Регенерация сетчатки что это такое

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

8 мая 2019, 01:05

Арсений Скрынников

Американские исследователи выяснили, что мешает сетчатке восстанавливаться. Регенерации внутренней оболочки глаза у людей и млекопитающих препятствует естественный механизм, не дающий расти живой ткани. Исследователи изменили последовательность молекул, которые передают сигналы внутри клетки. В результате им удалось в лабораторных условиях восстановить несколько клеток. Учёные надеются, что их открытие поможет в будущем возвращать зрение пациентам с повреждённой сетчаткой.

Исследователи из Бейлорского медицинского колледжа (США) обнаружили механизм, который мешает восстановлению клеток сетчатки. Совместно с учёными из Института сердечно-сосудистых исследований и Института сердца штата Техас им удалось частично решить эту задачу и восстановить несколько клеток, сообщается в статье журнала Cell Reports.

Повреждение внутренней оболочки глаза часто приводит к полной слепоте у людей и млекопитающих. Механизм, блокирующий размножение клеток сетчатки, был ранее неизвестен. В поисках средства, способного восстанавливать зрение, учёные обратили внимание на рыбок из рода данио.

«Некоторые животные, такие как рыбки данио-рерио, могут вернуть себе зрение благодаря особым клеткам — глиальным клеткам Мюллера. Когда сетчатка повреждена, они начинают делиться, заполняют собой потерянные участки и восстанавливают её нейронную сеть», — утверждает главный автор исследования, доцент кафедры молекулярной физиологии и биофизики Онкологического центра в Бейлоре Росс Поче.

Рыбка данио
globallookpress.com
© A. Hartl/blickwinkel

В результате исследований учёные выяснили, что у млекопитающих тоже есть естественный механизм регенерации, подобный существующему у данио. Но его работу подавляет «сигнальный путь бегемота» — последовательность молекул, которая отвечает за передачу информации внутри клетки и контролирует размеры органов у животных. Своё название она получила из-за известной учёным генной мутации, которая приводит к чрезмерному разрастанию тканей, похожих на складки гиппопотама.

Лаборатория доктора Поче объединила усилия с техасскими кардиологами, специализирующимися на регенерации тканей после инфаркта. Исследователи решили изменить «бегемотовый блокиратор» таким образом, чтобы тот не мешал клеткам восстанавливаться. Учёные внесли изменения в его молекулярную последовательность и добились промежуточного успеха — естественный механизм защиты «сломался». Глиальные клетки Мюллера продолжили размножаться в лабораторных условиях и продемонстрировали свойства, необходимые для восстановления сетчатки.

Исследователи уверены, что смогут усилить полученный эффект, чтобы научиться полностью восстанавливать зрение.

«До этого дня учёные не знали, какой внутренний механизм блокирования мешал клеткам Мюллера. Нашим следующим шагом станет поиск пути управляемого размножения этих клеток в сетчатке для её полной регенерации», — утверждает доктор Поче.

Ошибка в тексте? Выделите её и нажмите «Ctrl + Enter»

Кадры с места главных событий дня на нашем Youtube

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