Клинико-рентгенологическая характеристика аномалий рефракции у детей Гордеева Светлана Александровна

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Обзор литературы 15

1.1. Анатомия фиброзной капсулы глазного яблока и ее роль в формировании аномалий рефракции 15

1.2. Фибробласты и их роль в поддержании гомеостаза соединительной ткани 21

1.3. Компоненты экстрацеллюлярного матрикса и их участие в формировании аномалий рефракции 30

1.3.1. Коллагены фиброзной оболочки глаза 30

1.3.2. Протеогликаны и гликопротеины 33

1.3.3. Ферменты и факторы роста, их роль в ремоделировании внеклеточного матрикса 36

Глава 2. Материалы и методы исследования 41

2.1. Организация исследования 41

2.2. Материалы исследования 42

2.3. Клинические методы исследования 48

2.4. Патоморфологическое исследование 49

2.5. Методы статистической обработки данных 52

Глава 3. Клинико-морфологическая характеристика аномалий рефракции у детей 55

3.1. Клинические исследования 55

3.1.1. Структура исследуемой выборки 55

3.1.2. Изучение биометрических показателей фиброзной оболочки глаза у детей при различных видах клинической рефракции 60

3.1.3. Способ прогнозирования прогрессирования миопии на основе анализа анамнестических и клинических данных 69

3.2. Морфологическое исследование теноновой капсулы 73

3.2.1. Клеточный состав теноновой капсулы при разных видах клинической рефракции: морфометрическая и электронно-микроскопическая характеристика 74

3.2.2. Ультраструктурные особенности фибробластов при разных видах клинической рефракции у детей 87

3.2.3. Морфометрический анализ ультраструктур фибробластов теноновой капсулы при аномалиях рефракции у детей 100

3.2.4. Электронно-микроскопическая и морфометрическая характеристика коллагеновых волокон теноновой капсулы при разных видах клинической рефракции 108

3.3. Клинико-морфологическая характеристика аметропии в аспекте анализа связей 111

3.3.1. Клинико-морфологические параллели при прогрессирующей миопии 111

3.3.2. Клеточный состав теноновой капсулы как диагностический критерий вида аномалии рефракции 113

3.3.3. Ультраструктурные особенности фибробластов как критерий прогноза прогрессирования оперированной миопии 115

Глава 4. Обсуждение результатов собственных исследований 122

Заключение 141

Выводы 146

Практические рекомендации 149

Список сокращений 150

Список литературы 151

• Фибробласты и их роль в поддержании гомеостаза соединительной ткани
• Изучение биометрических показателей фиброзной оболочки глаза у детей при различных видах клинической рефракции
• Ультраструктурные особенности фибробластов при разных видах клинической рефракции у детей
• Ультраструктурные особенности фибробластов как критерий прогноза прогрессирования оперированной миопии

Введение к работе

Актуальность темы исследования. В мире около 285 миллионов человек подвержены нарушениям зрения, из которых 19 миллионов - дети. Большая часть детского населения - 12 миллионов - страдают аномалиями рефракции (Информационный бюллетень №282, ВОЗ, Август 2014 г.).

Принято выделять следующие виды клинической рефракции: соразмерную -эмметропия, при которой задний главный фокус оптической системы глаза расположен на сетчатке, и несоразмерную - аметропическую, возникающую при нарушении анатомо-оптического соотношения глазного яблока: миопия, гиперметропия, астигматизм (Аветисов Э. С, 2002; Офтальмология: национальное руководство, 2008).

Аномалии рефракции характеризуются типовыми морфологическими реакциями, которые связаны с ремоделированием фиброзной оболочки глазного яблока, в том числе теноновой капсулы (Аветисов Э. С. и соавт., 1979; ИомдинаЕ. Н., 2009; McBrien N. et al., 2009; UlyanovaN. A., et al., 2014). В структуре теноновой капсулы при аметропиях имеет место изменение клеточного состава (Аветисов Э. С. и соавт., 1979; McBrien N. et al., 2009), экстрацеллюлярного матрикса (Иомдина Е. Н. и соавт., 2009; McBrien N. et al., 2009), ультраструктур фибробластов (ИомдинаЕ. Н., 2008; UlyanovaN. A., et al., 2014). Клинические проявления аметропии определяются изменением биометрических показателей глаза и процессов, протекающих в тканях глазного яблока.

В структуре заболеваемости глаза и его придаточного аппарата миопия среди патологий детского возраста занимает лидирующие позиции, составляя 34% (Нероев В. В., 2014). По данным Е. С. Либман (2006), неуклонный рост детской инвалидности по зрению возникает из-за аномалий рефракции, что обусловливает медико-социальную значимость данной проблемы, поскольку у детей возникают препятствия в социальной адаптации.

Степень разработанности темы исследования. Несмотря на то, что патогенез близорукости связывают с повышением внутриглазного давления (Дашевский А. И., 1973; Аветисов Э. С, 2002; Pruett R. С, 1988; Tokoro Т. et al., 1990), изменением биомеханических свойств склеры (Иомдина Е. Н., 2008; Edwards М. Н. et al., 1996; Phillips J. R. et al., 2004), не изучены особенности внеклеточного матрикса, клеточного состава, ультраструктурная специфика фибробластов теноновой капсулы у детей при разных видах клинической рефракции.

В настоящее время в экспериментальных работах получено достаточно фактов, свидетельствующих о ремоделировании экстрацеллюлярного матрикса, сопровождающемся изменением концентрации ростовых факторов: трансформирующего фактора роста - Р, костного морфогенетического белка (Seko Y. et al., 1995; Wang Q. et al., 2011; McBrien N. A. et al., 2013), матриксных металлопротеиназ и их ингибиторов (Guggenheim J. A. et al., 1996; Rada J. A. et al., 1999; Hall N. F. A. et al., 2009; Liu H.-H. et al., 2010; Leung К. H. et al., 2011; Jia Y. et al., 2014). При прогрессирующей миопии в тканях глаза человека можно предполагать наличие особенностей структуры внеклеточного матрикса; оценить его роль в миопизации глаза возможно при использовании морфологических методов исследования теноновой капсулы, которые позволяют выявить структурные изменения в исследуемой ткани.

В последнее время особое внимание уделяется теории ретинального дефокуса (Hung G. К., Ciuffreda К. J., 2003). Исследователи полагают, что сетчатка может индуцировать сигналы, а пигментный эпителий сетчатки и сосудистая оболочка выступают в роли трансдукторов этих сигналов в склеру, вызывая ее изменение и таким образом влияя на рост глазного яблока (Phillips J. R. et al., 2004; Hung G. К., Ciuffreda К. J., 2003; Lagace G.-P., 2011; WallmanJ., 2013).

В развитии аномалий рефракции участвует фиброзная оболочка глаза, поэтому изучение биометрических характеристик, электронно-микроскопических свойств фиброзной капсулы глаза является важным в понимании морфологических особенностей прогрессирующей миопии. При прогрессировании миопии изменяется структура склеры с увеличением передне-задней оси глазного яблока, по данным авторов, патологические процессы, происходящие

в склере, аналогичны таковым и в теноновой капсуле (Иомдина Е. Н. и соавт., 2008; Shouly Y. et al., 1992). Процессы, протекающие в теноновой капсуле, можно экстраполировать и на склеру ввиду общности гистогенеза и единых морфологических, химических и функциональных свойств (Вит В. В., 2003; Иомдина Е. Н. и соавт., 2006, 2008, 2009; Кварацхелия Н. Г., 2010; Минкевич Н. И. и соавт., 2012; Shouly Y. et al., 1992).

На сегодняшний день не в полной мере в литературе представлена комплексная клинико-морфологическая характеристика аномалий рефракции у детей при изменении фиброзной капсулы глаза, в том числе при прогрессирующей миопии. Недостаточно изучены клеточный состав и ультраструктурные особенности фибробластов в морфометрическом аспекте, строение внеклеточного матрикса теноновой капсулы при разных видах клинической рефракции у детей.

Таким образом, изложенное выше свидетельствует о необходимости дальнейшего изучения клинико-морфологических особенностей аномалий рефракции.

Цель работы: провести комплексное клинико-морфологическое исследование аномалий рефракции у детей для совершенствования морфологической диагностики вида аметропии и прогноза прогрессирования миопии.

Задачи исследования:

1. Изучить возрастно-половые особенности, сопутствующую соматическую патологию и наследственную предрасположенность при миопии.

2. Оценить влияние параметров переднего отрезка глазного яблока: центральной толщины роговицы, радиусов кривизны роговицы - на аксиальный размер глаза при аметропиях.

3. Предложить способ прогнозирования прогрессирования миопии на основе анамнестических и клинических данных.

4. Исследовать морфометрические особенности клеточного состава теноновой капсулы при аномалиях рефракции.

5. Дать морфологическую оценку изменениям ультраструктур фибробластов теноновой капсулы при разных видах рефракции.

6. Провести ультраструктурную морфометрию фибробластов теноновой капсулы при аметропиях.

7. Изучить особенности волокнистого каркаса теноновой капсулы при разных видах клинической рефракции.

8. Выявить клинико-морфологические параллели между морфометрическими показателями клеточного состава теноновой капсулы и клиническими параметрами, указывающими на рост глазного яблока, при прогрессирующей миопии.

9. Разработать дополнительный метод морфологической диагностики вида аметропии на основе морфометрического анализа теноновой капсулы у детей.

10. Предложить метод прогноза прогрессирования оперированной миопии при оценке
количественных характеристик ультраструктур фибробластов.

Научная новизна. Впервые изучены ультраструктурные особенности фибробластов теноновой капсулы при различных видах клинической рефракции у детей. При прогрессирующей миопии выявлены гиперплазия и гипертрофия синтетического и энергетического аппаратов клетки; при гиперметропии, напротив, регистрируется атрофия органоидов фибробластов.

Впервые прогрессирующая миопия и гиперметропия были изучены с позиции адаптационного процесса, структурной основой которого являются гиперплазия и атрофия соответственно.

Впервые проведен морфометрический анализ с определением количества клеток теноновой капсулы при аномалиях рефракции у детей. Прогрессирующая миопия характеризуется увеличением числа фибробластов и тучных клеток, т. е. регистрируется клеточная гиперплазия, которая является проявлением адаптации.

э

Впервые выполнена ультраструктурная морфометрия фибробластов теноновой капсулы, выявлена внутриклеточная гиперплазия органоидов при прогрессирующей миопии и их атрофия при гиперметропии.

Впервые исследована реакция клеток теноновой капсулы на рост глазного яблока и проведено сопоставление клинических характеристик глазного яблока: передне-задняя ось (ПЗО), градиент годового прогрессировать (ГГП) - с изменением структуры теноновой капсулы глазного яблока. При увеличении глазного яблока более 24,50 мм регистрируется снижение количества адипоцитов; при увеличении ПЗО более 24,90 мм имеет место увеличение уровня тучных клеток; с увеличением ПЗО более 26,50 мм в структуре теноновой капсулы выявляется максимальная длина отростков фибробластов и снижение плотности коллагеновых фибрилл.

Впервые предложен способ прогнозирования прогрессирования миопии на этапе первичного клинического осмотра пациента, получено уравнение, прогнозирующее прогрессирование миопии с вероятностью - 81,8%.

Впервые выведено уравнение регрессии, позволяющее на основе морфометрического анализа теноновой капсулы диагностировать вид аметропии. Количество фибробластов теноновой капсулы является морфологическим маркером для диагностики аномалий рефракции. Данный критерий позволяет верифицировать офтальмологический диагноз с точностью - 85,1 %.

Впервые предложен способ прогнозирования прогрессирования оперированной миопии, описано уравнение, позволяющее прогнозировать дальнейшее течение оперированной миопии с вероятностью - 87,5%.

Теоретическая и практическая значимость работы. Теоретическая значимость работы определяется получением новых знаний о специфичности структурных изменений фиброзной капсулы глаза при аномалиях рефракции. Ультраструктурные характеристики клеток теноновой капсулы являются морфологической основой для изучения особенностей вида аметропии.

Результаты проведенных исследований углубляют и расширяют представление о механизмах, лежащих в основе прогрессирования миопии.

Использование электронной микроскопии при исследовании теноновой капсулы позволяет применять данный метод для дополнительной прижизненной морфологической диагностики видов клинической рефракции.

Общепатологические реакции в теноновой капсуле при аномалиях рефракции сопровождаются гиперпластическими процессами при прогрессирующей миопии и атрофическими изменениями при гиперметропии.

Практическая значимость диссертационного исследования определяется способом прогнозирования прогрессирования миопии на основе данных анамнеза, остроты зрения и аксиальной длины глазного яблока, методом морфологической диагностики вида аметропии с учетом количества фибробластов теноновой капсулы и моделью прогноза прогрессирования оперированной миопии на основе анализа количественных характеристик ультраструктур фибробластов (количество лизосом, максимальный диаметр и количество митохондрий) теноновой капсулы при прогрессирующей миопии.

Методология и методы исследования. Методологической основой диссертационной работы явилось последовательное использование методов научного познания. В работе использовались следующие научные методы: клинический, инструментальный, морфологический (обзорная микроскопия, морфометрия, электронно-микроскопический), аналитический, статистический, графический.

Полученные в ходе исследования количественные и качественные показатели вносили в базу данных в программе Microsoft Excel 2010. Статистическую обработку производили с применением пакета прикладных программ Statistical Package for the Social Sciences 19.0.

В соответствии с целью и задачами исследования была проведена научно-исследовательская работа, в которой объект исследования - роговица и тенонова капсула,

предмет исследования - патоморфологические особенности изменения теноновой капсулы при аномалиях рефракции у детей.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

10. Для миопии характерен пик прогрессирования в возрасте 11-15 лет, преимущественно у девушек с наследственной предрасположенностью.

11. Клинические особенности аномалий рефракции связаны с отсутствием корреляционных связей между центральной толщиной роговицы, радиусами кривизны роговицы и аксиальным размером глазного яблока.

12. Данные анамнеза, острота зрения, аксиальная длина глазного яблока являются критериями прогноза прогрессирования миопии.

13. Морфологические особенности миопии характеризуются изменением клеточного состава теноновой капсулы: значительным содержанием фибробластов и тучных клеток, небольшим представительством адипоцитов. Ультраструктурные особенности фибробластов определяются гипертрофией клетки, гиперплазией ядрышек, эндоплазматического ретикулума, митохондрий, лизосом. Экстрацеллюлярный матрикс характеризуется фибриллярным разволокнением со сниженной плотностью коллагеновых волокон.

Гиперметропия отличается небольшим количеством фибробластов, тучных клеток и значительным содержанием адипоцитов в составе теноновой капсулы. Ультраструктурные особенности фибробластов характеризуются атрофией ядрышек, эндоплазматического ретикулума, митохондрий, лизосом. Экстрацеллюлярный матрикс представлен коллагеновыми фибриллами, упорядочено расположенными, с высокой плотностью.

5. При прогрессирующей миопии выявлена реакция клеток теноновой капсулы на рост глазного яблока, сопровождающаяся снижением числа адипоцитов при передне-задней оси более 24,50 мм, увеличением количества мастоцитов при ПЗО более 24,90 мм и фибробластов -при ПЗО более 26,50 мм.

6. Количество фибробластов теноновой капсулы является морфологическим маркером диагностики вида аметропии.

7. Количественные характеристики ультраструктур фибробластов (количество лизосом, максимальный диаметр и количество митохондрий) теноновой капсулы служат критериями прогноза прогрессирования оперированной миопии.

Степень достоверности результатов. Обоснованность и достоверность полученных результатов основываются на детальном анализе достаточного для исследования материала (114 глаз - на клиническом этапе исследования и 47 фрагментов теноновой капсулы -на морфологическом этапе исследования); использовании современных методов клинической и морфологической диагностики (автокератометрия, пахиметрия, А-В-сканирование, обзорная микроскопия, электронная микроскопия); применении адекватных методов статистического анализа: непараметрической статистики (критерий Маннна - Уитни, критерий Крускала -Уоллиса, коэффициент корреляции Спирмена), регрессионного анализа, ROC-анализа, кластерного анализа, дискриминантного анализа.

Апробация результатов исследования. Основные положения диссертации доложены на научно-практической конференции с международным участием «Восток - Запад - 2013» (Уфа, 2013), I съезде врачей-офтальмологов Уральского федерального округа «Актуальные проблемы офтальмологии 2013» (Екатеринбург, 2013), на заседании научного общества офтальмологов «Актуальные вопросы офтальмологии» (Челябинск, 2013), на VII Евро-Азиатской конференции по офтальмохирургии (Екатеринбург, 2015), на научно-практической конференции, посвященной 60-летию МАУЗ «Городской клинический специализированный центр офтальмологии и педиатрии» (Челябинск, 2017).

Личное участие автора в получении результатов. Автор непосредственно принимал участие в проведении научного исследования на всех этапах: анализ данных литературы по изучаемой проблеме, определение цели и задач исследования, выполнение клинического этапа исследования, участие в патоморфологическом этапе исследования, статистическом анализе и интерпретации полученных данных, апробации результатов исследования,

подготовке публикаций и докладов, внедрении результатов в работу практического здравоохранения.

Публикации. По теме диссертационного исследования опубликовано 12 научных работ, в том числе 7 статей в изданиях, рекомендованных ВАК РФ, оформлен 1 патент на изобретение № 2621944 от 08.06.2017 «Способ прогнозирования прогрессирования миопии у детей».

Объем и структура диссертации. Основное содержание работы изложено на 180 страницах машинописного текста, содержит 19 таблиц, 65 рисунков, из которых 29 представлено электронными микрофотографиями. Диссертация состоит из введения, обзора литературы (глава I), описания материалов и методов исследования (глава II), результатов собственных исследований (глава III), обсуждения результатов собственного исследования и заключения (глава IV), выводов, практических рекомендаций, списка сокращений и списка использованной литературы, включающего 238 источников, в том числе 88 работ отечественных авторов и 150 работ зарубежных авторов.

Фибробласты и их роль в поддержании гомеостаза соединительной ткани

Основными клеточными элементами соединительной ткани являются фибробласты, в структуре склеры их содержится около 2 % (Rada J. A. et al., 2006; Shelton L., 2009).

Функция фибробластов связана с синтезом и секрецией коллагенов, протеогликанов и других белков внеклеточного матрикса, факторов роста, что позволяет обеспечивать метаболический гомеостаз ткани (Nishida Т. et al., 1988; Shelton L., Rada J. A., 2009).

В соединительной ткани популяция фибробластов неоднородна: так, по степени дифференцировки выделяются клетки от недифференцированного до деградирующего фибробласта (Серов В. В., Шехтер А. Б., 1981).

Не существует единого мнения о происхождении фибробластов, возможно, это связано, с одной стороны, с полифункциональностью клетки, с другой стороны, с множеством клеток-предшественников, которые могли быть потенциальным источником фибробластов.

Теория о происхождении фибробластов из мезенхимальных клеток не теряет актуальности.

С одной стороны, установлено, что на определенном этапе развития мезенхимальной клетки на нее воздействуют внешние и внутренние факторы, которые генетически детерминированы и определяют путь дифференцировки мезенхимальной клетки до фибробласта. В основе этого положения лежит обнаружение в мезенхимальной ткани белка миозина, который синтезировали фибробласты, при отсутствии миобластов. С другой стороны, существует мнение, что в постнатальном гистогенезе дифференцировка мезенхимальной ткани уже завершена и строго генетически детерминирована (Серов В. В., Шехтер А. Б., 1981).

Существуют теории о происхождении фибробластов из недифференцированной ткани: предложенный в 1925 году А. А. Максимовым «мезенхимальный резерв» и сформулированная в 1934 году А. А. Заварзиным теория «клеточного камбия» (Серов В. В., Шехтер А. Б., 1981). В основе данных теорий лежит представление о наличии в организме недифференцированных клеток - камбия, которые могут трансформироваться в различные клеточные виды, их запас сохраняется на протяжении жизни (Заварзин А. А., 1947). В некамбиальных тканях преобладают дифференцированные клетки, не способные к пролиферации (Данилов Р. К., 2006).

Нет единого мнения о происхождении фибробластов из костномозговых предшественников и стволовых клеток. Некоторые авторы полагают, что фибробласты имеют костномозговое происхождение и существует единая стволовая клетка, способная к миграции в ткани (Серов В. В., Шехтер А. Б., 1981). Оппоненты считают, что отсутствуют предшественники фибробластов костномозгового происхождения с независимой стволовой кроветворной клеткой, обладающей независимой линией дифференцировки (Хрущов Н. Г., 1969).

В последнее время рассматривается новый аспект происхождения фибробластов из предшественников клеток костного мозга. Были обнаружены клетки-предшественницы костномозгового происхождения, циркулирующие в периферической крови, они составляют около 0,05 % - прогениторные клетки (Каня О. В., 2014). Полагают, что вышеописанные клетки могут дифференцироваться в миофибробласты и экспрессировать факторы роста: фактор роста фибробластов, трансформирующий фактор роста - (3 (Каня О. В., 2014; Abe R. et al., 2001).

Малодифференцированные фибробласты представляют собой источник дифференцированных зрелых фибробластов, что отражает модель фибробластического дифферона. Клеточный дифферон - совокупность клеточных форм, составляющих линию дифференцировки, от наименее дифференцированной клеточной формы, которой служит стволовая клетка, до высоко дифференцированных клеток. Условно в диффероне можно выделить несколько частей: начальная часть -камбиальные клетки, средняя - дифференцирующийся пул клеток, конечная -высоко дифференцированная часть клеток (Клишов А. А., 1984; Клишов А. А. и соавт., 1990).

Рыхлая соединительная ткань представляет собой многодифферонную структуру, которая представлена адипоцитами, макрофагами, гранулоцитами, тучными клетками, плазмоцитами, основу составляют фибробласты (Клишов А. А., 1984; Клишов А. А. и соавт., 1990).

Клетки имеют различный уровень дифференцировки, функциональной активности, цитохимические и ультраструктурные особенности. Между клеточными популяциями существуют сложные морфофункциональные взаимосвязи, которые реализуются при помощи интрацеллюлярных контактов, воздействия факторов роста, активации тканевых базофилов, благодаря чему поддерживается гомеостаз соединительной ткани (Клишов А. А., 1984; Клишов А. А. и соавт., 1990).

Существуют разные модели фибробластического дифферона. Наиболее распространенная, представленная в отечественной литературе, отражающая совокупность морфофункциональных характеристик клеток и пролиферативный потенциал (Байрейтер К. и соавт., 1995; Данилов Р. К., 2001; Бозо И. Я. и соавт., 2010; Зорина А. И. и соавт., 2011), следующая: полипотентные клетки-предшественницы; префибробласты; юные фибробласты; дифференцированные фибробласты - центральное звено фибробластического дифферона; конечный тип клеток фибробластического дифферона - фиброциты, миофибробласты, фиброкласты.

На рисунке 1 представлена схема дифференцировки фибробласта.

Полипотентные клетки-предшественницы. Начальное звено дифферона -местные тканевые недифференцированные клетки-предшественницы имеют несколько источников развития: мезенхимальные мультипотентные стромальные клетки, гемопоэтические стволовые клетки костного мозга (Бозо И. Я. и соавт., 2010).

Адвентициальные клетки, располагающиеся в окружности капилляров, остаются малодифференцированными, составляют основу для дифференцировки в остеогенном, адипогенном, хондрогенном направлениях, как в физиологических условиях, так и при нарушении гомеостаза ткани (Farrington-Rock С. et al., 2004). Это не противоречит ранее рассмотренным теориям «мезенхимального резерва» и «клеточного камбия».

Группа исследователей выделила «фибробластоподобные стволовые мезенхимальные клетки», которые способны экспрессировать коллаген, фибронектин, виментин, они подобны мезенхимальным мультипотентным стромальным клеткам. Существует мнение, что до момента повреждения клетки пребывают в периоде покоя, а затем могут дифференцироваться в миофибробласты (Lorenz К. et al., 2008). Была идентифицирована дермальная мультипотентная стволовая клетка, дифференцирующаяся в мезенхимальном направлении (Bartsch G. et al., 2005). Выявлены клетки, источником которых является костный мозг, эндотелиальные клетки-предшественницы, дифференцирующиеся, соответственно, в эндотелиальном направлении, и фиброциты с дифференцировкой в миофибробластическом направлении. Первые играют активную роль при альтерации, мигрируют в зоны неоангиогенеза, последние выделяют провоспалительные факторы роста (Зорина А. И. и соавт., 2011).

Таким образом, наблюдается развитие фибробластов из гетерогенных групп клеток-предшественников, однако, учитывая общность функций, эти клетки приобретают единые морфофункциональные свойства, которые позволяют их объединить в единую популяцию.

Префибробласты, малодифференцированные клетки. Данные клетки представлены двумя формами: относительно небольшими округлыми клетками, в которых ядро занимает больший объем клетки, и более крупными овальными клетками с большим объемом цитоплазмы. Морфологически эти клетки авторы описывают следующим образом: круглое или овальное ядро, содержащее одно или два ядрышка. Хроматин скапливается около ядерной мембраны, имеющей множественные поры. В цитоплазме клетки выявляется значительное число свободных рибосом, образующих полисомы, гранулярная эндоплазматическая сеть изолированная, слабовыраженный комплекс Гольджи, небольшие митохондрии с плотным матриксом, множественные пиноцитозные везикулы, тонкие филаменты и микротрубочки, множество включений липидов (Серов В. В., Шехтер А. Б., 1981).

Необходимо отметить, что ультраструктура определяет функциональные особенности клетки. Это предполагает, что префибробласты характеризуются интенсивной секрецией белка, что соответствует в морфологическом описании множеству полисом в клетке, и нарушением его экскреции, т. е. это демонстрирует слаборазвитый пластинчатый комплекс, накопление продуктов обмена самой клетки. В ядре выражен хроматин, что говорит об активном процессе транскрипции, развитых пролиферативных возможностях клетки.

Можно предположить, что префибробласты - это основной запас малодифференцированных предшественников фибробластов, локализуются они, как правило, вблизи сосудистого микроциркуляторного русла, обеспечивая быструю миграцию в зону повреждения (Серов В. В., Шехтер А. Б., 1981; Зорина А. И. и соавт., 2011).

Изучение биометрических показателей фиброзной оболочки глаза у детей при различных видах клинической рефракции

В последнее время особое внимание уделяется биомеханическим параметрам фиброзной оболочки глазного яблока, которые значительно изменяются при глазных заболеваниях: миопии, глаукоме (Шевченко М. В., Братко О. В., 2011).

Роговица - передний отдел фиброзной оболочки, толщина роговицы -анатомический параметр, определяющий биомеханические свойства (Братко О. В., 2008).

Не существует единого мнения о взаимосвязи ЦТР и клинической рефракции (Ботабекова Т. К. и соавт., 2002; Братко О. В., 2008; Тарутта Е. П. и соавт., 2013; Casson R. J. et al., 2008; Chen M. J. et al., 2009).

В нашем исследовании принимали участие пациенты с различными видами клинической рефракции, имеющие различную толщину центральной зоны роговицы.

В таблице 1 представлены параметры центральной толщины роговицы при разных видах клинической рефракции.

Из данных таблицы 1 следует, что существуют статистически достоверные различия (р 0,05) в значениях ЦТР. Критерий Манна - Уитни выявляет различия между эмметропиеи и гиперметропиеи слабой и высокой степени, а также между гиперметропиеи слабой, высокой степени и всеми степенями миопии. Максимальное среднее значение ЦТР имело место при гиперметропии высокой степени - (615,00 ±6,59) мкм, а минимальное - при миопии высокой степени: (551,67 ± 5,80) мкм.

С усилением рефракции толщина роговицы уменьшается, выявлена умеренная корреляционная связь, коэффициент Спирмена rs = -0,44 при уровне значимости р = 0,0001, однако, с другой стороны, коэффициент корреляции Спирмена не обнаруживает взаимосвязи между значениями толщины роговицы и степенью миопии (rs = -0,17 при р = 0,15).

По данным других источников, среднее значение толщины роговицы у здорового человека составляет (550,27 ±32,58) мкм (Братко О. В., 2008). Параметры, представленные в таблице 1, свидетельствуют, что значения ЦТР при миопии выше популяционных.

Для миопии по сравнению с другими видами клинической рефракции характерен значительный частотный разброс значений пахиметрии от «ультратонких» до «ультратолстых», что соотносится с другими источниками (Братко О. В., 2008).

В таблице 2 представлены результаты частотного анализа показателей пахиметрии, распределенных по пяти группам в соответствии с толщиной роговицы при каждом виде рефракции.

Как видно из данных таблицы 2, при миопии наиболее часто встречается «толстая», «нормальная», «тонкая» роговица. При эмметропии преобладает «нормальная» центральная толщина роговицы, а также встречается «толстая» и «тонкая» роговица в равном соотношении. При гиперметропии практически в равных значениях выявляется «толстая» и «ультратолстая» роговица.

У 50,72% страдающих близорукостью имела место «толстая» и «ультратолстая» роговица, аналогичные данные получены другими исследователями (Братко О. В., 2008; Шевченко М. В. и соавт., 2008). В нашем исследовании «толстая» роговица у миопов встречается в 1,58 раза чаще, чем у эмметропов, возможно, это связано с тем, что «толстая» и «ультратолстая» роговица соответствует врожденной миопии (Братко О. В., 2008; Шевченко М. В. и соавт., 2008).

В таблице 3 представлены результаты исследований центральной толщины роговицы в возрастных группах с различной рефракцией.

В таблице 3 обращает на себя внимание уменьшение среднего значения центральной толщины роговицы с возрастом, особенно при гиперметропии. Корреляционный анализ подтверждает это предположение: с повышением возраста обследуемых пациентов значения ЦТР уменьшаются, существует умеренная сила связи между этими показателями (rs = -0,37 при уровне значимости р = 0,0001).

Критерий Крускала - Уоллиса обнаруживает различия в значениях центральной толщиной роговицы между возрастными группами, а также видами рефракции, существующие различия статистически значимы (р 0,05). Различия значений пахиметрии при миопии и других аномалиях рефракции в зависимости от возраста по критерию Манна - Уитни статистически высоко достоверны (р 0,05). Критерий Манна - Уитни позволил оценить различия в значениях пахиметрии в разных возрастных группах.

Выявлены статистически значимые различия значений ЦТР при миопии слабой степени в возрастных группах 8-10 лет и 16-18 лет и при миопии высокой степени - в возрастных группах 11-15 лет и 16-18 лет. При сравнении показателей ЦТР в каждой возрастной группе между степенями клинической рефракции с помощью критерия Манна - Уитни получены значимые различия в группе 8-10 лет попарно между гиперметропией слабой степени и гиперметропией средней степени, эмметропией, миопией средней степени; гиперметропией средней степени и гиперметропией высокой степени; гиперметропией высокой степени и миопией средней степени при уровне значимости р 0,05.

В возрастной группе 11-15 лет значения пахиметрии статистически различаются при гиперметропии слабой степени и миопии средней степени, гиперметропии высокой степени и всех степенях миопии. В возрастной группе 16-18 лет статически значимые различия получены между миопией высокой степени и гиперметропией средней степени и другими степенями миопии соответственно.

Таким образом, с возрастом наблюдается уменьшение центральной толщины роговицы, что подтверждает коэффициент корреляции Спирмена (rs = -0,44 при р = 0,001).

Таким образом, уменьшение ЦТР является, вероятнее всего, физиологическим процессом, не связанным с изменением переднего отрезка глазного яблока.

В таблице 4 представлено изменение аксиальной длины глазного яблока в различных группах центральной толщины роговицы при разных видах рефракции у детей.

Ультраструктурные особенности фибробластов при разных видах клинической рефракции у детей

Изменения функциональной активности фибробласта находят отражение в его ультраструктуре.

В структуре теноновой капсулы при прогрессирующей миопии регистрируется гипертрофия фибробластов, с крупным бобовидной формы ядром, занимающим больший объем клетки; другие клетки - фиброциты с узким, вытянутым ядром (рисунки 30, 31).

Кариолемма образует множество инвагинаций в цитоплазму (рисунок 32).

В кариоплазме ядра фибробласта визуализируется активный ядерный неконденсированный хроматин - эухроматин (рисунок 34).

Кариолемма не образует инвагинаций. Визуализируются единичные ядрышки. В кариоплазме хроматин компактный, конденсированный -гетерохроматин, располагается вблизи кариолеммы (рисунки 36, 37).

Кариолемма не образует инвагинаций, ядрышки не визуализируются, конденсированный хроматин ядра располагается вблизи кариолеммы фибробластов при гиперметропии. Трансмиссионная электронная микроскопия, х4000 При прогрессирующей миопии фибробласты содержат на обоих полюсах множество отростков (рисунок 38), которые обладают значительной извитостью, образуют 4-7 петель, вероятно, для увеличения функциональной площади отростка. Толщина отростков 20-65 нм (рисунок 39).

При гиперметропии у фибробластов встречаются короткие единичные отростки, но у подавляющего большинства клеток они отсутствуют (рисунок 41). Рисунок 41 - Единичные отростки у фибробластов при гиперметропии. Трансмиссионная электронная микроскопия, х4000

Ход отростков линейный, не образуют петель, проходят между коллагеновыми волокнами и содержат единичные секреторные гранулы (рисунок 42).

При гиперметропии, напротив, выявляется атрофия гранулярного ЭПР: мембрана не образует складок и инвагинации, цистерны и трубочки плохо визуализируются, канальцы уменьшены в размере (рисунок 44).

При прогрессирующей миопии в цитоплазме клеток и у основания отростков регистрируется множество вытянутых гиперплазированных митохондрий с увеличенным числом крист (рисунки 45, 46).

При гиперметропии число митохондрий снижено, их размеры уменьшены, наблюдается редукция крист (рисунок 47).

При прогрессирующей миопии регистрируется большое количество лизосом (рисунок 48).

В фибробластах при гиперметропии наблюдается снижение количества лизосом (рисунки 49, 50).

Таким образом, фибробласты при миопии отличаются большим размером, большим количеством ультраструктур, повышенной функциональной активностью органоидов; при гиперметропии, напротив, клетки характеризуются малыми размерами, малым количеством ультраструктур и их низкой функциональной активностью.

Ультраструктурные особенности фибробластов как критерий прогноза прогрессирования оперированной миопии

Изучение особенностей ультраструктурной организации фибробластов теноновой капсулы при прогрессирующей миопии позволяет выявить критерии прогноза дальнейшего прогрессирования оперированной близорукости у детей и предложить способ прогнозирования прогрессирования оперированной миопии.

В таблице 14 представлены описательные характеристики ультраструктур фибробластов и клеточного состава теноновой капсулы при прогрессирующей миопии в группах «прогрессировавшая оперированная миопия» и «непрогрессировавшая оперированная миопия» через год после оперативного лечения прогрессирующей миопии.

Критерий Манна - Уитни выявил различия в значениях количества лизосом (р = 0,024) и максимального диаметра митохондрий (р = 0,007) в группах «прогрессировавшая оперированная миопия» и «непрогрессировавшая оперированная миопия» через год после оперативного лечения прогрессирующей миопии.

Анализ данных таблицы 14 показал, что в группе «непрогрессировавшая оперированная миопия» через год после оперативного лечения прогрессирующей миопии имеет место гиперплазия фибробластов и активных тучных клеток, увеличение максимальной длины отростков фибробластов, гиперплазия ультраструктур фибробластов в сравнении с группой «прогрессировавшая оперированная миопия».

Проведенный корреляционный анализ выявил значимые связи между аксиальной длиной глазного яблока и характеристиками ультраструктур фибробластов.

Получены следующие данные: аксиальный размер глазного яблока умеренно коррелирует с протяженностью кариолеммы фибробласта (rs = 0,483, р = 0,005), толщиной наружной мембраны митохондрий (rs = 0,415, р = 0,018). Средний уровень силы связи наблюдается при оценке количества митохондрий (rs = 0,663, р = 0,0001) и лизосом (rs = 0,614, р = 0,0001). Высокая корреляционная связь выявлена при анализе аксиальной длины глазного яблока и максимального диаметра митохондрий (rs = 0,740, р = 0,0001).

Практическая значимость определяется особенностями ультраструктуры фибробластов при прогрессирующей миопии с позиции прогноза дальнейшего прогрессирования оперированной миопии.

Проведенный кластерный анализ позволил разделить исследуемые данные на два кластера: «прогрессировавшая оперированная миопия» и «непрогрессировавшая оперированная миопия» через год после оперативного лечения прогрессирующей миопии. Рисунок 64 иллюстрирует хорошее качество разделения на кластеры, поскольку значение силуэтной меры связанности находится в пределах от 0,5 до 1,0.

Использование дискриминантного анализа (метод принудительного включения) позволило выделить критерии прогноза дальнейшего прогрессирования оперированной миопии.

Коэффициент канонической корреляции составляет 0,621 - достаточно высок для корректной классификации (таблица 15).

Тест Лямбда Уилкса показал высокую значимость (р = 0,003) дискриминантной функции (таблица 16).

Анализ таблицы 17 показывает, что наибольшее влияние на разделение по группам «прогрессировавшая оперированная миопия» и «непрогрессировавшая оперированная миопия» через год после оперативного лечения прогрессирующей миопии оказывает переменная: диаметр митохондрий фибробласта.

Ненормированные коэффициенты канонической дискриминантной функции представлены в таблице 18.

Ненормированные коэффициенты канонической дискриминантной функции позволяют вывести дискриминантную функцию о принадлежности к определенному кластеру:

F(x) = -4,246 + 0,049 х диаметр митохондрий фибробласта - 0,517 х количество лизосом фибробласта - 0,710 х количество митохондрий фибробласта.

Результаты дискриминантного анализа представлены в таблице 19.

Вероятность корректных предсказаний о прогнозе дальнейшего прогрессирования оперированной миопии составляет 87,5 %, чувствительность данного диагностического метода - 100 %, специфичность - 66,7 %.

Графические результаты дискриминантного анализа представлены на рисунке 65.