ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ВОДООБМЕННЫХ ПРОЦЕССОВ В ХРУСТАЛИКАХ ЖИВОТНЫХ С УЧЁТОМ ФАЗЫ АККОМОДАЦИИ

Abstract

Актуальность. Традиционные представления о движении водянистой влаги в хрусталике предполагают её перемещение через капсулу хрусталика внутрь-наружу и её поверхностное распределение в хрусталиковой массе. Утверждается, что «свежая» водянистая влага направленно диффундирует из задней камеры внутрь хрусталика к его центру как через его передне-капсульный эпителий, так и через заднюю стенку капсулы. Затем водянистая влага перемещается вдоль слоистых структур хрусталика в направлении экватора, где предположительно наибольшая активность Na+,K+-помпы. Выведение «отработанной» водянистой влаги из сумки хрусталика происходит во всех направлениях: как через переднюю, так и через заднюю части капсулы, а также через её экваториальную область. Однако эти представления не учитывают физиологическую особенность транспортных свойств передне-капсульного эпителия, который способен за счёт имеющейся в ней ионообменной системы обеспечивать только однонаправленное поступление водянистой влаги: снаружи – во внутрь. Не учтено также возможное изменение уровня внутрихрусталикового давления в разных фазах аккомодации, что может влиять на интенсивность или направленность водного обмена. Цель работы – выявление основных механизмов водообменного процесса в хрусталиках животных с учётом фазы аккомодации. Материалы и методы. Исследованы хрусталики кроликов и крупного рогатого скота. Процессы транспорта жидкости в хрусталиках исследовали in vitro по изменению их массы при погружении в инкубационные растворы с добавлением ингибитора Na+,K+-АТФазы или без него. В первой части исследований in vitro хрусталики частично (одни хрусталики передней поверхностью, другие - задней поверхностью) погружали в растворы, представляющие омывающие снаружи хрусталиков среды. Во втором части исследования in vitro хрусталики полностью погружали в раствор, схожий по ионному составу с водянистой влагой, с разными по величине осмотическими давлениями. Направление движения водянистой влаги исследовали in vivo по перемещению красителя методами биомикроскопии и «остановленной диффузии». Результаты исследования. Установлено, что эпителий передней поверхности капсулы хрусталика кроликов и крупного рогатого скота поддерживает транспорт водянистой влаги из задней камеры глаза внутрь хрусталика за счёт работы Na+,K+-АТФазы. Эта система активного ионного транспорта способствует направленному перемещению богатой метаболитами «свежей» водянистой влаги через передне-капсульный эпителий от передней поверхности капсулы хрусталика к задней. Впервые нами обнаружено, что в момент фазы аккомодации полностью «вблизь» максимальное внутрихрусталиковое давление в капсуле хрусталика составляет 6 мм рт.ст. Данное состояние является динамическим равновесием для хрусталика, т.е. величина осмотического давления в 6 мм рт.ст. уравновешивает в хрусталике уровень механического давления капсулы. При взгляде полностью «вдаль» сумка хрусталика растянута ресничным пояском и минимально сжимает внутрихрусталиковые массы (минимальное внутрихрусталиковое давление). Это способствует интенсивному поступлению внутрь хрусталика «свежей» водянистой влаги. Установлено, что передне-капсульный эпителий хрусталика поддерживает транспорт водянистой влаги из задней камеры глаза внутрь хрусталика за счёт работы системы активного ионного транспорта Na+, K+-АТФазы. Важно отметить, что передвижение водянистой влаги внутри хрусталика происходит по осмотическому градиенту и всегда однонаправленно от его переднего эпителия к задней стенке капсулы. Диффузионное перемещение водянистой влаги внутри хрусталика происходит не через его ядро, а вдоль поверхностей его внутрихрусталиковых концентрических волокон с последующим диффундированием «отработанной» водянистой влаги наружу через заднюю поверхность хрусталика в стекловидную камеру. Данный механизм микроциркуляции объёма водянистой влаги в хрусталике можно представить «флуктуацией» хрусталика. Заключение. Представлена теория «флуктуации объёма хрусталика» в моменты аккомодации «вблизь-вдаль», подтверждённая в экспериментах на животных in vivo и in vitro. Понимание этого физиологического процесса позволяет направленно выбрать тип рациональной коррекции для более эффективного торможения и профилактики катарактального или пресбиопического процесса.