Пигментный эпителий сетчатки глаза под микроскопом
Из сведений об анатомии глаза › Пигментный эпителий и сетчатка глаза
Пигментный эпителий сетчатки обеспечивает множество функций. В начале 19 века исследователи считали, что пигментный эпителий — все лишь непроницаемый фон, предотвращающий рассеивание света при фоторецепции. Спустя 80 лет выяснили, что отделение сенсорной части сетчатки от пигментного эпителия вызывает необратимую потерю зрения. Благодаря этой находке и была установлена значимость пигментного эпителия для процесса фоторецепции. Исследования нашего времени подтвердили взаимосвязь фоторецепторов и клеток пигментного эпителия.
Назначение
Стоит рассмотреть ряд основных функций пигментного эпителия сетчатки
- Эпителий останавливает большие молекулы со стороны хориоидеи;
- Эпителий отвечает за связи сенсорной части сетчатки с пигментным эпителием;
- Абсорбцирует световой поток, отфильтровывая рассеянный свет и увеличивая разрешающую способность глаз;
- Предотвращает прохождение света энергии через склеру;
- Впитывает энергию различных излучателей, вызывая фототермический эффект;
- Захватывает внешние членики палочек и колбочек;
- В процессе гетерофагии перерабатывает элементы структуры указанных палочек и колбочек;
- Обеспечивает процессы превращения, хранения и перемещения витамина А;
- Синтезирует межклеточный матрикс;
- Хранит составляющие для выработки зрительного хроматофора 11-cis Retinal;
- Проводит метаболиты к зрительным клеткам и от них к сосудистой оболочке;
- Перемещает ионы НСО 3,отвечающие за выведение жидкости из субретинального пространства;
- Выводит значительный объем жидкости из стекловидного тела;
- Синтезирует гликозаминогликаны, которые окружают внешние сегменты фоторецепторов.
Топографическая регистрация световой энергии обеспечивается тем, что меланиновые гранулы абсорбируют энергию света посредством внешних сегментов фоторецепторов.
Клетки фоторецепторов окружают отростки клеток пигментного эпителия, которые содержат меланиновые зерна. Благодаря этому каждый рецептор надежно изолирован.
По мере усиления внешнего освещения зерна меланина смещаются в клеточные отростки пигментного эпителия, усиливая степень изоляции фоторецепторов.
Рецепторы, которые находятся на базальной и латеральной поверхностях эпителиальных клеток, отвечают за поглощение и перемещение витамин А внутри глаза.
Причиной развития многих заболеваний (в частности — серозной хориоретинопатии, дистрофии сетчатки и возрастной макулопатии) является как раз дисфункция пигментного эпителия. При диагностике аномалий данные изменения хорошо выражены офтальмоскопически.
Сведения из анатомии
Пигментный эпителий находится между сенсорной частью сетчатки и хориокапиллярным слоем сосудистой оболочки. По своему строению это одинарный слой пигментированных клеток шестиугольной формы. Размеры клеток могут различаться в зависимости от локализации. Клетки пигментного эпителия сетчатки имеют апикальную и базальную части, они
скрепены с апикальной стороны органоидами. Базальная мембрана прилегает к ним с базальной стороны.
Ткань, находящая между хориoкапиллярным слоем сосудистой оболочки и пигментным эпителием называется мембраной Бруха. Часто в ее области при помощи офтальмоскопии
можно выявить друзы, причиной которым — процессы старения или заболеваний.
Мембрана Бруха обеспечивает многие функции — транспорт питательных веществ и воды и функции фильтра. Работа мемебраны нарушается из-за дегенерации пигментного эпителия и макулярной области в ходе естественного старения.
Интерфоторецепторный матрикс — это пространство с сложным химическим составом, находящееся между мембраной фоторецепторов и цитоплазматической мембраной микроворсинок. Вырабатывется это вещество клетками пигментного эпителия. Интерфоторецепторный матрикс явялется часью механизмов, обеспечивающих обмен веществ в сетчатке глаз. Также ои помогает процессам фагоцитоза наружных фоторецепторов. Отслойка сетчатки — типичный случай разрушения структуры матрикса.
В разных участках пигментного эпителиоцита цитоплазма имеет отличающееся ультраструктурное строение. Именно по этой причине цитоплазму клетки условно разделяют на 3 зоны.
Поскольку фагоцитарная активность клеток пигментного эпителия является одной из основных функций, их цитоплазма содержит фаголизосомы.
Процесс фагоцитоза и лизиса сегментов наружных члеников фоторецепторов происходит довольно быстро. Одна клетка пигментного эпителия кролика в сутки подвергает лизису 2000 дисков в парафовеолярной области сетчатки, 3500 дисков в перифовеолярной области и почти 4000 по периферии сетчатки. Отмечено, что при интенсивном освещении количество фагосом увеличивается. Клетки пигментного эпителия отщепляют наружные членики колбочек таким же образом, как и палочек, но более интенсивно после прекращения освещения. Процесс разрушения наружных члеников колбочек и палочек фоторецепторов и их утилизации является адаптивным механизмом, способствующим поддержанию структурной и функциональной целостности фоторецепторного аппарата.
Часто в состав цитоплазмы клеток пигментного эпителия входит липофусцин, так называемый «пигмент старения», находящийся во многих тканях организма и по мере старения
только увеличивающийся. Липофусцин образуется при перекисном окислении клеточных компонентов, в частности, липидов. Липофусцин обнаруживается и в пигментном эпителии сетчатки, в клетках заднего полюса. К преклонному возрасту липофусциновые гранулы составляют до 20 % от общего объема эпителиоцитов. Если содержание липофусцина существенно увеличивается к старости, число меланосом при этом наоборот уменьшается. Таким образом, ухудшение зрения с возрастом — вполне закономерный процесс, связанный с изменением баланса химических веществ в структуре глаз.
Вверх
Источник
На этой микрофотографии запечатлена одна из самых популярных клеточных культур пигментного эпителия сетчатки — ARPE-19 (Adult Retinal Pigment Epithelial cell line-19). Эта клеточная линия получена в 1955 году от погибшего 19-летнего мужчины, отсюда цифра 19 в названии.
Дело в том, что некоторые типы клеток при культивации в лаборатории практически бессмертны: они быстро делятся, причем могут это делать неограниченное количество раз (их теломераза не дает укорачиваться их теломерам, и их можно использовать много лет (о теломерах см., например, новость Птенцы старых амадин рождаются с укороченными теломерами, развиваются быстро, умирают рано, «Элементы», 04.04.2018). Самая известная из таких бессмертных клеточных культур (см. Immortalised cell line) — линия клеток раковой опухоли шейки матки HeLa, названная первыми буквами имени и фамилии донора, Генриетты Лакс. Генриетта умерла в 1951 году, а ее клетки до сих пор живы и используются в исследованиях во многих лабораториях мира (см. также книгу Ребекки Склут «Бессмертная жизнь Генриетты Лакс»).
Чтобы клетки на фотографии были хорошо видны, перед съемкой их окрасили иммунофлуоресцентным красителем. Красным цветом светится белок коннексин 43, это один из мембранных белков, он служит маркером эпителиальных клеток. С его помощью клетки образуют контакты и скрепляются друг с другом, что для клеток эпителия это очень важно, так как они должны образовать защитный слой, который не будет пропускать ничего лишнего. Синим красителем окрашены ядра, а зеленым — микротрубочки, состоящие из белка тубулина класса IIIβ (см. Class III β-tubulin) — это «скелет» клетки (см. картинку дня «Раскрашенный цитоскелет»).
Сетчатка — это структура, состоящая из нескольких слоев нейронов и фоторецепторных клеток, которые обеспечивают нашу способность видеть. Чтобы она правильно функционировала, ей необходима поддержка — питание и защита. Их и обеспечивает специальный слой клеток — пигментный эпителией сетчатки (ПЭС). Это самый наружный слой сетчатки, его клетки расположены между фоторецепторами и сосудистой оболочкой глаза. При нарушении работы ПЭС нарушается также и работа сетчатки, вплоть до полной потери зрения. Один из наиболее часто встречаемых диагнозов нарушения работы ПЭС — возрастная макулярная дистрофия. Для изучения причин развития заболеваний сетчатки и разработки методов их лечения как раз и нужны клеточные культуры пигментного эпителия — не на живом ведь глазу проводить эксперименты!
Клетки пигментного эпителия содержат пигменты меланин (под микроскопом видны черные гранулы внутри клеток). Гранулы меланина поглощают свет, который попал в глаз и не поглотился фоторецепторами, — это позволяет сделать видимое изображение более резким и контрастным. На ярком свету гранулы мигрируют поближе к фоторецепторам, как бы окутывая их. Это нужно для того, чтобы поглотить избыточный рассеянный свет и сделать видимое изображение более четким. В темноте они опускаются на дно клетки (ближе к сосудистой оболочке). На поверхности клетки пигментного эпителия имеют выросты, которыми обхватывают нижние части фоторецепторов. Связываясь с ними, ПЭС выполняют функцию гемато-ретинального барьера, который избирательно пропускает к фоторецепторам питательные вещества из крови и выводит в кровь продукты распада. Кроме того, клетки пигментного эпителия фагоцитируют (то есть откусывают и переваривают) наружные, отработавшие части фоторецепторов и восстанавливают из них зрительный пигмент, чтобы снова запустить его в работу.
В организме ПЭС формируют плотный слой, где каждая клетка принимает форму шестиугольника — такая форма позволяет на минимальной площади уместить максимальное количество объектов (вспомните пчелиные соты). В лабораторных условиях клетки могут разместиться более свободно и принять другую форму — до тех пор, пока их концентрация не станет слишком велика.
Фото © Елена Шафеи, Институт биологии развития имени Н. К. Кольцова РАН. Материал подготовлен вместе с сообществом «Красивая Наука».
О строении глаза см. также:
Радужная оболочка (картинка дня).
Елена Шафеи
Источник
Написала Левина Дарья, последняя правка от 20.10.2018
Пигментный эпителий — самый наружный слой сетчатки, примыкающий к внутренней поверхности сосудистой оболочки, вырабатывает зрительный пурпур. Мембраны пальцевидных отростков пигментного эпителия находятся в постоянном и тесном контакте с фоторецепторами.
Пигментный эпителий сетчатки очень плотно связан с мембраной Бруха. Он состоит из одного слоя низкопризматических 5-6-гранных клеток, содержащих пигментные гранулы. Гранулярный цитоплазматический ретикулум расположен в апикальных отделах клеток и состоит из 4-8 параллельно расположенных щелей. Остальная протоплазма заполнена элементами агранулярного ретикулума и митохондриями. Пигментные меланиновые гранулы, диаметр которых составляет 1,5-3,0 мкм, окружены мембраной.
Гистологические структуры пигментного эпителия тесно связаны с его функциями. Шестигранные пигментированные клетки эпителия образуют монослой очень плотно связанных между собой элементов. Их базальные поверхности соединены со стекловидной пластинкой при помощи многочисленных складок клеточной мембраны, а боковые поверхности клеток пигментного эпителия имеют связь между собой за счет собственных складок. Поверхности клеток пигментного эпителия, которые обращены к палочкам и колбочкам, имеют многочисленные короткие и длинные реснички. Короткие реснички располагаются между терминальными отделами палочек и колбочек. Длинные реснички располагаются между фоторецепторами.
Пигментные клетки сетчатки отличаются от пигментных клеток хориоидеи и характеризуются своей устойчивостью к различным не адекватным тканям глаза веществам. В области макулы клетки пигментного эпителия принимают цилиндрическую форму и содержат много пигментных гранул. По направлению к периферии сетчатки клетки приобретают более плоскую форму.
По данным некоторых исследователей, в течение суток каждя клетка пигментного эпителия фагоцитирует от 2000 до 4000 палочковых дисков. В среднем в течение 1 мин лизируются, фагоцитируются и утилизируются 2-3 палочковых диска.
Функции ретинального пигментного эпителия:обеспечивает так называемый внешний гематоретинальный барьер, который препятствует попаданию в сетчатку из хориокалилляров больших молекул
- поглощение света,
- способствует химическому восстановлению светочувствительного пигмента, который обеспечивается на свету,
- постоянный фагоцитоз освобождающихся фосфолипидных дисков с верхушек наружных сегментов палочек и колбочек
- участвует в электрогенезе и развитии биоэлектрических реакций
- регулирует и поддерживает водный и ионный баланс в субретинальном пространстве
- участие в продукции кислых мукополисахаридов,
- депонирование витамина А,
- участие в липидном обмене
- выработка цитокинов
- обеспечивает обработку и выборочную поставку питательных веществ и кислорода из крови хориокапиллярного слоя, обеспечивая нормальное функционирование фоторецепторов.
У альбиносов имеет место нарушение синтеза меланина, и в пигментном слое его почти нет. При нахождении альбиносов в ярко освещенной комнате, свет, попавший внутрь глазного яблока, отражается во всех направлениях непигментированной поверхностью сетчатки и ниже лежащими тканями. Это приводит к возбуждению одним отдельным лучом света большого количества палочек и колбочек, хотя у здорового человека возбуждается только несколько фоторецетпторов. Острота зрения у альбиносов даже при самой лучшей оптической коррекции редко превышает 0,2-0,1 (норма 1,0).
В течение жизни в пигментном эпителии проходит накопление конечных продуктов, что не полностью распались — липофусцина; также проходит откладывание его между пигментным эпителием и мембраной Бруха в виде друз. Друзы является признаком развития возрастной макулодистрофии. Нарушения со стороны пигментного эпителия сетчатки имеют место и при пигментном ретините.
Также вам будут интересны:
Возрастная макулярная дегенерация
Заболевание представляет собой хронический дистрофический процесс с преимущественным поражением хориокапиллярного слоя, мембраны Бруха и пигментного эпителия с последующим вовлечением фоторецепторов. Тяжесть…
Гематоофтальмический барьер
Понятие о гематоофтальмическом барьере (ГОБ) основывалось на экспериментальных данных и связывалось на протяжении довольно длительного времени с функцией капилляров и эпителия в отростках цилиарного тела:…
Пигментный ретинит
это прогрессирующее наследственное заболевание с первичным диффузным поражением фоторецепторов и пигментного эпителия сетчатки, при котором отмечаются характерные функциональные изменения и типичная картина…
Источник
Пигментный эпителий сетчатки — слой клеток, находящихся вне ее нервной оболочки. Образован специфическими светочувствительными элементами ткани и обеспечивает важнейшие функции глаза. Какие функции выполняет такой слой сетчатки? Необходимо рассмотреть более подробно.
Строение сетчатки глаза
Важные функции пигментного слоя эпителия
Функции пигментного слоя сетчатки следующие:
- Поглощение световых лучей. Благодаря этой функции человек может видеть. Пигментный эпителий в сетчатке обеспечивает четкость и контрастность изображений, которые различает человек.
- Фагоцитоз отработанных светочувствительных клеток сетчатки. Если бы такой функции глаза не было, то зрение человека постепенно ухудшалось по причине того, что на светочувствительном слое накапливалось большое количество мертвых клеток. Причем пигментоциты поглощают большое количество отработанных элементов в сутки.
- Пигментный слой использует запасы витамина А. Это же соединение является предшественником вещества, обеспечивающего формирование импульсов, попадающих затем в головной мозг.
- Производит транспортировку питательных веществ и отвод отработанных продуктов распада.
- Обеспечение нормального обмена воды и ионов.
- Теплообмен (регулируется температура глаза).
- Важность пигментного шара сетчатки для обеспечения остроты зрения
Эта оболочка из-за наличия в ней меланина обеспечивает нормальную контрастность изображения. Существуют люди, у которых нарушено образование пигмента меланина (альбиносы). Эпителий в сетчатке практически не содержит никаких пигментов.
Если такой человек находится в ярко освещенной комнате, его острота зрения остается очень низкой даже при условии нормальной коррекции. Иногда в шаре сетчатки может находиться большое количество отработанных продуктов распада пигмента. Это, в свою очередь, приводит к возрастному снижению зрения у таких людей.
Что такое мембрана Бруха? Это светочувствительная пластинка. Она обеспечивает избирательную транспортировку питательных веществ к сетчатке. Часто в области такой мембраны могут образовываться так называемые друзы.
Они формируются в результате неизбежного старения или же заболеваний. Образование друзов нарушает процессы обмена веществ в сетчатке и существенно ухудшает зрение.
Мембрана Бруха вместе с хориокапиллярным слоем образует один комплекс. Он обеспечивает выполнение барьерных функций. Человек не мог бы нормально видеть без функционирования мембраны Бруха.
Что такое отслойка пигментного эпителиального слоя сетчатки?
При этом происходит локальное отслоение макулярного участка от пигментированного слоя. Пациент предъявляет жалобы на нечетность и расплывчатость предметов, появление «тумана» перед глазами. Как правило, бывает поражение только одного глаза. Острота зрения при этом значительно понижается — до 0,4. Тест Амслера показывает искривление прямых линий.
Край отслоенного пигментного слоя виден немного четче. Процесс непременно приводит к макулодистрофии и центральной серозной хориоретинопаии. Лечение отслойки пигментированного эпителиального слоя сетчатой оболочки глаза осуществляется только в офтальмологическом стационаре. Проводятся следующие обследования:
- периметрия;
- визометрия;
- офтальмоскопия;
- тест с помощью сетки Амслера;
- электрокардиограмма;
- ангиография;
- общее клиническое обследование мочи и крови;
- обязательно проведение клинического обследования крови на реакцию Вассермана;
- исследование количества глюкозы в плазме крови.
Обычно лечение болезни консервативное. Назначаются глюкокортикостероидные (внутриконъюнктивальное введение), ангиопротекторные, противовоспалительные неспецифические препараты и некоторые разновидности антигистаминных медикаментов.
При отсутствии эффекта от консервативного лечения назначается лазеротерапия. Она обязательна при рецидивировании заболевания. Лазерная коагуляция показана при условии актуальности вопроса восстановления функции глаз. При благоприятном стечении обстоятельств больным удается сохранить зрение.
Как диагностируются болезни пигментного слоя?
Все заболевания такого слоя сетчатой оболочки диагностируются только после тщательного офтальмологического осмотра. У маленьких детей поставить точный диагноз бывает достаточно сложно. Если вы заметили, что ребенок плохо ориентируется в сумерках или ночное время, его надо показать врачу: вероятно, у него развивается начальная стадия дистрофии пигментного слоя сетчатки.
Диагностика заболеваний данного элемента органов зрения проводится с применением таких методов:
- исследование остроты зрения (как обычного, так и периферического);
- исследование дна глаза;
- электрофизиологическое обследование;
- изучение степени адаптации глаза к темноте.
Профилактика заболеваний пигментного слоя сетчатки
Специфических мер профилактики такого заболевания не разработано. Это связано с тем, что большей частью оно является наследственным. Ведение здорового образа жизни, отказ от вредных привычек, умеренная физическая активность, правильно подобранное питание помогают замедлить разрушение пигментного слоя и понижение зрения.
Своевременно начатое лечение позволяет восстановить данный участок глаза и обеспечить хорошее зрение.
Пигментный слой в сетчатке имеет важнейшее значение для генерации нервных импульсов и передачи информации о полученном изображении в головной мозг. Тем самым обеспечивается нормальное зрение. Лечение всех заболеваний пигментного слоя проводится только в условиях офтальмологического стационара.
Источник
