В процессе эмбриогенеза глаз как орган развивается одним из первых. Его развитие зависит от правильной дифференцировки и миграции энтодермы, мезодермы, нервной и поверхностной эктодермы и ткани нервного гребня. Знание органогенеза глаза способствует диагностике и лечению детей с врожденными аномалиями глаз. Аномалии развития глаз часто сопровождаются другими структурными аномалиями, и их выявление может способствовать диагностике врожденных синдромов у младенцев.
Генетические факторы контролируют рост и развитие глаз во внутриутробном периоде. К моменту рождения развитие глаза не завершено: постнатальный рост, развитие и строение глаза и зрительных путей к коре имеет большое значение для нормального развития зрительных функций.
Аметропии представляют собой несовпадение фокусного расстояния глаза и его передне-заднего размера. В процессе эмметропизации в глазу младенца уменьшается степень вариабельности и число аметропий. Тонкие механизмы, координирующие оптическое и структурное развитие глаза изучены еще не полностью.
Результаты экспериментов на животных указывают, что этот процесс зависит от зрительной стимуляции, следовательно, необходимо выявить факторы риска и разработать методы остановки чрезмерного осевого роста глаза, вызывающего развитие и прогрессирование близорукости.
Аметропии — наиболее часто встречающиеся глазные расстройства (выявляются более чем у трети взрослого населения), являются причиной значительной части случаев нарушений зрения. Распространенность аметропий в разных странах варьирует в широких пределах; миопия сопутствует таким явлениям, как повышение уровня образования, урбанизация и уровень благосостояния.
В зависимости от возраста, профессии и уровня образования обследуемого контингента частота близорукости варьирует от 7% до 70%. В некоторых восточноазиатских странах близорукость встречается все чаще; фактически, она достигла масштабов эпидемии: близорукость имеется более чем у 80% выпускников школ и почти у 50% девятилетних детей.
Встречаемость близорукости в развитых странах увеличивается, средняя степень миопии среди населения США в период между 1971 г. и 1999-2004 гг. увеличилась примерно на 1 диопртию. При высокой близорукости (патологической близорукости) развиваются приводящие к слепоте осложнения (миопическая дегенерация сетчатки, отслойка сетчатки, глаукома, катаракта). Чем меньше возраст начала заболевания, тем быстрее оно прогрессирует, и тем более высоких степеней достигает. Данные, полученные в Соединенном королевстве указывают, что близорукие дети младше девяти лет к моменту достижения взрослого возраста, вероятно, будут иметь близорукость по меньшей мере в 6 диоптрий.
Аметропия представляет собой несоответствие друг другу оптических рефракционных характеристик глаза (кривизна роговицы, преломляющая сила и положение хрусталика и передне-задний размер глаза). При рождении глаз редко бывает эмметропичным, он значительно меньше глаза взрослого; аметропия глаза новорожденного варьирует от +2,0 до +4,0 диоптрий (D), почти полностью подчиняясь закону нормального распределения (Гаусса).
В течение двух лет уменьшается вариабельность и изменяется среднее значение аметропий, глаз приближается к состоянию эмметропии. Распределение аметропий в популяции становится более лептокуртическим, т.е. более скученным вокруг среднего значения. Этот процесс называется эмметропизация, и в пределах популяции возможно предсказать, что большинство младенцев, родившихся дальнозоркими, к 6-8 годам станут эмметропами. Глаз быстро растет и достигает 90% от размеров глаза взрослого человека к возрасту четырех лет.
Роговица становится более плоской, ее преломляющая сила уменьшается, это компенсирует увеличение передне-заднего размера глаза. Споры о том, управляется ли это процесс генетическими механизмами или же на него влияют факторы внешней среды, ведутся на протяжение столетий. Вероятнее всего, развитие глаза зависит и от природных факторов, и от условий развития ребенка. У взрослых распределение аметропий также носит лептокуртический характер, но имеется смещение кривой распределения влево вследствие увеличения числа миопов.
Предположение о генетической регуляции роста глаза подтверждается результатами исследований наследственности и эпидемиологии. Почти во всех исследованиях аметропий, в особенности миопии, важнейшим фактором риска является наличие одного или обоих родителей-миопов, и детским офтальмологам в практической работе встречаются семьи с гиперметропией/эзотропией. Поскольку это может обусловливаться одними внешними факторами риска, роль факторов внешней среды оценивается в ходе исследований близнецов, в которых сравнивается конкордантность в парах монозиготных и гетерозиготных близнецов.
В исследованиях близнецов в разное время и в разных странах выявлена высокая наследуемость аметропий, порядка 80-90%. Но это не означает, что окружающая среда не оказывает влияния. Выраженные изменения встречаемости близорукости, вероятно, обусловлены факторами внешней среды. Однако генетические факторы, как оказывается, определяют положение конкретного пациента на кривой распределения популяции в конкретное время. Недавние ассоциативные исследования генома выявили связь нескольких генов с развитием аметропии, в будущем будут выявлены и другие ответственные за аметропию гены.
Как и многие другие сложные состояния, предрасположенность к близорукости определяется наличием многих генов малого эффекта (genes of small effect).
В 17-ом веке Kepler полагал, что аметропия развивается под действием местных внутриглазных факторов; в настоящее время исследования миопии имеют сложную структуру, учитывая необходимость получения данных для продольного исследования, и трудности измерения количества деятельности на близком расстоянии у детей, и контроля таких факторов, как уровень освещенности, питание и других факторов. Дальнозоркости посвящено сравнительно мало исследований, но факторы риска близорукости в целом являются благоприятными прогностическими факторами развития дальнозоркости и наоборот.
Отмечается выраженная связь близорукости с работой на близком расстоянии, уровнем образования и IQ. В классическом исследовании Zylbermann et al. была выявлена значительная разница между частотой близорукости у мальчиков из ортодоксальных израильских школ по сравнению с учениками обычных школ (81% и 27% соответственно) в одной генетической среде. У девочек из ортодоксальных школ такого увеличения частоты не отмечалось. Другие факторы, чем просто время чтения, например расстояние при чтении, освещенность и способность ребенка концентрироваться на чтении, трудно поддаются изучению.
Значительное число случаев миопии дебютирует во взрослом возрасте, после 16-летия. Эти случаи имеют выраженную связь с уровнем образования и количеством работы на близком расстоянии. В недавних исследованиях выявлено протектив-ное действие активности на свежем воздухе. Сравнивались группы 6-летних выходцев из Восточной Азии, живущих в Сингапуре и Сиднее, среди сингапурских детей встречаемость близорукости намного выше (30% и 3% соответственно), что можно частично объяснить различным временем, проводимым на улице—3 часа в сравнении с 14 часами еженедельно — а не только потому, что дети не выполняли работу на близком расстоянии.
Другие факторы риска близорукости включают в себя недоношенность, низкий вес новорожденного для его гестационного возраста, пол, более старший возраст матери, более высокий профессиональный и социальный уровень отца, курение матери на ранних сроках беременности, а также рост (длина тела) и социально-экономическое положение во взрослом возрасте.
На модели близорукости у животных изучалось воздействие зрительных стимулов на развивающийся глаз. В качестве модели часто используются птицы (цыплята), приматы (обезьяны макаки), мартышки или тупайи. На этих моделях показано, что при отсутствии в раннем возрасте четких зрительных стимулов, развивается аксиальная близорукость. Развитие аксиальной близорукости или аксиальной дальнозоркости можно вызвать с помощью дефокусирующих очков или контактных линз, надетых на глаза детенышу; эти изменения обратимы. Большая часть сигнальной системы локализована в глазу, изменения развиваются и при пересечении зрительного нерва.
Оптический дефокус вызывает биохимические сдвиги, которые, в свою очередь, приводят к изменениям склеры и сосудистой оболочки животных и развитию аксиальной миопии. В ходе недавних исследований была поставлена под сомнение роль макулы, которая являлась объектом лечебных воздействий, учитывая связь между работой на близком расстоянии/аккомодацией и близорукостью. Возможно, что прогрессирование близорукости вызывается изменениями в периферических отделах сетчатки.
Распределение аметропий в различном возрасте:
(А) В возрасте трех месяцев;
(Б) В возрасте 20 месяцев;
(В) распределение в популяции взрослых (родившиеся в 1958, исследование British Birth Cohort, в возрасте 45 лет).
