Современные представления об увеосклеральном пути оттока внутриглазной жидкости

Лебедев О.И., Столяров Г.М., Молчанова Е.В.

Modern conception of uveoscleral outflow

of intraocular fluid

O.I. Lebedev, G.M. Stolyarov, E.V. Molchanova

GIU VPO Omsk State Medical Academy of Roszdrav, Omsk

(Literary review)

Clinical and physiological aspects of the mechanism of an uveoscleral outflow are of great interest. Despite of significant volume of knowledge of this field, researching are in progress.

Механизмы оттока внутриглазной жидкости представляют интерес как в физиологическом, так и в клиническом аспектах. Несмотря на большой объем знаний об особенностях строения и функции гидродинамической системы глаза, научный поиск в этом направлении продолжается [7,8]. Трабекулярный аппарат, являющийся ведущим структурно–функциональным элементом системы оттока влаги, и в наше время продолжает привлекать внимание ученых [29]. Существование увеосклерального пути оттока внутриглазной жидкости известно в течение более чем 50 лет, но привлекало внимание лишь единичных исследователей [16,17,24].

В начале второй половины ХХ в. A. Bill at al. при исследовании глаз человекообразных обезьян впервые установил факт оттока внутриглазной жидкости в обход трабекулярному аппарату, используя для этого альбумин, меченный изотопами йода [15–17]. В этих исследованиях было выявлено наличие внутриглазной жидкости в цилиарной мышце, хориоидее, склере и эписклеральной ткани, а «нестандартный» путь оттока был определен как увеосклеральный.

Наличие альтернативного пути оттока внутриглазной жидкости стало причиной появления ряда вопросов в отношении его роли в физиологии глаза. Обнаруженный морфофункциональный полиморфизм требовал объяснений. Обобщая данные различных авторов [12,20], можно выделить следующие отличия. Во–первых, трабекулярный путь оттока более значим в гидродинамическом плане, т.к. именно на нем лежит основная функция по регуляции тонуса глазного яблока, чего нельзя сказать про увеосклеральный, длительное время определяемый как pressure independent outflow, т.е. в количественном отношении не зависимый от значений ВГД [12]. Во–вторых, трабекулярный аппарат обладает собственным морфофункциональным субстратом – трабекулярной сетью. Она представляет собой комплекс соединительнотканных структур, выстланных эндотелиальной тканью, трабекулами – параллельными пластинами, каждая из которых имеет множество сквозных отверстий (ячеек). В отношении увеосклерального пути такой однозначности нет, т.к. движение влаги по нему происходит посредством нескольких структурных образований, в т.ч. по трабекулярной сети [2].

Как указывает ряд исследователей, оба пути оттока теснейшим образом связаны друг с другом как в морфологическом, так и в функциональном плане [2,6]. Наиболее отчетливо это прослеживается на реализации функции аккомодации во взаимоотношении с гидродинамическими параметрами глаза [6]. Жизнедеятельность человеко­образных обезьян и человека диктует необходимость частой и значительной аккомодации, что привело к развитию аккомодационного аппарата и увеличению объема цилиарной мышцы, и соответствующему уменьшению объема передней камеры от низших млекопитающих к человеку [3]. Активно функционирующая цилиарная мышца ведет к постоянному изменению объемов камер глаза, внося тем самым значительные изменения в гидродинамическую систему глаза. Эволюционно это реализовалось в развитии трабекулярного аппарата у человека, четко не представленного у животных [5], и не просто в появлении оформленного трабекулярного пути оттока внутриглазной жидкости, а в развитии теснейшей морфофункциональной связи с филогенетически более древним – увеосклеральным. Следствием этого является активизация оттока внутриглазной жидкости при высокой активности аккомодации не только по трабекулярному, но и по увеосклеральному пути [10].

На протяжении нескольких десятилетий не было однозначного ответа на вопрос о конкретных анатомических образованиях, участвующих в оттоке внутриглазной жидкости по увеосклеральному пути. Высказывались различные мнения: через десцеметовую оболочку, строму и корень радужки, строму роговицы [17,22,28]. Таким образом, прослеживалась отчетливая тенденция к рассмотрению различных путей оттока жидкости как независимых друг от друга.

В отношении увеосклерального пути имеются работы, убедительно свидетельствующие о единстве и целостности системы оттока внутриглазной жидкости. [2]. В 2006 г. А.В. Золотарев и соавт. высказали точку зрения, что путь оттока один, но имеет при этом две различные функциональные ветви. Первая – трабекулярная, реализуется благодаря множеству отверстий в трабекулярных пластинах, обеспечивающих ток жидкости «поперек» трабекулярной сети, т.н. транстрабекулярный. Вторая – увеосклеральная, обусловливается наличием межтрабекулярных щелей, продолжающихся в цилиарном теле в пространства между пучками цилиарной мышцы, т.н. паратрабекулярный ток жидкости. Подобные выводы были сделаны на основании исследования, предполагавшего перфузию аутопсированных человеческих глаз суспензией туши в условиях, приближенных к физиологическим.

Следует отметить важное свойство трабекулярного аппарата как «самоочищающегося» фильтра [20], обусловленного транстрабекулярным током жидкости, создающим предпосылки для прохождения относительно крупных конгломератов. Внутриглазная жидкость, проходящая по «увеосклеральной ветви», т.е. межтрабекулярно, подобных условий для содержащихся в ней форменных элементов не создает.

В патогенезе открытоугольной глаукомы важную роль играют изменения, происходящие в соединительнотканных структурах глаза. Отчетливее всего это прослеживается в отношении склеры. Общеизвестно, что с возрастом нарушаются соотношения коллагенового и эластинового компонентов соединительной ткани, что ведет к потере такого важного свойства как эластичность [1]. Это, в свою очередь, ведет к затруднению т.н. дыхания склеры – биомеханического явления, обеспечивающего гидродинамическое равновесие глазного яблока [9].

Менее заметные, но не менее значимые изменения происходят при физиологическом процессе старения и в цилиарной мышце, также ведущие к снижению оттока внутриглазной жидкости по увеосклеральному пути [13]. В первую очередь следует отметить процессы инволюционного перерождения мышечной ткани с формированием на ее месте структур, гистологически схожих с соединительнотканными. В стареющей цилиарной мышце наблюдается повышение плотности соединительной ткани, занимающей пространство между мышечными волокнами. C возрастом отмечено уменьшение ее совокупной длины. В то же время изменения составляющих ее разнонаправленных мышечных волокон различны. Так, количественное представительство меридиональных и радиальных волокон уменьшается, а область циркулярных волокон значительно увеличивается с возрастом. Следствием этого является смещение всего массива цилиарной мышцы в сторону передней камеры [30]. Биомеханически это очень похоже на эффект, наблюдаемый у молодых людей, но только при напряжении аккомодации. В результате указанного эффекта отток по увеосклеральному пути снижается.

Говоря о значении увеосклерального пути оттока внутриглазной жидкости, нельзя не отметить его роли в обеспечении гидродинамического равновесия в условия воспаления переднего отрезка глаза. Так, в эксперименте на живых глазах человекообразных обезьян было выявлено четырехкратное увеличение объемной доли оттока внутриглазной влаги через ресничное тело и хориоидею в условиях спровоцированного острого иридоциклита [32]. Патофизиологическая целесообразность этого явления очевидна. Воспалительный процесс ведет к усиленной перфузии цилиарного тела. Цилиарные отростки, сосуды которых на фоне воспаления характеризуются также повышенной проницаемостью, обеспечивают повышенную ультрафильтрацию. Вследствие этого происходит образование новых порций внутриглазной жидкости, причем образующаяся в таких условиях влага по своему составу будет отличаться от нормальной. Прежде всего, различия будут обусловливаться присутствием различных медиаторов воспаления, провоспалительных цитокинов, в т.ч. эндогенных простагландинов. Последние играют особенную роль в обеспечении увеосклерального пути оттока. Простагландины обладают способностью к ремоделированию экстрацеллюлярного матрикса. Они стимулируют секрецию серий ферментативных субстанций (металлопротеиназ, гелатиназ) опосредованно через гладкомышечные клетки. Эти ферменты синтезируются в виде неактивных проферментов. После активации они разрушают экстрацеллюлярный матрикс, находящийся в пространстве между гладкомышечными волокнами цилиарного тела [31]. Таким образом, данные ферменты снижают гидравлическое сопротивление ткани в области мышечных волокон и увеличивают отток внутриглазной жидкости через мышцу [25]. Особенно важным является воздействие на коллагеновые волокна, непосредственно отвечающие за архитектонику соединительной ткани [27]. При стихании воспалительных явлений межклеточное вещество цилиарного тела принимает изначальную структуру и свойства, т.е. влияние простагландинов на экстрацеллюлярный матрикс обратимо.

Еще одна особенность оттока внутриглазной влаги в условиях воспаления переднего отрезка состоит в лавинообразном повышении проницаемости цилиарной мышцы и хориоидеи (до 10 000 раз при выраженном их отеке) [32].

Как было сказано выше, увеосклеральный отток в функциональном смысле длительно воспринимался как параметр, не зависимый от значений ВГД [14]. Законо­мерен вопрос: уместно ли говорить об оттоке вообще, может быть, истечение влаги по увеосклеральному пути имеет больше общего с явлением диффузии [24]? Про­веденные исследования, основанные на оценке времени появления флуоресцеина в структурах, составляющих морфологическую основу увеосклерального оттока: цилиарного тела хориоидеи, супрахориоидального пространства, в т.ч. с захватом области заднего полюса глазного яблока, позволили ответить на этот вопрос. Суть исследования сводилась к созданию искусственного разнонаправленного тока влаги из передней камеры в супрахориоидальное пространство (моделирование увеосклерального оттока) и в обратном направлении – из супрахориоидального пространства в переднюю камеру (моделирование диффузии внутриглазной жидкости). Результаты исследования были весьма показательны: скорость продвижения флуоресцеина за единицу времени из передней камеры в супрахориоидальное пространство была примерно в 200 раз выше, чем в обратном направлении. Этот результат подтверждает правомерность термина «отток», а не «диффузия» внутриглазной жидкости по увеосклеральному пути.

В абсолютном большинстве работ, посвященных изучению увеосклерального оттока, клинический аспект научного поиска был представлен недостаточно. Материалы и методы предусматривали применение энуклеированных человеческих глаз, в том числе имевших патологические процессы (злокачественные новообразования) и глаз животных [11,18,21]. Активно применялись различные белковые субстанции, нагруженные радиоактивными частицами (изотопы йода), высокотехнологичные и высокоточные методы визуализации и регистрации промежуточных и конечных результатов (флюорофотометрия) [22]. В этих исследованиях использовались методы, характеризующие отток внутриглазной жидкости по увеосклеральному пути лишь опосредованно. Впослед­ствии полученные данные экстраполировались на человека.

В первой половине ХХ в. В. Rosengren впервые предпринял попытку оценки гидродинамических параметров глаза живого человек на фоне блокированного трабекулярного пути оттока внутриглазной жидкости, используя для этого вакуумный колпачок [26]. Под колпачком создавался вакуум, благодаря чему его края сдавливали эписклеральное венозное сплетение. Таким образом, возникала значительная помеха для оттока влаги по основному пути. Методика неоднократно модифицировалась, но все равно имела значимые недостатки, такие как блокада не более чем на 1,5 мин и невозможность оценки гидродинамических параметров глаза непосредственно во время перекрытие основного пути оттока [19,23].

Впоследствии была разработана методика блокады оттока внутриглазной жидкости по дренажной системе глаза с использованием перилимбального вакуумного компрессионного кольца [4]. Такая конструкция предусматривала наличие отверстия над роговицей, куда можно было поместить датчик тонографа. Наложение вакуума обеспечивало отток влаги лишь по увеосклеральному пути. Одновременно проводилась стандартная тонография по Гранту, благодаря которой стало возможно визуализировать и оценивать важнейшие гидродинамические параметры во время наложенного вакуума [4].

Используя данные электронного специализированного ресурса PubMed (National Library of Medicine, NLM), можно отметить, что на сегодняшний день по данной теме опубликовано 299 научных работ, причем более половины – за последние 10 лет (после 2000 г. включительно), вместе с тем первая публикация датирована 1976 г. Учитывая это, можно сделать вывод, что в конце ХХ – начале ХХI в. вопросы, касающиеся увеосклерального пути оттока внутриглазной жидкости, стали вновь актуальны в связи с открытием и разработкой принципиально новой группы гипотензивных препаратов – аналогов простагландинов.

Литература

1. Кошиц И.Н. и др. Биомеханический анализ традиционных и современных представлений о патогенезе первичной открытоугольной глаукомы // Глаукома. 2005. № 1. С. 41–62.

2. Золотарев А.В., Карлова Е.В., Николаева Г.А. Роль трабекулярного аппарата в осуществлении увеосклерального оттока // Клин. офтальмол. 2006. № 2. С. 67–69.

3. Копенкин Е.П., Шишкин А.Г. Микрохирургия набухающей катаракты // Ветеринар. 1998. № 7. С. 34–36.

4. Косых Н.В. Увеосклеральный отток внутриглазной жидкости при первичной глаукоме: Дис. …канд. мед. наук. Омск, 1982. 204 с.

5. Светлова О.В. Функциональные особенности взаимодействия склеры, аккомодационной и дренажной систем глаза при глаукомной и миопической патологии: Автореф. дис. ... д–ра мед. наук. М., 2009. 40 с.

6. Светлова О.В., Кошиц И.Н. Взаимодействие основных путей оттока внутриглазной жидкости с механизмом аккомодации: Учебное пособие. СПб., МАПО. 2002. 30 с.

7. Симановский А.И. Гидравлические характеристики глаза и усовершенствование клинической тонографии. Ч. 1 // Глаукома. 2008. № 2. С. 50–56.

8. Симановский А.И. Гидравлические характеристики глаза и усовершенствование клинической тонографии. Ч. 2 // Глаукома. 2008. № 3. С. 54–60.

9. Светлова О.В. Проработка концепции биомеханической модели оттока внутриглазной жидкости // Российский журнал биомеханики. 2001. № 3. С.

10. Золотарев А.В. и др. Увеосклеральноый отток и аккомодация: морфологическая и функциональная взаимосвязь // Клин. офтальмол. 2009. 10. № 1.

11. Aihara M., Lindsey J.D., Weinreb R.N. Aqueous Humor Dynamics in Mice. / Investigative Ophthalmology and Visual Science. 2003 – Vol.44. – P. 5168–5173.

12. Alm A., Kaufman P.L. Uveoscleral outflow. Biology and Clinical Aspects. Mosby Int.Ltd, London – 1998. – 99 p.

13. Aqueous humor dynamics in the aging human eye. Toris C.B. at al. / Am J Ophthalmol. – 1999. – Vol. 127 – № 4. – P. 407–412.

14. Bill A. Further studies on the influence of the intraocular pressure on aqueous humor dynamics in cynomolgus monkeys. Invest Ophthalmol. – 1967. – № 6. – Р. 364–372.

15. Bill A. The aqueous humor drainage mechanism in cynomolgus monkey (Macaca irus) with evidence for unconventional routes. / Invest. Ophthalmol. – 1965. – № 4. – P. 911–919.

16. Bill A., Hellsing K. Production and drainage of aqueous humor in the cynomolgus monkey (Macaca irus). Invest Ophthalmol. 1965. – № 4. – P. 920–926.

17. Bill A., Phillips C.L. Uveoscleral drainage of aqueous humor in human eyes / Exp. Eye Res. – 1971. – Vol. 12. – P. 275.

18. Brubaker R.F., Kupfer C. Determination of pseudofacility in the eye of the rhesus monkey. / Arch Ophthalmol. – 1966. – Vol. 75. – № 5. – P. 693–697.

19. Ericson L. Twenty–four harly variations in the inflow of the aqueous humor / Acta ophthal. – 1958. – Vol. 36. – P. 381.

20. Fink A.I., Felix M.D., Fletcher R.C. The anatomic basis for glaucoma / Ann Ophthalmol. – 1978. – Vol. 10. – № 4. – P. 397–411.

21. Langham M.E., Edwards N. A new procedure for the measurement of the outflow facility in conscious rabbits. / Exp Eye Res. – 1987. – Vol. 45. – P. 665–672.

22. Lindsey J.D., Weinreb R.N. Identification of the mouse uveoscleral outflow pathway using fluorescent dextran / Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. – 2002. – Vol. 43. – P. 2201–2205.

23. Lytton H. Compression an the aqueous outlets. – Brit. J. ophthal. – 1956. – Vol. 40. – P. 104.

24. Pederson J. E., Toris C.B. Uveosderol Outflow: Diffusion or Flow? / Invest Ophthalmol Vis Sci. – 1987. – Vol. 28. – P. 1022–1024.

25. Prostaglandins increase matrix metalloproteinase release from human ciliary smooth muscle cells. Weinreb R.N. et al. / Invest. Ophthalmol Vis Sci. – 1997. – Vol. 38. – № 13. – P. 2772–2780.

26. Rosengren B. A. method for producing intraocular rise of tension / Acta Ophthal. – 1934. – Vol. 12. – P. 403.

27. Sagara T., Gaton D.D., Lindsey J.D. Reduction of Collagen Type I in the Ciliary Muscle of Inflamed Monkey Eyes / Investigative Ophthalmology and Visual Science. – 1999. – Vol. 40. – P. 2568–2576.

28. Sherman S.H., Green K., Laties A.M. The fate of anterior chamber outflow pathways / Exp. Eye. Res. – 1978. – Vol. 27. – P. 159.

29. Tamm E.R. The trabecular meshwork outflow pathways: structural and functional aspects / Exp Eye Res. – 2009. – Vol. 88. – № 4. – P. 648–655.

30. Tamm S., Tamm E., Rohen J.W. Age–related changes of the human ciliary muscle. A quantitative morphometric study / Mech Ageing Dev. – 1992. – Vol. 62. – P. 209–211.

31. The influence of Latanoprost 0.005% on aqueous humor flow and outflow facility in glaucoma patients: a double–masked placebo–controlled clinical study. Dinslage S. at al. / Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. – 2004. – Vol. 242. – № 8. – P. 654–660.

32. Toris C.B., Pederson J.E. Aqueous Humor Dynamics in Experimental Iridocyclitis / Invest. Ophthalmol Vis Sci. – 1987. – Vol. 28. – P. 477–481.