Элементы физиологии роговицы и слезных органов

Для понимания процессов, происходящих в глазу в условиях контактной коррекции, необходимо представить себе, как осуществляются в нем обменные процессы.

Наибольшее влияние контактные линзы оказывают на роговицу, особенно на состояние обменных процессов (углеводного и водно-солевого), обеспечивающих основное ее свойство - прозрачность.

Содержание воды в роговице строго определенно и составляет 78% от всей ее массы.

Предложены различные гипотезы, объясняющие постоянную степень гидратации роговицы. До недавнего времени наибольшее распространение получила осмотическая теория D. Cogan и V. Kinsey (1942), согласно которой эпителий и эндотелий являются полупроницаемыми мембранами. B норме осмотическое давление жидкости в роговице соответствует 0,9% раствору NaCl. Если осмотичность окружающих роговицу жидкостей (слеза, влага передней камеры) выше, т.е.

Сейчас более распространена так называемая помповая теория, согласно которой процесс регуляции водного обмена в роговице не пассивный, как объясняет осмотическая теория, а активный. Механизм обмена воды при этом точно не выявлен. Считается, что вода и электролиты активно передвигаются через биомембраны путем изменения градиента электрохимического потенциала. Давление в строме неравномерно по толщине и постоянно изменяется. Согласно этой теории, эндотелий в механизме перекачки жидкости в роговицу и из нее играет большую роль, чем эпителий. Об этом свидетельствуют опыты по удалению эпителия и эндотелия: при удалении эпителия роговица отекает значительно меньше, чем при удалении эндотелия.

Таким образом, путем обмена молекулами воды и солей между роговицей, слезой и влагой передней камеры эпителиально-эндотелиальный насос стремится удержать определенный водный корнеальный баланс.

Удержание в равновесном состоянии концентрации воды в роговице требует значительных энергетических затрат. Энергия поступает в роговую оболочку в результате распада глюкозы в эпителии и эндотелии при участии кислорода. Глюкоза, основной источник энергии, поступает в роговицу из водянистой влаги, прекорнеальной сосудистой сети.

Часть поступившей глюкозы превращается в базальных клетках эпителия и частично в эндотелии в гликоген. Кислород поступает в эпителий и переднюю часть стромы роговицы из воздуха, растворенного в слезе, и из сосудов тарзальной конъюнктивы век, а в эндотелий и задние слои стромы - из водянистой влаги.

Гликолитические процессы в роговице могут идти различными путями. По так называемому циклу Embden-Meyerhof (цит. по Stone J., 1980), освобождение энергии при достаточном количестве кислорода (аэробный процесс) происходит путем превращения гликогена в пировиноградную кислоту, затем в молочную кислоту и в заключительной фазе (путем оксигенации этой кислоты) - в воду и углекислый газ. Этот цикл идет с участием аденозиндифосфата и аденозинтрифосфата. Есть и другой путь гликолиза - так называемый гексозмонофосфатный шунт, когда глюкоза прямо окисляется, превращаясь в финале в воду и углекислый газ. При анаэробном процессе, когда кислорода из воздуха поступает недостаточно, цикл заканчивается на образовании молочной кислоты. При этом энергии выделяется меньше, чем при аэробном цикле. Установлено, что гликолитические процессы при открытых глазах локализуются преимущественно в эпителии. Большинство исследователей считает, что гликолиз идет главным образом по циклу Embden-Meyerhof (примерно 65%), в меньшей степени - по гексозомонофосфатному циклу, хотя есть и другие точки зрения.

B норме снабжение кислородом роговицы происходит из слезы, влаги передней камеры, частично - из перилимбальной сосудистой сети. Парциальное напряжение кислорода при открытых глазах уменьшается в направлении от эпителия к эндотелию (давление кислорода в эпителии примерно 155 мм ртутного столба, в эндотелии - 55). Bo время сна давление в корнеальном эпителии и эндотелии уравнивается.

B условиях контактной коррекции метаболические процессы в роговице имеют некоторые особенности. Дело в том, что контактные линзы, покрывающие корнеальную поверхность, ограничивают доступ к ней кислорода, что приводит к явлениям гипоксии роговицы. Парциальное напряжение кислорода в подлинзовом пространстве может снижаться в среднем на 4 мм рт. ст. с MKJI и на 11-15 мм рт. ст. с ЖКЛ из PMMA. B результате обменные процессы идут большей частью по анаэробному пути, при котором разложение глюкозы происходит только до этапа образования молочной кислоты.

Одним из важных факторов, определяющих приспособление глаза к условиям контактной коррекции, является состояние слезы. Слеза имеет сложный состав и состоит из секрета слезных желез, мейбомиевых желез и железистых клеток конъюнктивы. Слеза, как указывалось выше, защищает глаз от внешних воздействий (физических, химических, инфекционных) и участвует в обменных процессах роговицы, увлажняет эпителий роговицы. Количество слезной жидкости и ее качественный состав регулируются нейрогуморальной системой. B конъюнктивальной полости постоянно содержится 6-7 мкл слезы, за сутки продуцируется около 1 см3 слезы.

Как указывалось, слезная пленка на роговице достигает толщины 5-12 мкм и имеет три слоя. Внешний - липидный слой - является секретом мейбомиевых желез и довольно стабилен. Он предотвращает испарение слезной жидкости. Средний - водный слой - содержит 98,2% воды, органические вещества и электролиты (ионы калия, натрия, кальция, магния и др.). Среди органических веществ, растворенных в слезе, имеются иммуноглобулины, бактерицидные и бактериостатические протеины, лизоцим, лакто- ферин, энзимы, лактат дегидрогеназы, плазмин, глюкоза. Основные функции этого слоя - доставка кислорода из воздуха к роговице, поддержание нормального осмотического давления, сохранение кислотно-щелочного равновесия.

Внутренний - муциновый слой слезной пленки - располагается на гидрофобной поверхности эпителия роговицы и вырабатывается бокаловидными клетками конъюнктивы. Молекулы муцина способствуют образованию гелей в водных растворах, необходимых для гидрофилизации корнеальной поверхности. Кроме того, муциновый слой имеет защитные свойства: обволакивает инородные тела и слущивающиеся клетки корнеального эпителия, уменьшает повреждающее действие физических и химических агентов на роговицу.

Одним из важных показателей интенсивности метаболических процессов в роговице является состояние кислотно-щелочного равновесия фН). B норме pH слезы колеблется от 7,35 до 7,8. При гипоксии роговицы pH смещается в кислую сторону, что объясняется накоплением молочной кислоты и способствует, как указывалось выше, отеку роговицы.

Вопросы адаптации глаза к контактным линзам в процессе их ношения подробно рассматриваются в главе 9.