а) Анатомия хрусталика глаза. Хрусталик, так же как и роговица, обладает двумя основными оптическими свойствами: прозрачностью и преломляющей силой, определяемыми его структурой. Он представляет собою прозрачное двояковыпуклое бессосудистое образование, состоящее из уникальным образом дифференцированных эпителиальных клеток. Он расположен сразу же за радужкой и удерживается позади зрачка зонулярными волокнами цилиарного тела.
При рождении экваториальный диаметр хрусталика составляет 6,5 мм, а максимальный передне-задний размер между полюсами — 3,5 мм. Хрусталик упакован в коллагеновую капсулу, являющуюся базальной мембраной лежащего под ней однослойного кубического эпителия. Кубические клетки экваториальной зоны хрусталика делятся в течение всей жизни и формируют вторичные веретенообразные волокна хрусталика.
Эти новые волокна экваториальной области постепенно изменяют форму хрусталика от почти сферической у плода до эллипсоидной двояковыпуклой у детей и в молодом возрасте. При рождении имеются эмбриональное и фетальное ядра. Фетальное ядро отграничено от эмбрионального Y-образным швом спереди и перевернутым Y-образным швом сзади. В ходе дальнейшего развития формируются более поверхностные зоны ядра. Образующиеся после рождения волокна хрусталика формируют взрослое ядро.
Таким образом, ядро хрусталика образовано плотно упакованными хрусталиковыми волокнами (утратившими ядра эпителиальными клетками), плотность которых в периферической коре хрусталика ниже. Дальнейший рост хрусталика сопровождается изменениями в основном передне-заднего размера; в молодом возрасте хрусталик имеет стабильный экваториальный диаметр приблизительно 9 мм и передне-задний размер 5 мм.
б) Эмбриология хрусталика глаза. Хрусталик развивается из утолщения поверхностной эктодермы, покрывающей глазной пузырь. Эта «хрусталиковая плакода» у эмбриона человека появляется на 26-27 день развития. У эмбриона курицы глазной пузырь посредством экстрацеллюлярного матрикса плотно фиксируется к поверхностной эктодерме. Фиксация митотически активной поверхностной эктодермы вызывает повышение плотности клеток, удлинение и утолщение плакоды.
Адгезия глазного пузыря к хрусталиковой плакоде постепенно приводит к выравниванию сетчатки и хрусталика по зрительной оси, однако прямой клеточный контакт между базальной мембраной глазного пузыря и поверхностной эктодермой отсутстует. Затем хрусталиковая плакода инвагинирует и формирует хрусталиковую ямку, а затем и хрусталиковый пузырек.
Отслойка хрусталикового пузырька — первый этап формирования переднего сегмента глаза (33 день). Она сопровождается миграцией эпителиальных клеток через роговично-хрусталиковый стебель, некрозом клеток и разрушением базальной мембраны. Нарушение этих процессов при воздействии экзогенных/эндогенных факторов приводит к развитию аномалий переднего сегмента. Отделившийся хрусталиковый пузырек выстлан одним слоем цилиндрических эпителиальных клеток, окруженных базальной пластинкой, будущей капсулой хрусталика.
Образование первичных хрусталиковых волокон происходит в эпителиальных клетках, выстилающих заднюю поверхность хрусталикового пузырька. Этот процесс стимулируется прилегающим зачатком сетчатки. Таким образом, цитодифференциация хрусталика определяется зачатком сетчатки. Первичные волокна хрусталика заполняют просвет хрусталикового пузырька. В результате удлинения клеток хрусталика, прилегающих к сетчатке, формируется эмбриональное ядро хрусталика. Клетки передней части хрусталика, лежащие вблизи зачатка роговицы, сохраняют кубическую форму и однослойную организацию и формируют эпителий хрусталика, который сохраняет митотическую активность в течение всей жизни и впоследствии становится источником хрусталиковых волокон. В области экватора хрусталика эпителиальные клетки дифференцируются во вторичные хрусталиковые волокна (хрусталиковый водоворот).
Эти волокна удлиняются спереди и сзади и внедряются над первичными волокнами хрусталика. В области экватора их толщина наибольшая. Это вызывает увеличение преимущественно экваториального диаметра хрусталика плода. Вторичные хрусталиковые волокна сходятся спереди и сзади и формируют Y-образные швы.
Зонулярные волокна развиваются из беспигментного цилиарного эпителия в течение пятого месяца гестации. Основным компонентом цилиарной связки является гликопротеин фибриллин. Существует две его изоформы, фи-бриллин-1 и фибриллин-2. Полимеры фибриллина-1, без участия значительного количества эластина, образуют структурный каркас растяжимых микрофибрилл. Они образуют параллельные пучки и формируют зонулярные волокна.
При нарушении структуры или функции этих богатых фибриллином микрофибрилл наблюдается зонулярная дисфункция, приводящая к эктопии хрусталика.5 Мутации гена фибриллина-1 (FBN1) вызывают синдром Марфана (MFS — Marfan’s syndrome), вероятно, некоторые формы синдрома Вейля-Маркезани (WMS — Weill-Marchesani syndrome) и различные другие фенотипы фибриллинопатий 1 типа, при которых часто встречается эктопия хрусталика. Наоборот, мутации гена фибриллина-2 (FBN2) могут вызывать синдром Билса, фенотипически сходный с синдромом Марфана, но редко сопровождающийся эктопией хрусталика (см. ниже).
Сосудистая оболочка хрусталика (tunica vasculosa lentis — TVL) — сосудистая сеть из системы гиалоидной артерии, лежащая на задней поверхности хрусталика и параллельные радиальные сосудистые анастомозы с кольцевыми кровеносными сосудами в латеральных отделах. Она опутывает развивающийся хрусталик и питает его в период, когда продукция водянистой влаги и формирование переднего сегмента еще не начались. Эта внутриглазная сосудистая сеть начинает развиваться на первом месяце гестации, достигает максимального развития на втором-третьем месяце и начинает регрессировать к четвертому месяцу. К рождению она почти полностью исчезает.
Персистирующая сосудистая оболочка хрусталика часто выявляется у недоношенных новорожденных, не регрессировавшие сосудистая оболочка хрусталика и гиалоидные артерии могут вызывать различные аномалии, обозначаемые групповым названием «персистирующая фетальная сосудистая сеть» (persistent fetal vasculature — PFV).
Раннее развитие переднего сегмента.
(А) Примерно пять недель развития эмбриона человека, хрусталиковый пузырек отделился от поверхностной эктодермы,
клетки нервного гребня мигрируют вокруг глазного бокала и между поверхностной эктодермой и развивающимся хрусталиком.
(Б) В течение седьмой недели из слоя мезенхимы развиваются выстланная эндотелием строма роговицы и передняя строма радужки.
Этот процесс дифференцировки идет одновременно с разделением двух слоев и формированием передней камеры между развивающимися роговицей и радужкой.
(В) Листок мезенхимы, перекидывающийся через будущий зрачок, сохраняется до седьмого месяца гестации.
Из краев глазного бокала образуется задний эпителий радужки и эпителий цилиарного тела.
(А) Формирование глазного пузыря на латеральной стенке диэнцефалона. Зрительный стебель соединяет глазной пузырь с передним мозгом. (9,5 дней гестации мыши, соответствуют 26 дням гестации человека).
(Б) Инвагинация глазного пузыря и образование хрусталикового пузырька (начало 10,5 дней гестации мыши, соответствует 28 дням гестации человека).
(В) Инвагинация хрусталиковой ямки, формирование из инвагинированного глазного пузыря двухслойного глазного бокала (конец 10,5 дней гестации мыши, соответствует 32 дням гестации человека).
(Г) Закрытие эмбриональной хориоидальной щели, формирование хрусталикового пузырька и первичного стекловидного тела (12,5 дней гестации мыши, соответствует 44 дням гестации человека).
(Д) Образование слоя нервных волокон, миграция клеток нервного гребня и образование ядерного пояса хрусталика (14,5 дней гестации мыши, соответствует 56-60 дням гестации человека).
(Е) Глаз в конце стадии органогенеза. Хорошо видны роговица, начинающие формироваться радужка, зачатки экстраокулярных мышц и слезная железа.
Стрелками показана зрачковая мембрана (16,5 дней гестации мыши соответствуют >60 дней гестации человека).
