Что такое регенерация ткани сетчатки

Почему сетчатка у человека не восстанавливается?

Биолог Алексей Ердяков о стволовых клетках сетчатки, клетках Мюллера и способностях к регенерации сетчатки у разных организмов

ПостНаука

Один из важных и интересных вопросов в области патофизиологии зрения – почему у некоторых животных способность к регенерации сетчатки после ее травмы сохранилась, а у человека такая способность отсутствует? Способность к регенерации сетчатки, то есть к ее полному функциональному восстановлению, давно изучается на различных видах животных, как-то: рыбки данио-рерио (zebrafish), шпорцевые лягушки и тритоны. После повреждения сетчатка у этих животных полностью восстанавливается и структурно, и функционально. А если у человека в сетчатке реализуется какой-то воспалительный процесс, он, как правило, заканчивается процессами глиоза, то есть пролиферации и фиброза глиальной ткани.

Один из важных и интересных вопросов в области патофизиологии зрения – почему у некоторых животных способность к регенерации сетчатки после ее травмы сохранилась, а у человека такая способность отсутствует? Способность к регенерации сетчатки, то есть к ее полному функциональному восстановлению, давно изучается на различных видах животных: рыбки данио рерио (zebrafish), шпорцевые лягушки и тритоны. После повреждения сетчатка у этих животных полностью восстанавливается и структурно, и функционально. А если у человека в сетчатке реализуется какой-то воспалительный процесс, он, как правило, заканчивается процессами глиоза, то есть пролиферации и фиброза глиальной ткани.

Не так давно были опубликованы результаты экспериментов, проводимых на мышах. Существует особый пронейрональный транскрипционный фактор, который у мышей, млекопитающих и человека в норме находится в молчащем состоянии, то есть неактивен. А у рыбок данио-рерио он находится в активном состоянии, при повреждении сетчатки он позволяет клеткам Мюллера дедифференцироваться, давать практически все возможные типы нейронов сетчатки: фоторецепторы, биполярные клетки, амакриновые клетки, которые обрабатывают первичную зрительную информацию на уровне сетчатки.

Этот пронейрональный транскрипционный фактор в клетках Мюллера удалось активировать, когда у мышей искусственно травмировали сетчатку, вносили повреждения. Клетки Мюллера подвергались дедифференциации и формировали пулы функционально активных нейронов в сетчатке. К сожалению, не получилось до конца восстановить сетчатку, и клетки Мюллера давали исключительно биполярные клетки. Никакие другие типы нейронов в результате своей дедифференцировки они больше не давали.

Возникает вопрос: что еще может влиять на регенераторный потенциал сетчатки у млекопитающих? Дело не только в одном транскрипционном факторе, хотя эти регуляторные механизмы на уровне клеток сейчас активно изучаются и многие исследователи этим занимаются. Нельзя говорить о том, что речь может идти о каких-то отдельных, индивидуальных транскрипционных факторах. Сетчатка – это сложно устроенная ткань, речь идет о большом количестве различных регуляторных факторах как на клеточном уровне, так и на тканевом уровне. Это очень большая, сложная система. Изучать ее нужно комплексно, не заострять свое внимание только на генетическом аппарате клетки и ее транскрипционных факторах.

Но, как и бывает в биологии, сведения накапливаются постепенно, поэтому единая концепция может вызревать позднее. Через 10–15 лет мы больше узнаем о факторах транскрипционных и о макрофакторах, которые регулируют воспалительные процессы уже на уровне ткани. Поймем, как это все совместно работает и как нам сделать так, чтобы заставить клетки Мюллера у человека регенерировать.

Почему в процессе эволюции так произошло, что некоторые организмы сохранили способность к регенерации сетчатки, а некоторые организмы утратили ее? В настоящее время рассматривают концепцию, заключающуюся в том, что существует два подхода к восстановлению сетчатки. Первая концепция – регенераторная, когда сетчатка полностью функционально восстанавливается из стволовых клеток и из аналогов стволовых клеток сетчатки. Это еще называется непролиферативный глиоз, то есть глиальные клетки, к которым клетки Мюллера тоже относятся, активируются на фоне развития местной воспалительной реакции. Но эта активация глиальных клеток приводит к дедифференциации клеток Мюллера и к тому, что сетчатка из этих клеток Мюллера может восстанавливаться.

А у человека и млекопитающих эволюция пошла по другому пути, и реализуется стратегия нейропротекции. Она хороша на коротких сроках, то есть тактически это хорошая стратегия, а вот стратегически – неудачная. Эта стратегия называется пролиферативным глиозом. С ее помощью реализуется замещение функциональных нейронов, которые осуществляют обработку зрительной информации в сетчатке, глиальной тканью – это и называется глиозом. То есть глия пролиферирует, и формируется глиозный рубец, который замещает область погибших нейронов. Эта стратегия реализуется не только для сетчатки, но для всей нервной ткани и головного мозга в том числе.

Помимо глиоза, над сетчаткой, под сетчаткой или внутри сетчатки образуются фиброзно-клеточные мембраны. Замещение происходит не только глиальными клетками, но и соединительной тканью. Если рассматривать регуляторные процессы, вырабатывается большое количество нейротрофических факторов. Это, например, мозговой нейротрофический фактор BDNF, фактор роста нервов NGF. Это различные нейротрофины – третий и четвертый. Благодаря воздействию нейротрофических факторов наши нейроны какое-то время могут просуществовать как можно дольше. Они обеспечивают сохранность нейронов на коротком промежутке времени. Однако в дальнейшем все заканчивается развитием тотального глиоза – замещением глиальными клетками и формированием соединительнотканных мембран. Такая стратегия реализуется у человека.

В дальнейшем понимание этих процессов и выстраивание более полноценной патофизиологической концепции того, что происходит на фоне развития внутриглазного воспаления, при травмах сетчатки и сопоставление этих данных с тем, что происходит у классических организмов, на которых изучают регенераторные возможности сетчатки, позволит прийти к тому, чтобы заставить наши потенциально стволовые клетки сетчатки регенерировать, а из них сетчатка восстанавливалась бы не только структурно, но и функционально.

Об авторе:
Алексей Ердяков – кандидат биологических наук, МГУ имени М.В. Ломоносова, факультет фундаментальной медицины.

Портал «Вечная молодость» https://vechnayamolodost.ru

Источник

Можно ли восстановить сетчатку после отслоения

Всем хочется не только быть по возможности здоровым, но и в случае необходимости получить правильное лечение. К примеру, врачебные манипуляции с глазами, кажутся пациентам необыкновенно страшными из-за особой важности этого органа в жизни человека. Поэтому толика знаний в этом вопросе, никому не будет лишней. В этой статье речь пойдет о сетчатке. Это тончайшая ткань – внутренняя оболочка глаза и периферический отдел зрительного анализатора. Возникающие с ней проблемы всегда очень серьезны и способны поставить под угрозу не только хорошее зрение, но и способность видеть вообще.

Проблемы

Разрушение сетчатки никогда не происходит само по себе. Чтобы это случилось, обязательно воздействие на нее определенных неблагоприятных факторов, которые можно условно разделить на несколько видов:

Механические воздействия. Это одна из самых распространенных причин повреждения сетчатки. В результате сильной контузии (удара), давления, проникновения внутрь глаза инородного предмета с острыми краями может произойти ее надрыв. Подобные травмы считаются весьма серьезными и требуют оперативного реагирования и длительного восстановления в дальнейшем.
Заболевания. К истончению, разрывам или отслойке сетчатки могут приводить инфекционные, эндокринные, а также генетические заболевания. При этом, в некоторых случаях подобных заболеваний требуется особый очень деликатный подход к устранению патологии, к примеру, при сахарном диабете.
Врожденные патологии и возрастные изменения. Возрастные изменения касаются всего организма и сетчатки глаза человека — она становиться тоньше. Нередко, это является причиной ухудшения зрения. Для предотвращения подобной ситуации в зрелом возрасте, в молодости необходимо предпринимать меры профилактики. Профилактика врожденных патологий, увы, невозможна, однако в некоторых случаях подобных состояний, сетчатку удается полностью восстановить.

Восстановление сетчатки после отслоения

Методы восстановления сетчатки

Наиболее прогрессивными и действенными сегодня называют сразу несколько методик восстановления сетчатки. Применение их зависит от медицинских показаний, а назначение напрямую связано со сложностью проблемы, причиной повреждения сетчатки и индивидуальными особенностями организма пациента. К подобным методам относят:

Пептидный. Это способ является уникальным вариантом нехирургического восстановления ткани сетчатки. Воздействие пептидов протекает на клеточном уровне и в результате омолаживает ткани. Пептидами называют вещества, чьи молекулы строятся на остатках α-аминокислот. Главное их свойство – восстановление в клетках процессов метаболизма и синтеза белка. В итоге состояние сетчатки значительно улучшается. Восстановление пептидами или прием пептидов – курс лечения посредством определенных медицинских препаратов. Его обязательно должен назначить специалист, с учетом степени разрушения сетчатой оболочки.
Лазерный. После операций и проникающих травм, в сетчатой оболочке возможны серьезные нарушения целостности тканей. Для укрепления тканей сетчатки и предотвращения ее отслойки применяют воздействие специальным лазером. Процедура такого воздействия называется лазеркоагуляцией. Кроме лечебного назначения, подобный метод является отличной профилактикой дегенеративных процессов сетчатой оболочки, которые приводят к значительному снижению остроты зрения. Метод имеет свои противопоказания, так применение лазеркоагуляции невозможно в случае некоторых травм глаза. Правда, подобных противопоказаний немного и они всегда озвучиваются лечащим врачом.
Лечение стволовыми клетками. Фундаментальное изучение свойств стволовых клеток, является приоритетным направлением научной медицины. Ученые многих стран мира посредством стволовых клеток, которые содержатся в пуповинной крови человека, выращивают и регенерируют самые разные его органы и ткани. Сегодня существует возможность получения с помощью стволовых клеток и ткани сетчатой оболочки. Японские ученые наглядно доказали полную безопасен и абсолютную эффективность этого метода. Подобный вариант универсален, его можно применять как после серьезных травм глаза, так и для предотвращения дистрофических процессов сетчатки, возникающих с возрастом. Стволовые клетки помогают полной регенерации клеток сетчатки, а кроме того способствуют выращиванию абсолютно здоровых новых тканей, которые совершенно полноценны и способны активно функционировать. Как правило, регенерация после операции происходит достаточно быстро и процесс реабилитации пациента не занимает много времени. Результаты лечения стволовыми клетками превосходят все самые смелые ожидания, что делает его необыкновенно популярным среди специалистов.

Видео нашего врача по теме

В заключение стоит напомнить, что восстановление сетчатки возможно и для этого существует несколько медицинских способов. Назначение того или иного метода лечения происходит при определенных показаниях. К ним относят: степень разрушения сетчатки, его причины, физические данные пациента. Также необходимо запомнить, что при первых признаках ухудшения зрительных функций, особенно после травмы глаза, необходимо по возможности быстро обратиться к специалисту-офтальмологу. Лишь в этом случае можно говорить о своевременном лечении, которое должно принести хорошие результаты.

Диагностика болезней сетчатки в Москве

Обратившись в Московскую Глазную Клинику, каждый пациент может быть уверен, что за результаты лечения будут ответственны одни из лучших российских специалистов. Уверенности в правильном выборе, безусловно, прибавит высокая репутация клиники и тысячи благодарных пациентов. Самое современное оборудование для диагностики и лечения заболеваний глаз и индивидуальный подход к проблемам каждого пациента – гарантия высоких результатов лечения в Московской Глазной Клинике. Мы проводим диагностику и лечение у детей старше 4 лет и взрослых.

{loadposition doc-vitamin}

Уточнить стоимость той или иной процедуры, записаться на прием в «Московскую Глазную Клинику» Вы можете по телефону 8 (800) 777-38-81 (ежедневно с 9:00 до 21:00, бесплатно для мобильных и регионов РФ) или воспользовавшись формой онлайн-записи.

Источник

Биолог Алексей Ердяков о стволовых клетках сетчатки, клетках Мюллера и способностях к регенерации сетчатки у разных организмов

Один из важных и интересных вопросов в области патофизиологии зрения — почему у некоторых животных способность к регенерации сетчатки после ее травмы сохранилась, а у человека такая способность отсутствует? Способность к регенерации сетчатки, то есть к ее полному функциональному восстановлению, давно изучается на различных видах животных, как-то: рыбки данио-рерио (zebrafish), шпорцевые лягушки и тритоны. После повреждения сетчатка у этих животных полностью восстанавливается и структурно, и функционально. А если у человека в сетчатке реализуется какой-то воспалительный процесс, он, как правило, заканчивается процессами глиоза, то есть пролиферации и фиброза глиальной ткани.

Если рассматривать в качестве иллюстрации конкретное заболевание, например пролиферативную витреоретинопатию, то конечные этапы воспалительной реакции у человека завершаются формированием соединительнотканного рубца над сетчаткой, вследствие чего она не может нормально функционировать. Соединительнотканный рубец содержит в своем составе сократительные элементы, клетки, миофибробласты, которые сокращаются, и сетчатка формирует складки и отслаивается еще больше, чем было до этого. Из-за этого человек теряет зрение. Поэтому интересно понимать, почему в результате эволюции у человека регенерация отсутствует и сетчатку невозможно функционально вернуть к работе, а у некоторых животных это по-прежнему существует.

Существуют различные клетки сетчатки, которые потенциально способны к дедифференциации и образованию уже функционирующих клеток, то есть нейронов, осуществляющих как первичное восприятие зрительной информации, так и первичную обработку на уровне сетчатки. Во-первых, существует цилиарная маргинальная зона, цилиарная краевая зона, которая содержит пул стволовых клеток сетчатки. Она имеется в наличии у рыбок данио-рерио, шпорцевых лягушек, тритонов. Это стволовые клетки, аналогичные нейральным стволовым клеткам, нейрональным стволовым клеткам. И из этих стволовых клеток возможно образование практически всех элементов сетчатки, которые присутствуют в целостной сетчатке с ее жесткой архитектоникой и четкой упорядоченностью. К сожалению, цилиарная маргинальная зона не выражена у млекопитающих, она практически отсутствует у человека, и ее невозможно использовать в качестве источника элементов сетчатки при ее регенерации.

Есть потенциально стволовые клетки сетчатки. Ими являются клетки пигментного эпителия сетчатки, которые прилегают к хориоидее — сосудистой оболочке. Это наружный слой сетчатки, который находится ближе к головному мозгу. Макроглиальные клетки — это клетки Мюллера. Они тоже являются потенциально стволовыми клетками сетчатки. У перечисленных организмов — рыб данио-рерио, шпорцевых лягушек, тритонов — именно эти клетки пигментного эпителия сетчатки и клетки Мюллера, а также клетки цилиарной маргинальной зоны выполняют функцию восстановления сетчатки при ее повреждении.

У одних организмов в процессе регенерации сетчатки в большей степени задействованы клетки пигментного эпителия сетчатки, у других организмов — клетки Мюллера, а у третьих — клетки цилиарной маргинальной зоны. Тем не менее сетчатка после травмы может полностью восстанавливаться. Если у рыбок данио-рерио удалить центральную часть сетчатки или даже половину, она полностью восстановится, в том числе и функционально. Это удивительная вещь, которая на человека не распространяется.

В последнее время тщательно изучался этот вопрос, и большое внимание в силу развития молекулярно-биологических методов уделяется различным транскрипционным факторам. Манипуляции осуществляются на уровне экспрессии генов, на уровне транскриптомики. Были выделены транскрипционные факторы, которые у животных, способных к регенерации сетчатки, функционируют полноценно, а у млекопитающих и человека находятся в молчащем состоянии.

Пристальное внимание последнее время уделяется таким загадочным клеткам сетчатки, как клетки Мюллера, которые пронизывают практически всю сетчатку насквозь. Они большие и выполняют много различных функций, важных для нормального функционирования сетчатки. Не очень очевидная сторона — это потенциальные стволовые клетки сетчатки, клетки Мюллера как потенциально стволовые клетки сетчатки.

Рекомендуем по этой теме:

Возникает вопрос: что еще может влиять на регенераторный потенциал сетчатки у млекопитающих? Дело не только в одном транскрипционном факторе, хотя эти регуляторные механизмы на уровне клеток сейчас активно изучаются и многие исследователи этим занимаются. Нельзя говорить о том, что речь может идти о каких-то отдельных, индивидуальных транскрипционных факторах. Сетчатка — это сложно устроенная ткань, речь идет о большом количестве различных регуляторных факторах как на клеточном уровне, так и на тканевом уровне. Это очень большая, сложная система. Изучать ее нужно комплексно, не заострять свое внимание только на генетическом аппарате клетки и ее транскрипционных факторах.

Почему в процессе эволюции так произошло, что некоторые организмы сохранили способность к регенерации сетчатки, а некоторые организмы утратили ее? В настоящее время рассматривают концепцию, заключающуюся в том, что существует два подхода к восстановлению сетчатки. Первая концепция — регенераторная, когда сетчатка полностью функционально восстанавливается из стволовых клеток и из аналогов стволовых клеток сетчатки. Это еще называется непролиферативный глиоз, то есть глиальные клетки, к которым клетки Мюллера тоже относятся, активируются на фоне развития местной воспалительной реакции. Но эта активация глиальных клеток приводит к дедифференциации клеток Мюллера и к тому, что сетчатка из этих клеток Мюллера может восстанавливаться.

А у человека и млекопитающих эволюция пошла по другому пути, и реализуется стратегия нейропротекции. Она хороша на коротких сроках, то есть тактически это хорошая стратегия, а вот стратегически — неудачная. Эта стратегия называется пролиферативным глиозом. С ее помощью реализуется замещение функциональных нейронов, которые осуществляют обработку зрительной информации в сетчатке, глиальной тканью — это и называется глиозом. То есть глия пролиферирует, и формируется глиозный рубец, который замещает область погибших нейронов. Эта стратегия реализуется не только для сетчатки, но для всей нервной ткани и головного мозга в том числе.

Помимо глиоза, над сетчаткой, под сетчаткой или внутри сетчатки образуются фиброзно-клеточные мембраны. Замещение происходит не только глиальными клетками, но и соединительной тканью. Если рассматривать регуляторные процессы, вырабатывается большое количество нейротрофических факторов. Это, например, мозговой нейротрофический фактор BDNF, фактор роста нервов NGF. Это различные нейротрофины — третий и четвертый. Благодаря воздействию нейротрофических факторов наши нейроны какое-то время могут просуществовать как можно дольше. Они обеспечивают сохранность нейронов на коротком промежутке времени. Однако в дальнейшем все заканчивается развитием тотального глиоза — замещением глиальными клетками и формированием соединительнотканных мембран. Такая стратегия реализуется у человека.

Источник