Механизмы повреждения роговицы при ожоге

Роговица при ожогах повреждается не только вследствие первичной деструкции тканей, вызванной термическим или химическим агентом, но и в результате происходящих в ней при ожоге физиологических и биохимических патологических процессов.

Тяжесть повреждения роговицы при химическом ожоге зависит от концентрации, экспозиции и pH химического агента, попадающего в ткань роговицы. Уровень кислотности химического вещества является одним из самых важных факторов, определяющих тяжесть повреждения тканей.

Щелочные растворы очень быстро проникают в глаз, вызывая повреждение не только поверхностной ткани, но и глубоких структур глаза, таких как трабекулярная сеть, радужка, цилиарное тело и хрусталик. B течение нескольких минут после ожога pH во влаге передней камеры повышается. Нормализуется pH через 0.5-3.0 ч после ожога в зависимости от того, было ли произведено орошение глаз водой (Гундорова P.A. и др., 1992; Марголик E.B., 1958). Глазные ткани значительно повреждаются при pH>11.5, в случаях даже очень кратковременного контакта сильной щелочи с глазом повреждаются глубокие структуры глаза.

Щелочной ожог вызывает сильную болевую реакцию вследствие раздражения нервных окончаний, расположенных в эпителии роговицы. Боль возрастает в результате подъема ВГД немедленно после ожога. Повышение ВГД — это результат взаимодействия щелочи и коллагеновых фибрилл, которые под воздействием щелочи сокращаются в роговице и склере. Высвобождение простагландинов стимулирует повышение ВГД, что, в свою очередь, усиливает болевой синдром, связанный с ожогом. При экспериментальном ожоге обнаружено также, что во влаге передней камеры уменьшается содержание аскорбиновой кислоты и глюкозы.

Щелочи повреждают ткани роговицы путем лизиса мембран клеток, результатом чего является исчезновение эпителия роговицы. Щелочи могут влиять на матрикс коллагена роговицы. При высокой pH катионы соединяются с коллагеном и гликозаминогли- канами, вступая во взаимодействие с карбоксильными группами. При исследовании in vitro установлено, что при соединении щелочи с коллагеном его пептидные фрагменты расщепляются (Моше- това Л.К. и др., 1993). Одна из гипотез заключается в том, что при взаимодействии роговицы с щелочью эти фрагменты белка высвобождаются из роговицы. Отдельные фибриллы коллагена гидратируются, что приводит к их укорочению и утолщению. Послойное расположение коллагеновых молекул нарушается после щелочного ожога, также отмечена деструкция кератоцитов.

Кислотные ожоги глаза встречаются несколько реже, чем щелочные. Несмотря на различия между кислотными и щелочными ожогами, в роговице происходит много сходных патологических процессов. B большинстве случаев кислотные ожоги более легкие, т.к. кислоты более слабые или разбавлены. Тем не менее при действии сильных кислот возникают очень тяжелые ожоги. Первичные патологические изменения, возникающие в роговице, являются результатом способности кислот коагулировать и преципитировать белки. Коллагеновые фибриллы трабекулярного аппарата укорачиваются, что приводит к немедленному повышению ВГД (Керимов K.T., 19976; Макаров П.В., 1994; Марголик E.B., 1958). Высокое ВГД может сохраняться в течение нескольких часов, если катионы проникают в переднюю камеру. Это отчасти потенцируется высвобождением простагландинов (Мошетова Л.К., 1996), кислота во влагу передней камеры проникает гораздо медленнее, чем щелочи. Коагуляция эпителия роговицы создает барьер для дальнейшего проникновения кислоты, и, как было показано ранее, строма роговицы является буфером для кислоты. Таким образом, кислотные ожоги меньше повреждают роговицу, чем щелочные. Однако такие кислоты, как серная и сернистая, могут вызвать тяжелое поражение глубоких структур глаза.

Изменения в тканях, которые возникают немедленно после химического ожога, приводят к дальнейшему повреждению в результате выделения собственных ферментов и клеточных факторов. После травмы роговица длительно восстанавливается, формируется рубцовая ткань, которая предотвращает изъязвление роговицы (Багров C.H., 1977).

B опытах на кроликах установлено, что заживление эпителия стромы и эндотелия роговицы после стандартного щелочного ожога происходит путем специфического репаративного процесса (Рон- кина Т.И., 1977; Ронкина Т.И. и др., 1978, 1987; Harley R.D., 1953). Методом квантитативной радиографии выявлено, что отек роговицы возникает в основном в ее задних слоях, и что увеличение межклеточного сухого вещества служит признаком заживления стромы роговицы после щелочного ожога.

При слабых и средних ожогах эпителий конъюнктивы и роговицы полностью покрывает всю ожоговую поверхность (Ронкина

Т.И., 1977). Эпителизация сопровождается неоваскуляризацией роговицы, образованием паннуса и инфильтрацией полиморфноклеточными лейкоцитами. Наблюдается также увеличение количества фибробластов на 14-е сутки после ожога, что связано с продукцией новых коллагеновых фибрилл и гликозаминогликанов.

Несмотря на то, что неоваскуляризация может вызвать значительную или полную потерю зрения, появление сосудов при средних и тяжелых ожогах предпочтительно, т.к. они предотвращают изъязвление и перфорацию роговицы.

Химический ожог может вызвать повреждение эндотелия, если химическое вещество проникает через строму. У человека эндотелий имеет незначительную регенеративную способность, поэтому формируется ретрокорнеальная фиброзная мембрана.

Персистирующий эпителиальный дефект часто встречается при ожогах (Брикман И.В. и др., 1986; Гахраманов Ф.С., 1987, 1989a,6; Кузнецова И.А., 1999; Манукян M.E., 1989; Пучковская НА. и др., 1959; Segal P. et aL, 1960).

Реэпителизация обычно происходит в течение первых 48-72 ч после легкого ожога, однако при средних и тяжелых ожогах дефекты эпителия могут оставаться спустя 72 ч, что задерживает процессы заживления в роговице (Хорошилова-Маслова И.П. и др., 1997a,6, 2000). После начального периода реэпителизации нарушается прилегание клеток, находящихся под эпителием, что сопровождается исчезновением базальной мембраны через 96 ч. Одна из теорий этого механизма заключается в том, что изменяется тканевая система активатора плазминогена — плазмин (Ченцова О.Б. и др., 1978, 1995, 2000). Плазминоген-плазминовая система активируется в процессе реэпителизации и разрушает комплекс фибрин— фибронектин, который имеется в эпителии во время деления (Ченцова E.B., 1997). После ожога нерегулируемая урокиназа появляется на краю регенерирующего эпителия. Предполагается, что это вызывает патологическое повышение уровня плазмина, что ведет к разрушению комплекса фибрин—фибронектин (Брикман И.В. и др., 1986). Более того, плазмин активирует латентную коллагеназу, что замедляет процессы заживления эпителия. При нормальном заживлении раны активатор плазминогена является активной формой плазмина. Одна из гипотез (Бирич T.B., 1979) состоит в том, что ожог может вызвать злокачественную трансформацию плазминогена в плазмин, что ведет к патологической деградации системы фибрин—фибронектин и продуцирует персистирующий эпителиальный дефект. Однако механизм возникновения эпителиального дефекта при ожогах до конца не выяснен. Предполагается, что он способствует изъязвлению роговицы в дальнейшем.

Часто результатом тяжелых ожогов является прогрессирование эпителиального дефекта до изъязвления стромы и перфорации роговицы. Этот процесс связан с большим числом физиологических и биохимических изменений после ожога.

B последние годы многие авторы изучают роль гидролитических ферментов в патогенезе изъязвления роговицы при ожоге. Исследования по клеевым контактным линзам, используемым для создания искусственного эпителия с целью предотвращения изъязвления роговицы при щелочном ожоге у кроликов, показали, что кол- лагеназа продуцируется в том числе эпителием роговицы (Ченцова E.B., 1996). Дальнейшими исследованиями установлено, что клеевые контактные линзы препятствуют инфильтрации лейкоцитов в роговицу при щелочном ожоге, что ведет к значительному уменьшению изъязвления роговицы. Предполагается, что лейкоциты играют основную роль в патогенезе изъязвления роговицы при ожоге, а эпителий усиливает изъязвление, выделяя коллагеназу (Исаева P.T. и др., 1978). Фибробласты также могут способствовать изъязвлению роговицы при ожоге, т.к. они секретируют коллагеназу (Манукян M.E., 1989). Тот факт, что при изъязвлении в роговице появляется большое количество нейтрофильных лейкоцитов, вызывает вопрос: каким образом лейкоциты попадают в роговицу? “Стерильное” изъязвление роговицы может быть результатом целого ряда патологических состояний: химических и термических ожогов, инфекционного кератита. Эти заболевания могут вызвать выделение из стромы коллагеновых фрагментов, которые перемещаются к лимбу, взаимодействуют с сосудистым руслом, вызывая появление воспалительных клеток. П.В.Макаров с соавт. (20006) доказали, что при ожоге денатурированный коллаген обладает положительным хемотаксисом к лейкоцитам в эксперименте, что дает возможность предположить, что продукты коллагена могут прямо влиять на инфильтрацию лейкоцитов при ожоге.

Предполагаемый механизм изъязвления роговицы при ожоге следующий: фрагменты пептидов, выделяющиеся из стромального коллагена под воздействием тканевой коллагеназы, стимулируют хемотаксис лейкоцитов в роговицу. Проникая в роговицу, лейкоциты выделяют свои собственные ферменты, происходит расщепление коллагена, что, в свою очередь, вызывает дальнейшую инфильтрацию лейкоцитами стромы роговицы. B результате происходит расплавление, изъязвление и перфорация роговицы (Макаров П.В. и др., 2000a,6; Цой K.M., 1967).

Таким образом, ожоги глаз сопровождаются дисбалансом многих систем организма.

6.2.