Федерация, Москва, ул. Садовая-Черногрязская, д. 14/19;
3 МГУ им. М.В. Ломоносова, Механико-математический факультет, Кафедра математической статистики и случайных процессов, 119991, Российская Федерация, Москва, ГСП-1, Ленинские горы, д. 1;
4 ЗАО «Трейдомед Инвест», 109147, Российская Федерация, Москва, ул. Марксистская, 3, стр. 1.

На протяжении десятилетий периметрия оставалась «золотым стандартом» диагностики первичной открытоугольной глаукомы (ПОУГ). Однако появление новых технологий визуализации сетчатки и зрительного нерва выявило преимущества последних в оценке ранних изменений при глаукоме, которые удается обнаружить на 5-6 лет раньше, чем первые дефекты в поле зрения [1].

Читать далее «Новые технологии в диагностике первичной открытоугольной глаукомы»