Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы стр. 11
1.1. Строение дефинитивной сетчатки глаза позвоночных стр. 11
1.2. Area centralis сетчатки глаза стр. 21
1.3. Пренатальное развитие сетчатки глаза стр. 25
1.4. Позднее пренатальное и постнатальное развитие сетчатки глаза стр. 38
Глава 2. Материал и методы исследования стр. 44
2.1. Материал исследования стр. 44
2.2. Методы исследования стр. 51
Глава 3. Результаты исследований стр. 59
3.1. Критерии определения локализации area centralis стр. 59
3.2. Микроскопическое исследование зоны area centralis сетчатки глаза котят 4,5 - 5-месячного возраста стр. 64
3.3. Цитоархитектоника зоны area centralis сетчатки глаза котят на 55-й день пренатального развития (Е55) стр. 70
3.4. Цитоархитектоника зоны area centralis сетчатки глаза котят на 2-й день постнатального развития (Р2) стр. 79
3.5. Цитоархитектоника зоны area centralis сетчатки глаза котят на 13-й день постнатального развития (Р13) стр. 88
3.6. Цитоархитектоника зоны area centralis сетчатки глаза котят на 21-й день постнатального развития (Р21) стр. 96
3.7. Цитоархитектоника зоны area centralis сетчатки глаза котят 1,5-месячного возраста (45-й день постнатального развития — Р45) стр. 105
3.8. Цитоархитектоника зоны area centralis сетчатки глаза котят
2,5-месячного возраста (75-й день постнатального развития — Р75) стр. 111
Глава 4. Обсуждение результатов исследованрія... Стр. 116
Выводы стр. 130
Практические рекомендации стр. 131
Список литературы стр. 132
Приложения
- Строение дефинитивной сетчатки глаза позвоночных
- Area centralis сетчатки глаза
- Критерии определения локализации area centralis
- Микроскопическое исследование зоны area centralis сетчатки глаза котят 4,5 - 5-месячного возраста
Введение к работе
Актуальность темы. У всех видов животных, за редким исключением, в сетчатке глаза имеется высокоспециализированная область, обеспечивающая наивысшую остроту зрения. Здесь фокусируются лучи света, преломляемые оптическими средами глаза. По сравнению с другими отделами сетчатки она имеет уникальное гистологическое строение. У приматов и человека спецификация данной области является наивысшей и здесь сетчатка формирует особое образование - центральную ямку (fovea centralis), которая анатомически представляет собой углубление с выпуклыми загибающимися внутрь стенками. У большинства млекопитающих животных, в том числе у кошки, этот участок расположен в центре сетчатки, вблизи слепого пятна, и повсеместно обозначается в литературе как area centralis. Для этой области характерно наличие тех же 10 слоев, что и для периферической сетчатки, однако по своей морфологии они существенно отличаются.
Актуальность темы настоящего исследования обусловлена необходимостью детального понимания процессов роста и дифференцировки структур сетчатки глаза и, в частности, такой высокоспециализированной ее области как area centralis. Несмотря на то, что исследования структур сетчатки продолжаются уже более 150 лет, некоторые аспекты ее строения до сих пор остаются малоизученными. Особенно это касается строения сетчатки глаза у животных и человека на различных стадиях постнатального онтогенеза.
Основными фундаментальными трудами по строению дефинитивной сетчатки позвоночных, которые легли в основу современных знаний, несомненно можно считать работы Muller Н. (1851, 1856[126,,27]), Henle I. (1864[95]), Огнева И.Ф. (1884[25]), Догеля А.С. (1884, 1888, 1895[1МЗ]); Ramon-y-Cajal S. (1892, 1909, 1911, 1972[14М44]); Polyak S. (1941[Ш]) и Заварзина А.А. (1950[14]). Процессы пренатального гистогенеза сетчатки так же широко изучались и продолжают изучаться в настоящее время. Впервые подробное описание процессов эмбриональной дифференцировки сетчатки было дано Я.А. Виннико-вым (1947[7J). Впоследствии, полученные им экспериментальные данные были
подтверждены и дополнены другими исследователями (Лопашов Г.В., 1963[21]; Mann I., 1964[116]; Строева О.Г., 1968, 1971[33_34]; Chan-Ling Т., 1997[67]). Также классической и актуальной по настоящее время можно назвать работу по эмбриональному гистогенезу (в том числе нервной ткани) А.Г. Кнорре (1971[18]). Исследования пренатального гистогенеза отдельных структур сетчатки, в том числе центральной ямки приматов и area centralis других млекопитающих, проводились С. Walsh (1985[176]); J. Provis (1985[,38]); S. Robinson (1987[156]); R. Sharma (1997[,62]); М. La Vail (1991[107]); К. O'Brien (2003[130]) и многими другими авторами. Однако гистогенез сетчатки не заканчивается к моменту рождения. В первые недели (а у человека - в первые месяцы) после рождения в сетчатке глаза происходят очень существенные изменения ее цитоархитектоники и клеточного состава. Наиболее хорошо эти процессы изучены у приматов и человека (van Driel D., 1990[174]; Hendrickson А., 1992[93]; Hendrickson А., 2006[80] и др.). Меньше работ посвящено постнатальному гистогенезу нейро-нальных элементов сетчатки глаза других видов животных (Rapaport D., 1985[145]; Reichenbach А., 1991[82]; Hutsler J., 1995t,0,]; Bodnarenko S., 1999[172]; Miller R, 1999[125]; Sharma R., 2003[81]; Zhang J., 2005[183]). Многие млекопитающие, в том числе кошка, являются слепорождающимися. До сих пор остается дискуссионным вопрос — завершают ли свое развитие нейроны сетчатки к моменту открытия глаз у животного или процессы их роста и дифференцировки продолжаются и после открытия глаз. Известно, что на 21-й день постнаталь-ного развития у котят начинается критический период раннего постнатального онтогенеза, который характеризуется высоким уровнем пластичности всех ней-рональных структур зрительной системы (Hubel D., 1970[98]; Atkinson J., 1984[55]; Hooks В., 2006[97J). Поэтому чрезвычайно важно знать степень зрелости нейронов сетчатки на различных стадиях указанного периода.
В литературе нам не удалось найти детальных данных о морфометри-ческих характеристиках нейронов сетчатки на разных стадиях постнатального онтогенеза. Отсутствуют данные и о сроках формирования самой area centralis, в том числе у кошки. Процессы постнатального развития сосудисто-
-7-го русла сетчатки, и особенно внутренней капиллярной сети, таюке остаются малоизученными.
Между тем, получение этих данных носит не только сугубо академический характер. Понимание процессов гистогенеза, обладание точными знаниями о начале и окончании определенных этапов развития сетчатки, и, в частности, area centralis, необходимо для исследования физиологии зрительной системы, а так же для раскрытия механизмов возникновения патологических процессов, которые, развиваясь в незрелой сетчатке, могут привести к существенному изменению ее структуры и функции у взрослых животных.
Цель исследования. Изучить процесс постнатального гистогенеза area centralis сетчатки глаза домашней кошки, определить степень зрелости всех ее структур и развитие цитоархитектоники на разных этапах, выяснить сроки окончания дифференцировки нервных клеток.
Задачи исследования.
Разработать топографо-анатомический метод определения локализации area centralis в фиксированной неокрашенной сетчатке глаза кошки.
Провести топографо-анатомический анализ развития сосудистой сети и формирования бессосудистой зоны, в которой локализуется area centralis сетчатки глаза котят на разных этапах постнатального онтогенеза.
Выполнить макро-микроскопическое исследование сетчатки глаза котят на разных этапах постнатального онтогенеза, определить степень развития основных структур area centralis и периферической части сетчатки.
Выполнить микроскопическое исследование сетчатки глаза котят на разных этапах постнатального онтогенеза. Определить особенности формирования цитоархитектоники сетчатки глаза в area centralis и на периферии.
Провести морфометрическое исследование нейронов ганглионарного слоя сетчатки глаза; определить сроки окончания их дифференцировки.
Научная новизна и практическая значимость. Впервые проведено комплексное сравнительно-морфологическое исследование area centralis и пери-
-8-ферической части сетчатки глаза котят на разных сроках позднего пренатального и постнатального онтогенеза. В результате проведенного исследования впервые получены данные о степени развития area centralis и периферической части сетчатки глаза в каждой из исследованных возрастных групп животных, определены сроки формирования ее структур. Получены новые сведения, касающиеся сроков окончания созревания нейронов сетчатки, а так же развития ее сосудистого русла после рождения. В процессе данного исследования был разработан морфологический метод определения локализации area centralis, а также был предложен достаточно простой и в тоже время информативный метод оценки степени развития сосудистого русла — изображение «карт сосудов».
Полученные в ходе настоящего исследования сведения не только углубляют существующие представления, касающиеся постнатального гистогенеза сетчатки, но и чрезвычайно важны с практической точки зрения. Для понимания физиологических и патологических процессов, происходящих в сетчатке глаза в этот период жизни животного необходимо детальное знание ее морфологии на разных этапах постнатального онтогенеза.
Положения, выносимые на защиту.
Разработан топографо-анатомический метод определения локализации area centralis, который позволяет определять ее местонахождение в фиксированной неокрашенной сетчатке глаза кошки и прицельно брать материал для дальнейшего гистологического исследования.
Формирование контуров бессосудистой зоны, соответствующей area centralis сетчатки глаза, происходит к 13-му дню постнатального развития (открытие глаз). Усложнение рисунка сосудистого русла, и уменьшение площади указанной зоны продолжается вплоть до 4,5 — 5-месячного возраста. В исследованный период (с 55-го дня пренатального развития по 135 — 150-й день постнатального развития) площадь бессосудистой зоны сокращается более чем в два раза.
К 13-му дню постнатального развития котят заканчивается формирование основных структур area centralis и периферической сетчатки. Клеточные
-9-границы становятся отчетливыми, устанавливается центро-периферийный градиент плотности нейронов; наряду с крупными кровеносными сосудами, начинает формироваться сеть сосудов микроциркуляторного русла.
Формирование цитоархитектоники и созревание большинства нейронов area centralis и периферических отделов сетчатки глаза котят происходит к 13-му дню постнатального онтогенеза. Заканчивается дифференцировка нейронов в area centralis только к моменту начала критического периода раннего постнатального онтогенеза (21-й день постнатального развития), в то время как на периферии сетчатки этот процесс продолжается и после начала указанного периода.
На всех сроках, начиная с 55-го дня пренатального развития и заканчивая 4,5 — 5-месячным возрастом, обнаруживаются существенные различия в цито-архитектонике и клеточном составе между area centralis и периферической сетчаткой.
Апробация работы. Материалы диссертационной работы доложены и обсуждены на: 59-й научной конференции молодых ученых и студентов СПбГАВМ (Санкт-Петербург, 2005 г.); 60-й научной конференции молодых ученых и студентов СПбГАВМ (Санкт-Петербург, 2006 г.); V-й международной конференции по функциональной морфологии «Колосовские чтения — 2006» (Санкт-Петербург, 2006 г.); Научной конференции ученых-морфологов Санкт-Петербурга «Современные проблемы морфологии» (Санкт-Петербург, 2006 г.); Научно-практической конференции «Ветеринарная медицина: теория, практика и обучение» (Санкт-Петербург, 2006 г.); Научной конференции профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов СПбГАВМ (Санкт-Петербург, 2007 г.); 61-й научной конференции молодых ученых и студентов СПбГАВМ (Санкт-Петербург, 2007 г.); Юбилейной международной конференции, посвященной 200-летию высшего ветеринарного образования в России и 200-летию СПбГАВМ (Санкт-Петербург, 2008 г.).
-10-Публикации. По материалам диссертации опубликовано 10 печатных работ, из них 3 - статьи, 7 - тезисы докладов на научных и научно-практических конференциях. 4 из 10 работ опубликованы в ведущих рецензируемых журналах, входящих в перечень ВАК.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материала и методов исследования, результатов собственных исследований, обсуждения результатов исследования, выводов, практических рекомендаций, списка литературы и приложений. Она представлена в одном томе объемом 155 страниц.
Работа иллюстрирована 7 таблицами и 55 рисунками, которые включают фотографии, графические рисунки и диаграммы. Список литературы содержит 184 источника, из них 49 — работы отечественных авторов.
Строение дефинитивной сетчатки глаза позвоночных
Со времен начала развития гистологии и гистологической техники сетчатка глаза животных представляла большой интерес для многих отечественных и иностранных морфологов и физиологов. С появлением световой микроскопии исследователи начали активно изучать строение различных органов и тканей человека и животных, в том числе, сетчатой оболочки глаза. Однако, по началу, накопленные данные были противоречивы и разрозненны. В период с середины XIX до начала XX веков появились первые обширные морфологические работы, которые легли в основу современных представлений о строении сетчатой оболочки глаза. К таким работам, несомненно, можно отнести труды Мюллера (Miiller Н., 1851, 1856 f,26 127 Генле (Henle I. 1864 [95]), Огнева (Огнев И.Ф., 1884 [25]), Догеля (Догель А.С., 1884, 1888, 1895 [п"13]) и Кахаля1 (Ramon-j-Cajal S., 1892, 1909, 1911, 1972 [ 1-144] Несколько позднее появились также работы Полака (Polyak S., 1941 [133]) и Заварзина (Заварзин А.А., 1950 [14]).
Таким образом, к середине XX века сложились основные представления о строении сетчатой оболочки глаза человека и животных, которые актуальны и в настоящее время. Эти представления нашли отражение в работах Хлопина (Хлопин Н.Г., 1946 [37]), Винникова (Винников Я.А., 1947, 1971 [7,8]), Техвера (Техвер Ю.Т., 1978 [351), и Школьник-Яррос (Школьник-Яррос Е.Г., Калинина А.В., 1986 [49]).
Однако, по мнению большинства ученых морфологов, физиологов и паталогоанатомов, сетчатка глаза является настолько сложной в морфо-функциональном отношении структурой, что исследования отдельных аспектов ее строения продолжаются и в настоящее время (Altunay Н., 2000, 2007 [51,52]; Peichl L, 2000 [132]; Miyake Е., 2004 [,2J]; Rojas L., 2004 [,52]; Strachan J., 2004 m; Filipek S., 2005 [92]; Ahnelt P., 2006 [49]; Nickle В., 2007 [129]; Pan F., 2007 [131] и др.). В последнее время интерес многих исследователей также направлен на относительно новое направление - изучение стволовых клеток (Reh Т., 2001,2006 [148,149]; Amato М., 2004 [53] и др.).
Установлено (Догель А.С., 1884, 1895 [,1,13]; Polyak S., 1941 [133]; Хлопин Н.Г., 1946 [37]; ВинниковЯ.А., 1947, 1971 [7 8]; Ramon-j-Cajal S., 1972 1144]; Техвер Ю.Т., 1978 [35]; Школьник-Яррос Е.Г., 1986 [49J; Dowling J., 1987 [87] и др.), что сетчатка глаза млекопитающих животных и человека состоит из десяти слоев. В соответствии с принятой в настоящее время номенклатурой указанные слои имеют следующие названия: 1 — слой клеток пигментного эпителия; 2 — слой наружных и внутренних сегментов фоторецепторов; 3 — наружная пограничная мембрана; 4 — наружный ядерный слой; 5 — наружный сетчатый слой; 6 — внутренний ядерный слой; 7 — внутренний сетчатый слой; 8 — ганглионарный слой; 9 — слой нервных волокон; 10 - внутренняя пограничная мембрана.
Морфология дефинитивной сетчатки глаза достаточно хорошо изучена, поэтому мы лишь вкратце рассмотрим строение и функции каждого из слоев.
Слой клеток пигментного эпителия. Клетки пигментного эпителия расположены в один слой и имеют низкопризматическую многоугольную форму (Техвер Ю.Т., 1978 [35]). Цитоплазма этих клеток содержит округлые или палочковидные пигментные гранулы меланина, а так же ретинол и фос-фолипиды (Berman Е., 1974 [59]). Из органелл, помимо ядра, хорошо выражены гранулярная и агранулярная цитоплазматические сети, пластинчатый комплекс Гольджи, митохондрии, лизосомы и фагосомы. Апикальная поверхность пигментных клеток покрыта многочисленными микроворсинками, которые охватывают дистальную треть фоторецепторных клеток и препятствуют рас сеиванию света, а также участвуют в уборке погибших палочек и колбочек. Соединения этих клеток между собой осуществляется при помощи десмосом-ных контактов. Основными функциями клеток пигментного эпителия являются биосинтетическая, транспортная и фагоцитарная (Newell F., 1974 [ ]).
Слой наружных и внутренних сегментов фоторецепторов. Фоторе-цепторные клетки (палочки и колбочки) образуют три слоя сетчатки - слой наружных и внутренних сегментов фоторецепторов, наружную пограничную мембрану и наружный ядерный слой. Зрительный пигмент фоторецепторов поглощает кванты света (фотоны), что приводит к образованию рецепторного потенциала, под действием которого происходит выделение медиатора, вызывающего появление постсинаптического потенциала в нейронах 2-ого порядка - биполярах (Винников Я.А., 1971 [8]; Школьник-Яррос Е.Г. 1986 [49J; Хьюбел Д., 1990 [38]). В составе палочек и колбочек различают наружный и внутренний сегменты (Polyak S., 1941[133]; Винников Я.А., 1947 [7]; Техвер Ю.Т., 1978 [35]; Школьник-Яррос Е.Г., 1986 [49] и др.). Наружный сегмент (обращенный к пигментному эпителию) более тонкий, сильно преломляет свет, плохо окрашивается различными красителями, содержит липопротеиновые структуры и пигмент (родопсин). Внутренний сегмент, в свою очередь, подразделяется на две части: наружную (эллипсоид) и внутреннюю (миоид). Эллипсоид содержит плотное скопление митохондрий, а миоид, расположенный ближе к ядру, остальные клеточные органеллы и гликоген. Наружный и внутренний сегменты фоторецепторов связаны соединительной ножкой, содержащей 9 пар фибрилл. Электронно-микроскопически между фоторецепторами одинакового типа (например, между колбочками с одинаковой спектральной чувствительностью) можно выявить щелевые контакты (Школьник-Яррос Е.Г., 1986 [49]).
Area centralis сетчатки глаза
У всех видов животных, за редким исключением, в сетчатке глаза имеется высокоспециализированная область, обладающая наивысшей остротой зрения. Эта область совпадает с оптической осью глаза и расположена в постоянном для каждого вида животных месте, которое зависит от взаимного расположения глаз. Наличие и некоторые морфологические особенности данной зоны описаны еще в первых монументальных трудах по строению сетчатки (МШІегН., 1851, 1856 [126, 127]; Догель А.С., 1884, 1895 [11 13]; Polyak S., 1941 [133]; ВинниковЯ.А., 1947 [7]; Ramon-j-Cajal S., 1972 [,44]и др.).
Морфологически данный участок существенно отличается от периферических областей сетчатки. Различия в его строении обусловлены необходимостью восприятия зрительных стимулов с высокой разрешающей способностью («Основы сенсорной физиологии», 1986 [27]; Блум Ф., Лейзерсон А., Хофстедтер Л., 1988 [4]; Хьюбел Д., 1990[38]). У некоторых видов животных (птицы, приматы) и человека спецификация данной области является наивысшей и здесь сетчатка формирует особое образование — центральную ямку (fovea centralis), которая анатомически представляет собой ямкообразное углубление с выпуклыми загибающимися внутрь стенками. У других видов животных (многие млекопитающие, в том числе кошка) данная область получила название центрального поля (area centralis), которое, в отличие от fovea, характеризуется утолщенными слоями сетчатки.
Наличие и морфологические особенности area centralis и fovea зависят от образа жизни, который ведет животное. Так, у птиц, схватывающих пищу на лету и у быстрой ящерицы, поедающей насекомых, в сетчатке обнаруживается две fovea, расположенные под углом 45 по отношению друг к другу (Rohon-Duvigneaud А., 1943 [157]; Makaretz М., 1980 [113]; Школьник-Яррос Е.Г., 1986 f491). У животных, ведущих роющий образ жизни в сетчатке не имеется ни ямки, ни центрального поля (Соколова З.А., 1960 [3,]; Школьник-Яррос Е.Г., 1986 [49]). В сетчатке ночной обезьяны fovea рудиментарна (Webb S.V., 1976 [177]). Также имеются данные о наличии рудиментарной fovea у собак (Школьник-Яррос Е.Г., 1968 [45]).
Одной из основных отличительных особенностей area centralis и fovea является повышенная плотность фоторецепторов. У приматов и человека в данной области расположены только колбочковые фоторецепторы, причем плотность их расположения в несколько раз выше, чем в периферической сетчатке (Ramon-j-Cajal S., 1972 [144]; Missoten L., 1974 [120]; Школьник-Яррос Е.Г., 1986 f , Diaz С, 1998 [ ] и др.) У человека плотность колбочковых фо-торецепторов в зоне fovea составляет в среднем 199 тыс/мм (Curcio С, 1990 0]). У других млекопитающих в area centralis также наблюдается повышенная плотность фоторецепторов, однако наряду с колбочками встречаются и единичные палочковые фоторецепторы (Stone J., 1965 [1 , Техвер Ю.Т., 1978 [35]; Rapaport D., 1984 [146] и др.)
В area centralis наблюдается утолщение наружного плексиформного слоя за счет увеличения количества синапсов. Одна горизонтальная клетка контактирует здесь с 6 - 9 колбочками (у кошки), тогда как на периферии с 30-40 колбочками. Плотность биполярных и амакриновых нейронов также увеличена, за счет чего утолщается и сам внутренний ядерный слой. Внутренний плексиформный слой в зоне area centralis имеет значительно более густую сеть нервных волокон, чем в периферических областях. Ганглионар-ный слой представлен, в основном, мелкими нейронами, расположенными в 1 - 3 ряда (Винников Я.А., 1947 [7]; Stone J., 1965, 1981 [165 167] Rapaport D., Stone J., 1984 [14б]; Школьник-Яррос Е.Г., Калинина А.В., 1986 [49] и др.). Однако, наряду с мелкими клетками [3-типа, в area centralis встречаются и единичные крупные нейроны (Boycott В., 1974 [63]; Школьник-Яррос Е.Г., 1971 [47]; Школьник-Яррос Е.Г., 1986 [49]).
В работе М. Rowe и В. Dreher (1982 [159 ) отмечено, что в центральных областях сетчатки кошки у всех Р-клеток имеется один первичный дендрит, который идет перпендикулярно к внутреннему плексиформному слою и дает начало дендритному дереву, ветвящемуся непосредственно под перикарио ном нейрона. В перицентральных и периферических областях первичный дендрит спускается косо к внутреннему плексиформному слою, а дендритное дерево смещается в сторону относительно перикариона нейрона.
Интересные данные получили A. Weber, R. Kalil и L. Stanford (1998) [178J, в работе которых указано, что чем больше плотность клеток ганглионар-ного слоя сетчатки, тем меньше диаметр их дендритного поля. Наивысшую плотность нейронов с наименьшими диаметрами дендритных полей авторы обнаружили именно в area centralis у кошки.
Васкуляризация сетчатки глаза осуществляется по-разному у разных видов животных. У некоторых разновидностей позвоночных сетчатка полностью или частично лишена сосудов (рыбы, амфибии, рептилии, птицы). У млекопитающих и, в частности, у приматов, сетчатка богато снабжена кровеносными сосудами. Наиболее густые сосудистые сети обнаруживаются в сетчатке глаза хищников (Шибкова С.А., 1960 l39J). В сетчатке глаза кошки имеется три слоя кровеносных сосудов — крупные входят в состав слоя нервных волокон, а капилляры проходят в подслоях тел биполярных нейронов и тел горизонтальных клеток.
В area centralis в слое ганглионарных клеток отсутствуют крупные кровеносные сосуды. Их более мелкие ветви окаймляют данную зону, оканчиваясь на ее границе петлевидными капиллярами. Васкуляризация здесь осуществляется за счет густой капиллярной сети, пронизывающий внутренний ядерный слой (Stone J., 1965 [165]; Техвер Ю.Т., 1978 I35]; Rapaport R., 1984 [,46]; Rodger J., 2001 [17,]).
Исходя из вышеперечисленных особенностей цитоархитектоники и васкуляризации зоны area centralis можно сделать вывод, что в ней, по сравнению с периферическими отделами сетчатки, существенно повышена метаболическая активность. Это выражается не только в особенностях васкуляризации данной зоны, но и в особенностях распределения здесь глиальных элементов. Топографические характеристики распределения мюллеровской глии в сетчатке изучены недостаточно. Некоторые авторы (D este L., 1983 [74];
Школьник-Яррос EX., 1986 [49]) отмечают, что в сетчатке лягушек и жаб клетки Мюллера более многочисленны в периферических ее областях. В работах, выполненных на сетчатке млекопитающих, получены противоположные данные: наивысшая плотность клеток Мюллера наблюдается в перифо-веальной зоне у приматов и в зоне area centralis у других видов животных (Robinson S., 1988, 1990 [153 155]; Distler С, 1996 [85, 86]). Астроциты в сетчатке также распределены неравномерно. Большинство исследователей сходятся на том, что наивысшая плотность астроцитов, как было указано выше, наблюдается в районе соска зрительного нерва (Ramon-j-Cajal S., 1972 [4 \ Школьник-Яррос Е.Г., 1986 [49]; Distler С, 1993, 1996 [84,86]). Относительно же плотности астроцитов в перифовеальной зоне и в зоне area centralis в литературе имеются противоречивые сведения. В более ранних работах говорится, что плотность астроцитов в указанных областях сетчатки повышена (Ramon-j-Cajal S., 1972 [144]; Школьник-Яррос Е.Г., 1986 [49]). В более поздних, напротив, указывается, что в перифовеальной области астроцитов значительно меньше (Distler С, 1993, 1996 [84,86]). Плотность олигодендроцитов, контактирующих, преимущественно, с крупными нейронами, на периферии в несколько раз выше, чем в перифовеальной зоне и зоне area centralis (Школьник-Яррос Е.Г., 1986 [49]).
Критерии определения локализации area centralis
При обзорном исследовании фиксированных неокрашенных макропрепаратов сетчатки глаза кошки определяется большое количество крупных и мелких кровеносных сосудов, для которых характерна одна и та же картина ветвления. Из области слепого пятна в радиальном направлении выходят 3 магистральные ветви центральной артерии сетчатки и направляются к ее периферии, отдавая по ходу 60 - 70 мелких ветвей. Непосредственно к центру сетчатки из слепого пятна выходят 4 — 5 артерий меньшего калибра; 2 артерии, дугообразно изгибаясь, подходят к центру сетчатки с двух сторон, продолжая ветвиться вплоть до концевых капилляров. Еще одна артерия выходит из области слепого пятна на значительном расстоянии от первых двух, идет в радиальном направлении, а затем, ветвясь, поворачивает к центру сетчатки. Артериолы, прекапил-ляры и капилляры, образующиеся в результате ветвления других кровеносных сосудов, проходящих мимо центра сетчатки, также направлены в его сторону. Участок центральной сетчатки округлой формы, вокруг которого сосуды исчезают из поля зрения, представляет собой area centralis (рис. 6, 7). Его диаметр составляет (0,75±0,04) мм (р = 0,01).
На периферии сетчатки, на фоне обширной сосудистой сети, выявляются крупные (18-22 мкм) и средних размеров (14 - 17 мкм) нейроны, расположенные в виде радиальных цепочек или рядов. Между этими рядами проходят многочисленные пучки плотно прилежащих друг к другу тончайших аксонов. Последние, собираясь со всей площади сетчатки, направляются к слепому пятну и формируют зрительный нерв. Вблизи области, определенной как area centralis, эти пучки дугообразно изгибаются и обходят ее с двух сторон, а в самой area centralis не визуализируются.
На тотальных препаратах, окрашенных по Нисслю, при увеличениях микроскопа 400 - бООх, четко видны особенности клеточного строения ганг-лионарного слоя и распределения его нейронов по поверхности сетчатки. На периферии ганглионарный слой представлен, в основном, нейронами крупных и средних размеров, которые находятся на значительном расстоянии друг от друга и окружены петлями кровеносных сосудов малого калибра. Вблизи area centralis (т.е. в так называемой перицентральной области) плотность нейронов существенно возрастает, в основном, за счет мелкоклеточных (11 - 13 мкм) элементов. В самой же area centralis наблюдается настолько плотное скопление мелких нейрональных элементов, что их клеточные границы становятся слабо различимы (рис. 9). Кровеносные сосуды в этой зоне отсутствуют.
Таким образом, в процессе исследования макропрепаратов сетчатки глаза молодых животных, были установлены следующие критерии определения локализации area centralis: 1). характерная картина ветвления сосудов микроциркуляторного русла
вблизи area centralis; 2). специфическая организация слоя нервных волокон; 3). особенности распределения нейронов ганглионарного слоя.
Используя данные критерии, можно определить локализацию area centralis даже в неокрашенной сетчатке, благодаря чему появилась возможность прицельного взятия материала для дальнейших исследований.
При рассмотрении гистогенеза сетчатки на разных сроках, вначале будет представлен топографо-анатомический анализ «карт сосудов» и макроскопический анализ тотальных препаратов, а затем будет приводиться гистологическое и морфометрическое описание.
Как в центральных, так и в периферических отделах сетчатки молодых (4,5 - 5 мес.) животных отчетливо выражены все десять слоев (рис. 10): 1 - слой клеток пигментного эпителия; 2 — слой наружных и внутренних сегментов фоторецепторов; 3 — наружная пограничная мембрана; 4 — наружный ядерный слой; 5 — наружный сетчатый слой; 6 — внутренний ядерный слой; 7 — внутренний сетчатый слой; 8 — ганглионарный слой; 9 — слой нервных волокон; 10 - внутренняя пограничная мембрана.
Слой клеток пигментного эпителия состоит из расположенных в один ряд низкопризматических клеток, цитоплазма которых содержит пигментные гранулы. На препаратах отчетливо видны темно окрашенные ядра клеток пигментного эпителиия. Слой палочек и колбочек содержит косо расположенные наружные и внутренние сегменты светочувствительных неиросекреторных клеток, которые очень плотно прилежат друг к другу. Структура наружной пограничной мембраны светооптически не видна, но она проходит на границе между слоем палочек и колбочек и наружным ядерным слоем. Наружный ядерный слой представлен плотно прилежащими друг к другу ядрами фоторецепторов.
Микроскопическое исследование зоны area centralis сетчатки глаза котят 4,5 - 5-месячного возраста
Объективным доказательством существования значительных различий в строении area centralis и периферической сетчатки служат также данные проведенных морфометрических исследований.
Критерий х для этих двух распределений равен 1016,59 (р = 0,01). Это свидетельствует о том, что различия между этими распределениями являются математически достоверными. Здесь и далее: ось абсцисс - классы нейронов в зависимости от размеров перикариона, ось ординат - количество нейронов одного класса в репрезентативной выборке для данной возрастной группы. Количество классов намеренно увеличено, чтобы в последующем можно было сравнивать анаюгичные распределения нейронов у котят разных возрастных групп (вследствие этого на гистограмме имеются классы, значение распределения в которых равно нулю).
При исследовании фиксированной неокрашенной сетчатки глаза котят на 55-й день пренатального развития выявляется незрелость сосудистого русла и малочисленность кровеносных сосудов. Выходящие из слепого пятна 2 — 3 крупные ветви центральной артерии сетчатки имеют мало (1—2) ответвлений и идут не в радиальном направлении, как в зрелой сетчатке, а прямолинейно. Непосредственно к центру сетчатки из слепого пятна направляются еще 3-4 артерии мелкого калибра. Сосуды микроциркуляторного русла (артериолы, венулы и капилляры) в сетчатке глаза котят указанного возраста отсутствуют (рис. 14). В связи с этим, в фиксированной неокрашенной сетчатке глаза котят на 55-й день пренатального развития не представляется возможным со стопроцентной достоверностью определить местонахождение area centralis, а можно лишь предположить ее наличие в бессосудистой области, ограниченной этими тремя-четырьмя артериями мелкого калибра, направляющимися из диска зрительного нерва к центру сетчатки. Ширина этой области составляет (1,8±0,1) мм (р = 0,01).
При обзорном исследовании плоскостных препаратов сетчатки глаза котят данной возрастной группы, окрашенных по Нисслю, определяется большое количество незрелых нейральных элементов, находящихся на разных стадиях дифференцировки - нейробластов и молодых нейронов, тесно прилежащих друг к другу (рис. 15). Они расположены хаотично и не формируют характерных для зрелой сетчатки радиальных рядов. Плотность нейро-нальных элементов в сетчатке глаза котят на 55-й день пренатального развития настолько высока, что определить границы между area centralis и периферической сетчаткой не представляется возможным. 1 - бессосудистая зона, предполагаемое местонахождение презумптивной area centralis; 2 - диск зрительного нерва; 3 - магистральная ветвь центральной артерии сетчатки.
На поперечных срезах сетчатки глаза котят 55-го дня пренатального развития, окрашенных гематоксилин-эозином и по Нисслю, в презумптивной area centralis можно наблюдать наличие всех ее десяти слоев. Однако, по сравнению со зрелой сетчаткой, многие слои слабо дифференцированы (рис. 16).
Слой наружных и внутренних сегментов фоторецепторов и наружный ядерный слой видны отчетливо и имеют значительную (34,2±2,1)% толщину, однако различить границу между ними на гистологическом срезе не представляется возможным. При визуальном сравнении плотности клеточных элементов данных слоев в сетчатке глаза котят 55-го дня пренатального развития и молодых животных хорошо видно, что в пренатальной сетчатке клетки расположены рыхло. Слой палочек и колбочек отделен от внутреннего ядерного слоя узкой (2,7±0,7)% прерывистой полоской презумптивного нейропиля. Это свидетельствует о том, что процессы миграции нейральных элементов из камбия в данном участке сетчатки находятся на стадии завершения. I — слой нервных волокон; II - ганглионарный слой; III - внутренний сетчатый слой; IV - внутренний ядерный слой; V - наружный сетчатый слой; VI + VII - наружный ядерный слой и слой наружных и внутренних сегментов фоторецепторов; VIII - слой клеток пигментного эпителия
Внутренний ядерный слой разрежен и содержит большое количество нейральных элементов, находящихся на разных стадиях дифференцировки (нйробласты и молодые нейроны). Значительная часть биполярных клеток выглядит округлыми и еще не приобрели характерной для них веретеновид-ной формы. При сравнении внутреннего ядерного слоя сетчатки глаза котят на 55-й день пренатального развития и у молодых (4,5 — 5 мес.) животных установлено, что относительная толщина указанного слоя в пренатальной сетчатке на 12,5% больше, чем в сформировавшейся. Внутренний сетчатый слой выражен отчетливо, хотя имеет незначительную (12,4±2,2)% толщину. Ганглионарный слой представлен многочисленными нейробластами, расположенными в 3 - 4 ряда и находящимися на разных стадиях дифференцировки.
Основная масса клеток - нейробласты со средним размером перикариона 6 -8 мкм. Для них характерно круглое или овальное светлое ядро с одним или двумя ядрышками, расположенное резко эксцентрично. С противоположной стороны, в виде «шапочки», располагается цитоплазма, заполненная хрома-фильным веществом, плотность которого снижается от ядра к периферии. У некоторых нейробластов видна зона отхождения отростка (так называемый дендритический холмик). Как крупные кровеносные сосуды, так и сосуды микроциркуляторного русла в данной зоне полностью отсутствуют.
При обзорном исследовании поперечных гистологических срезов периферических отделов сетчатки котят рассматриваемой возрастной группы, были выявлены следующие особенности ее строения. В области соска зрительного нерва и вблизи него степень развития сетчатки сопоставима со степенью ее развития в area centralis. Здесь также можно наблюдать наличие всех 10-ти слоев сетчатки и все те же признаки незрелости, которые характерны для area centralis на данном сроке. В качестве различий можно отметить наличие профилей артериальных кровеносных сосудов, а также единичные крупные (по-сравнению с area centralis) нейрональные элементы, с размером перикариона 11 — 12 мкм (рис. 17).
При исследовании же поперечных срезов дорсо-темпоральной периферической сетчатки были обнаружены признаки существенного ее недоразвития (рис. 18). Первый из них — это отсутствие наружного сетчатого слоя. Между наружным и внутренним ядерными слоями имеется лишь тонкая и прерывистая условная граница. Это говорит о том, что на данном сроке в периферической сетчатке все еще продолжаются процессы миграции клеток из камбия во внутренний ядерный слой.
Внутренний сетчатый слой также развит очень слабо и представлен узкой (6,5±1,4)% полоской рыхлого нейропиля с нечеткими границами. Ней-ральные элементы ганглионарного слоя расположены в 2 - 3 ряда. При сравнении периферической сетчатки котят на 55-й день пренатального развития с таковой у молодых (4,5 - 5 мес.) животных очевидно, что плотность располо Рис. 17. Сетчатка глаза кошки (возраст Е55). Слева: периферическая назальная сетчатка вблизи соска зрительного нерва (поперечный гистологический срез, окраска по Нисслю, увеличение 400х); справа: область соска зрительного нерва (поперечный гистологический срез, окраска по Нисслю, увеличение 150х). 1 - кровеносный сосуд; 2 - крупная нервная клетка. ложения нейральных элементов в незрелой сетчатке в несколько раз выше.
Похожие диссертации на Постнатальное развитие area centralis сетчатки глаза кошки : экспериментально-морфологическое исследование
