Развитие, морфология и биохимия хрусталика

Министерство здравоохранения Российской Федерации

государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Северо-Западный государственный медицинский университет им. И.И. Мечникова»

Министерства здравоохранения Российской Федерации

Кафедра офтальмологии

Заведующий кафедрой: профессор Бойко Эрнест Витальевич

РЕФЕРАТ

на тему:

«Развитие, морфология и биохимия хрусталика».

Выполнила: Кудряшова Анастасия Александровна, клинический ординатор второго года обучения

Санкт-Петербург

2021

Введение.

Хрусталик, как часть оптической системы глаза, выполняет несколько важных функций: светопроведение, фокусировка изображения на сетчатке за счет преломления света и аккомодации.  Для их осуществления он должен пропускать свет  к сетчатке с минимальным рассеянием, искажением или поглощением, а значит, быть прозрачным.

Рассеяние света в живых тканях происходит из-за различий в показателе преломления между структурами клетки: показатель преломления (n) цитоплазмы составляет примерно 1,380 у поверхности до 1,409 в центре хрусталика, для ядер, митохондрий и лизосом  - 1,39, 1,4 и 1,6 соответственно. Эти высокие значения обусловлены содержанием высокой концентрации белка (которая иногда превышает 450 мг\ мл -1). [4] [20].   

Хрусталик состоит из строго упорядоченных клеток с мембранами особого строения, что ограничивает рассеяние света.  Накопление в мембранах продуктов окисления при старении меняет их структуру, проницаемость и устойчивость, вызывает инактивацию ферментов, что, в свою очередь, отражается и на оптических свойствах.

Клетки хрусталика организованы в несколько слоев, контакты между которыми обеспечиваются десмосомами. Слои также связаны между собой щелевыми контактами, через которые происходит движение воды и небольших метаболитов. 

Преломляющие свойства хрусталика, а также его способность нивелировать положительную сферическую аберрацию зависят от наличия градиента показателя преломления (gradient-index, GRIN), который является самым высоким в клетках ядра и самым низким в периферических клетках. Этот градиент обусловлен синтезом различных белков, их посттрансляционными модицикациями, удалением воды из цитозоля в течение всего роста хрусталика. Онкотическое давление, создаваемое белком, компенсируется исключением Cl - из цитозоля, который косвенно осуществляет  Na / K-АТФаза. [28]

Прозрачность достигается, в том числе, и благодаря тому, что в хрусталике отсутствуют кровеносные и лимфатические сосуды, нервные волокна. Питание клеток эпителия и волокон  хрусталика осуществляется несколькими  путями посредством разнообразных как энергозатратных, так и АТФ-независимых  процессов.

Эти функции обеспечивают прохождение световых лучей через относительно однородную среду и позволяют этой живой клеточной структуре функционировать как «биологическое стекло». 

1. Развитие хрусталика

[pic 1]

Эмбриогенез хрусталика (Sugiyama Y, Lovicu FJ, McAvoy JW. Planar cell polarity in the mammalian eye lens. Organogenesis. 2011;7(3):191-201. doi:10.4161/org.7.3.1842)  [32]

 (А) Хрусталик возникает из поверхностной эктодермы, прилегающей к зрительным пузырькам нервной трубки. Эта эктодерма утолщается, образуя плакоидную линзу (B), а затем инвагинирует, образуя ямку хрусталика (C).  Следующая стадия – ее отделение от эктодермы, при этом образуется пузырек хрусталика (D). Задние эпителиальные клетки пузырька хрусталика перестают делиться и начинают вытягиваться в направлении передней поверхности, в конечном итоге, закрывая просвет пузырька хрусталика (E). Эти удлиненные клетки называются первичными волокнами и составляют центральную область зрелого хрусталика. Эпителиальные клетки продолжают размножаться, а клетки, которые находятся ниже экватора линзы, перестают делиться и начинают дифференцироваться во вторичные клеточные волокна. Первичные волокна составляют ядро ​​линзы (F).