Биомеханические и физиологические аспекты аккомодации глаза

(Статья печатается из сборника «Клиническая физиология зрения»).

Автор изображения: Алекс Андреев.

Аккомодация глаза или приспособление оптического аппарата глаза к рассматриванию разноудаленных объектов в пространстве известна в офтальмологии как одна из самых трудных проблем в физиологии зрения. Всестороннее изучение механизмов аккомодации привело к пониманию того, что практически все структуры глаза, кроме диска зрительного нерва, прямо или косвенно принимают участие в процессе аккомодации. Этот факт указывает на её важность не только в обеспечении зрения на разных расстояниях, но и самой жизнедеятельности глаза. Недаром наши предшественники называли главный исполнительный орган аккомодации – цилиарное тело – «сердцем глаза». И у них были на то основания, поскольку цилиарное тело, кроме аккомодации, ответственно за продукцию и отток внутриглазной жидкости, питающей структуры глаза и формирующей внутриглазное давление, без которого глаз вообще невозможен как сферический орган. Таким образом, двойная функция цилиарного тела лежит в основе двух областей практической офтальмологии: это область рефракции и область гидродинамики глаза. Именно в этих областях расположены фундаментальные проблемы патологии органа зрения – близорукость, пресбиопия и глаукома. Несмотря на все достижения современной офтальмологии, ни одна из этих проблем не решена в полной мере. Это во многом связано с недостатком знаний о строении глаза человека в прижизненных условиях.

Согласно современным представлениям о структуре аккомодационной системы, основным исполнительным аппаратом аккомодации является комплекс «хрусталик – ресничный поясок – цилиарное тело – хороидея», а все другие структуры глаза: стекловидное тело, радужка, роговица, склера и наружные мышцы глазного яблока – вовлеченными в процесс аккомодации. Активную роль в основном исполнительном аппарате аккомодации играет только цилиарное тело. На сагиттальном срезе глаза, ресничное (цилиарное) тело выглядит как треугольник, выступающий в полость глаза. Принято различать две части цилиарного тела – плоскую (orbiculus ciliaris),шириной 4-5 мм, граничащую с зубчатой линией сетчатки, и крону (corona ciliaris) с ресничными отростками, шириной 2 мм, отделенную спереди от корня радужки цилиарной бороздой.

Биомеханизм аккомодации

По результатам исследования структуры и функции основного силового аппарата аккомодации живого глаза человека с помощью ультразвуковой биомикроскопии, биомеханика процесса аккомодации в целом представляется следующим образом. В обеспечение аккомодации вовлечены все без исключения звенья исполнительного органа аккомодации. Биомеханика цилиарной аккомодации, обеспечивающая весь объем аккомодации, находится под конкурирующим влиянием симпатической и парасимпатической нервной систем и реализуется одновременно через базовый, или классический, механизм и механизм «коронарной» аккомодации. Базовый биомеханизм, связанный с работой меридиональной мышцы и расслаблением цинновых связок, обеспечивает установочную аккомодацию и имеет рефракционный эквивалент основного объёма аккомодации. «Коронарный» биомеханизм, являющейся следствием работы двух цилиарных мышц-антагонистов (радиальной Иванова и циркулярной Мюллера) с рефракционной амплитудой в 1.0 – 2.0 диоптрии является исполнителем активной аккомодации в даль и обеспечивает тонкую аккомодацию или своеобразное «визуальное ощупывание» рассматриваемого предмета. Выделение «коронарного» компонента физиологии аккомодации не противоречит классическим гипотезам Г.Гельмгольца и А. Гульштранда, а является их дополнением и развитием.

При оптической установке глаза для рассматривания предметов, расположенных близко, возникает сокращение волокон меридиональной порции цилиарной мышцы, активированное парасимпатической нервной системой. Происходит натяжение хороидеи и перемещение вперёд основной точки фиксации связочного аппарата хрусталика в области зубчатой линии (первый подвижной узел) с последующей реализацией классического механизма аккомодации. Одновременно с этим, как выявило ультразвуковое биомикроскопическое исследование, возникает увеличение объёма короны цилиарного тела и перемещение её (второй подвижный узел) в направлении экватора хрусталика и несколько кзади во фронтальной плоскости, благодаря сокращению циркулярных волокон мышцы Мюллера.

Перевод оптической установки глаза с близкого расстояния на далёкое происходит как одновременный совместный процесс активной «коронарной» аккомодации и пассивного компонента базовой классической аккомодации.

Активный компонент «коронарной» аккомодации: активация симпатической нервной системы в ответ на дальний зрительный стимул приводит к сокращению радиальных мышечных волокон и перемещает корону цилиарного тела и вместе с ней блок промежуточного крепления связок вперёд, в направлении корня радужки и склеральной шпоры. Благодаря боковой подтяжке расслабленных основных волокон цинновой связки «натяжными» волокнами промежуточной фиксации возникает эффект выравнивания хода передней порции связки до превращения в прямую линию на участке от преэкваториальной зоны хрусталика до места короны цилиарного тела в его плоскую часть. Такой ход связок совпадает с направлением вектора силы растяжения передней капсулы хрусталика, что позволяет осевому натяжению связочного аппарата приводить к уплощению передней поверхности хрусталика. Вместе с тем, перемещение блока промежуточного крепления связок вперед, к склеральной шпоре, может создавать дополнительное, боковое (а неосевое), натяжение связок на участке между экватором хрусталика и короной цилиарного тела. Это сопровождается дополнительным увеличением радиуса кривизны передней поверхности хрусталика в среднем на 1.1 мм, в сравнении с состоянием «покоя аккомодации», что обеспечивает ослабление рефракции примерно на 1.0 – 1.5 дптр.

Пассивный компонент базовой аккомодации: сброс тонуса парасимпатической нервной системы в ответ на зрительный стимул установки глаза вдаль расслабляет меридиональную мышцу и с сокращением хороидеи перемещает кзади точку крепления цинновых связок в области зубчатой линии (первый подвижный узел), определяя усиление степени их натяжения. Это приводит к двойному эффекту по отношению к хрусталику со стороны связочного аппарата: растяжение передней капсулы хрусталика и перемещение его кзади вдоль оптической оси. Сочетание перемещений короны цилиарного тела и хрусталика в противоположных, по отношению к склеральной шпоре, направлениях, усиливает эффект уплощения передней поверхности хрусталика, увеличивая скорость процесса перевода установки глаза с ближайшей точки ясного зрения в дальнейшую или любую промежуточную точку фиксации с реализацией основного объёма аккомодации.

Вторичные компоненты аккомодации

Зрачок. Сужение зрачка при аккомодации для близи позволяет увеличить глубину резкости и, следовательно, уменьшить объем затрачиваемой аккомодации при рассматривании предметов, расположенных на близком расстоянии, или заменить недостающий объем аккомодации, например, при ранних проявлениях пресбиопии. Не случайно пресбиопы в возрасте 40-45 лет часто отмечают затруднения при чтении в условиях низкой освещённости и практически полное восстановление способности читать при увеличении освещения, когда в ответ на усиление светового потока происходит сужение зрачка. Диафрагмирование оптики глаза увеличивает глубину резкости, заменяет фокусировку с помощью аккомодации.

Роговица. Диапазон мнений об участи роговицы в аккомодации противоречив: от полного отрицания (Fletcher R.J., 1952; Mandell R.B., Helen R., 1968) до значительного ее участия 1.5 – 6 дптр. в сферическом эквиваленте (Лапочкин В.И., 1999). Исследования рефракции роговицы при естественной и искусственной медикаментозной стимуляции аккомодации (Минеева Л.А. с соавт., 2005) выявили возникновение прямого роговичного астигматизма в пределах физиологического, в среднем 0.75+- 0.25 дптр. за счет усиления вертикального меридиана. Наши данные сходны с результатами, полученными M.Tsukamoto с соавт.(2000),B.C. Pierscionek с соавт. (2001). Столь незначительные изменения преломляющей силы роговицы свидетельствуют об отсутствии ее прямого участия в процессе аккомодации, однако, наведенный прямой роговичный астигматизм небольших степеней может, так же как и сужение зрачка, повышать глубину резкости, облегчая тем самым работу аккомодации.

Склера и экстрабульбарные мышцы. Интерес к исследованию участия этих структур в аккомодации обоснован, прежде всего, их значимостью в возникновении и прогрессировании осевой миопии. Действительно, увеличение переднезадней оси глаза при работе на близком расстоянии, главным образом за счет конвергентного поддавливания склеры экстрабульбарными мышцами, может рассматривается как частичная альтернатива хрусталиковой аккомодации. Но, даже при самых тщательных исследованиях, на сегодняшний день не зафиксировано увеличения переднезадней оси глазного яблока на высоте аккомодации для близи (Волков В. В., 2003; Марченко И.Ю. с соавт., 2005). Вместе с тем, безусловный факт преобладания объема абсолютной аккомодации (при зрении одним глазом) над объемом относительной (при зрении двумя глазами) указывает на возможность влияния как увеличения переднезадней оси глаза при конвергенции.

Стекловидное тело. Это внутриглазная структура не может не быть вовлечена в аккомодацию, поскольку имеет непосредственную связь с главными ее исполнителями. С хрусталиком – через связку Вигера, с ресничным пояском – через сращение его задней порции с передней гиалоидной мембранной и витреохориоретинальной спайкой в области зубчатой линии, где прикрепляется весь связочный аппарат хрусталика и, наконец, плотно прилежит к комплексу сетчатка-хороидея на всем постэкваториальном внутриглазном пространстве. Главная роль стекловидного тела заключается в перемещении хрусталика вперед вдоль оптической оси глаза в процессе аккомодации при взоре вблизь, так как других исполнителей этой функции не существует. При натяжении хороидеи, повышенное давление в стекловидной камере выталкивает стекловидное тело и связанный с ним хрусталик вперед. А вот при сокращении хороидеи во время аккомодации при взоре вдаль, роль стекловидного тела не столь значительна, поскольку функцию хрусталика в исходное состояние берет на себя часть ресничного пояска, напрямую связывающая экваториальную и постэкваториальную зоны хрусталика с хороидеей в области зубчатой линии. Вместе с тем, несмотря на явное преувеличение некоторыми авторами (Кошиц И.Н., 2005) значения стекловидного тела в биомеханизме аккомодации, витреальный компонент аккомодации нашел применение в практике. Разработаны интраокулярные линзы с очень чувствительной к механическому давлению гаптикой, способные смещаться вперед под воздействием стекловидного тела и, соответственно, перемещать вперед свой фокус (Файн Г.И., 2002; Сергиенко Н.М., 2005). Однако рефракционный эффект таких линз оказался незначительным и неустойчивым.

В целом, все вторичные компоненты аккомодации так или иначе уменьшают объем затраченной аккомодации, имеют энергосберегающую направленность, что с точки зрения офтальмоэргономики безусловно целесообразно. Возможно, с этих позиций можно объяснить, почему при автоматической аккомодометрии (NIDEK AA 2000) постоянно регистрируют в норме более низкую амплитуду ответной аккомодации, в среднем на 25 %, по сравнению с заданной амплитудой стимула (Колотов М.Г., 1999; Шелудченко Н.В. с соавт., 2005). В возникновении такого эффекта возможно участие вторичных компонентов аккомодации.

Коментарі

Завантаження...