• Выпуски
  • Основные выпуски
  • Приложения
• Авторам
  • Правила публикации статей
  • Технические требования
  • Оплата
  • Лицензионный договор
  • График публикаций
• Редакционный совет
• Публикационная этика
• О журнале
  • Общая информация
  • Список авторов
  • Контакты
• Издательство МЦИТО

Редакционно-издательские услуги Международные публикации Бесплатные вебинары

СтепановаЛюдмила Васильевна,кандидат биологических наук,доценткафедры физикиСибирского федеральногоуниверситета (СФУ), г. Красноярскslyudmila@mail.ruСычевГеоргий Михайловичкандидат медицинских наук, доценткафедры глазных болезнейАбаканского медицинскогоколледжа,г.Абакан

Физиологические механизмы транспорта водянистой влаги в глазу кролика

Аннотация.Исследованы процессы движения водянистой влагив глазах кроликов. Направление ее движениявструктурахглаза исследовалипо перемещению флюоресцеина методом «остановленной диффузии». Пути ееоттокаопределяли по динамике накопления флюоресцеинав крови, взятых из отводящих сосудов глаза. По скорости измененияконцентрации флюоресценина в зависимости от величины онкотического давления в кровеносной системе и ингибированию активной транспортной системы (Na, KАТФазы) выявляли участие пассивного и активного механизмов вотведенииводянистой влаги.Установлено, что водянистая влага выводится через задний отделглаза. Ееотведениеиз глазапроисходит в направлении изхрусталика встекловидную камеру и затемк сетчаткес последующим выходом в сосудистую системуглаза.Далееводянистая влагапо вортикознымвенам глаза поступает в систему кровообращения. Движущей силой для перемещения водянистой влаги является высокий градиент онкотического давления, возникающего между белками плазмы крови сосудистой системы глаза и стекловидного тела.

Ключевые слова:глаз кролика, отведениеводянистой влаги, стекловидная камера, вортикозные вены, онкотическоедавление.

Водянистая влага, заполняющая внутренние полости глаза, находится в непрерывном движении посредством процессов притока и оттока. Функционирование глаза как органа во многом определяютводообменные процессы[1, 2].Общепринято, что циркуляцияводянистой влаги происходит непосредственно черезпереднийотдел глаза, «отработанная» часть не должна участвовать в метаболизме внутриглазных структур заднего отрезка глаза и по возможности должна быстро удалятьсяиз глаза.В современной литературе обсуждаютналичие и функционирование трех различных путей её оттока в глазучеловека, которые будучи взаимосвязанными рассматриваются как отдельные независимые системы, отводящие разное количество жидкости[3, 4]. Возникает некорректноепредставлениео циркуляцииводянистой влаги, т.к. не учитывают целостное представление о глазе.Широко используемые на практике офтальмологические методы клинического исследования гидродинамикиглаза, а также разнообразиеметодик, основанныхна оценке транспортных возможностей глаза invitro, не позволяют точно охарактеризовать транспортные процессы обновления в нём водянистой влаги и дают противоречивые взгляды на механизмы ее транспорта в глазу [5, 6].Поэтому изучение водообменныхпроцессов представляет научный интерес и является актуальным.Цельюисследованиябыловыявление закономерностей движения водянистой влаги в структурах глазакролика.

В работе поставлены следующие задачи:исследовать пути оттока водянистой влаги из переднего и заднего отделовглаза; определить механизмы, контролирующие выведение водянистой влаги из глаза.

В экспериментахиспользовали15кроликов(30парыглаз) породы «Советская Шиншилла», весом1,53,0 кг, возраст37 месяцев, обоих полов, содержавшихсяв стандартных условиях в виварии ЗАО «Красфарма». Эксперименты проводилина животных без признаков патологии со стороны глазного яблока. Эксперименты соответствовали основным положенияммеждународной резолюции ARVO(Ассоциация по исследованию зрения и офтальмологии) по использованию животных в научных исследованиях.Для исследования движенияводянистой влаги в структурахглаза использоваликраситель 10%водный раствор флюоресцеина. Критерием выбора красителя служило следующее: малая степень ионизации и малая молекулярная масса (360 Дальтон), сопоставимаяс молекулярной массой метаболитов крови.Введение красителя в глазаживотных производилиследующим образом. В начале эксперимента проводили общую анестезию закапыванием в глаза раствора дикаина и внутривенным введением раствора новокаина. Затем животных фиксировали. На глаз животного накладывали векорасширитель и фиксировали глазное яблоко пинцетом, захватывая верхнюю прямую мышцу. Под прямым углом к оптической оси глаза через склеру в переднюю камеру и стекловидную камеру вводили 0,1 мл раствора флюоресцеина.Направление движения жидкости в структурах глаза исследовали в условиях invivoпо перемещению красителя методом «остановленной диффузии».Животным прижизненно вводили краситель в хрусталик (2 парыглаз) и в стекловидную камеру (2 парыглаз). В течение часа с интервалом 1530 минут глаза энуклеировали и сразу замораживали в жидком азоте. Замороженные глаза разрезали через место введения красителя с помощью микротома (Slide2002 Compact, Германия). Перемещение красителя регистрировали с помощью цифровой фотосъемки.Пути выведенияводянистой влагиизглазаисследовали методом Флюоресцентного анализа.Животные были разделены на три равных группы: контрольная группа(4 пары глаз)и две экспериментальные группы(по 4 пары глаз). Уживотных контрольной группы проводили контрольный забор крови из боковых ушных вен и вортикозныхвен глаза, которыебыли выделены при рассечении конъюнктивы.Животнымпервой экспериментальной группы прижизненно вводили флюоресцеин в переднюю камеруглаза, животным второй экспериментальной группы–в стекловидную камеру. В течение часа по истечение520мин после введения красителяу животных первой экспериментальнойгруппыотбирали пробы кровииз боковых ушных вен и вортикозныхвен глаза, у животных второй экспериментальной группыиз боковых ушных вен. Нативную кровь центрифугировали в течение 10 минут и отделяли плазму крови. Концентрацию флюоресцеина в плазме крови определяли на люминесцентном спектрометре AmincoBowman Series 2 (Thermo Spectronic, США). Длина волны возбуждающего излучения составляла 490 нм.По динамике накопленияи изменения концентрации флюоресцеина в крови, взятыхиз ушных вен кровеносной системы и вортикозныхвенопределяли пути выведения водянистой влагииз глаза.

Участиепассивного транспорта, контролирующеговыведение водянистой влагииз глаза,

исследовали методом флюоресцентного анализа.Животные были разделены на триравныхгруппы: контрольная группа(4 пары глаз)идве экспериментальные группы(по 4 пары глаз). Уживотных контрольной группы проводили контрольный забор крови из боковых ушных вен кровеносной системы. Животнымпервой экспериментальной группы внутривенно вводили раствор, уменьшающийонкотическое давления в кровеносной системе, животнымвторой экспериментальной группы раствор,увеличивающий онкотическое давление. Для уменьшения онкотического давления в кровеносной системе использовали 0,9% раствор NaCl (в расчете 20 мл на 1 кг веса животного), для увеличения онкотического давления 6% раствор высокомолекулярного вещества (ПВП) (в расчете 10 мл на 1 кг веса животного).Затем животным обеих экспериментальных групп в стекловидную камеру прижизненно вводили флюоресцеин. В течение полутора часовчерез каждые515 минут у животных забиралипробы кровииз боковых ушных вен кровеносной системы.Плазму крови отделяли центрифугированием и измеряликонцентрацию флюоресцеинана люминесцентномспектрометре.

По изменениюконцентрации красителя в кровив зависимости от величины онкотического давления в кровеносной системеопределяли участие пассивного транспортав отведении водянистой влаги из глаза.Участие активного транспортав выведениеводянистой влаги из глазавыявлялипо ингибированию транспортного процесса. Животные были разделены на две группы: контрольная (4пары глаз) и экспериментальная (4 пары глаз). Встекловидное тело глаз животных контрольной группы прижизненно вводили 0,2 мл 0,9% раствора NaCl, животным экспериментальной группы –0,2 мл 0,9% раствора NaClс добавлением строфантинаК. Водный раствор строфантина К,с концентрацией 109 М В служил в качестве ингибитора активной транспортной системы (Na, KАТФазы).Поступление строфантина из стекловидного тела в кровеносную систему контролировали по изменениям частот сердечных сокращений животногопри помощиэлектрокардиографа (ЭК1Т–04). Изменение внутриглазного давление, вызванное уменьшениемскорости оттокаводянистой влаги приингибированииактивного транспорта, измеряли тонометромМаклакова..Результаты исследования оценивали с помощью статистической обработки.Наблюдения прижизненного распределения красителяв хрусталике и стекловидной камере замороженных глаз показали, что его распределение происходит в направлении от места введения к задней поверхности хрусталика с последующим выходом в стекловиднуюкамеру и дальнейшим его перемещением к заднему отделу глаза (рис.1а). Перемещение красителя к передней поверхности хрусталика не происходило. Визуальное наблюдение заднего полюса энуклеированного замороженного глазане выявило окрашивание сосудов перевазальных и переневральных пространств(рис.1б). Следовательно, выведение красителяиз стекловидной камеры происходило тольков сосуды кровеносной системы.



абРис.1. Прижизненное распределение флюоресцеина в структурах глаза.

Результаты исследования движениякрасителя, введенного в переднюю камеру глаза показали, что плазма крови вортикозных и ушных вен содержит краситель, причем наибольшая его концентрация содержится в плазме крови вортикозной вены. Следовательно, водянистая влага поступала в вортикозные вены глаза и выходила в вены общей кровеносной системы.

Краситель, введенныйв стекловидную камеруглаза,также был обнаруженв венах кровеносной системы (кривая 2, рис.2). Исследования динамики накопления красителя ввенах кровеносной системы при различных величинах онкотического давленияв кровеносной системепоказало, что повышение онкотического давления увеличивало концентрацию флюоресцеина (кривая 3, рис.2), тогда как понижение онкотического давления уменьшало концентрацию флюоресцеина (кривая 1, рис.2). Согласно расчетам, изменение онкотического давления в кровеносной системе на 1мм рт.ст. усиливало или ослабляло скорость оттока внутриглазной жидкости в среднем на 0,2 мкл.

Рис.2. Динамика изменения концентрации флюоресцеина в пробах плазмы крови, взятых из ушных вен, в зависимости от величины онкотического давления в кровеносной системе. Кривые: 1

внутривенное введение раствора NaCl, 2–контроль, 3–внутривенное введение раствора высокомолекулярного вещества.

Следовательно, перенос водянистой влаги в кровеносные сосуды глаза происходит по градиенту онкотического давления, величина которого ускоряет или замедляет скорость оттока внутриглазной жидкости из глаза.Постоянный градиентонкотического давления поддерживает концентрация белков, которая в плазме крови в кровеносных сосудах глаза выше, чем таковая в стекловидной камере.

Необходимо также учесть, что отведение водянистой влаги из стекловидного тела в сосудистую системупроисходит непосредственно через сетчатку, которая

содержит множествотранспортных систем, осуществляющих активный транспорт ионов, которые участвуют в образовании и передаче нервных импульсов.Вследствие этого,не исключенавозможностьактивного транспорта водянистой влаги через сетчатку.

Введение ингибитора активного транспорта, строфантина К, в стекловидную камеру, вызвало учащениячастоты сердечного сокращения на 10%. Внутриглазное давление, возросшее в начале исследования до 35 мм рт.ст., по истечению 10 мин снизилось иоставалась неизменным (17 мм рт.ст.) в течение всего исследования.Следовательно,ингибирующее действие строфантина не влияет на скорость отведения водянистой влаги, поэтому ее транспорт в кровеносную систему не является активным.

Представленные результаты исследования являются основанием для важного физиологического вывода: водянистая влага, поступающая изпереднего отдела глаза, выводитьсяизего структур через задний отрезок глаза. Водянистая влага из передней камерыглаза поступает вхрусталик и выходит из него встекловидную камеру. Далее онаперемещается к сетчатке в направлении заднего отрезкаглаза. Затем водянистая влагачерез сетчатку поступает в кровеносные сосуды сосудистой системы глаза. Движущей силойявляется высокий градиент онкотического давления, возникающий между белками плазмы крови в кровеносных сосудах глаза и стекловидного тела. Далее водянистая влага по вортикознымвенам глаза поступает в общий кровоток.

Ссылки на источники

1. Моисеева И., Штейн А.А. Гидравлическое моделирование массообменных процессов в глазу. // «Биомеханикаглаза–2005». Сборниктрудовконференции. –М.: МНИИГБ им. Гельмгольца, 2005. 138142 с.2. Chiho, ChiwingKong, ChuyanChan, M. Shahidullah, Chiwai Do. The mechanism of aqueous humor formation. // Clinical Experimental Ophthalmology. –2000. 85 (6). –Р. 335349. 3.Кошиц И.Н., Светлова О.В., Котляр К.Е., Макаров Ф.Н., Смольников Б.А. Биомеханический анализ традиционных и современных представлений о патогенезе первичной открытоугольной глаукомы // Глаукома. 2005. –Т. 1. 4162с.4. Светлова О.В. Биомеханические особенности взаимодействия основных путей оттока внутриглазной жидкости в норме и при открытоугольной глаукоме. //«Биомеханика глаза 2001»: сб.научн.тр.МНИИ ГБ им. Гельмгольца.М.2001.95119с.5. Алексеев В.Н., Самусенко И.А. Клиникоморфологические изменения в переднем отрезке глаза при экспериментальной глаукоме//Глаукома. –2004. –Т.1.

37 с.6. Басинский С.Н., Штилерман А.Л., Басинский Р.С., Михальский Э.А., Шумская Ю.А. Способлечения нестабилизированной первичной открытоугольной глаукомы с "нормализованным" офтальмотонусом. // Клиническая офтальмология. –2003. –Т. 4 (2). 4549с.



Stepanova LudmilaCandidate of Biological Sciences, associate professor at thechairofphysicsSiberianFederal University,Krasnoyarskslyudmila@mail.ruSychevGeorgyCandidate of Medical Sciences, associate professor ofOphthalmologyMedical Collegeof Abakan, Abakan

Physiological mechanismsaqueous humortransportinrabbiteye

Abstract.The processes ofaqueous humormovement in the rabbits eyes were investigated.Its directionin structures eyewere investigatedbymovementfluorescein by the "diffusion stopped." Its outflow way determinedby change of fluoresceinconcentration in the bloodtaken from theeye vessels. Change rate of fluorescein concentrationdepending on theoncotic pressurein the circulatorysystem and inhibition of transport systemactivity(Na, KATPase) revealed thepassive and activemechanismsinvolvementin leadaqueous humor.It was found that theaqueous humoris output from theeye back part.Herabductionfrom eyeis in the directionfromlens in thevitreous camera to the retina, and then with further accessto the eyevascularsystem. Furtheraqueous humorentersthe bloodstream byeyes vorticosae veins.The driving forcea highgradient oncotic pressurearising betweenplasma proteinsvascularsystem andthe vitreous chamber.

Key words:rabbit eye, transport aqueous humor,vitreouschamber, vorticosaeveins,oncoticpressure.