Количественная оценка увеосклерального оттока

обзоры литературы

УДК 617.711-008.8-07

Е.В. Карлова

количественная оценка увеосклерального оттока

Самарская клиническая офтальмологическая больница им. Т.И. Ерошевского

В статье рассматриваются методы количественной оценки увеосклерального оттока у приматов и человека, обсуждаются, методы, прямого и непрямого измерения увеосклерального оттока, а также расчета его величины, анализируются, условия проведения, исследований и причины, полученных различий. Делается, вывод о значительном, влиянии функционального состояния, цилиарной мышцы на результаты, измерений, а также сложности организации экспериментов в физиологических условиях. Ключевые слова: увеосклеральный отток, цилиарная мышца, аккомодация

QuANTiTATivE EvALuATioN of uveoscleral outflow

E.V. Karlova Clinical Ophthalmologic Hospital, Samara

The article considers the methods of quantitative evaluation of uveoscleral outflow in primates and humans. The methods of direct and indirect measurement of uveoscleral outflow, as well as the calculation of its value are discussed. Nonphysiological conditions of the experiments cause the observed differences in results of quantitative assessment of uveoscleral outflow in monkeys and. humans. The conclusion, is made about the significant impact of the functional state of the ciliary muscle on the measurement results, as well as the complexity of the organization, of experiments in physiological conditions.

Key words: uveoscleral outflow, ciliary muscle, accommodation

Увеосклеральный отток описывается как перемещение жидкости из передней камеры через цилиарную мышцу в супрацилиарно-супрахориои-дальное пространство и через эмиссарные каналы или вещество склеры в перибульбарные ткани [6, 9]. При этом влага из передней камеры попадает в цилиарную мышцу, проходя через увеальные слои трабекулярного аппарата. Возможность непрерывного тока жидкости по увеосклеральному пути определяется тем, что щели между листами трабекул увеальных слоев трабекулярного аппарата непосредственно продолжаются в соединительнотканные пространства между волокнами цилиарной мышцы. Поэтому фактически передняя камера сообщается с полостями внутри цилиарной мышцы. Большинством исследователей признается, что именно цилиарная мышца является ключевым звеном увеосклерального пути оттока. Соединительная ткань между волокнами цилиарной мышцы, представляющая собой сопротивление оттоку, достаточно рыхло организована для того, чтобы обеспечить движение потока жидкости и прохождение крупных молекул через внешнюю продольную порцию цилиарной мышцы. Оттуда жидкость попадает в супрацилиарное и супрахо-риоидальное пространства, а затем происходит ток через склеру в окружающие глазное яблоко ткани. Именно пространства между волокнами цилиарной мышцы могут значительно меняться в объеме в за-

висимости от функционального состояния мышцы. Это отличает их от щелевидных полостей трабекулярного аппарата, размер которых существенно не меняется в разных фазах аккомодации. Поэтому на величину увеосклерального оттока влияет множество факторов. Это сократительная активность цилиарной мышцы при аккомодации, возраст, лекарственная терапия, гемодинамические и биомеханические сдвиги. Из сказанного выше становится понятно, что количественная оценка увеосклерального оттока и его физиологические исследования исключительно сложны по своей методологии как у экспериментальных животных, так и у человека.

Измерения, выполненные на приматах, свидетельствуют о высокой доле жидкости, оттекающей из глаза по увеосклеральному пути (40 — 60 %) по сравнению с кроликами, кошками (3 — 8 %) и собаками (18 %), не обладающими развитой аккомодацией [12]. Таким образом, у приматов, обладающих функцией аккомодации, увеосклеральный отток развит в наибольшей степени, поэтому можно предполагать, что у человека, имеющего еще более развитую аккомодацию, функциональное значение данного вида оттока как минимум не меньше. Однако результаты измерений величины увеосклерального оттока, выполненные у человека, демонстрируют обратное. Возможно, это связано с исключительной сложностью создания условий

эксперимента, приближающихся к физиологическим. Так, лекарственные модели сократившегося и расслабленного состояния цилиарной мышцы не могут отражать реального ее состояния при физиологической аккомодации. Измерения, выполненные на изолированных глазах, также не могут считаться точными. Клинические методы оценки увеосклерального оттока в своей основе несут серьезное механическое воздействие на глазное яблоко, которое не может не оказывать влияние на результаты исследований. Тем не менее, все используемые методики позволяют лучше понять сущность увеосклерального оттока внутриглазной жидкости, который вскоре после своего открытия получил название «дополнительного, альтернативного», а в последнее время все больше привлекает внимание исследователей, демонстрируя новые возможности в терапии глаукомы. Данная статья посвящена обзору работ по измерению величины увеосклерального оттока у приматов и человека различными методами, сопоставлению результатов этих измерений и анализу условий проведения подобных исследований и причин полученных различий.

Базовые научные работы, позволившие получить представления об увеосклеральном пути оттока, были проведены при помощи меченых молекул различных веществ — трейсеров, вводимых в переднюю камеру глаза экспериментальных животных и человека. Различные трейсеры, включая тушь, трипановый синий, сахаратное железо, радиоактивно меченные альбумины и декстраны, флюоресцеин, торотраст, ферритин, крашеный протеин и латексные сферы, были использованы для морфологических исследований увеосклерального пути оттока у разных видов. Необходимо отметить, что сам факт наличия увеосклерального оттока (именно направленного тока жидкости, а не диффузии) был доказан Pederson в эксперименте на обезьянах, когда скорость движения трейсеров из передней камеры в супрахориоидею, измеренная в ходе исследования, оказалась в 200 раз выше той, с которой трейсеры перемещались в противоположном направлении [13]. Тот факт, что увеосклеральный путь обеспечивает направленный ток жидкости подтверждают также и исследования на обезьянах, демонстрирующие, что много различных трейсеров разного размера выходят из передней камеры в цилиарную мышцу с одинаковой скоростью [8, 14]. Ещё одной особенностью увеосклерального оттока является то, что его величина довольно постоянна и (в отличие от синусного оттока) не зависит от внутриглазного давления в нормальных глазах. Считается, что это связано с тем, что давление в эписклеральных венах, куда происходит отток жидкости из Шлеммова канала, около 10 мм рт. ст., а давление в перибульбарных тканях можно определить как 0 мм рт. ст. Поэтому в физиологических условиях существенного изменения разницы давления между «началом» и «окончанием» увеосклерального пути оттока не происходит. Эксперименты наглядно демонстриру-

ют, что если давление в перфузируемом снаружи глазу падает до уровня эписклерального венозного давления, ток по увеосклеральному пути практически не меняется, в то время как ток через Шлеммов канал останавливается. В исследованиях Bill показано, что при давлении в глазу ниже 4 мм рт. ст. увеосклеральный отток происходит прерывисто каплями, а при давлении выше нормального дренирование жидкости по увеосклеральному пути возрастает значительно меньше, чем через Шлеммов канал [6]. Hart предположил, что относительное постоянство величины увеосклерального оттока может быть связано со сдавлением увеальной ткани повышенным внутриглазным давлением вплоть до соприкосновения со склерой, что создает эффект клапана, не позволяя повышению давления вызывать увеличение оттока [11].

Прямого метода измерения увеосклерального оттока не существует, он может быть определен непрямыми методами или вычислен [7]. Использование трейсеров позволило применить косвенные методы количественной оценки увеосклерального оттока, базирующиеся на наблюдении, что в большинстве тканей перемещение макромолекул из тканевой жидкости в микроциркуляторное русло очень мало [4]. Радиоактивно меченые макромолекулы, такие как альбумины или иммуноглобулины, введенные в переднюю камеру глаза, могут служить маркерами тока жидкости и проходить со всей влагой через цилиарную мышцу в супрахориоидею и наружу через склеру, откуда они выводятся по лимфатическим сосудам. Меченый материал будет аккумулироваться в течение нескольких часов в глазу и эписклеральной ткани перед тем, как он попадет в кровеносные или лимфатические сосуды. Если концентрация меченого материала поддерживается относительно постоянной в течение 30 минут — 2 часов, то увеосклеральный отток может быть вычислен как объём жидкости, соответствующий количеству трейсера, восстановленного в глазной и эписклеральной ткани за единицу времени [5, 10]. Если перфузия продолжается, некоторое количество меченого материала может попасть в общий кровоток, таким образом приводя к недооценке увеосклерального оттока [7]. Если в качестве трейсеров используются частицы меньшего размера, они могут попадать в общий кровоток путем диффузии, что опять приведет к недооценке увеосклерального оттока [8]. Помимо белков, в экспериментах в качестве трейсеров использовались флюоресцинированные декстраны большой молекулярной массы. При этом были получены результаты, сходные с теми, что наблюдались при использовании меченых белков [10]. Эксперименты проводились с флюоресциниро-ванными декстранами весом от 4000 до 150000 mw и дали сходные результаты in vivo у здоровых обезьян Cynomolgus. При этом подразумевалось, что перемещение трейсеров лучше характеризует ток жидкости, нежели диффузию (когда трейсеры различного размера должны перемещаться с разной скоростью). Однако ситуация менялась при

воспалительном процессе, когда вычисленный по этой методике увеосклеральный отток значительно различался для разных трейсеров. Возможно, это связано с тем, что трейсеры меньших размеров диффундировали в кровеносные сосуды хориоидеи лучше, чем в задние отделы супрахориоидального пространства, что приводило к недооценке увеосклерального оттока [14].

Количественная оценка увеосклерального оттока при разном уровне внутриглазного давления проводилась в подобном эксперименте на обезьянах cynomolgus [5]. Глаза перфузировались меченым раствором, причем внутриглазное давление регулировалось при помощи перемещаемого по высоте резервуара. Увеосклеральный отток составил 0,44 ± 0,06 pl/min при давлении 11 мм рт. ст. (что составило 35 % всего оттока) и 0,63 ± 0,08 pl/min при давлении 22 мм рт. ст. (13 %). Легкость увеосклерального оттока в этом случае может по расчетам составлять 0,017 pl/min/мм рт. ст. В тех же самых экспериментах трабекулярный отток составил 0,80 pl/min при давлении 11 мм рт. ст. и 4,18 pl/min при давлении 22 мм рт. ст. с легкостью

0,31 pl/min/мм рт. ст. Таким образом, в нормальных условиях величина увеосклерального оттока составила менее 5 % всего оттока жидкости из глаза. Эти данные были прижизненными. После смерти, если давление поддерживали на уровне 14 мм рт. ст., увеосклеральный отток составил 1,25 ± 0,17 pl/min [5]. Увеосклеральный отток увеличивается после смерти обезьян, возможно, за счет реабсорбции жидкости в хориоидальные сосуды во время смерти [5], но более вероятно за счет общего расслабления цилиарной мышцы, позволяющей большему большему объему жидкости протекать через этот путь [10]. Таким образом, с наступлением смерти животного величина увеосклерального оттока значительно меняется при поддержании давления в передней камере глаза. С одной стороны, это демонстрирует исключительную роль состояния цилиарной мышцы в осуществлении данного вида оттока, с другой стороны — недостаточную информативность измерений, выполненных на изолированных глазах.

Подтверждают влияние физиологического состояния цилиарной мышцы на величину увео-склерального оттока и данные, полученные у обезьян под анестезией пентобарбиталом [10]. Для перфузии передней камеры использовался йодированный альбумин либо флюоресцинированные декстраны. В зависимости от начального давления увеосклеральный отток составил 25 — 37 % всего оттока (0,46 ± 0,03 pl/min при спонтанном давлении). В другом исследовании Toris и соавторы получили увеосклеральный отток 0,78 pl/min в контрольных глазах обезьян cynomolgus при использовании в качестве трейсеров флюоресцинированных дек-странов [14]. Таким образом, различия в результатах измерения увеосклерального оттока, выполненного различными авторами в экспериментах на обезьянах, вероятнее всего, связаны с различным функциональным состоянием глаз животных.

Ведущую роль в этом, по-видимому играет тонус цилиарной мышцы, что позволяет сделать вывод о сложности организации подобных экспериментов в условиях, максимально приближенных к физиологическим.

Bill и Phillips измеряли увеосклеральный отток на 12 глазах человека (средний возраст 57 ± 3,4 года) с опухолями заднего отдела. Перед энуклеацией пациентам выполнялась инъекция меченого альбумина. Увеосклеральный отток в среднем составил 0,28 pl/min [9]. Для оценки влияния состояния цилиарной мышцы на интенсивность увеосклерального оттока авторами использовались инстилляции атропина и пилокарпина, предшествовавшие энуклеации. Так, в глазах, леченых атропином, увеосклеральный отток составлял 4-27 % всего оттока, пилокарпином — 0 — 3 %, а в двух глазах, не получавших ни один из этих препаратов в течение последних 48 часов, он составил 4 и 14 %. Однако многие из этих измерений были сделаны после того, как раствор изотопа находился в глазу более двух часов, что возможно приводило к искусственному занижению результатов. Это, а также характер имеющейся патологии, возможно, объясняют широкий разброс полученных результатов.

Чаще всего в исследованиях глаз человека используется непрямая техника определения увеосклерального оттока. Она базируется на вычислениях, сделанных при помощи флюорофо-тометрических измерений до и после подавления продукции водянистой влаги при помощи ацета-золамида и тимолола. Флюоресцеин применяется капельно ночью перед исследованием. На следующий день измеряется толщина роговицы и глубина передней камеры и вычисляется объем передней камеры. Четырехкратное флюорофотометриче-ское измерение производится с 45-минутными интервалами. После 4-го сканирования измеряется внутриглазное давление при помощи пневмотонометра. Ацетазоламид (250 мг) затем дается внутрь и одна капля 0,5 % тимолола закапывается в каждый глаз для снижения внутриглазного давления путем угнетения продукции водянистой влаги. Повторно флюорофотометрия и измерение внутриглазного давления производится через 1 — 1,5, 1,75 — 2,25 и 2,5 — 3,25 часов после закапывания тимолола. Флюорофотометрическая легкость оттока (Cfl) вычисляется из показателей разницы продукции водянистой влаги (AFa) и разницы внутриглазного давления (AIOP) до и после воздействия ацетазола-мида и тимолола.

Увеосклеральный отток (Fu) вычисляется следующим образом [17]:

Cfl = AFa / AIOP;

Fu = Fa — Cfl (IOP — Pev), где IOP — внутриглазное давление до медикаментозного воздействия; эписклеральное венозное давление (P ) принималось равным 9 мм рт. ст. или измерялось эписклеральным веноманометром.

Увеосклеральный отток в глазах человека также рассчитывался из данных внутриглазного

давления, эписклерального венозного давления, тонографической легкости оттока (С ) и продукции (FJ, определенной флюорофотометрией. Таким образом, в модифицированном уравнении Гольдмана: ЮP = P+(Fa — Fц)/Сt, Fu остается единственным неизвестным. При помощи этих расчетов Townsend и Brubaker определили, что увеосклеральный отток составляет 35 % всего оттока в здоровых глазах молодых людей (21—31 лет, средний возраст 24,2 года, n = 20; Fu = 0,80 ± 0,27 pl/min) [16]. Эти данные приблизительно соответствуют тем, что были получены у молодых обезьян в условиях, относительно приближенных к физиологическим. Если увеосклеральный отток, рассчитанный при помощи флюорофотометрических измерений в человеческих глазах с нормальным давлением, составил 1,04 ± 0,30 pl/min для лиц в возрасте 20 — 30 лет, то в группе лиц старше 60 лет он снижался до 0,09 ± 0,19 pl/min [15]. Возрастные различия в величине увеосклерального оттока необходимо учитывать в целом ряде ситуаций. Так, общее впечатление, что увеосклеральный отток составляет большую долю всего оттока у обезьян по сравнению с человеком возможно не вполне корректно [3], т.к. сравниваются обычно данные Bill у молодых обезьян и пожилых людей [5, 9]. Однако данные Townsend и Brubaker [16] или Toris и соавт. [15], полученные у молодых людей, демонстрируют приблизительно те же результаты, что и у молодых обезьян. Уменьшение увеосклерального оттока с возрастом, показанное в приведенных работах, во многом может быть объяснено морфологическими изменениями цилиарной мышцы и особенно ее соединительнотканных пространств. Однако возрастные изменения структуры цилиарной мышцы человека отличаются от таковых у обезьян, что также требует дополнительного анализа.

Клинические исследования увеосклерального оттока основаны на применении тонографических методов с одновременным блокированием синусного оттока. Это позволяет определить долю увеосклерального компонента в общем оттоке водянистой влаги. Блокирование синусного оттока проводилось изначально при помощи вакуумного колпачка. Отечественным ученым Н.В. Косых было предложено использование перилимбаль-ного вакуумного компрессионного кольца для механической блокады оттока по синусному пути с одновременным проведением стандартной тоно-графии по Гранту [1]. При помощи данного метода оценивалась величина увеосклерального оттока в норме, при глаукоме и действии лекарственных препаратов. В последние годы методика была модифицирована, что позволило достичь более точного дозирования разрежения в вакуумной камере пе-рилимбального вакуумного компрессионного кольца, а также его более надежной фиксации к глазному яблоку [2]. Получены результаты, сравнимые с косвенными флюорофотометрическими методами оценки увеосклерального оттока, рассмотренными

выше. Однако самими авторами отмечается, что механическое блокирование синусного оттока «в значительной мере изменяет конфигурацию глазного яблока, гидродинамические и гемодина-мические параметры глаза». Кроме того, полная блокада синусного оттока может быть достигнута не во всех глазах.

Таким образом, клинические методы, используемые для непрямой количественной оценки увеосклерального оттока, ограничиваются допущениями и вариабельностью различных параметров. Однако на фоне имеющегося разброса результатов измерений отмечается также определенная подтверждаемость результатов при использовании схожих методов в однотипных условиях. Определение величины увеоскле-рального оттока у человека имеет тенденцию к повышению точности и стандартизации условий измерения по мере накопления новых исследований, посвященных количественной оценке влияния лекарств, старения и других факторов на увеосклеральный отток человека. Систематизация этих знаний, а также совершенствование технологий в будущем позволят провести более точные измерения увеосклерального оттока, которые смогут быть внедрены в широкую клиническую практику.

литература

1. Косых Н.В. Новая трактовка результатов то-нографии глаз с учетом увеосклерального оттока внутриглазной жидкости // Вестник офтальмологии. - 1984. - № 4. - С. 14-16.

2. Столяров Г.М., Лебедев О.И., Трофимова Е.И. Метод количественной оценки увеосклерального пути оттока внутриглазной жидкости // Актуальные проблемы офтальмологии. - М., 2011. -С. 233-234.

3. Alm A., Kaufman P.L., Kitazawa Y., Lutjen-Drecoll E. et al. Uveoscleral Outflow. Biology and Clinical Aspects. - Barcelona: Mosby-Wolfe Medical Communications, 1997.

4. Bill A. The drainage of albumin from the uvea // Exp Eye Res. - 1964. - Vol. 3. - P. 179-187.

5. Bill A. Conventional and uveoscleral drainage of aqueous humor in the cynomolgus monkey (Macaca irus) at normal and high intraocular pressures // Exp Eye Res. - 1966. - Vol. 5. - P. 45-54.

6. Bill A. Further studies on the influence of the intraocular pressure on aqueous humor dynamics in cynomolgus monkeys // Invest Ophthalmol. -1967. - Vol. 6. - P. 364-372.

7. Bill A. Uveoscleral drainage of aqueous humor: physiology and pharmacology // Prog Clin Biol Res. -1989. - Vol. 312. - P. 417-427.

8. Bill A., Hellsing K. Production and drainage of aqueous humor in the cynomolgus monkey (Macaca irus) // Invest Ophthalmol. - 1965. - Vol. 4. -P. 920-926.

9. Bill A., Phillips C.I. Uveoscleral drainage of aqueous humour in human eyes // Exp. Eye Res. -1971. - Vol. 12. - P. 275-281.

10. Gabelt B.T., Kaufman P.L. Prostaglandin F increases uveoscleral outflow in the cynomolgus monkey // Exp Eye Res. — 1989. — Vol. 49. — P. 389 — 402.

11. Hart W.M. Intraocular pressure / In: Adler's Physiology of the Eye, 9tb edition. — St Louis, USA: Mosby, 1992. — P. 248 — 267.

12. Nilsson S.F.E. The uveoscleral outflow routes // Eye. - 1997. — Vol. 11. — P. 149—154.

13. Pederson J.E., Toris C.B. Uveoscleral outflow: diffusion or flow? // Invest Ophthalmol Vis Sci. — 1987. — Vol. 28. — P. 1022—1024.

14. Toris C.B., Gregerson D.S., Pederson J.E. Uveoscleral outflow using different-sized fluorescent

сведения об авторах

tracers in normal and inflamed eyes // Exp Eye Res. — 1987. - Vol. 45. - P. 525-532.

15. Toris C.B., Yablonski M.E., Camras C.B., Gleason M.L. Uveoscleral outflow decreases with age in ocular normotensive humous // Invest Ophthalmol Vis Sci. - 1996. - Vol. 37. - P. 410.

16. Townsend D.J., Brubaker R.F. Immediate effect of epinephrine on aqueous formation in the normal human eye as measured by fluorophotometry // Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. - 1980. - Vol. 19. - P. 256-266.

17. Yablonski M.E., Cook D.J., Gray J. A fluo-rophotometric study of the effect of argon laser trabeculoplasty on aqueous humor dynamics // Am. J. Ophthalmol. - 1985. - Vol. 99. - P. 579-582.

Карлова Елена Владимировна - заведующая глаукомным отделением Самарской клинической офтальмологической больницы им. Т.И. Ерошевского, канд. мед. наук