Физиологические особенности водообменных процессов в хрусталиках животных с учётом фазы аккомодации
DOI:
https://doi.org/10.31288/oftalmolzh201763749Ключові слова:
хрусталик животного, транспорт водянистой влаги, осмос, диффузия, давление в хрусталике, аккомодация, катаракта, профилактика, рациональная коррекцияАнотація
Актуальность. Традиционные представления о движении водянистой влаги в хрусталике предполагают её перемещение через капсулу хрусталика внутрь-наружу и её поверхностное распределение в хрусталиковой массе. Утверждается, что «свежая» водянистая влага направленно диффундирует из задней камеры внутрь хрусталика к его центру как через его передне-капсульный эпителий, так и через заднюю стенку капсулы. Затем водянистая влага перемещается вдоль слоистых структур хрусталика в направлении экватора, где предположительно имеется наибольшая активность Na+,K+-помпы. Выведение «отработанной» водянистой влаги из сумки хрусталика происходит во всех направлениях: как через переднюю, так и через заднюю части капсулы, а также через её экваториальную область.
Однако эти представления не учитывают физиологическую особенность транспортных свойств передне-капсульного эпителия, который способен за счёт имеющейся в нём ионообменной системы обеспечивать только однонаправленное поступление водянистой влаги: снаружи – вовнутрь. Не учтено также возможное изменение уровня внутрихрусталикового давления в разных фазах аккомодации, что может влиять на интенсивность или направленность водного обмена.
Цель работы – выявление основных механизмов водообменного процесса в хрусталиках животных с учётом фазы аккомодации.
Материал и методы. Исследованы хрусталики кроликов и крупного рогатого скота. Процессы транспорта жидкости в хрусталиках исследовали in vitro по изменению их массы при погружении в инкубационные растворы с добавлением ингибитора Na+,K+-АТФазы или без него. В первой части исследований in vitro хрусталики частично (одни хрусталики передней поверхностью, другие-задней поверхностью) погружали в растворы, представляющие омывающие снаружи хрусталиков среды. Во второй части исследования in vitro хрусталики полностью погружали в раствор, схожий по ионному составу с водянистой влагой, с разными по величине осмотическими давлениями. Направление движения водянистой влаги исследовали in vivo по перемещению красителя методами биомикроскопии и «остановленной диффузии».
Результаты. Установлено, что эпителий передней поверхности капсулы хрусталика кроликов и крупного рогатого скота поддерживает транспорт водянистой влаги из задней камеры глаза внутрь хрусталика за счёт работы Na+,K+-АТФазы. Эта система активного ионного транспорта способствует направленному перемещению богатой метаболитами «свежей» водянистой влаги через передне-капсульный эпителий от передней поверхности капсулы хрусталика к задней.
Впервые нами обнаружено, что в момент фазы аккомодации полностью «вблизь» максимальное внутрихрусталиковое давление в капсуле хрусталика составляет 6 мм рт. ст.
Посилання
Avetisov SE. [Myopia as a manifestation of the adaptive response of the organism]. [Materials of the XIX International Ophthalmological Congress "White Nights"]. St. Petersburg. 2013;132-9.In Russian.
Ahmanova MA, Domogatsky SP, Evgrafov VYu. [Computer model of fluid flows inside the human eye]. Biofizika. 2011;56(1):129-35. In Russian.https://doi.org/10.1134/S0006350911010039
Amkhanitskaya LI. [Variation of the vitreous with various pathological conditions of the eyeball]. Rossiiskaia detskaia oftalmologiia. 2014;2:41-50. In Russian.
Bessonov BI, Butsuk S. [Physico-chemical basis of trans-epithelial transport of Na ions]. Moscow: Nauka; 1991. 130 p. In Russian.
Vit VV. Structure of the human visual system. Odessa: Astroprint; 2003. 664 p. In Russian.
Kagan II, Kanyukov VN. [Clinical anatomy of the visual organ]. St. Petersburg: Eskulap; 1999. 192 p. In Russian.
Kalinina EV, Chernov NN, Novichkova MD. [The role of glutathione, glutathione transferase and glutaredoxin in the regulation of redox-dependent processes]. Uspekhi biologicheskoi khimii. 2014;54:299-348. In Russian.
Koroleva IA, Egorov AE. [Metabolism of the lens: features and ways of correction]. Klinicheskaia oftalmologiia. 2015;4:191-5. In Russian.
Koshits IN, Svetlova OV, Guseva MG, Balashevich LI, Makarov FP, Egemberdiev MB. [Actuating mechanisms of optic axis growth in the incremental retinal defocus theory]. Oftalmologicheskii Zhurnal. 2016;6:45-58. In Russian.
Koschits IN, Svetlova OV. [Adaptive myopia. Part 3. Interaction of physiological mechanisms of eye's focusing with mechanisms of acquired myopia development]. Oftalmologicheskii Zhurnal. 2017;2:51-79. In Russian.
Koschits IN, Svetlova OV, Gusev MG, Pevko DV, Egemberdiev MB. [Optical features of the passage of light through refracting structures of the eye]. Glaz. 2017;2:29-42. In Russian.
Koschits IN, Svetlova OV, Makarov FN. [Pathogenesis of open-angle glaucoma and perspective ways of its stabilization and prevention]. [Collection of scientific works of the All-Russian ophthalmologic conference with international participation "Eroshevsky readings-2017", Samara]. ]2017:105-10. In Russian.
Koshits IN, Svetlova OV. [Modern ideas about the Helmholtz accommodation theory: textbook]. SPb.: ID SPbMAPO. - 2002. - P.30. In Russian.
Koschits IN, Svetlova OV, Gorban AI. [Functioning of the executive mechanisms of accommodation and the development of the Helmholtz accommodation theor]. Normal physiology of the eye]. SPb.: Izdatelstvo SZGMU imeni I. I. Mechnikova; 2014. 160 p. In Russian.
Maltsev EV, Pavlyuchenko KP. [Biological features and lens diseases]. Odessa: Astroprint; 2002. 499 p. In Russian.
Rudnitsky LV. [Glaucoma and cataract: treatment and prevention]. St. Petersburg: Izdatelstvo Piter; 2012.130 p. In Russian.
Svetlova OV, Koschits IN, Drozdova GA. [Interaction of mechanisms of aqueous humor outflow and accommodation in cases of myopia and glaucoma. Pathological physiology of the eye: monograph]. SPb.: Izdatelstvo SZGMU imeni I. I. Mechnikova; 2014; 2nd ed., corr. and add.; 2016.160 p. In Russian.
Sychev GM, Ghetto OG, Kobezhikov AI, Yakimov AP, Bezgachev VG, Oleinik NP. [Method of investigating the transport function of the lens]. А.С. No. 1776395 of 11/23/1993 Bul. No. 43. In Russian.
Baudouin С. Detrimental effect of preservatives in eyedrops: implications for the treatment of glaucoma. Acta Ophthalmologica. 2008;86(7):716-26.https://doi.org/10.1111/j.1755-3768.2008.01250.x
Beebe DC, Truscott RJ. Counterpoint: the lens fluid circulation model - a critical appraisal. Investigative Ophthalmology & Visual Science. 2010;51(5):2306-10.https://doi.org/10.1167/iovs.10-5350a
Candia ОА, Mathias R, Gerometta R. Fluid circulation determined in the isolated bovine lens. Ophthalmology & Visual Science. 2012;53(11):7087-96.https://doi.org/10.1167/iovs.12-10295
Candia ОА, Zamudio AC. Regional distribution of the Na+ and K+ currents around the crystalline lens of rabbit. American Journal of Physiology - Cell Physiology. 2002;282: 252-62.https://doi.org/10.1152/ajpcell.00360.2001
Delamere NA, Tamiya S. Expression, regulation and function of Na, K-ATPase in the lens. Progress in Retinal and Eye Research. 2004;23(6):593-615.https://doi.org/10.1016/j.preteyeres.2004.06.003
Donaldson PJ, Gry AC, Merriman-Smith BR. Functional imaging: new views on lens structure and function. Clinical and Experiental Pharmacology and Physiology. 2004;31:890-5.https://doi.org/10.1111/j.1440-1681.2004.04099.x
Donaldson PJ, Musil LS, Mathias RT. Point: A Critical appraisal of the lens circulation model - an experimental paradigm for understanding the maintenance of lens transparency? Investigative Ophthalmology & Visual Science. 2010;51(5):2303-6.https://doi.org/10.1167/iovs.10-5350
Fischbarg J, Diecke FP, Kuang K. Transport of fluid by lens epithelium. American Journal of Physiology - Cell Physiology. 1999;276:548-57.https://doi.org/10.1152/ajpcell.1999.276.3.C548
Gao J, Yatsula SX, Wymore RS, Mathias RT. Isoform-specific function and distribution of Na/K pumps in the frog lens epithelium. Journal of Membrane Biology. 2000;178:89-101.https://doi.org/10.1007/s002320010017
Mathias RT, Rae JL. The lens: local transport and global transparency. Experimental Eye Research. 2004;78(3):689-8.https://doi.org/10.1016/j.exer.2003.07.001
Mathias RT, Rae JL, Baldo GJ. Physiological properties of the normal lens. Physiological Reviews. 1997;77:21-50.https://doi.org/10.1152/physrev.1997.77.1.21
Rae JL, Bartling С, Mathias RT. Dye transfer between cells of the lens. Journal of Membrane Biology. 1996;150(1):89-103.https://doi.org/10.1007/s002329900033
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 Л. В. Степанова, В. А. Кратасюк, Г. М. Сычев, О. В. Светлова
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International (CC BY). Ця ліцензія дозволяє повторно використовувати, поширювати, переробляти, адаптувати та будувати на основі матеріалу на будь-якому носії або в будь-якому форматі за умови обов'язкового посилання на авторів робіт і первинну публікацію у цьому журналі. Ліцензія дозволяє комерційне використання.
ПОЛОЖЕННЯ ПРО АВТОРСЬКІ ПРАВА
Автори, які подають матеріали до цього журналу, погоджуються з наступними положеннями:
- Автори отримують право на авторство своєї роботи одразу після її публікації та назавжди зберігають це право за собою без жодних обмежень.
- Дата початку дії авторського права на статтю відповідає даті публікації випуску, до якого вона включена.
ПОЛІТИКА ДЕПОНУВАННЯ
- Редакція журналу заохочує розміщення авторами рукопису статті в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах), оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності і динаміці цитування.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження статті у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом за умови збереження посилання на первинну публікацію у цьому журналі.
- Дозволяється самоархівування постпринтів (версій рукописів, схвалених до друку в процесі рецензування) під час їх редакційного опрацювання або опублікованих видавцем PDF-версій.
- Самоархівування препринтів (версій рукописів до рецензування) не дозволяється.
