Высокие технологии распознают микрососудистые катастрофы во внутреннем слое сетчатки при глаукоме

Расширяем свой «глаукомный» терминологический словарь

Многомерным моделированием показано, что ускоренная утрата клеток GCIPL связана со снижением перфузии макулы и плотности ее сосудистой сети

Мы завершаем апрельский цикл материалов о микрососудистых нарушениях на участках зрительной системы, ответственных за качество зрения.

Третья беседа об этой проблеме посвящена тому, чтобы подчеркнуть, насколько важны для понимания клинической картины глаукомы (точнее, поражений сетчатки) ее ключевые термины и оценочные параметры, и расширить их перечень.

В предшествующих материалах мы неоднократно рассказывали о диагностическом значении терминов «слой нервных волокон сетчатки» RNFL (retinalnervefibrelayer)  с оценочным параметром толщины (thickness); «плотность сосудистой сети» VD (Vessel Density), плотности капилляров макулы (macular VD) и толщины капилляра.  

Мы говорили ранее о том, что тяжелые (запущенные или нелеченые) стадии глаукомы (то есть поражения сетчатки) могут сегодня быть диагностированы и описаны гораздо более уверенно и детально, нежели  даже несколько лет назад, поскольку высокие технологии в офтальмологической практике стремительно развиваются; оптическая когерентная томография  opticalcoherencetomography (OCT) сегодня дополнена функцией исследования микрососудистых патологий opticalcoherencetomographangiography (OCTA) и исследовательским механизмом Искусственного Интеллекта (Artifical Intellect AI).

Стало возможным также оценивать нарушения наполненности и интенсивности капиллярных кровотоков в сетчатке (и других тканях и органах человека) с помощью так называемой технологии OCTARA. В последние годы появился обобщающий оценочные параметры термин  «оптические параметры микроангиографии OMAG.

В данном случае мы вводим в свой багаж знаний термин «слой макулярных ганглиозных клеток внутреннего плексиформного слоя сетчатки» GCIPL (macularganglioncell-innerplexiformlayer) со своим оценочным параметром.

Очень важный понимать, что, для оценки реального состояния сетчатки в частности и «рабочего» состояния глаза в целом, все упоминаемые нами оценочные параметры должны рассматриваться совместно, то есть в корреляционных (причинно-следственных) связях. 

Этому принципу следуют все офтальмологи-исследователи, занимающиеся проблемами качества зрения при глаукоме разных стадий у людей разных возрастных групп.

Масштабная транснациональная группа офтальмологов, специализирующихся на исследовании глаукомы, куда вошли специалисты Индии, Нидерландов, США (HarshaL. Rao, SrilakshmiDasari, NarendraK. Puttaiahetal.) сообщила в датированной июнем текущего года статье (опережающая публикация) о преимуществах технологии оптической микроангиографии для описания прогрессирующей потери GCIPL у пациентов с первичной открытоугольной глаукомой.

Исследование было проведено в Бангалоре (Южная Индия) в рамках долгосрочной программы Narayana Nethralaya Glaucoma Progression Study NNGPS [https://www.narayananethralaya.org/glaucoma-eye-treatment/]  и его результаты были опубликованы в Американском офтальмологическом журнале [https://www.ajo.com/article/S0002-9394(21)00631-0/pdf ; DOI:https://doi.org/10.1016/j.ajo.2021.11.029;  ].

За три года наблюдений с помощью многомерных моделей нарушений в плексиформном слое сетчатки и сопоставления OMAG при глаукоме разных стадий было показано, что более высокая скорость потери GCIPL связана со снижением перфузии макулы и снижением плотности ее сосудистой сети, то есть с ухудшением трофики. Эта взаимосвязь представляется вполне логичной

Однако такая зависимость может быть и не универсальной, то есть далеко не всегда о состоянии глаукомного больного можно судить по общим (а не локальным) параметрам. Практика показала, что более точной является оценка комплекса всех (по возможности) параметров не «в общем», а в разных зонах сетчатки и разных зонах диска зрительного нерва. Например, значение толщины слоя GCIPL может быть дифференцировано.

Так, двумя годами ранее (2020) в университете Вашингтон (США) офтальмологи в научном содружестве с разработчиками биоинженерных проектов  сообщили  через журнал PLOS One — международный междисциплинарный научный журнал, публикующий исследования в том числе в сфере медицинских наук, о своем видении роли сосудистых структур/сетей глаза в подержании качества центрального зрения, на примере  микрососудов сети ганглиозного  внутреннего слоя сетчатки (GCIPL) [https://doi.org/10.1371/journal. pone.024011 ].

Эти авторы (Cody Hansen, Karine D. Bojikian, Zhongdi Chu et al.) полагают, что OCTA, как инструмент исследования, может помочь в понимании структурно-функциональных взаимосвязей параметров в локальной (макулярной) области сетчатки. Они сообщили, что у пациентов с глаукомой, ─ среднего возраста 70 лет и длительностью диагностированного заболевания открытоугольной глаукомой не менее 3 лет,  ─ параметры системы микроциркуляции кровотоков в макулярных сосудах, то есть в GCIPL, достоверно коррелируют с поражением полей зрения, но неоднозначно в разных зонах поля зрения.

«Повторение – мать учения», поэтому для того чтобы лучше осознать сложность тончайших  пагубных для глаукомного больного перестроек в структурах глаза, пробежимся еще раз по материалу.  Данная статья ценна не только и не столько своими математическими выкладками, показывающими наличие или отсутствие взаимозависимости параметров, сколько глубоким анализом складывающейся клинической картины.

Обширный литературный материал, обобщенный авторами,  помог понять, насколько важна одновременная совокупная информация о кровотоке в различных участках сетчатки и глазного дна, о дегенеративных изменениях ганглиозных клеток и слое нервных клеток сетчатки,  и каким образом эта дефектура определяет нарушения полей зрения.  Подчеркивается, что уже на ранних стадиях глаукомы повреждаются около 50% ганглиозных клеток макулы. При этом ганглиозные скопления распределены по сетчатке неравномерно по так называемым центральным, «носовым» и «верхнее-и нижневисочным» секторам (в статье даны квадранты соответствующих секторов).

Авторы дополняют клиническую картину состояния сосудистой сети сетчатки перечнем рисков ухудшения капиллярного кровотока, включая курение, сахарный диабет, гипертонию, склонность к спазматизации сосудов (сосудистым кризам) и тот факт, что в настоящее время управлению глаукомой (тормозить глаукомный процесс) поддается только внутриглазное давление при активном совместном участии пациента и врача (не имеется в виду офтальмохирургия).  в центральной части сетчатки больше ганглиозных клеток в носовой и верхней секторов, чем в височных и нижних секторах соответственно.

Перечисленные нами современные технологии как раз позволяют оценить нарушения кровотока в микролокусах (перипапиллярная зона, плексиформный слой, фовеа и др) и визуализировать их (зафиксировать томо- ангиограммой) в том числе трехмерно.  

При этом важны параметры и центральной части сетчатки, и ее периферии.

 Поэтому данное исследование американских специалистов, сфокусированное на различиях тяжести дефектов полей зрения в центре и на периферии сетчатки, столь актуально.  

Здесь выделены «секторы» сетчатки, в которых ярко выражена зависимость качества зрения от искажения упомянутых нами параметров состояния кровотока и плотности сосудистой сети. Исследования в этом направлении представляются несомненно перспективными.

Терминологический словарь

Плексиформный слой – Внутренний сплетениевидный слой (англ. inner plexiform layer, IPL) — один из десяти слоев сетчатки позвоночных и человека, образованный из переплетения аксоновых окончаний биполярных клеток и дендритов амакриновых и ганглионарных клеток.

Дендриты —  отростки, по которым нервные импульсы передаются к телу нейрона. Эти отростки сильно ветвятся. У нейрона может быть несколько дендритов. Аксон — это отросток, по которому импульсы передаются от тела клетки. Аксон обычно ветвится только на конце. У каждого нейрона всего один аксон.

Биполя́рная кле́тка сетча́тки, или биполя́рный нейро́н сетча́тки  — биполярная клетка зрительной системы. Выполняет стратегическую функцию, пропуская через себя все сигналы, возникающие в фоторецепторах (колбочках, палочках). При этом существуют специфические палочковые биполяры. У колбочек свои биполяры. Среди них есть карликовые.  Карликовые ганглиозные клетки получают входы от карликовых биполяров, диффузные ганглиозные клетки собирают информацию от всех видов биполяров. В сетчатке человека несколько палочек присоединяются к одной биполярной клетке, а колбочки контактируют с биполярами в соотношении 1:1. В области центральной ямки каждая колбочка через биполяр соединена с одной ганглиозной клеткой. Такое сочетание обеспечивает более высокую остроту цветного зрения по сравнению с черно-белым.

Амакриновые клетки — слой интернейронов сетчатки, которые получают входные сигналы от биполярных нейронов и посылают сигналы ганглиозным клеткам и другим биполярам.

Ганглионарная (ганглиозная) клетка — нервная клетка (нейрон) , способная генерировать нервные импульсы в отличие от других типов нейронов сетчатки (биполярных, горизонтальных, амакриновых). Ганглионарные клетки граничат со стекловидным телом глаза и образуют слой сетчатки, который первым получает свет. Ганглионарные клетки завершают «трёхнейронную рецепторно-проводящую систему сетчатки»: фоторецепторбиполярный нейрон — ганглионарная клетка.

Перфузия   — прохождение жидкости через кровеносную систему к органу или ткани, обычно относящееся к доставке крови в капиллярное русло в ткани.

ru.wikipedia.org

Глаукома в 75% случаев сочетается с нарушением функции световосприятия

Уже на ранних стадиях глаукомы страдают архитектура сетчатки и кровоснабжение макулярной зоны

Как глубокая, так и поверхностная макулярная плотность микрососудов  коррелирует с остротой зрения при запущенной глаукоме

Продолжаем разговор о рисках, которым подвергается сетчатка глаза при открытоугольной глаукоме по мере ее прогрессирования: на стадии дебюта, на стадиях средней тяжести и запущенной. 

В этом материале мы говорим о том, что в клинической картине глаукомы имеют место изменения не только области диска зрительного нерва, но также области макулы, или «желтого пятна».  

NB! Приведенные в тексте микрофотографии и рисунки взяты из открытых ресурсов Интернета, выполняют иллюстративную функцию и не имеют отношения к содержанию обсуждаемых статей.

Терминологический словарь

Макула (macula «пятно») – термин, относящийся не только к глазу. В обобщенном понимании это небольшое по площади  тёмное пятно/область на поверхности. «Жёлтое пятно» (лат. macula lutea) — затемненная область в центре сетчатки, зона световосприятия и максимально возможной остроты зрения.  Ее диаметр в среднем 5,5 мм, около трети площади (по оси 1,5 мм) занимает центральная часть – фовеа (Fovea), наиболее чувствительная к свету зона, ответственная за центральное зрение, цветовосприятие и различение деталей. 

М. подвержена возрастной дистрофии, отекам, разрывам.

 Питание М. происходит благодаря прилежащей хориоидее (сосудистой оболочке), пронизанной капиллярами, то есть своего рода «оплетке кровонесущими проводами».

Floor effect  –  «эффект дна», проблема нижней границы измерения, ниже которой невозможно оценить точные значения переменной.

Visual acuity (VA) ─ визуальная активность,  собственно зрение как таковое.

Deepmacularvesseldensities (VDs) ─ плотность глубоко залегающих сосудов в области макулы

Macular microvasculature ─микроциркуляторное русло (вокруг) желтого пятна

Макулодистрофи́я — общее название поражений сетчатки и нарушений центрального зрения. В основе лежат  патология сосудистой сети и ишемия (отмирание из-за нарушенного «подвода питания») сетчатки

Префиксы (приставки): пери – в непосредственной близости; пара – за пределами

Особенности нарушений работы макулярной зоны у глаукомных больных  в последние годы детально изучают отечественные и зарубежные офтальмологи.  Впервые концептуально связали глаукомный процесс с повреждением макулярной зоны отечественные офтальмологи-исследователи; до этого дегенеративные явления в макуле, то есть возрастную макулодистрофию, исследовали как «автономные», происходящие в конкретной зоне сетчатки, где «выключается» центральное зрение.

Специалисты отечественных базовых медицинских учреждений (Центр офтальмологии Федерального Медико-биологического Агентства России, Федеральное Государственное Бюджетное Научное Учреждение «НИИ глазных болезней») в 2017 г., то есть пять лет назад,  описали особенности кровотока в области макулы у глаукомных больных. 

Группа офтальмологов под руководством профессора Центра офтальмологии ФМБА Н.И. Курышевой сообщила, что на ранней стадии глаукомы уже наблюдаются структурная дегенерация и снижение кровотока как в поверхностных, так и в глубоких слоях сетчатки в макулярной зоне. Полнотексты доступны здесь: doi: 10.17116/oftalma2017133229-37;  https://tradomed-invest.ru/pdf/O.pdf?ysclid=l1ufypjmpd;  https://www.mediasphera.ru/issues/vestnik-oftalmologii/2017/2/10042465X2017021029.

Авторы привели доказательную базу в пользу того, что ОКТ-А, оптическая когерентная томография с ангионарной (сосудистой) составляющей,  5 лет назад действительно была революционной технологией,  поскольку без применения красителей она демонстрирует истончение (то есть истощение) макулы при глаукоме на всей возможной глубине  сканирования и в разных локусах фовеа, что ранее было технически невозможным.

Сравнив собственные результаты клинического обследования состояния макулы у здоровых людей (в контроле) и у глаукомных больных, авторы показали, что в трех возрастных группах пациентов 61,9 (норма); 62,5 и 64,8 лет (глаукома I и II-III стадии) – по мере прогрессирования заболевания на фоне тенденции повышения внутриглазного давления с 15,5 (контроль) до 19,4 мм.рт.ст. (глаукома), —  четко прослеживаютсяструктурные деструкции и нарушения кровоснабжения зоны макулы (различия в относительных единицах приведены к целым значениям, с тем чтобы выявить векторы изменений).

1. Структурные деструкции сетчатки по мере развития глаукомы:

Утончается слой нервных волокон сетчатки: I стадия глаукомы – на 11 %,   II-III стадия на 33 % от контроля (здоровые глаза); 

Постепенно истончается слой ганглиозных клеток: I стадия на 9 %, II-III стадия на 38 % от контроля.

Картина потерь общего  объема ганглиозных клеток на запущенной стадии — градиент от 1,6 % до 25,0 % (NB:почти на два порядка!)

Потеря толщины сосудистой оболочки (хориоидеи) в зоне фовеа составила в период наблюдения стабильную величину (9 % от контроля).

  1. Ухудшается кровоснабжения фовеа:

В парафовеальной зоне (расстояние от центра 0,6-2,5 мм):

Снижение плотности кровеносных сосудов по сравнению со здоровыми глазами на второй-третьей стадии глаукомы: поверхностных на 23,38%,  глубоких на 20,07%.

В перифовеальной зоне (расстояние от центра 2,5-5,5 мм):

Снижение плотности кровеносных сосудов по сравнению со здоровыми глазами на второй-третьей стадии глаукомы: поверхностных на 18,61% ,  глубоких на 17,44%.  То есть на удалении от центра фовеа кровоснабжение страдает не так сильно, как вблизи. Выражена тенденция меньшего снижения в глубоких слоях по сравнению с поверхностными.

Потеря общей площади кровеносной сети в зоне фовеа (Flow Area):

В поверхностном слое: I стадия на 34 %,   II-III стадия на 44 % от контроля;

В глубоком слое: I стадия на 45 %, II-III стадия на 51% от контроля

 

Анализируя полученные данные, исследователи группы Н.И. Курышевой подчеркнули, что именно благодаря разрешающим возможностям метода ОКТ-А была получена детальная информация о кровоснабжении внутренних слоев сетчатки в зоне макулы (то есть о границах нарушений при возрастной макулодистрофии).

Констатируя, что наблюдаемые эффекты наблюдались у достоверного большинства (75%) пациентов с глаукомой, авторы на тот момент все же ограничились предположением: « …ухудшение трофики в указанных слоях объясняет вовлечение макулы в патологический процесс уже на ранних стадиях глаукомы».

Свою осторожность в суждениях авторы пояснили следующим образом: «…Выявленное истончение внутренней и наружной сетчатки в фовеальной и парафовеальной областях, а также уменьшение плотности макулярного пигмента могут быть непосредственной причиной снижения световой чувствительности в центральной и парацентральной зонах поля зрения. Однако сами по себе они представляют собой следствие еще не выясненных патологических процессов, захватывающих центральные отделы сетчатки при глаукоме».

За время, прошедшее с появления этой публикации, появились массивы новых, пока действительно противоречивых, результатов. Но они пока что не дают понимания реальных взаимосвязей измерительных оценочных параметров в макуле и глаукомных нарушений.

В апреле текущего года American Journal of Ophthalmology разместил онлайн-версию публикации группы офтальмологов клиники Национального Университета Тайваня (Тайбэй) опоискекорреляционнойcвязи состояния микрососудов макулярной зоны, состояния полей зрения и остроты (качества) зрения у больных глаукомой 60-62 лет, находящихся на далеко зашедшей и тяжелой стадии глаукомы и имеющих сравнимый уровень контролируемого внутриглазного давления (около 16 мм.рт.ст.).

Полнотекст можно найти здесь ( Full length article| Volume 236, P154-163, April 01, 2022; https://doi.org/10.1016/j.ajo.2021.10.005; https://www.ajo.com/article/S0002-9394(21)00518-3/pdf).

Авторы этой  публикации Yun Hsia, Tsung-Hong Wang, Jehn-Yu Huang, Chien-Chia Su сообщили о выявленных компьютерной ангиографией деструкциях в макуле таких пациентов; при этом макула исследовалась как отдельно взятая анатомо-морфологическая единица.

Было установлено, что в период от продвинутой до тяжелой стадии развития глаукомного процесса:

  • Плотность микрососудов в парафовеальной зоне падает в поверхностном слое с 35,50% до 32,63%, в глубоком слое с 47,7 до 46,9 %, то есть соответственно на 2,87% и 0,8%.
  • Непосредственно в фовеа (лакуне) плотность микрососудов упала в поверхностном слое с 13,5% до 11,5%, в глубоком слое с 27,6 до 25,0%, то есть соответственно на 2,0% и 2,6%.
  • В основном «теле» макулы поверхностные слои потеряли 2,0% плотности, глубокие – 1,0%, то есть глубокие слои менее чувствительны к воздействию повреждаюшего агента и вблизи лакуны, и в целом по макуле.
  • Толщина слоя нервных волокон за указанный период снижалась с 63 до 58 мкм, то есть на 5 мкм; толщина слоя ганглиев снижалась с 69 до 65 мкм, то есть на 4,0 мкм, что можно считать равнозначными изменениями

Специалисты Тайваньской исследовательской группы построили свою разработку на литературных данных о том, что структурные изменения, равно как и изменения функциональных параметров (острота зрения и параметры полей зрения) служат надежными индикаторами прогрессирования глазных заболеваний и хорошо коррелируют друг с другом. Однако в случае глаукомы ситуация не столь однозначна, поскольку при далеко зашедшей глаукоме толщина слоя нервных клеток и слоя и ганглиозно-клеточного комплекса снижаются, выходя за уровень  «floor effect», ниже минимального измеримого, и поэь так называемый «эффект пола», и поэтому достоверность их трактовки ограничена.  Функциональные параметры более пригодны, но и здесь острота зрения и даже макулярная сетка могут сохраняться вплоть до терминальных стадий глаукомы. Технология ОКТ-А еще более пригодна, так как она позволяет работать с микрососудистой сетью и ее результаты лучше коррелируют с функциональными параметрами.

Авторы подчеркнули, что такие исследования сосредоточены в основном на пациентах с ранней и умеренной глаукомой и оставляют малоисследованными пациентов с тяжелой формой, у которых показатели толщины слоя нервных клеток и слоя ганглиев уже достигли уровня  floor effect .

Исследователи пришли к выводу, что снижение плотности микрососудистой сети в глубоких слоях макулы следует отнести исключительно к глаукоме. Поверхностная макулярная плотность микрососудов диагностически значима только на более ранних стадиях заболевания, но и этот параметр не является абсолютно надежным. Единственным локусом, где показатели остроты зрения и плотности сосудов надежно коррелируют, авторы считают зону глубокой носовой решетки deep nasal grid. Они настаивают на продолжении исследований в группе с тяжелой глаукомой.

Итак, мы все более убеждаемся в том, что глаукома – невероятно сложное заболевание.

До новых встреч.