Эмбриональное развитие органа зрения

XX ВЕК

СРЕДНЕВЕКОВЬЕ

ИСТОРИЯ ОФТАЛЬМОЛОГИИ

РАННИЕ ЭТАПЫ (ДО НОВОЙ ЭРЫ)

Истоки офтальмологических знаний теряются в глубокой древности. По всей вероятности, попытки лечить глазные заболевания появились вместе с самыми первыми возможностями облегчать страдания, приносимые любыми болезнями. Найдено достаточно документов древних культур - от древнеегипетской и ассиро-вавилонской (4000-2500 лет до н. э.) до Гиппократа (460-377 г.г. до н. э.), в которых есть описания болезней глаз и их лечения, а к концу этого периода - сведения о строении глаза, причинах и патогенезе многих глазных заболеваний (древнеиндийские, древнекитайские источники и знаменитый Гиппократ). Эти документы пора­жают присутствием в них удивительно ценной и обоснованной информации по описанию и лечению глазных болезней, естественно, в соседстве с примитивными, ошибочными, а нередко чисто мистическими представлениями. Так, лечение трахомы раствором сернокислой меди, описанное в священных древнеегипетских книгах за 1500 лет до н. э., продержалось до середины нашего столетия, когда в достаточном количестве появились сульфаниламиды и антибиотики.

В третьем веке до н. э. Эвклид из Александрии создал учение об оптике, а точные измерения углов преломления осуществил позднее Птолемей.

Через четыре века после Гиппократа появилось новое описание строения глаза и 30-ти глазных болезней, сделанное Цельсом, который уже выделяет 13 из них, требующих хирургического лечения.

Известнейший ученый греко-римской эпохи Клавдий Гален (131-201 г.г. н. э.) оставил ошибочные представления об органе зрения (главным в глазу он считал хрусталик и с ним связывал акт зрения), просуществовавшие до XVII века.

В труде Везалия (1514-1566) "Об анатомии глаза" сетчатка тоже не признается как структура зрительного восприятия. Новую теорию зрения создал И. Кеплер (1571—1630), по взглядам которого акт зрения заключается в изображении предметов внешнего мира на сетчатке, а хрусталик -это только линза, преломляющая лучи света.

Арабскими врачами написано 12 оригинальных руководств по отдельным вопросам офтальмологии. Они еще в ХП1 веке использовали наркотические вещества для обезболивания при операциях, в том числе и глазных, а также применяли правила асептики, что приводило к лучшим исходам

В третей книге «Канона врачебного искусства» (11 век) Абу Ибн Сина (Авиценна) изложил анатомию, физиологию глаза и учения о его болезнях их лечении и сообщил об экстракции катаракты как трудной и рискованной операции.

В офтальмологии XX века отмечается ее специализация по разделам (офтальмоонкология, офтальмотравматология, детская офтальмология, учение о глаукоме и др.) при сохранении общего интегрированного характера, что обусловлено быстрыми темпами всестороннего и существенного углубления и расширения знаний. С одной стороны, результатом, а с другой -заметным двигателем развития офтальмологии являются новые методы исследования органа зрения, диагностики и лечения глазных заболеваний, разработанные на основе достижений научно-технического прогресса: усовершенствованные варианты офтальмоскопии; биомикроскопия; гониоскопия; томография; ультразвуковые методы исследования и лечения; флюоресцентная ангиография; методы функциональной диагностики, в том числе, электрофизиологические, и различные способы компьютерного исследования поля зрения; лазерная терапия и хирургия; авторефрактометрия, контактная коррекция зрения и, наконец, глазная микрохирургия.

Особенно во второй половине столетия динамично менялись как принципы лечения различных заболеваний (пересадка роговицы при бельмах, органосохраниые методы лечения злокачественных опухолей глаза, хирургическая реабилитация последствий травм глазного яблока и др.), так и структура патологии органа зрения и причин слабовидения, слепоты и инвалидности, которые существенно отличаются в странах с различным экономическим уровнем. Так в слаборазвитых странах остаются массовыми заболеваниями трахома и другие заразные экзогенные болезни глаз, а у населения, входящего в "золотой миллиард", основны­ми причинами снижения зрения и слепоты являются близорукость, глаукома и сахарный диабет.

Развитие офтальмологии в советский период истории нашей страны отличают уникальные характеристики:

1)не имеющие аналогов темпы роста материальной базы и кадрового потенциала офтальмологической службы (1920 год - 300 окулистов, 1965 год-11000);

2)организационные принципы офтальмологической помощи, обеспечившие ее абсолютную доступность каждому нуждающемуся;

3)унифицированные, реализованные на территории всей страны, меры ликвидации и профилактики трахомы, других заразных глазных заболеваний и слепоты от глаукомы;

4)диспансерное лечение хронических заболеваний (первичной глаукомы, близорукости, косоглазия и др.);

5)целенаправленно развивающаяся охрана зрения детей.

К концу этого периода отечественная офтальмология вплотную подошла к формированию охраны зрения населения как системы, где лечебная помощь является одним из этапов профилактики снижения зрения, слабовидения, слепоты и инвалидности по зрению.

Несмотря на успехи офтальмологии, в настоящее время сохраняют свою актуальность целый ряд длительно существующих нерешенных проблем, а также возникших уже на современном уровне развития человечества.

До сих пор неизвестна причина и не раскрыт во всех его звеньях патогенез первичной глаукомы (заболевания, приводящего к слепоте), что тесно связано с отсутствием ясности в вопросах регуляции внутриглазного давления на всех ее уровнях; серьезным вопросом остается профилактика повреждений органа зрения и ликвидация последствий глазных травм, равно как и профилактика их осложнений; растет число близоруких, особенно в городах; совершенно новой проблемой выступает зрительное утомление при работе с компьютерами; не решена проблема врожденной патологии органа, зрения; наступает сахарный диабет как причина слепоты. Список актуальных проблем, связанных с расстройствами зрения, не исчерпывается перечисленными, просто они выходят на первый план.

радужки. Благодаря названному круговому анастомозу, круговому анастомозу по зрачковому краю, штопарообразному ходу радиальных сосудов и многочисленным анастомозам между ними кровоснабжение радужки не затрудняется ни при постоянной игре зрачка, ни при длительном медикаментозном параличе сфинктера с максимальным мидриазом, что имеет существенное клиническое значение. Задняя поверхность радужки представлена слоем пигментного эпителия. Самое тонкое место - корень радужки - находится на перисрерии, где она переходит в цилиарное тело.

Ресничное тело (согриз сШаге) проецируется на склеру в виде кольца неравномерной ширины (6—7 мм с назальной и 7—8 мм с темпоральной стороны), внутренняя окружность которого почти совпадает с лимбом. Цилиарное тело состоит из рыхлой соединительной ткани с меланосрорами и большим количеством мелких сосудов, утолщено у корня радужки из-за располагающейся здесь цилиарной мышца (парасимпатическая иннервация) и уплощается к перисрерии, поэтому на сагитальном разрезе глазного яблока оно имеет срорму треугольника. Плоская часть (рагз р!апшп) цилиарного тела подходит к зубчатой линии (ога зеггата), являющейся его границей с собственно сосудистой оболочкой, или хориоидеей. Если посмотреть на цилиарное тело сзади, то четко определяются радиальные линейные гребешки (ассоциация с ресницами - отсюда и название), представляющие собой длинные его отростки, между которыми находятся короткие отростки. Слой пигментного эпителия с радужки переходит на цилиарное тело и выстилает его заднюю поверхность. Отростки цилиарного тела покрыты еще и слоем беспигментного эпителия.

К отросткам цилиарного тела на круговой цинновой связке подвешен хрусталик, с чем и связано участие цилиарного тела в акте аккомодации. Другая его функция состоит в выработке им внутриглазной жидкости, или камерной влаги. Характер этого процесса (секреция, ультрафильтрация) достоверно не установлен, поэтому принято обозначать его как продукцию внутриглазной жидкости.

Радужку и цилиарное тело вместе иногда называют передним отделом увеального тракта. Вблизи от экватора глазного яблока цилиарное тело переходит в собственно сосудистую оболочку - хориоидею (сКогю1с1еа), представляющую собой задний отдел увеального тракта.

Хориоидея - тонкая (около 0,4 мм) соединительнотканная оболочка с большим количеством мелких и мельчайших сосудов (диаметр которых меньше диаметра эритроцита), организованных в виде слоев (снаружи -внутрь): слой крупных, слой средних и слой мелких сосудов, или хориокапиллярный слой, отделенный от прилежащей к нему сетчатки бесструк­турной стекловидной пластинкой (Lamina vetrеа). Между сосудистой оболочкой и ресничным телом, с одной стороны, и внутренней поверхностью склеры — с другой, находится узкая щель — так называемое супрахориидальное (или перихориоидальнее) пространство, нежная ткань которого окутывает все идущие здесь сосуды и нервы. Спереди оно около 3 мм не доходит до лимба и оканчивается сзади примерно на том же расстоянии от склерального канала зрительного нерва.

Сосуды всех трех отделов увеального тракта (рис.7) являются разветвлениями цилиарных артерий. Задние цилиарные артерии отходят от а. ophthalmica (ветвь внутренней сонной артерии) в орбите, передние цилиарные артерии представляют из себя входящие внутрь глаза позади лимба конечные ветви мышечных артерий, также ответвляющихся от а. орИтНаЫса. Задние короткие цилиарные артерии (6—8), прободая склеру вокруг зрительного нерва, входят внутрь глазного яблока и, разветвляясь, образуют артериальную сеть собственно сосудистой оболочки. Задние длинные цилиарные артерии (2, очень редко - 4) также прободают склеру и в супрахориоидальном пространстве по меридианам 3 и 9 часов идут к лимбу, где встречаются с передними цилиарными артериями и образуют круговой анастомоз (нередко сплетение), из которого исходят сосуды краевой петлистой сети, заложенной в толще лимба и участвующих в питании роговицы, сосуды радужки и цилиарного тела. Вены увеального тракта сопровождают артерии и сливаются в так называемые водоворотные вены (v. varticosae), которые выходят из глазного яблока и в орбите впадают в верхнюю глазничную вену.

Передний отдел увеального тракта иннервируется из первой ветви тройничного нерва и имеет чувствительную (болевую), трофическую и вегетативную двигательную иннервацию мышц зрачка и цилиарного тела задний отдел располагает только трофической иннервацией Таким образом, к анатомо-азизиологическим особенностям увеального тракта, во-первых, следует отнести существенно замедляющуюся (как в дельте большой реки) скорость кровотока после активного ветвления цилиарных артерий, что, вместе с малым калибром сосудов, способствует оседанию здесь как патогенных микрорганизмов, так и опухолевых метастазов. Вторая существенная особенность - общий источник сосудов и нервов радужки и цилиарного тела и относительная изолированность хориоидеи, как в плане кровоснабжения, так и иннервации, что клинически проявляется при воспалениях увеального тракта, когда ириты практически не встречаются без циклитов, а при хориоидитах передний отдел вовлекается очень редко, а протекают они как хориоретиниты, так как собственно сосудистая оболочка прилежит к сетчатке - внутренней оболочке стенки глазного яблоко являющейся главной структурой глазного яблока, назначение которой — участие в осуществлении зрительных функций. Сетчатка, бетчатка (гетто) оптически активна на всем протяжении ее от диска зрительного нерва до зубчатой линии. Продолжаясь от зубчатой линии кпереди, она теряет способность воспринимать свет, превращаясь в двуслойный ряд эпите нормальном живом глазу сетчатка плотно прилегает к сосудистой оболочке (к ее стекловидной пластинке, отделяющей сетчатку от хориокапиллярного слоя).

Сетчатка (цветной рис. 1 из приложения) содержит три нейрона, гистологически состоит из десяти слоев, причем световоспринимающие элементы (палочки и колбочки) находятся в наружных ее слоях и прилежат к пигментному эпителию. Такой тип сетчатки, когда световоспринимающие элементы (ради приближения к источнику снабжения) как бы отвернулись от света, называется инвертным или инвертированным. Самый наружный ее слой - слой пигментного эпителия (1), "обогатительная фабрика" процесса световосприятия. В следующем слое палочек и колбочек (2.)располагаются колбовидные и нитевидные отростки первых нейронов сетчатки, получивших свое название как раз из-за формы этих отростков, содержащих зрительный пурпур, или зрительные вещества. Палочки содержат родопсин, колбочки - йодопсин. Далее наружная пограничная мембрана (3) поддерживает тела первых нейронов, располагающихся в следующем наружном ядерном, или зернистом, слое (4), за которым следует наружный сетчатый слой (5), где находятся нервные волокна, обеспечивающие контакт со вторым нейроном сетчатки - биполярными клетками, составляющими внутренний ядерный слой (6). Внутренний сетчатый слой (7) состоит из отростков биполяров, подходящих к ганглиозным клеткам - третьим нейронам сетчатки, лежащим в следующем слое (8). Аксоны ганглиозных клеток формируют слой не­рвных волокон (9), за которым находится внутренняя пограничная мембрана (10), отделяющая сетчатку от стекловидного тела. Из слоя нервных волокон аксоны ганглиозных клеток собираются в зрительный нерв. Такое четкое десятислойное строение сетчатка имеет на значительной части своей оптической зоны, истончаясь к периферии. Особое строение имеет и самая центральная ее часть, располагающаяся на оптической оси глаза.

Центральная ямка (fovea centralis) лежит приблизительно на 4 мм к виску от диска зрительного нерва, имеет слегка овальное очертание, величину 2—3 мм и окружена зоной слегка утолщенной сетчатки вследствие отодвигания внутренних слоев ретины в стороны. Fоvеа centralis образует мелкое углубление, центр которого (foveola) выстлан только колбочками. Область центральной ямки из-за желтоватой окраски, которая может быть видна и в живом глазу при исследовании глазного дна в свете, лишенном красных лучей, называется еще желтым пятном (macula lutea), хотя обычно окрашенный район заходит несколько за пределы собственно центральной ямки.

Обмен веществ в сетчатке обеспечивается кровообращением в системе центральных ее сосудов а. еt v. centralis retinae, а все необходимое для световосприятия и участия в осуществлении зрительных функций доставляется хориоидеей через взаимодействие хориокапиллярного ее слоя и пигментного эпителия.

Содержимое глазного яблока. Содержимое глазного яблока представлено водянистой влагой, хрусталиком с его подвешивающим аппаратом и стекловидным телом. Небольшое пространство, ограниченное задней поверхностью роговицы, очень незначительной частью склеры и передней поверхности цилиарного тела, а также всей передней поверхностью радужной оболочки и противозрачковой частью хрусталика, носит название передней камеры глаза/. Объем этого пространства в глазу взрослого около 0,24 куб. см, наибольшая глубина (в центре) в среднем около 3 мм.

Передняя камера видна через прозрачную роговицу, и только крайняя периферия ее (так называемый угол камеры) закрыта лимбом и самой передней частью склеры. Угол передней камеры (рис. 8 и цветной рис. 3 из приложения) представляет собой очень узкое пространство, вблизи вершины которого имеется на склеральной поверхности мелкий желобок, к заднему слегка надвигающемуся краю которого (склеральная шпора) прикрепляются меридиональные волокна ресничной мышцы (переднее ее прикрепление). В дно желобка погружен тонкостенный круглый сосуд — так называемый шлеммов канал), который от передней камеры отделен системой мелких перекладин - трабекул, щели между которыми носят название (ронтановых пространств. Трабекулярный аппарат и шлеммов канал называют срильтрующей зоной угла передней камеры. Кроме того, через специальные выпускники шлеммов канал (рис. 9) соединяется с эписклеральными венами (водяные вены Ашнера) и интрасклеральным венозным сплетением. Содержимым шлеммова канала является бесцветная прозрачная жидкость, но при патологических условиях в канал может поступать кровь.

Щель между задней поверхностью радужки и передней поверхностью хрусталика носит название задней камеры глаза. Передняя и задняя камеры содержат прозрачную внутриглазную жидкость, еще называемую камерной, или водянистой, влагой, которая обеспечивает обмен веществ в прозрачных бессосудистых структурах глазного яблока. Вырабатывается внутриглазная жидкость отростками цилиарного тела, часть ее заполняет заднюю камеру, через зрачок попадает в переднюю камеру и оттекает через фильтрующую зону угла передней камера в эписклеральные вены (передний путь оттока). Другая часть омывает хрусталик и диффундирует через стекловидное тело, оттекая отчасти через центральную вену сетчатки, отчасти - по периневральным и периваскулярным пространствам, преимущественно в области плоской части цилиарного тела (задний путь оттока). Продукция и отток внутриглазной жидкости находятся в динамическом равновесии и вместе называются гидродинамикой глаза. Гидродинамика глаза имеет существенное значение в регуляции внутриглазного рр&пешяХрусталик (1епз) имеет эктодермальное происхождение и представляет собой прозрачное тело в форме чечевицы, заключенное в капсулу и подвешенное при помощи цинновой связки к отросткам ресничного тела. На задней поверхности передней капсулы хрусталика находится камбиальный слой, из которого постоянно, на протяжении всей жизни, образуются новые клетки. Из-за своей значительной длины клетки хрусталика получили название хрусталиковых волокон. Хрусталик не увеличивается в размерах благодаря уплотнению за счет потери воды и отодвиганию к центру более старых клеток, образующих плотное ядро, которое с возрастом увеличивается и все в большей степени замещает эластичные кортикальные слои хрусталика. Сосудов и нервов хрусталик не имеет, питается за счет камерной влаги, его дыхание (гликолиз) имеет анаэробный характер.

Стекловидное тело, лежащее за хрусталиком и цинновой связкой, занимает основную часть полости глаза. Оно представляет собой прозрачную студнеобразную массу (живой гель), которая не содержит ни кровеносных сосудов, ни нервных волокон. На передней поверхности стекловидного тела, где к нему прилежит хрусталик, имеется блюдцеобразное вдавление. Стекловидное тело прикреплено по краю fossa patellaris, довольно тесно "спаяно" с эпителием плоской части цилиарного тела в зоне, прилежащей к ога зеггата, а также по периферии диска зрительного нерва. Внутри этого кольца прикрепления стекловидного тела начинается канал стекловидного тела (сапаПз С1<х]иет1), который идет к заднему полюсу хрусталика. Самый наружный, поверхностный, слой стекловидного тела несколько плотнее, чем внутренние его части.

Свежее стекловидное тело под микроскопом не имеет какой-либо структуры. При обработке его фиксирующими веществами, а также в свете щелевой лампы в нем обнаруживается волокнистое строение, создающее впечатление крупнопетлистой сети, своеобразного "каркаса".

Прозрачное содержимое глазного яблока не только пропускает свет, но и преломляет его лучи, а хрусталик еще участвует в акте аккомодации, обеспечивая самонастройку глаза на четкость при восприятии предметов с различных расстояний.

И вот теперь, когда, после знакомства с устройством органа зрения, имеется определенная информационная база, целесообразно осветить некоторые аспекты его эмбрионального развития (рис. 10). При этом следует подчеркнуть, что формирование органа зрения во внутриутробном периоде начинается с главной его структуры - сетчатки.

Одновременно с зачатком центральной нервной системы, жтодермальной бороздой, в передней ее части, по обе стороны, возникают закладки будущих сетчаток глаз - глазные ямки (два углубления, смотрящих прямо вниз). На второй-третьей неделе развития эмбриона мозговая борозда замыкается, образуя передний мозговой пузырь, глазные ямки при этом оказываются на его боковых поверхностях, превращаясь в выпячивания - первичные глазные пузыри или бокалы, которые короткой полой ножкой, зачатком зрительного нерва, соединены с полостью мозгового пузыря.: Верхушки первичных глазных пузырей покрыты эктодермой, здесь разрастаются клетки покровного эпителия, образуя хрусталиковуну пластинку, а затем хрусталиковый пузырек. Область вершины первичного глазного пузыря отстает в росте, поэтому хрусталиковый зачаток погружается в образующийся вторичный глазной пузырь или бокал, который приобретает двойную стенку за счет неравномерного роста, погружения части растущей стенки внутрь с образованием внутреннего листка, непосредственно переходящего в наружный. Если рассматривать глазное яблоко, закончившее свое развитие, то место перехода листков будет располагаться по зрачковому краю радужной оболочки в виде пигментной каемки зрачка Далее из наружного листка разовьется слой пигментного эпителия сетчатки, а из внутреннего -остальные ее слои с трехнейронной структурой. Внутренние стенки вторичных пузырей участвуют также в образовании стекловидного тела.

На 3—4 неделе продолжается развитие сетчатки и формируется зачаток диска зрительного нерва. Глазные бокалы окружены мезенхимой, а в нижней части каждого вторичного глазного пузыря есть зародышевая щель, переходящая и на будущий зрительный нерв. Через эту щель и входит мезенхима вместе с сосудами внутрь глазных бокалов, образуя на 5-6 неделе центральные сосуды сетчатки и первичного мезенхимального стекловидного тела, сосудистую сеть собственно сосудистой оболочки, эмбриональную мезенхиму передней камеры, артерию стекловидного тела и сосудистую сумку хрусталика. Края зародышевой щели глазного бокала и зрительного нерва послойно срастаются на 6 неделе эмбрионального развития, к концу которой также начинается срормирование роговицы, завершение которого происходит с участием наружной эктодермы. Мезеихимальное происхождение имеет также склера, которая оформляется на 8 неделе.

Как известно, в критические периоды развития организма закладка той или иной структуры становится особенно чувствительной к воздействию повреждающих факторов, что может привести к возникновению врожденного уродства.

Представление о динамике внутриутробного развития органа зрения в соответствии со сроками беременности может помочь врачам общей практики, акушерам и педиатрам, во-первых, в осуществлении профилактики врожденной глазной патологии, а во-вторых, если ребенок родился с таковой, по ее характеру составить представление о возможном времени возникновения с целью настороженности в эти сроки при следующей беременности. При этом, естественно, нужно иметь в виду, что многие формы врожденной патологии имеют наследственный характер и не связаны с тератогенными воздействиями.

Б.И. Ковалевский в своем учебнике (М., "Медицина",1995) приводит следующую схему динамики внутриутробного развития органа зрения:

Образование глазных ямок и переход их в глазные пузыри, расположенные по сторонам переднего мозгового пузыря. Образование зачатка хрусталика — 3 нед.

Дифференцировка сетчатки. Появление пигментных зерен в периферических клетках глазного бокала. Образование примитивного диска зрительного нерва — 4 нед.

Возникновение сосудистой сети собственно сосудистой оболочки, примитивного нейроэпителия — 5 нед.

Возникновение капсулозрачковой мембраны и кровеносных сосудов, первичного мезодермалыюго стекловидного тела и сетчатки. Формирование роговицы — 6 нед.

Возникновение зачатка век. Формирование передних и задних ресничных (цилиарных) артерий. Развитие стромы радужки. Образование слезных канальцев — 7 нед.

Развитие склеры. Возникновение эмбрионального ядра хрусталика. Формирование слезной железы — 8 нед.

Срастание краев век. Исчезновение собственных сосудов стекловидного тела. Появление вторичного стекловидного тела — 9 нед.

Дифференцировка зрительных клеток на палочки и колбочки —10 нед.

Формирование радужки, ресничного тела — 11 нед.

Возникновение влагалища глазного яблока (теноновой капсулы). Формирование мышцы, поднимающей верхнее веко —16 нед.

Открытие слезных путей под нижнюю носовую раковину — 20—28 нед.

Исчезновение зрачковой мембраны и облитерация артерии стекловидного тела. Разъединение сращенных век — 28 нед Совершенствование всех структур глаза — 32—36 нед.

К концу эмбрионального периода человек обладает достаточно дифференцированным парным органом зрения, способным в системном единстве со зрительным анализатором осуществлять зрительное восприятие новорожденного.

С момента рождения до 8—11 лет глазное яблоко растет и дифференцируется, приобретая к концу этого периода размеры глаза взрослого, увеличиваясь при этом вдвое по одним данным, и на одну треть - по другим. Растет глазное яблоко неравномерно, преимущественно в заднем отрезке. Вместе с глазным яблоком развивается защитный и придаточный аппарат. На основе дифференцировки органа зрения и головного мозга, в том числе относящихся к нему структур зрительного анализатора, формируются зрительные функции в полном объеме их развития и в процессе зрительного опыта складывается сложный динамический стереотип бинокулярного зрения. Все это обеспечивает принципиально новые, по сравнению с предыдущими ступенями филогенеза, уровень и широту зрительного восприятия.

Таким образом, на основе зрительного восприятия новорожденного в процессе роста и развития формируется полный объем возможностей зрительного восприятия взрослого.