Исторически стекловидному телу (СТ) отводили формообразующую функцию, основываясь на функциональном состоянии авитреальных глаз, и не придавали высокой физиологической значимости. Тем не менее благодаря достижениям в области мультимодальной визуализации СТ и работам по биохимии и иммунологии появилась бесценная информация, доказывающая важную роль, казалось бы, невидимого «органа» в патофизиологических процессах многих состояний глаза.

СТ представляет собой бесцветное прозрачное гидрофильное вещество гелеобразной консистенции, заполняющее стекловидную камеру глазного яблока от задней поверхности хрусталика до внутренней пограничной мембраны (ВПМ). При общем объеме около 4 мл СТ в основном состоит из воды (около 98—99%), коллагеновых волокон, гликозаминогликанов (ГАГ; преимущественно гиалуронана), неколлагеновых белков (включая оптицин и версикан) и небольшого количества микроэлементов [1—4].

СТ практически не содержит клеток, в 50 мкм от ВПМ присутствует монослой мононуклеарных фагоцитов и гиалоцитов [5].

Биохимический состав стекловидного тела

СТ представляет собой субстанцию, состоящую из экстрацеллюлярного матрикса (ЭЦМ). Содержание воды в витреальном геле достигает 98—99,7%. ЭЦМ — это комплекс из комплементарных сетчатых макромолекул (фибриллярные белки, неколлагеновые гликопротеины и протеогликаны), а также органических и неорганических соединений [6, 7]. Основными фибриллярными белками СТ являются коллагены, придающие ткани оформленный вид, прочность, гибкость и устойчивость к тяговым силам. Практически весь коллаген СТ находится в однородных тонких гетеротипных фибриллах. Основную массу витреального геля составляет коллаген II типа (60—70%), коллагены V/XI и IX типов содержатся в СТ в значительно меньшей степени [6, 8—12].

Коллаген II типа транскрибируется из гена Col2A1. Он способен связываться с коллагеном XI типа, ковалентно сшивается с коллагеном IX типа и взаимодействует с протеогликанами, придает ткани прочность, стабильность структуры и герметичные свойства. Расщепление коллагена II типа в большей степени опосредуется коллагеназами семейства матриксных металлопротеиназ, в результате чего образуются специфические биомаркеры, такие как C-концевой телопептид коллагена II типа и C2C [13].

Коллаген V/XI типа — фибриллообразующий коллаген, составляющий около 10—25% от общего количества коллагена в СТ. Взаимодействуя с коллагеном II типа, он способен образовывать гетеротипные коллагеновые фибриллы [14]. Коллаген XI типа поддерживает определенный диаметр фибрилл коллагена II типа и межфибриллярное расстояние [15], препятствует возможности бокового роста коллагеновых фибрилл [16].

Коллаген IX типа составляет приблизительно 25% от содержания коллагенов всех типов в СТ [14]. Относится к семейству фибриллярных коллагенов с прерывистыми тройными спиралями. В СТ синтезируется в протеогликановой форме, содержащей единую цепь хондроитина сульфата (ХС), прикрепленную к α2- (IX) цепочке в домене NC3. ХС играет решающую роль в необходимом растяжении коллагеновых волокон, обеспечивая стабильность фибриллярной коллагеновой сети, что достигается за счет поддержания оптимального осмотического давления. ХС сформирован из повторяющихся дисахаридных единиц глюкуроновой кислоты и N-ацетил-D-галактозамина. Он стимулирует синтез гиалуроновой кислоты (ГК) и протеогликанов и угнетает действие протеолитических ферментов [15, 17, 18].

Протеогликаны представляют собой сложную группу гликозилированных белков, выполняющих ряд важных структурных и сигнальных функций. Типичный протеогликан состоит из корового белка с ковалентно присоединенными цепями ГАГ [19, 20]. ГАГ — это гетерополисахариды, состоящие из многократно повторяющихся дисахаридных цепей, мономерами которых являются глюкуроновые кислоты. Важной функцией ГАГ является способность связывать большое количество воды, тем самым придавая межклеточному веществу гелеобразную консистенцию. Преобладающим ГАГ внеклеточного матрикса СТ является ГК (гиалуронат), представляющая собой линейный полимерный ГАГ, построенный из повторяющихся дисахаридных остатков D-глюкуроновой кислоты и D-N-ацетилглюкозамина, соединенных β-1,4- и β-1,3-гликозидными связями. ГК впервые была описана K. Mayer и D. Palmer в 1934 г. [6, 21]. От других представителей ГАГ ее отличает то, что она синтезируется на поверхности плазматических мембран, в то время как большинство ГАГ синтезируются в аппарате Гольджи. Также гиалуронат не подвергается сульфатизации и способен взаимодействовать с гиалатгеринами. Некоторые исследователи предполагают, что ГК оказывает влияние на функциональные характеристики других макромолекул ЭЦМ и передачу сигнальной информации. ГК заполняет пространство между коллагеновыми фибриллами и имеет неравномерное распределение в СТ: наибольшие ее концентрации обнаруживаются в задних отделах кортикальных слоев [6, 22].

Гепарансульфат (ГС) также является разновидностью ГАГ. Углеводные цепи ГС состоят из N-ацетилированного/N-сульфатированного D-глюкозамина, который связан с D-глюкуроновой или L-идуроновой кислотой [20, 23]. ГС является основным компонентом базальных мембран, включая ВПМ сетчатки. В СТ взрослого человека ГС обнаруживается в достаточно низких концентрациях [24].

К неколлагеновым структурным белкам СТ относятся оптицин и фибриллины.

Оптицин — это внеклеточный гликопротеин из семейства внеклеточных матриксных белков с лейцин-обогащенным повтором, который гликозилируется через кластер сиалированных O-связанных олигосахаридов. В витреальную полость оптицин секретируется задним непигментированным эпителием цилиарного тела [25, 26].

Фибриллины — это гликопротеины, образующие микрофибриллы со специфической бисерной структурой. В СТ эти фибриллярные структуры содержатся в гораздо меньшем количестве по сравнению с коллагеновыми фибриллами. Роль фибриллинов в тканях является структурной, поскольку они придают тканевой структуре прочность и эластичность. Также фибриллины участвуют в регуляции различных субклеточных процессов, взаимодействуя с интегринами и синдеканами [27].

Что касается клеточного состава, СТ на 80% состоит из гиалоцитов. Наибольшие концентрации этих клеточных элементов присутствуют у основания СТ, в области диска зрительного нерва и крупных ретинальных сосудов, самые низкие концентрации — в экваториальной зоне. Гиалоциты принимают участие в биосинтезе коллагена и ГК, поддерживают постоянный синтез и метаболизм гликопротеинов, а также выполняют в витреальной полости функцию макрофагов [28—30].

Анатомия и морфология стекловидного тела

Передняя поверхность СТ в месте подхода к задней капсуле хрусталика имеет небольшое щелевидное углубление — пространство Бергера. Это пространство снаружи окружено кольцевидной гиалоидо-капсулярной связкой Вигера, которая является условной границей между зонулярным и ретролентальным отделами базальной мембраны СТ [31]. Основанием СТ называется область в форме пояска диаметром 2—2,5 мм, расположенная у зубчатой линии. В этой зоне радиально ориентированные коллагеновые фибриллы вставляются в эпителий цилиарного тела и сетчатку в области зубчатой линии и кпереди от нее, что способствует возникновению плотной адгезии СТ в этой зоне [32]. Центральное СТ составляет основную массу его объема. В этой зоне коллагеновые фибриллы распространяются в переднезаднем направлении. В передних отделах коллагеновые волокна вплетаются с волокна у основания СТ, сзади — в корковый слой. В центральной зоне СТ коллагеновые фибриллы находятся в самой низкой концентрации.

Кора СТ представляет собой тонкий слой (около 100—200 мкм), который окружает центральное СТ и имеет более высокую концентрацию коллагена, чем его центральная часть. Коллагеновые фибриллы кортикального слоя СТ располагаются параллельно поверхности сетчатки, это обеспечивает отсутствие коллагеновой инвазии во ВПМ [33]. Остатки передних кортикальных слоев в области основания СТ после проведения витрэктомии играют ключевую роль в образовании передней пролиферативной витреоретинопатии после успешно проведенного хирургического лечения [34, 35]. Гиалоидный (клокетов) канал (canalis hyaloideus Cloget) — это прозрачный канал, проходящий через СТ от области Мартеджани (area Martegiani) у диска зрительного нерва до задней поверхности хрусталика. В пренатальном периоде клокетов канал является периваскулярным пространством для прохождения гиалоидной артерии СТ, являющейся ветвью a. ophthalmica. Задачей гиалоидной артерии в процессе эмбриогенеза является кровоснабжение хрусталика; в норме к моменту рождения артерия полностью запустевает [2, 36—38].

В зависимости от топографических особенностей в витреальной полости выделяют ретроцилиарные, экваториальные и петалиформные (лепестковые) цистерны, также были описаны преоптическая и премакулярная сумки [2, 39—41]. Позже H. Itakura и соавт. [42] установили, что пациенты с миопией высокой степени имеют бо́льшую высоту заднего прекортикального витреального кармана, чем пациенты без осевой миопии. По результатам исследования архитектоники СТ З.А. Махачевой [43], в витреальной полости присутствует обменно-транспортная система: наличие направленного тока жидкости между передними и задними отделами стекловидной камеры способствует поддержанию гидродинамического баланса.

Разжижение стекловидного тела

СТ человека подвержено возрастным изменениям. В норме после 40 лет объем жидкости в СТ неуклонно увеличивается с сопутствующим уменьшением объема геля [44]. Есть данные о присутствии жидких фракций в веществе СТ приблизительно на 20% начиная с 4-летнего возраста [22]. Гелеобразная структура СТ поддерживается взаимодействиями его основных макромолекулярных компонентов: различных фибриллярных коллагенов, протеогликанов, гликопротеинов и ГК [45].

При исследовании разжиженного СТ с помощью световой и электронной микроскопии было установлено, что в переходных зонах всех образцов наблюдалось постепенное уменьшение количества коллагеновых волокон и, в меньшей степени, снижение концентрации протеогликанов. Кроме того, были обнаружены фрагментация коллагеновых волокон и агрегация протеогликановых молекул вокруг этих коллагеновых фрагментов. Однако ни клеток, ни клеточных фрагментов в этих областях не наблюдалось. Распад коллагеновых фибрилл на более мелкие фрагменты, по-видимому, имеет решающее значение для патогенеза возрастного разжижения СТ. Учитывая эти данные, можно сделать вывод, что в механизме разжижения СТ основная роль принадлежит ЭЦМ [46].

Существует мнение, что протеогликаны и оптицин препятствуют агрегации коллагеновых фибрилл, поддерживая оптимальное расстояние между ними. Процесс разжижения начинается с дисбаланса неколлагеновых протеогликанов, при уменьшении содержания которых баланс между фибриллами коллагена нарушается и происходит их агрегация [11]. M. Kodama и соавт. [47] в 2013 г. подтвердили эту теорию, сделав на основании проведенного эксперимента вывод, что коллапс трехмерной структуры СТ индуцируется в результате отделения гранул белка неколлагеновой структуры. Механизмы, лежащие в основе процесса деструкции, способствуют разжижению вещества СТ, что приводит к коллапсу его содержимого. Y. Seko и соавт. [48] были изучены изменения концентраций электролитов и белков в СТ цыплят с индуцированной миопией. По результатам исследования были получены данные о значительном увеличении объема жидких фракций СТ в глазах с увеличенным аксиальным размером. Усиленное разжижение сопровождалось изменением электролитного баланса: концентрации калия и фосфатов были снижены, в то время как концентрации хлоридов, наоборот, показывали высокие значения в сравнении с контрольной группой глаз (без осевого удлинения.)

Задняя отслойка стекловидного тела

Морфологически в витреальной полости можно наблюдать два отчетливых структурных изменения: с одной стороны, это прогрессивное увеличение объема жидких фракций (синхизис) [49], а с другой — обусловленное агрегацией коллагеновых волокон увеличение оптически плотных областей (синерезис) [11, 50—52]. Синхизис и синерезис — это физико-химические дегенеративные процессы, в результате которых происходит нарушение однородности структуры стекловидного геля [53, 54]. Морфологически эти процессы характеризуются диссоциацией ГК из коллагена, агрегацией коллагеновых фибрилл и образованием лакун (свободных от коллагена пространств, заполненных жидкостью) [55, 56]. Процессы синхизиса и синерезиса патофизиологически взаимосвязаны между собой и служат структурным проявлением дестабилизации ЭЦМ СТ [51]. В результате происходит так называемый коллапс СТ, вследствие чего витреоретинальная адгезия ослабевает, жидкость из витреальной полости через дефект задней гиалоидной мембраны проникает в ретрогиалоидное пространство, в результате чего происходит отделение задней гиалоидной мембраны от подлежащей ВПМ. Этот процесс носит название «задняя отслойка стекловидного тела» (ЗОСТ).

Частота развития ЗОСТ заметно увеличивается в возрасте от 50 до 70 лет [49, 57]. По данным аутопсии, к 80 годам жизни частота встречаемости ЗОСТ достигает 80% [58]. Также существуют данные о более раннем возникновении ЗОСТ у женщин, чем у мужчин [59]. ЗОСТ может быть частичной или полной. Частичную (неполную) ЗОСТ можно классифицировать на парамакулярную, перифовеальную и перипапиллярную [60]. Остаточная витреоретинальная адгезия при неполной ЗОСТ может спровоцировать витреоретинальную тракцию с образованием шизиса на уровне различных ретинальных слоев, витреомакулярного тракционного синдрома вплоть до формирования сквозного макулярного отверстия [4, 11, 61].

Задняя отслойка стекловидного тела при миопии. ЗОСТ возникает в более раннем возрасте у пациентов с миопией высокой степени по сравнению с пациентами без осевого удлинения глазного яблока [42, 60]. По данным многочисленных исследований, при осевой миопии ЗОСТ наблюдается значительно чаще и происходит примерно на 10 лет раньше, чем у пациентов с эмметропией [62, 63]. K. Hayashi и соавт. [60] установили, что как частичная, так и полная ЗОСТ у пациентов до 20 лет встречается значимо чаще при миопии высокой степени. Также значимо чаще наблюдается плотная витреоретинальная адгезия в области крупных ретинальных сосудов у пациентов с аксиальным удлинением глазного яблока [64]. H. Itakura и соавт. [42] в ходе проведенных исследований обнаружили, что у пациентов с миопией высокой степени остатки коркового слоя СТ сохранялись в области макулы после полной ЗОСТ в 40,5% случаев.

При осевой миопии морфологические изменения в структуре витреального геля практически аналогичны сенильным. Однако в ряде исследований была продемонстрирована корреляционная зависимость между дегенерацией СТ и интравитреальным увеличением концентрации протеолитических ферментов и биомаркеров окислительного стресса при осевом удлинении глазного яблока, что в конечном счете приводит к изменению в структуре фибриллярного коллагена, коллапсу СТ и отделению задней гиалоидной мембраны от подлежащей сетчатки [65, 66].

Заключение

Очевидно, фибриллярный коллаген является наиважнейшей молекулой для поддержания необходимого состояния витреального геля. Остальные макромолекулы взаимодействуют друг с другом, обеспечивая стабильность коллагеновой сети. В результате усиленной агрегации коллагеновых фибрилл с возрастом происходит увеличение доли жидких фракций СТ с сопутствующим уменьшением объема геля. В глазах с осевой миопией аналогичные процессы происходят в более ранние сроки.

Необходимо отметить, что биохимическим и структурным изменениям СТ при миопии (определению патогенетических причин возникновения усиленного разжижения стекловидного геля) на сегодняшний день уделяется недостаточно внимания. Однако несомненно, что понимание особенностей биохимических процессов, происходящих в СТ, остается актуальной проблемой офтальмологии.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

The authors declare no conflicts of interest.