CC BY
3
УДК 617.759.2-092
К МЕХАНИЗМУ РАЗВИТИЯ МИОПИЧЕСКОЙ РЕФРАКЦИИ
Доктор мед. наук Ю. Д. Жилое
Институт гигиены детей и подростков Министерства здравоохранения
СССР, Москва
При анализе работ, посвященных проблеме миопии, выделяются в основном 2 направления в изучении ее этиологии и патогенеза.
В последнее время в офтальмологической литературе большое внимание уделяется гипотезе о механизме развития близорукости у детей, выдвинутой проф. Э. С. Аветисовым, который рассматривает аккомодацию как автоматическую саморегулирующую систему. Развитие и прогрессирование миопии рассматриваются как следствие «перерегулирования», когда «целесообразный» процесс приспособления глаза с ослабленной аккомодационной способностью к работе на близком расстоянии превращается в свою противоположность. Далее автор отмечает, что «неблагоприятные гигиенические условия зрительной работы (и, в частности, недостаточная освещенность) оказывают влияние на происхождение миопии лишь в той небольшой мере, в какой они затрудняют аккомодацию и побуждают приближать глаза к объекту зрительной работы».
Естественно, что это последнее утверждение и особенно та его часть, которая касается роли света, не может полностью удовлетворить гигиенистов. В самом деле, не уделяя должного внимания роли гигиенических условий, в частности света в механизме возникновения миопии, и отводя ведущее значение лишь работе на близком расстоянии и слабой аккомодационной способности глаза, мы признаем свое бессилие в борьбе с миопией.
Надо думать, что с прогрессом науки и техники количество лиц, занятых «работой на близком расстоянии», будет постоянно увеличиваться. Будет возрастать и объем тех знаний, который должен быть усвоен учащимися в школах. Причем большая часть информации, получаемой ими, будет поступать через зрительный анализатор. Следовательно, в будущем мы вправе ожидать, согласно гипотезе Э. С. Аветисова, роста количества лиц с аномалией рефракции. В противном случае работа не должна проводиться на близком расстоянии, т. е. понадобится создать такие наглядные пособия (карты, книги и т. д.), которые могли бы рассматриваться на соответствующем удалении от глаз.
Следовательно, с гигиенической точки зрения гипотеза Э. С. Аветисова имеет некоторую незавершенность. Она, например, не может дать объяснение такому установленному факту, что при одной и той же зрительной работе, выполняемой школьниками Севера и Юга, количество учащихся-миопов на Юге гораздо меньше, чем на Севере (Е. М. Белостоцкая Э. С. Аветисов). Причем эта разница столь велика (в 2—3 раза), что ее нельзя объяснить лишь «работой на близком расстоянии».
С гигиенических позиций сама работа на близком расстоянии является в большинстве своем следствием той причины, которая определяется недостаточностью освещенности. Известно, что повышение освещенности способствует как бы усилению разрушающей способности глаза (В. А. Смирнов; Б. Л. Радзиховский).
Так, Э. С. Аветисов и С. А. Бабаян исследовали зависимость оптической силы глаза, определяя ближайшую точку ясного видения у детей — эмметропов и миопов с различной степенью миопии, от уровня освещенности. Авторы отметили четкую зависимость оптической силы глаза от освещенности. Иными словами, повышение уровня освещенности (в известных
1 Докторская диссертация. М., 1963.
пределах) способствует усилению «аккомодационной способности» глаза, а понижение, наоборот, способствует ее ослаблению.
Это может быть объяснено тем, что в усилении разрешающей способности глаза большое участие принимает зрачковый рефлекс; именно ему мы обязаны тем, что с повышением освещенности увеличивается острота зрения, которая достигает своего наивысшего значения при зрачке диаметром 2—4 мм (Yenkins).
Кроме того, зрачковый рефлекс осуществляет регуляцию силы раздражителя сетчатки (С. В. Кравков, и др.).
Исследования Ю. Д. Жилова позволили обнаружить, что у подростков, выполняющих зрительную работу (рассмаривание детали размером 0,2—0,3 мм) при яркости рабочей поверхности, изменяющейся от 600 до 150 нт, зрачок, осуществляя пупилломоторную адаптацию, увеличивается от 2,3 мм при яркости 600 нт до 4,5 мм при яркости 150 нт.
Отсюда можно заключить, что при относительно высоких значениях яркости (выше 150 нт) функция зрачкового рефлекса проявляется именно в регуляции силы раздражителя сетчатки, уровень которой в относительно широком диапазоне яркостей остается постоянным и не превышает 5,5 лк.
Постоянная освещенность сетчатки, равная 5—5,5 лк, теоретически возможна при изменении размера зрачка от 1,5 до 8 мм и при яркости поля адаптации от 1500 до 50 нт (от 50 000 лк на темную поверхность до 200 лк на белую).
Однако при выполнении подростками указанной выше зрительной работы при яркости ниже 150 нт мы не отмечали постоянства освещенности сетчатой оболочки глаза и наблюдали уменьшение количества света, попадающего на сетчатку. Неизменным оставался размер зрачка, равный 4,5 мм.
Следовательно, для сохранения разрешающей способности глаза на высоком уровне зрачок не может быть больше определенного (максимального) размера, зависящего от характера выполняемой работы. Иначе говоря, зрачковый рефлекс наряду с аккомодационным принимает участие в усилении оптической силы глаза, поэтому при яркости меньше 150 нт (рассматривание детали размером 0,2—0,3 мм) адаптация глаза к свету происходит преимущественно за счет ретиномоторных и биохимических процессов непосредственно в сетчатой оболочке (А. И. Богословский; Rushton).
Обнаруженные закономерности в характере изменения размера зрачка и освещенности сетчатки могут быть объяснены, согласно теории регулирования (П. К. Анохин), следующим образом. Оптический аппарат глаза, работающий на, принципе двойной обратной связи и осуществляющий оценку результата действия, выполняет общую задачу, которая, в частности, определяется четкостью изображения рассматриваемого предмета на сетчатке.
Успех решения этой задачи (для монокулярной системы) зависит от состояния не только аккомодационного, но и зрачкового кольца рефлексов, усиливающих оптическую силу глаза и регулирующих уровень раздражителя сетчатки. Степень участия того или иного рефлекса в выполнении общей задачи зависит от программы регулирования (М. Р. Баевский и В. В. Парин), которая обусловливается в первую очередь световой обстановкой и характером выполняемой зрительной работы.
Механизм взаимодействия функциональных систем зрительного анализатора, обеспечивающий его работоспособность по аналогии со схемой Э. С. Аветисова, может быть весьма приближенно представлен следующим образом (см. рисунок). Функциональное образование —сетчатка (рассматривается монокулярная зрительная система), воспринимает сигнал (А)— изображение предмета. Известие об этом одномоментно передается в «центр-регуляции силы разражителя сетчатки» (£) и в «центр управления четкостью изображения» (В), в ведении которого находятся вспомогательные функциональные системы, обеспечивающие усиление оптической силы глаза.
Естественно, что этот центр связан с мышцами глазного яблока, осуществляющими процесс конвергенции, однако в данном случае мы не считаем возможным так широко анализировать работу сложной зрительной системы. Импульсы одного из центров (Г) посылаются мышцам зрачка, последний при высоких уровнях яркости осуществляет двойную функцию — регулирует освещенность сетчатки и усиливает разрешающую силу глаза, о чем сигналы В и Б передают в соответствующие центры. Но ведущей является функция регуляции силы раздражителя сетчатки.
В этой известной схеме сетчатка играет роль датчика зрительных и про-приоцептивных сигналов и роль приемника соответствующих ответов. Основной принцип организации столь сложной системы — это принцип рефлекторного кольца с участием образования, оценивающего эффект данного действия, т. е. принцип автоматического регулирования с участием двойной обратной связи.
Малый размер зрачка способствует усилению разрешающей способности глаза и тот может рассматривать малые по размеру предметы как на далеком, так и на близком расстоянии при минимальном напряжении аккомодации (Yen-kins и др.). При этом цилиарная мышца расслаблена и «рабочая площадь» хрусталика незначительна.
Об уменьшении силы поступающего на сетчатку сигнала, обусловливающейся главным образом понижением освещенности рассматриваемого предмета, тут же сообщается соответствующим центрам Б, а затем и мышцам зрачка Г. Зрачок, получая по каналам связи сигнал Г, расширяется, обеспечивая тем самым достаточность освещенности сетчатки. Однако при этом уменьшается оптическая сила глаза и нарушается изображение на сетчатке, о чем сигнализируется в соответствующий центр В. «Центр управления четкостью изображений» посылает импульс Д — приказ мышцам зрачка сократиться, уменьшить свой размер и, получив ответ М из «центра регуляции силы раздражителя» о нежелательности (но не о невозможности) такого приказа, посылает импульс Ж в «центр управления аккомодацией», оттуда идет приказ 3, адресованный цилиарной мышце. Полученный после этого сигнал В подтверждает, что зрительная система самонастроилась на новый функциональный уровень.
С этого момента в усилении оптической силы глаза принимает участие не только зрачок, но и хрусталик. Чем меньше освещенность рассматриваемого предмета, тем шире открывается зрачок, тем меньше он принимает участия в усилении оптической силы глаза и тем больше в этот процесс вовлекается аккомодационный рефлекс. Наконец, при дальнейшем понижении освещенности, если зрачок изменит свой размер, изменение кривизны хрусталика не обеспечит необходимую четкость изображения на сетчатке. Проприоцептивный сигнал с цилиарной мышцы поступит об этом в «центр управления аккомодацией» И ив «центр управления четкостью изображения» В и Н. Такое сочетание сигналов В и Н дает основание этому центру повторить приказ Д, адресованный мышцам зрачка, и подкрепить его сигналом Г. Мышцы зрачка, получив сигнал Д, перестают реагировать на сигнал Г, о чем сообщают сигналом Е. С этого момента зрачок принимает по-
\Сетчатко
Цилиарная мышца. иинновая связна. хрусталик
и 3
и. упрс акно ент/. тблен мода ия tueu
Ж
Мышца зрачка
Центр регуляции силы раздражи -теля сетчатки
М
Центр управления четно-стыс изображения
т
Схема развития миопической рефракции с позиций теории автоматического регулирования (взаимодействие аккомодационного и зрачкового рефлексов работающего глаза при различных уровнях яркости). Объяснения в тексте.
сильное участие в усилении четкости изображения предмета на сетчатке; основная же роль в этом процессе принадлежит хрусталику.
В свою очередь «центр регуляции силы раздражителя сетчатки», получив сигнал Б, передает информацию другим центрам К, в ведении которых, в частности, находятся биохимические и ретиномоторные процессы в сетчатке уже при низких уровнях ее освещенности.
Сигнал J1, который возможен только при недостаточном освещении, адресуется «центру управления ростом глаза» (по Э. С. Аветисову); тот, получив его, «стремится так изменить оптическую систему, чтобы приспособить ее к работе на близком расстоянии, что достигается главным образом посредством умеренного удлинения передне-задней оси глаза в период его роста». Таким образом, развитие миопии может быть объяснено слабостью аккомодации. Однако напряжение последней проявляется во время рассматривания мелких деталей на близком расстоянии лишь при весьма незначительных уровнях видимой радиации.
Известным подтверждением тому, что свет влияет на формирование миопической рефракции, могут служить материалы, полученные нами при обследовании 1324 школьников, длительно проживающих в Заполярье (Норильск и поселок Караул), где свет искусственных источников в период полярной ночи является единственным фактором, создающим на протяжении почти трети года условия для работоспособности зрительного анализатора.
Сравнительный анализ материалов о характере лиц с аномалией рефракции (циклоплегия осуществлялась 4% раствором гоматропина) показал, что среди школьников старше 10 лет, живущих в поселке Караул, где уровни освещенности в классах были в 5—10 раз ниже, чем в школах Норильска, 23—29% имели миопическую рефракцию, тогда как среди осмотренных школьников Норильска поодбная рефракция наблюдалась у 17—25%
(см. таблицу).
Полученные материалы могут свидетельствовать о роли света на формирование миопической рефракции (Young) и подтвердить, что одним из основных гигиенических мероприятий, направленных на профилактику близорукости школьников, является создание для них оптимальных уровней освещенности.
Рефракция учащихся Заполярья
Норильск Поселок Караул
Возраст наблюдаемых число осмотренных число осмотренных
из них (в %): из них (в %):
в годах всего эмме-тропы миопы всего эмме-тропы ыиопы
10—12 15—17 530 470 71 65 17 25 126 98 60 59 ! Y 23 29
ЛИТЕРАТУРА
Аветисов Э. С. Вести, офтальмол., 1967, № 5, с. 38. — А в е т и с о в Э. С., Б а б а я н С. А. Там же, 1968, № 6, с. 45. — П ар и н В. В., Б а е в с к и й Р. М. Кибернетика в медицине и физиологии. М., 1963. — Богословский А. И. В кн.: Многотомное руководство по глазным болезням. М., 1962, т. 1, с. 97. — Ж и л о в Ю. Д. Гиг. труда, 1966, № 1, с. 23. — К р а в к о в С. В. Глаз и его работа. М. — Л., 1950. — Радзиховский Б. Л. Старческая дальнозоркость. Л., 1965. —Смирнов В. А. Зрачки в норме и патологии. М., 1953. — R u s h t о n W. A. H., J. Physiol. (Lond.), 1956, v. 134, p. 11. — Young F., Am. J. Ophthal., 1962, v. 39, p. 60.
Поступила 12/11 1971 г.
THE MECHANISM OF МУОРГС REFRACTION DEVELOPMENT Yu. D. Zhilov
The development of myopia may be the result of defect of accomodation. However, the strai n of accomodation becomes noticeable in case of examining small details at a short distance and exceedingly low levels of visible radiation. The investigation results obtained testify to the role of light in the formation of the myopic refraction.
