Сетчатка глаза у позвоночного животного

Автор: Васильева Екатерина Валерьевна, ветеринарный врач-офтальмолог. Ветеринарная клиника неврологии, травматологии и интенсивной терапии, г. Санкт-Петербург.

Болезней, при которых происходит поражение сетчатки, великое множество, большинство из них могут приводить к частичной или полной потере зрения, поэтому так важно вовремя и правильно их диагностировать и своевременно проводить лечение.

Сетчатка (лат. retína) – внутренняя оболочка глаза, содержащая фоторецепторные клетки (палочки и колбочки), а также тела и аксоны нейронов, образующих зрительный нерв. Сетчатка является периферическим отделом зрительной системы, она преобразует световое раздражение в нервное возбуждение и осуществляет первичную обработку зрительного сигнала.

Анатомия и гистология

Сетчатка прилежит на всем своем протяжении с внутренней стороны к стекловидному телу, а с наружной — к сосудистой оболочке глазного яблока.
Визуализировать сетчатку при офтальмологическом обследовании можно при помощи офтальмоскопии, причем непосредственно видны ретинальные сосуды и пигментный ретинальный эпителий (в нетапетальной области глазного дна). Иногда частично видны миелинизированные нервные волокна, идущие к диску зрительного нерва. Нейроретина полностью проницаема для света, поэтому не визуализируется.

Гистологически выделяют 10 слоев клеток сетчатки (рис. 1):

  1. Ретинальный пигментный эпителий – слой клеток, прилежащий вплотную к хориоидее. Пигментирован на всей площади за исключением «окна» над тапетальной частью хориоидеи. Функции: питание нейроретины, фагоцитоз отмерших клеток нейроретины.
  2. Слой фоторецепторов: содержит наружные фрагменты двух типов фоторецепторных клеток: палочек (ответственны за сумеречное зрение, форму, движение объектов) и колбочек (ответственны за четкость, цветовосприятие, активны при ярком свете). Дополнительно содержит мюллеровы клетки, выполняющие каркасную функцию (много отростков) и функцию обмена веществ.
  3. Наружная лимитирующая мембрана отделяет внутренние сегменты фоторецепторных клеток от их ядер. Выполняет защитную функцию: предохраняет ядра от окисления.
  4. Наружный ядерный слой содержит ядра фоторецепторных клеток.
  5. Наружный плексиформный слой: синапс между терминальными частями аксонов палочек и колбочек и дендритами биполярных и горизонтальных клеток.
  6. Внутренний ядерный слой содержит ядра горизонтальных, биполярных, амакринных и мюллеровых клеток.
  7. Внутренний плексиформный слой: синапс между ганглионарными и биполярными и амакринными клетками.
  8. Слой ганглионарных клеток содержит ганглионарные клетки, нейроглиальные клетки, сосуды.
  9. Слой нервных волокон: аксоны ганглионарных клеток, которые формируют зрительный нерв. Также присутствуют крупные сосуды и астроциты – структурная поддержка и питательная функция для волокон и сосудов.
  10. Внутренняя лимитирующая мембрана сформирована окончаниями мюллеровых клеток,
  11. является внутренней границей сетчатки.

Диагностика болезней сетчатки

  1. Сбор анамнеза (при жалобах на снижение зрения выяснить, возникло оно внезапно или постепенно; есть ли разница между ориентацией в пространстве в светлое время и в сумерках; наличие системных заболеваний).
  2. Зрачковые рефлексы (прямой и содружественный), реакция угрозы.
  3. Тест лабиринта (при ярком свете и в сумерках).
  4. Офтальмоскопия.
  5. УЗИ глазного яблока.
  6. ЭРГ (электроретинография).
  7. ОКТ (оптическая когерентная томография).
  8. Лабораторные исследования (анализы крови: биохимический, клинический; измерение уровня гормонов; измерение артериального давления).
  9. Генетические тесты.

Болезни, поражающие сетчатку, можно разделить на воспалительные (ретиниты), отслойки сетчатки, наследственные патологии. Ретинит – воспаление сетчатки, часто протекает совместно с воспалением хориоидеи, что носит название хориоретинит.

Причины ретинита могут быть различны: вирусные, бактериальные, грибковые, «клещевые инфекции», протозойные, паразитарные, токсические, аутоиммунные. Клинические признаки острого ретинита: сероватые округлые или извитые очаги поражения с нечеткой границей, гранулематозные множественные округлые очаги, на нетапетальной области – беловатые очаги. В области воспаления могут быть фокальные отслойки сетчатки (рис. 2). В неактивной фазе офтальмоскопические признаки отличаются: из-за истончения нейроретины видны гиперрефлективные участки на тапетальной области с четкой границей, в центре гиперрефлективных участков располагается пигментированный «островок» из клеток РПЭ. Зрительный дефицит и наличие реакции угрозы, а также степень выраженности зрачковых реакций зависят от локализации, размера, степени воспалительного повреждения. Дополнительные диагностические исследования: анализ крови клинический и биохимический, серологические тесты на инфекционные заболевания, анализ крови на токсины.После определения причины ретинита начинают специфическое лечение. При отсутствии инфекционной природы ретинита рекомендовано системное использование противовоспалительных препаратов. Отслойка сетчатки – патологический процесс, при котором нейроретина отделяется от РПЭ, что ведет к потере соединения фоторецепторов и РПЭ, нарушению трофики фоторецепторов и дегенерации сетчатки.

К отслойке сетчатки могут вести разнообразные заболевания, поражающие сетчатку, сосудистую оболочку, стекловидное тело, а также системные заболевания. По степени вовлечения сетчатки отслойки бывают: фокальные, мультифокальные, тотальные. Фокальная отслойка небольшой площади не приводит к потере зрения, в то время как тотальная – ведет к полной слепоте. Отслойки на значительной площади могут приводить к ее отрыву в области ora ciliaris, что носит название «диализ». Офтальмоскопические признаки: фокальная отслойка выглядит как округлые, приподнятые в виде пузырей участки, при тотальной отслойке вся сетчатка с сосудами смещена вперед, иногда настолько, что прилежит к задней поверхности хрусталика (рис. 3).
Можно увидеть смещенную вперед сетчатку при помощи фокального источника света через зрачок. При тотальной отслойке вся сетчатка с сосудами смещена вперед, иногда настолько, что прилежит к задней поверхности хрусталика (рис. 4). При обширной площади отслойки можно увидеть смещенную вперед сетчатку при помощи фокального источника света через зрачок. При тотальной отслойке с диализом сетчатка визуализируется при офтальмоскопии как сероватая складка, прикрепленная лишь в области диска зрительного нерва, тапетальная часть глазного дна выглядит гиперрефлективной, т. к. не прикрыта сетчаткой (рис. 5).

Читайте также:  Восстановление сетчатки глаза стволовыми клетками

По этиологии отслойки могут быть регматогенные, тракционные, экссудативные.
Регматогенные отслойки связаны с отверстием или разрывом сетчатки, в который просачивается жидкость и стекловидное тело, отделяя нейроретину от РПЭ. Регматогенные отслойки часты у собак, встречаются при аномалии глаз колли (СЕА), после факоэмульсификации катаракты, при дисплазии сетчатки, глаукоме. При организации кровоизлияний или наличии фибрина в стекловидном теле сгусток может тянуть за собой сетчатку, вызывая тракционную отслойку. Наличие жидкости или клеточного инфильтрата может отделять сетчатку (при хориоретините и системной гипертензии), вызывая экссудативную отслойку. Экссудативная отслойка без явных причин – кортикостероид-отвечающая – описана у немецких овчарок, их гибридов и лабрадоров. Дополнительные диагностические методы: УЗИ глазного яблока, анализ крови клинический и биохимический, серологические исследования крови на инфекционные заболевания, измерение артериального давления. Наличие жидкости или клеточного инфильтрата между сетчаткой и сосудистой оболочкой может отделять сетчатку (при хориоретините и системной гипертензии), вызывая экссудативную отслойку. Необходимо специфическое лечение заболевания, вызвавшего отслойку сетчатки. Даже при обширной отслойке сетчатка может быть возвращена на место с сохранением зрения, если на раннем этапе поставить диагноз и начать лечение. Кортикостероид-отвечающая отслойка лечится системными кортикостероидными гормонами, предварительно исключаются инфекции.При системной гипертензии у кошек используют амлодипин 0,625 мг на животное 1 раз в сутки от 7 дней.
Хирургические методики фиксации сетчатки являются активно разрабатываемой областью ветеринарной офтальмологии. У животных применяются крио- и лазерные ретинопексии, при которых происходит «приваривание» сетчатки к подлежащим тканям с целью укрепления ее положения при разрывах сетчатки, а также для профилактики отслойки у предрасположенных пациентов. Эндовитреальные методики при отслойке включают в себя пневомопексии с использованием газообразных веществ, вводимых в стекловидное тело и методику витрэктомии с введением на место стекловидного тела силиконового масла (для фиксации обширных отслоек при больших разрывах сетчатки). Экстрасклеральные методики хирургического лечения отслойки сетчатки заключаются в использовании силиконовых пломб, фиксируемых на склере, с целью сдавливания глазного яблока снаружи в области отслойки.
Наследственные патологии, поражающие сетчатку: аномалия глаз колли (СЕА), дисгенез глаз у собак окраса «мерль» (MOD), дисплазия сетчатки, прогрессирующая атрофия сетчатки.
Аномалия глаз колли – наследственная патология, характеризующаяся хороидальной гипоплазией, колобомой диска зрительного нерва, отслойкой сетчатки, интраокулярными кровоизлияниями. Породная предрасположенность к данной патологии отмечается у австралийской овчарки, колли, шелти, бордер колли; тип наследования аутосомно- рецессивный. Клинические признаки зависят от степени вовлечения глазного дна, от отсутствия какого-либо зрительного дефицита до полной потери зрения.
Дисгенез глаз у собак окраса «мерль» (MOD) – наследственная патология, характеризующаяся множественными аномалиями развития глазных яблок (микрофтальм, микрокорнеа, гипоплазия радужки, стафиломы, дефекты в РПЕ и гипоплазия хориоидеи и склеры).
Заболевание зарегистрировано у австралийских овчарок с гомозиготным окрасом «мерль» и других пород такого окраса, наследование происходит по аутосомно-рецессивному типу. Дисплазия сетчатки – патологический процесс дифференциации сетчатки, приводящий к формированию розеток и складок. Предрасположены к данной патологии многие породы собак, в том числе и американский кокер спаниель, английский спрингер спаниель, лабрадор ретривер. Тип наследования аутосомно-рецессивный, кроме лабрадоров, у которых доминантный. Различают 3 степени дисплазии: 1) фокальная (мультифокальная), 2) географическая, 3) отслойка сетчатки.
Фокальная или мультифокальная дисплазия характеризуется наличием множественных складок и розеток – точки или линии серого или зеленого цвета в центральной части глазного дна, на тапетальной части эти области гипорефлективны, на нетапетальной – беловатого цвета. Зрительный дефицит при данном виде дисплазии отсутствует.
Географическая дисплазия характеризуется образованием неравномерных, подкововидных складок, местами сетчатка истончена, имеются гиперрефлективные участки, сетчатка в центральной зоне поражения частично отслоена. Нарушение зрения при данном виде дисплазии может быть значительным и зависит от площади пораженного участка. Полная дисплазия с отслойкой сетчатки характеризуется тотальной отслойкой сетчатки с потерей зрения.
Прогрессирующая атрофия сетчатки (PRA) – наследственная патология сетчатки, при которой происходит дегенерация фоторецепторов, приводящая к потере зрения. Клинические признаки: постепенная потеря зрения (чаще всего сначала исчезает сумеречное зрение, т. к. в большинстве случаев первыми поражающимися клетками являются палочки). Офтальмоскопические признаки: гиперрефлективность тапетума, истончение сосудов сетчатки, вплоть до полного их отсутствия (рис 6). Классифицируют PRA по типам клеток, поражающимся в первую очередь, и по времени проявления заболевания.

PRA с ранним проявлением

Прогрессирующая атрофия сетчатки с ранним проявлением – группа наследственных патологий, характеризующихся тем, что первые клинические признаки у животного проявляются в возрасте от нескольких недель до нескольких месяцев, а полная потеря зрительной функции происходит к 1 году. Тип наследования аутосомно-рецессивный. Среди ПРА с ранним проявлением выделяют следующие типы: палочко-колбочковая дисплазия 1 тип (rcd1) у ирландского сеттера; палочко-колбочковая дисплазия 2 тип (rcd2) у колли; палочко-колбочковая дисплазия 3 тип (rcd3) у вельш корги кардиган; палочковая дисплазия (rd) и ранняя дегенерация сетчатки (erd) у норвежского элкхаунда, колбочко- палочковая дистрофия (crd) у питбультерьеров и такс. У абиссинских кошек также встречается палочко-колбочковая дисплазия (rcd), тип наследования данной патологии аутосомно- доминантный (рис. 7).

PRA c поздним проявлением

Прогрессирующая палочко-колбочковая дегенерация (prcd) – наиболее распространенный тип атрофии сетчатки, тип наследования аутосомно-рецессивный, поражаются: миниатюрный и той-пудель, американский и английский кокер спаниель, лабрадор ретривер, китайская хохлатая собака и другие. Зрительный дефицит в сумерках наступает в 3-5 лет, полная слепота происходит в 5-7 лет, офтальмоскопические изменения отмечают в 2-4 года.
По типу наследования еще выделяют сцепленную с Х-хромосомой дегенерацию (Х-Linked PRA) у сибирских хаски и аляскинских маламутов, отмечают потерю зрения в сумерках в возрасте 3-4 года. И PRA с аутосомно-доминантным типом наследования у бульмастифов и староанглийских мастиффов.

Читайте также:  Сосудорасширяющие препараты для сетчатки

Палочко-колбочковая дегенерация (rcd) у абиссинских кошек

Начинается в возрасте 1-2 лет, полная дегенерация происходит к 4 годам, наследование аутосомно-рецессивное. Электроретинографические изменения отмечают в 8-12-недельном возрасте.

Другие типы дегенерации сетчатки

Колбочковая дегенерация (cd)

Описана у аляскинских маламутов, немецких короткошерстных пойнтеров, миниатюрных пуделей, аутосомно-рецессивный тип наследования, поражаются только колбочки, что ведет к дневной слепоте – гемералопии, палочки не поражаются, поэтому сумеречное зрение сохранено. Клинические признаки проявляются в 8-10-недельном возрасте, никаких офтальмоскопических признаков не отмечается.

Дистрофия РПЭ (центральная прогрессирующая атрофия сетчатки, RPED, CPRA)Описана у многих пород: лабрадор и голден ретривер, колли, английский кокер спаниель и другие. Первично поражается ретинальный пигментный эпителий, а вторично – фоторецепторы из-за недостаточной трофики. Офтальмоскопические признаки отмечают раньше клинических – светло-коричневые пигментные пятна в центральной тапетальной области, с прогрессированием заболевания пигментные пятна сливаются в неровный рисунок c гиперрефлективными вкраплениями. Клинически отмечают ухудшение зрения, но полная потеря зрения происходит не у всех животных.
Отдельно следует рассмотреть внезапную приобретенную дегенарацию сетчатки (SARD). Данная патология не является наследственной, характеризуется резкой потерей зрения в течение нескольких дней, билатеральным мидриазом, но офтальмоскопическая картина глазного дна в начале заболевания нормальная. Через несколько недель или месяцев начинают проявляться офтальмоскопические признаки, характерные для дегенеративных процессов: увеличение рефлективности тапетума, истончение сосудов сетчатки. SARD необходимо дифференцировать от слепоты центрального генеза при помощи электроретинографии (ЭРГ). При SARD ЭРГ показывает недостаточную электрофизиологическую активность сетчатки, при слепоте центрального генеза – нормальную. Также возможна экспресс-диагностика с использование хроматических зрачковых реакций: реакции зрачка на красный свет не будет при нормальной реакции на синий свет. В настоящее время считается, что данное заболевание имеет аутоиммунную природу, разработаны методы терапии иммуноглобулинами, которые позволяют частично восстановить зрительную функцию у пораженных животных.
В заключение необходимо отметить, что для сохранения зрения у животных с поражением сетчатки важно своевременно диагностировать заболевание, выявить его причину и своевременно начать этиотропную и симптоматическую терапию. Животные, у которых выявлены наследственные патологии сетчатки, не должны быть использованы для разведения.

Список литературы:

  1. Maggs DJ, Miller PE, Ofri R. Slatter’s fundamentals of veterinary ophthalmology 5ed. Elsevier. St. Louis. 2013, 506 p.
  2. Gelatt KN. Veterinary Ophthalmology 5ed. Wiley-Blackwell. Ames. 2013, 2170 p.
  3. Grozdanic SD, Matic M, Sakaguchi DS et al. Evaluation of retinal status using chromatic pupil light reflex activity in healthy and diseased canine eyes. Investigative Ophthalmology & Visual Science 2007; 48: 5178-5183.
  4. Grozdanic SD, Harper MM, Kecova H. Antibody-Mediated Retinopathies in Canine Patients: Mechanism, Diagnosis, and Treatment Modalities. Vet Clin Small Anim 2008; 38: 361-387.
  5. Genetics committee of the American College of Veterinary Ophthalmologists. Ocular disorders presumed to be inherited in purebred dogs 5 ed. 2009, 854 p.
  6. Petersen-Jones S, Crispin S (eds): BSAVA Manual of Small Animal Ophthalmology, 2nd ed. Gloucester, BSAVA, 2002; 316 p.

Источник

Далекому от биологии человеку глаз кажется немыслимым с точки зрения эволюции устройством, чрезвычайно сложным. Попробуем разобраться и легким языком объяснить, как возникли наши органы зрения.

Пигментное пятно

Зрение, как способ регистрации освещенности, присутствует уже у одноклеточных организмов. Это, например, маленький красный глазок, знакомый всем по рисункам хламидомонады и эвглены зеленой в школьном учебнике биологии. На этапе возникновения многоклеточных организмов некоторые клетки приобретали сходную способность — регистрировать освещенность. Там, где светло, можно было добывать еду, там где темно, можно было спрятаться в случае опасности. Регистрирующие свет клетки собирались в группы — пигментные пятна, первые примитивные глаза.

Такие глаза встречаются и сейчас у червей, примитивных моллюсков, полипов и других. Например, у гидры, еще один пример из школьного учебника, светочувствительные рецепторы расположены на концах щупалец, видимо, для того, чтобы регистрировать ослабление освещенности, когда добыча проплывает мимо щупальца.

Пресноводная гидра, счастливый обладатель фоторецепторов

Камера обскура

Что же сделать, чтобы пигментное пятно могло не только регистрировать свет, но и определять его направление? Следует придать глазу объем. И тут эволюция пошла двумя путями. Артроподы (членистоногие — трилобиты, пауки, раки, мухи) развили глаза выпуклые, у некоторых даже на стебельках. Такие глаза обеспечивали отличный круговой обзор и могли идентифицировать, с какой стороны идет свет благодаря разнице в освещенности разных сторон. Наши предки и моллюски пошли другим путем — светочувствительные клетки «спрятались» в углубление, соответственно, также приобрели объемную форму, позволяющую определить источник света, вместо пигментного пятна получилась пигментная ямка. Такие глаза до сих пор встречаются у некоторых улиток и червей.

Трилобит с глазами на стебельках

Пигментная ямка уже позволяла ориентироваться в пространстве при помощи света, но чем глубже она становилась и чем уже было выходящее наружу отверстие, тем точнее получалась картинка изменения освещенности. Из ямки получалась настоящая камера обскура. Именно такие глаза сохранились у современных наутилусов — живых свидетелей эпохи динозавров.

Наутилус, реликтовый головоногий моллюск с наружной раковиной и глазом в виде камеры обскура.

Читайте также:  Отслоение сетчатки зрительного нерва

Примитивный глаз

Камера обскура это очень хорошо, однако в ней плещется морская вода. А если закопаться в грунт, то будет бултыхаться еще и песок, ил и другой мусор. Глаза станут бесполезны. Однако легко предположить, что мутация с зарастанием отверстия такого глаза клетками эпителия была достаточно распространена. Существа с изолированной глазной камерой, очевидно, получали возможность быстро прятаться в ил от хищников и стремительно покидать убежище, сохраняя зрение.

В примитивном глазу некоторых моллюсков камера глаза заполнилась стекловидным телом и из покровных клеток стали формироваться роговица и хрусталик глаза за счет выработки большого количества белков-кристаллинов, изменения формы клеток, да и многого другого.

Настоящий глаз

Став монолитным органом из светочувствительных клеток, стекловидного тела, хрусталика и роговицы, глаз обзавелся собственной мускулатурой. Этот процесс так же сложен, но вполне объясним. Имея возможность сокращать и расслаблять мышцы тканей вокруг глаза, можно было кое-как влиять на положение глазного яблока. Соответственно те, кто мог лучше вращать глазами, получали эволюционное преимущество и чаще выживали, закрепляя свои способности и передавая потомкам зачатки мускулатуры, управляющей глазом. Что же касается фокусировки, то кольцевая мышца, регулирующая этот процесс, скорее всего возникла еще на этапе камеры обскура, чтобы регулировать количество света, попадающего на сетчатку, а так же чтобы закрывать камеру при опасности заполнения ее пылью и мусором. Впоследствии эти мышцы стали управлять механикой зрачка и хрусталика.

Основные этапы эволюции глаза, слева направо: светочувствительные клетки пигментного пятна, пигментная ямка, камера обскура, примитивный глаз со стекловидным телом и простым хрусталиком-линзой, настоящий глаз со всеми так нами любимыми способностями

Самое интересное. О чем не сказано в основном тексте

Глаза возникали у разных групп животных множество раз. Мы лишь упомянули глаза насекомых (а ведь есть еще иглокожие, медузы и многие другие!), сосредоточившись на
происхождении наших органов зрения — глаз позвоночных. Но рассматривали мы в основном глаза моллюсков. Как же так?

Дело в том, что глаза моллюсков и позвоночных очень похожи. Это так называемая конвергентная эволюция, когда у самых разных групп организмов появляются в сходных условиях сходные свойства. Самый распространенный пример — внешнее сходство дельфинов и акул. Примерно так же сходны глаз человека и глаз осьминога.

Эволюция нашего типа зрения изучается на примере моллюсков, так как разные группы этих существ сохранили до наших дней все переходные формы глаз, от пигментного пятна улитки через камеру обскура наутилуса к глазу осьминога, столь же совершенному, как наш собственный. И даже совершеннее, так как глаз позвоночных содержит глупейшую с точки зрения здравого смысла ошибку, на наш взгляд перечеркивающую напрочь все возможные предположения о том, что кто-то всемогущий сознательно участвовал в сотворении жизни на Земле.

Мы говорим о слепом пятне — зоне в сетчатке нашего глаза, через которую нервные волокна от каждой светочувствительной клетки проходят к мозгу. Мы ее не замечаем, так как наш мозг научился достраивать нужное изображение. Откуда взялось слепое пятно?

Слева — глаз позвоночного со слепым пятном. Справа — глаз головоногого моллюска.
1 — сетчатка; 2 — нервные волокна; 3 — зрительный нерв; 4 — слепое пятно

Нервные волокна у позвоночных проходят прямо поверх сетчатки глаза, в то время как у осьминога они собираются в зрительный нерв проходя по тыльной стороне глаза, как и разместил бы их адекватный проектировщик. Представьте себе, что в объективе вашего фотоаппарата маленькая дырочка и через нее проходят все провода от микросхемы, считывающей изображение к карте памяти. Прямо по объективу. Вот так примерно инженер видит наш с Вами глаз.

В какой-то момент эволюции, скорее всего на этапе перехода от пигментной ямки к камере обскура, у наших предков светочувствительные клетки оказались повернуты к поверхности тела не той стороной. Как именно точно не известно. Можно предположить, что в некоторых новых условиях нашим предкам потребовались глаза не на верхней, где они развились, а на нижней половине тела. Например, если эти существа перестали ползать по илу кембрийских морей и воспарили в манящую синь вод первобытного океана. С точки зрения естественного отбора оказалось выгоднее опустить глаза вниз прямо сквозь полупрозрачное тело их обладателей. Так и возникла ошибка, приведшая к образованию слепого пятна и к вероятности отслоения сетчатки, что тоже связано с расположением нервных волокон поверх нее.

Спасибо тем, кто дочитал до конца. Не стесняйтесь, ставьте лайки, делитесь в соцсетях, подписывайтесь на канал. Для того, чтобы Россия стала действительно великой страной, мы должны нести свет знаний в массы. Образование, даже в таком легком формате, как на канале Локаята — залог нашего общего будущего процветания.

Источник