Механизмы пренатального ретинального развития

По данным анализа современного состояния вопроса механизмов патологических процессов, связанных со снижением зрения, проведенном Н.В. Мащенко, (2017), Е. С. Можилевской, И. В. Рева, А. С. Новиковым, Я. О. Садовой (2022) патология сетчатки остается главной причиной необратимого снижения зрения, в основе которой лежит нарушение обменных и восстановительных процессов, расстройство микроциркуляции, повреждение структурной организации сетчатки. Лечение ретинопатии затруднено в связи с недостаточно изученными механизмами аниогенеза

Целью исследования явилось установление закономерностей развития структур сетчатой оболочки глаза человека и их трофического обеспечения в пренатальном онтогенезе.

Исследования проведены на 123 эмбрионах и плодах человека различных возрастных групп в соответствии с требованиями Минздравмедпрома РФ от 29.04.94 № 82 и согласно номенклатуре клинических лабораторных исследований МЗ РФ (приказ № 64 от 21.02.2000 г.) с учётом положений Хельсинской декларации (2000-2013), с разрешения этического комитета ФГАОУ ВО ДВФУ. Использованы современные высокочувствительные иммуногистохимические методы EPOS и En Vision. С помощью иммунной гистохимии выявлены различные фенотипы клеток моноцитарного пула по дифферону СКК, а также тучные клетки в соединительной ткани. Выявляли локализацию CD34, CD68, CD163, S100 и GFAP, VEGF – позитивных клеток с помощью реактивов фирмы DAKO для иллюстрации и последующего сравнительного анализа динамики их количества в разные периоды онтогенеза человека, для доказательства участия иммуноцитов в механизмах перестройки структур глаза в физиологической регенерации. Подсчёт клеток производили в 100 полях зрения в 198 срезах. При этом подсчитывали общее количество иммуноцитов в поле зрения и анализировали степень их окрашивания.

Фон и неспецифическое окрашивание исключали, строго соблюдая условия обработки материала – температуру, рН, время. Для блокирования неспецифического окрашивания срезы в течение 20 минут инкубировали с не иммунной сывороткой, а уже затем инкубировали с первичными антителами.

На самых ранних этапах развития сетчатки отмечается неравнозначность трофического обеспечения: со стороны пигментного эпителия ликворная трофика обеспечивает физиологические запросы сетчатки, с внешней стороны в этом процессе участвуют структуры развивающегося стекловидного тела. По мере изменения эктомезенхимного стекловидного тела и васкуляризации его паренхимы, диффузная трофика приближенных к стекловидному телу слоев сменяется на гематогенную за счет трофического обеспечения из сосудов гиалоидного бассейна. При инволюции стекловидного тела, начиная с 14 недели и до 8 месяца пренатального онтогенеза, начинается собственный ретинальный ангиогенез во всех слоях, кроме фоторецепторного слоя. Это говорит в пользу того, что в структуре сетчатки в связи с изменением количества слоев и пролиферативной активности предшественников нейроглии и сетчатки изменяются физиологические запросы нейрональных производных и их соответствующее трофическое обеспечение. Особенно высокая ликворная зависимость наблюдается в зоне сетчатки, соответствующей области желтого пятна – центре наилучшего видения. Остатки первичной глазной щели в этой зоне сохраняются дольше всего. Очевидно, это играет роль и в дальнейших морфологических и функциональных особенностях этого отдела сетчатки.

Васкулогенез в стекловидном теле происходит на основе дифференцировки клеток эктомезенхимы в эндотелиоциты по тем механизмам, которые описаны в работах Банина В.В. и Куприянова В.В., как адаптация на изменяющиеся физиологические запросы структур, обеспечивающих в дальнейшем зрительные функции. Нами отмечено, что ангиогенез в сетчатке, как процесс прорастания уже имеющихся на этом этапе развития человека сосудов из магистральных веточек, врастающих в нервную ткань головного отдела развивающегося организма, индуцируется клетками, экспрессирующими VEGF и CD34. Кроме этого установлено, что клетки, секретирующие фактор роста эндотелия, аффилированы с макрофагами, которые и отвечают за васкуляризацию как сетчатки, так и сосудистой оболочки. Таким образом, часть сетчатки, а именно, ее внутренние слои приобретают гематогенное трофическое обеспечение уже не за счет гиалоидного сосудистого бассейна, а имеют свою собственную сосудистую систему. Фоторецепторный слой, самый наружный и более длительно имевший ликворное трофическое обеспечение после сближения с пигментным эпителием и появлением наружной пограничной мембраны, сохраняет вокруг себя фоторецепторный бессосудистый матрикс. Плотных интимных связей с пигментным эпителием фоторецепторный слой не образует, об этом свидетельствует тот факт, что при нарушении метаболических взаимодействий между фоторецепторами и пигментным листком между ними накапливается жидкость, приводящая к отслойке сетчатки. Вопрос участия в трофическом обеспечении сетчатки за счет сосудистой оболочки является спорным, на современном этапе окончательно не решен. По нашему мнению, мембрана Бруха, а также пигментный эпителий и его базальная мембрана являются достаточно серьезным препятствием для исчерпывающего и достаточного обеспечения фоторецепторов, однако, несомненно, обеспечивают собственные нужды посредством собственного гематоофтальмического барьера, отличающегося от такового от ретинального. Наряду с особенностями гематоофтальмического барьера в отношении фоторецепторов, какие присущи и барьерным структурам в самой сетчатке, по нашему мнению, они должны быть идентичны гематоэнцефалическому барьеру, и характеризуется участием в избирательной проницаемости астроглии и эндотелия капилляров соматического типа. Фенестрированный эндотелий сосудистой обоолочки свидетельствует в пользу существования обменных процессов между пигментным эпителием и структурами хориоидеи, но вектор взаимодействия при этом больше направлен к эндотелию сосудистой стенки для удаления метаболитов.

В целом в раннем онтогенезе человека развивающаяся сетчатка сменяет ликворную трофику на гематогенную, сохраняя ликворную для фоторецепторного слоя. Эти данные являются перспективными для разработки стратегии таргетной терапии в купировании патологических процессов в сетчатке, включая нейродегенеративные, связанные с возрастной макулярной дистрофией и глаукомой, лечение которых на современном этапе не является патогенетически обоснованным, а лишь симптоматическим.

Таким образом, развитие глаза человека представляет собой cложно регулируемый процесс, который состоит из нескольких перекрывающихся этапов:

I) закладка, затем обособление глаза от развивающегося переднего мозга;

II) дифференцировка и структурирование глазного пузырька с обособлением оболочек;

III) специализация структур глазного бокала в нейрональную сетчатку и пигментный эпителий, формирование прозрачных сред глаза;

IV) специализация и васкуляризация всех структур глаза, которые развиваются из пула клеток-предшественников, производных эктодермы, экто- и нейромезенхимы.

При этом приоритет в развитии структур глаза получают именно прозрачные среды глаза, в которых идёт инволюция сосудов, ограничение роговицы и склеры, формирование мембраны Бруха для создания векторного роста сосудов. Генетическая регуляция этапов развития глаз включает в себя как воздействия извне с помощью морфогенов, факторов роста, а также внутренних факторов, в первую очередь, транскрипционных факторов, которые взаимодействуют с характерными участками ДНК, расположенными в регуляторных областях генов. Действуя в соответствии с генетической программой и/или в ответ на внешние воздействия, они инициируют или подавляют транскрипцию определенных генов, что влечет за собой изменения в клеточной морфологии, клеточную дифференциацию, реализуя морфо и органогенез.

Исследования важных механизмов, лежащих в основе миграции и перепрограммирования Мюллеровской глии в физиологической регенерации структур глаза человека, могут привести к новым стратегиям для стимуляции регенерации сетчатки и других структур глаз при офтальмопатологии.