CC BY
69
Кубарева И.А.1, Смелышева Л.Н.2
1ГБУ «Курганский областной госпиталь ветеранов Войн», Курган 2Курганский государственный университет, Курган E-mail: [email protected]
ВАРИАБЕЛЬНОСТЬ МОРФОФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ГЛАЗА ЗДОРОВОГО ЧЕЛОВЕКА, В ЗАВИСИМОСТИ ОТ ИСХОДНОГО УРОВНЯ ВЕГЕТАТИВНОГО БАЛАНСА
В работе проанализированы данные эхобиометрии глазного яблока, показатели внутриглазного давления, диаметр диска зрительного нерва у лиц с разным уровнем вегетативного баланса. Полученные результаты демонстрируют типологические различия исследуемых морфофизиологических показателей.
Ключевые слова: вегетативная нервная система, внутриглазное давление, ультразвуковое исследование глаза, диаметр диска зрительного нерва.
Актуальность
Понимание процесса аккомодации в норме, и при различных нарушениях полезно для более полного понимания этого важнейшего зрительного механизма, а так же для разработки эффективных методов коррекции нарушений аккомодации [15, 17].
Между аккомодацией и гидродинамикой существует тесная взаимосвязь, имеющая непосредственное влияние на регуляцию офтальмотонуса, вплоть до возникновения аккомодативной гипертензии [13]. Более того, состояние аккомодационного аппарата может иметь отношение к патогенезу первичной глаукомы и миопии. Для разработки новых, эффективных методов профилактики и лечения глаукомы необходимо изучение различных аспектов взаимодействия дренажной и аккомодационной систем глаза в регуляции офтальмотонуса, раскрытие механизмов экскавации решетчатой мембраны дисказрительного нерва[12].
Постоянная смена напряжения аккомодации вблизь - вдаль, флюктуации аккомодации, обеспечивает активный компонент перемещения жидкости по камерам глаза в направлении от орбикулярного пространства до угла передней камеры, регулирует отток внутриглазной жидкости по трабекулярному и увеосклераль-ному пути, в зависимости от тонуса цилиарной мышцы, в разные фазы аккомодации [15].
Структуры, формирующие аккомодационный аппарат, влияют на форму глаза [1]. В процессе аккомодации зрительная система использует целый комплекс механизмов, которые могут быть развиты у разных людей в разной степени. В настоящее время установлено, что дос-
таточная четкость сетчаточных изображений достигается за счет изменения кривизны хрусталика и перераспределения слоев разной оптической плотности внутри него (экстра- и ин-тракапсулярная аккомодация), сужения зрачка при фокусировке ближних объектов, регулировки переднезаднего размера глаза с помощью экстраокулярных мышц, а также перемещения центра хрусталика вдоль оптической оси при изменении тонуса цилиарной мышцы [1, 14, 20].
Нервный аппарат управления этими механизмами включает несколько уровней — от сетчаточного до ментального.
Естественно предположить, что наилучшее «обслуживание» всего диапазона расстояний наблюдения достигается при гармоничном развитии всех механизмов, и что каждый из них может функционировать автономно, отвечая за некоторый свой диапазон.
Например, высказывалось мнение, что при средних параметрах эмметропического глаза реально достижимое изменение рефракции хрусталика может обеспечить удовлетворительную фокусировку только на расстояниях не ближе 1 м, а регулировка длины продольной оси глаза, напротив, может наиболее эффективно использоваться для фокусировки в диапазоне расстояний до 1м [1]. Недавно получены данные подтверждающие это: при фиксации близкого объекта происходит удлинение продольной оси глаза за счет стекловидной камеры [16].
Можно предположить, что все указанные выше факторы определяют индивидуальный диапазон значений перенастройки аккомодационной системы, которая может определяться базовым тонусом вегетативной нервной систе-
мы. Еще в 1992 В.Ф. Ананин высказывал предположение о том, что рефрактогенез происходит под непосредственным контролем ВНС, а унаследованный тип вегетативной регуляции определяет предрасположенность к повышенной сократимости цилиарной мышцы и, при реализации прочих неблагоприятных факторов, приводит к развитию миопии.
Цель - изучение некоторых морфофизиологических показателей - длины переднезадней оси, глубины передней камеры, саггитального размера хрусталика, протяженности стекловидной камеры глаза; показателей внутриглазного давления, а также диаметра диска зрительного нерва, у здоровых молодых людей с различным уровнем вегетативного баланса.
Материалы и методы
Было выполнено комплексное обследование 50 молодых людей, добровольцев, студентов 2-4 курсов Курганского государственного университета (100 глаз), в возрасте 18 - 24 года. Все участники эксперимента имели остроту зрения не менее 80%.
Тонус вегетативной нервной системы оценивался методом ритмокардиографии по показателям математического анализа вариабельности сердечного ритма (ВСР) [3, 4]. Для регистрации электрокардиограммы (ЭКГ) и анализа ВСР применялся серийно выпускаемый программно-аппаратный комплекс «Варикард 2.51». Его программное обеспечение - «Искитим 6», разработано в институте внедрения новых медицинских технологий «Рамена» совместно с ГНЦ Институтом медико-биологических проблем РАН. Ритм сердца регистрировали во II отведении 5 минут в положении сидя. Регистрировалось не менее 300 кардиоинтервалов R -R. Определялись следующие показатели: частота сердечных сокращений (ЧСС, уд/мин); мода (Мо, мс) - наиболее часто встречающийся интервал R - R, характеризующая активность гуморального канала регуляции; амплитуда моды (АМо, %) - выраженность моды в процентах, отражающая активность симпатического отдела вегетативной нервной системы; стандартное отклонение кардиоинтервалов (8БМЫ, мс) и вариационный размах (МхБМп, мс), представляющие активность парасимпатического отдела. Определялся индекс напряжения регуляторных систем (ИН, усл.ед.), кото-
рый является интегральным показателем (ИН = АМо/2Мо MxDMn). Он характеризует напряженность адаптационно-компенсаторных механизмов организма и степень преобладания симпатического отдела над парасимпатическим [3, 4]. Эти показатели использовали для определения исходного вегетативного тонуса (ИВТ). К группе ваготоников отнесли обследуемых с ИН не более 30 усл.ед., к нормононикам - от 31 до 120 усл.ед. и симпатотоникам - от 121 усл.ед.
Офтальмологическое исследование включало визометрию с использованием таблиц Сивцева-Головина. Объективное определение рефракции проводилось в естественных условиях методами скиаскопии и авторефрактометрии (авторефрактометр MRK 3100PP).
Проводилось ультразвуковое исследование глаз на аппарате «Ultraskan» (ALKON), по стандартной методике в режиме А-сканирования. Определялись следующие параметры: переднезадняя ось глаза (AL), глубина передней камеры (AC), толщина хрусталика (L), протяженность стекловидного тела (V). Внутриглазное давление измерялось бесконтактно при помощи пневмотонометра, трижды, с регистрацией среднего значения.
Из исследования исключались лица с аномалиями рефракции.
Офтальмоскопия проводилась методом сканирующей лазерной ангиографии при помощи Гейдельбергского ретиноангиографа. В ретиноангиографе Heidelberg используются современные методы конфокального лазерного сканирования и детектирования для получения цифровых ангиограмм. Лазерное излучение фокусируется на сетчатке и сканируется по ней по вертикали и горизонтали с помощью зеркал. Компенсация сферических аберраций происходит в диапазоне - 12 / + 12 диоптрий. Апертура лазерного пучка - 3 мм, что позволяет производить исследования без расширения зрачка. Конфокальное лазерное сканирование позволяет иметь разрешение также и вдоль оптической оси. Кроме того, конфокальное сканирование дает высокий контраст изображения. Можно обрабатывать отдельные ангиограммы, а также серии изображений от различных точек фокусировки, или серии последовательных изображений с регулируемой частотой до 20 Гц. Ангиограммы переводятся в цифровой код и их можно хранить на диске компьютера. Каждая
картинка состоит из 256x256 элементов с разрешением по интенсивности 8 бит. Исследование глазного дна проводилось в инфракрасном режиме, позволяющем четко визуализировать зрительный нерв и сосудистую систему сетчатки. Программное обеспечение позволяет измерить расстояние на изображении в миллиметрах [2, 7, 19, 21].
На каждом глазу измерялся диаметр диска зрительного нерва (ДЗН). Производилось не менее трех измерений с регистрацией среднего значения.
Полученные данные обрабатывались математическим методом вариационного анализа [10]. Статистическую обработку осуществляли по методу Стьюдента-Фишера. Различия между сравниваемыми величинами считали достоверными при вероятности не менее 95% (р<0,05).
Результаты и обсуждение
В зависимости от преобладающего тонуса ВНС обследуемые были разделены на 3 группы: 1-я - ваготоники (20 человек - 40 глаз (40%));
2-я - нормотоники (25 человек - 50 глаз (50%));
3-я - симпатотоники (5 человек - 10 глаз (10%)).
Анализ данных эхобиометрии позволил
установить, что длина переднезадней оси в исследуемых группах значительно не отличается. Согласно данным многих исследований сагги-тальный размер глаза тесно коррелирует со степенью рефракции [11]. Отсутствие значимых различий по длине глаза подтверждает однородность выборки по рефракции.
Более глубокая передняя камера глаза в группе нормотоников. В первой и третьей группах этот показатель не имеет достоверных отличий. Толщина хрусталика имеет минимальные межгрупповые различия. Максимальная глубина стекловидной камеры выявлена в группе с преобладанием парасимпатического тонуса — во второй и третьей группах этот показатель достоверно меньше (рис. 1),
(табл. 1). Эти данные соответствуют аналогичным показателям, полученным другими исследователями на здоровых людях [5, 6, 18]. Сведений в доступной
литературе о зависимости эхобиометрических показателей от уровня вегетативного баланса нами не найдено.
Внутриглазное давление характеризуется выраженными различиями в исследуемых группах. Максимальное значение этот показатель имеет у симпатотоников, минимальное - в группе с преобладанием тонуса парасимпатической нервной системы. Промежуточное положение занимают нормотоники (рис.2) (табл. 1).
Согласно современным представлениям, интенсивность продукции водянистой влаги и уровень внутриглазного давления напрямую зависит от тонуса цилиарной мышцы [8, 9]. Иннервация цилиарной мышцы обеспечивается вегетативной нервной системой, что отражается в особенностях функционирования аккомодационного аппарата. Как известно, цилиарная мышца содержит как холинергические, так и адренергические нервные окончания. В своем воздействии на глаз симпатическая нервная система и парасимпатическая нервная система
Таблица 1. Морфофизиологические показатели глаза (М±т) (п=50)
Исследуемые показатели Ваготоники (п=20) Нормотоники (п=25) Симпатотоники (п=5)
УЗИ 1 (мм) 23±0,1 22,87±0,07 23,09±0,16
УЗИ 2 (мм) 3,26±0,04 3,36±0,05* 3,32±0,14
УЗИ 3 (мм) 3,63±0,03 3,66±0,04 3,75±0,07
УЗИ 4 (мм) 16,16±0,П 15,84±0,08* 15,91±0,06*
ВГД (мм.рт.ст.) 12,47±0,41 14,5±0,5* 15,1±1,06*
ДЗН (мм) 1,76±0,04 1,61±0,03* 1,59±0,04*
Примечание: *р<0,05 - различия достоверны относительно группы ваготоников
* р < 0,05 - различия достоверны относительно группы ваготоников.
Рисунок 1. Показатели эхо биометрии
-4=- -4"
* р < 0,05 - различия достоверны относительно группы ваготоников
р < 0,05 - различия достоверны относительно группы ваготоников
Рисунок 2. Показатели внутриглазного давления
Рисунок 3. Диаметр диска зрительного нерва
часто оказывают противоположное влияние, являясь функциональными антагонистами. Напряжение аккомодации вблизь, за которую отвечает меридиональная мышца Брюкке, имеющая парасимпатическую иннервацию, сопровождается увеличением оттока водянистой влаги через трабекулу и шлеммов канал и уменьшением оттока по увеосклеральному пути. При настройке зрительной системы для зрения вдаль (дезаккомодации), находящейся, согласно современным представлениям, под управлением симпатической системы, наоборот, уменьшение оттока жидкости по дренажной системе компенсируется увеличением оттока по увеоск-леральному пути.
В настоящее время иннервация мышечных порций волокон ресничной мышцы изучена недостаточно [8, 14].
Исследование диаметра диска зрительного нерва также выявило межгрупповые различия. Максимальная величина наблюдается у ваготоников, среднее положение занимают нор-мотоники, минимальный диаметр у симпатото-ников, (рис 3), (табл. 1). Полученные нами данные согласуются с данными других исследователей по калиброметрии ДЗН [19, 21]. Но в доступной литературе сведений о зависимости данного показателя от исходного уровня вегетативного баланса нами не найдено.
Заключение
На основании наших исследований установлены межгрупповые отличия в показателях эхобиометрии: более глубокая передняя камера глаза в группе нормотоников; большая протяженность стекловидной камеры у ваготоников.
Рост внутриглазного давления ассоциирован с высоким тонусом симпатического отдела ВНС, а его снижение с парасимпатическим тонусом. При этом установлено, что данная реакция является компенсаторной на детерминировано больший диаметр диска зрительного нерва у лиц с исходно более высоким ваготону-сом. Известно, что при одинаковом уровне ВГД деформирующая сила, действующая на диск, зависит от его площади.
Можно заключить, что составляющие ресничной мышцы (мышцы Брюкке и Мюллера), имеющие преимущественно парасимпатическую иннервацию, и отвечающие за аккомодацию в области ближней дистанции, определяют более активный трабекулярный путь оттока внутриглазной жидкости, тенденцию к уменьшению глубины передней камеры и большую протяженность стекловидной камеры глаза, у лиц с преобладанием парасимпатического тонуса ВНС, что согласуется с данными последних исследований [9,12, 15].
27.09.2011
Список литературы:
1. Ананин В.Ф. Аккомодация и близорукость. М.: Изд-во РУДН и Биомединформ, 1992. - С. 136.
2. Астахов Ю.С., Акопов Е.Л., Нефедова Д.М. Значение калиброметрии сосудов сетчатки при ретинотомографии в диагностике глаукомы псевдонормального давления. // Материалы VI Международной конфедерации «Глаукома: теории, тенденции, технологи». Москва, 2008. - С. 85-90.
3. Баевский Р.М. , Кириллов О.И., Клецкин С.З. Математический анализ изменений сердечного ритма при стрессе . - М.: Наука, 1984. - С. 222.
4. Баевский Р.М., Берсенева А.П., Барсукова Ж.В. Возрастные особенности сердечного ритма у лиц с разной степенью адаптации к условиям окружающей среды. // Физиология человека. - 1985. - Т.11. - № 2. - С. 208.
5. Гавриленко И.Н. Ультразвуковая биометрия глаз с различной рефракцией // Офтальмол. Журн.- 1974.- № 1. - С. 61-64.
6. Каган И.И., Канюков В.Н. Клиническая анатомия органа зрения. - СПб.: Эскулап, 1999.- С. 192.
7. Кацнельсон Л.А., Форофонова Т.И. , Бунин А.Я. Сосудистые заболевания глаз. - М.: Медицина, 1990. - С. 46, 58, 102.
8. Котляр К.Е., Светлова О.В., Смольников Б.А. Биомеханическая взаимосвязь систем управления аккомодацией и регуляцией внутриглазного давления // Механика и процессы управления: Сб. науч. тр.- СПб.: ГТУ, 1997. - С. 85-88.
9. Кошиц И.Н., Макаров Ф.Н., Светлова О.В. и др. Биомеханические особенности регуляции ресничной мышцей аккомодации и оттока водянистой влаги при направленных рефракционных или фармакологических вмешательствах // Материалы научн. семинара «Биомеханика глаза». М., 2005. - С. 20-44.
10. Лакин Г.Ф. Биометрия, - М.: Высшая школа. 1990. С. 351.
11. Онофрийчук О.Н. Связь рефракции школьников с параметрами аккомодации и длиной глаза // Материалы III научн. семинара «Биомеханика глаза». М., 2002. - C.151-154.
12. Светлова О.В. Биомеханические особенности взаимодействия основных путей оттока внутриглазной жидкости в норме и при открытоугольной глаукоме. // Материалы научн. семинара «Биомеханика глаза». М., 2001. - С. 91-116.
13. Светлова О.В, Кошиц И.Н. Биомеханические аспекты профилактики индивидуальных расстройств офтальмотонуса // Материалы научн. семинара «Биомеханика глаза». М., 2001. - С. 61-90.
14. Светлова О.В., Кошиц И.Н. Современные биохимические представления о теории аккомодации Гельмгольца. // Материалы научн. семинара «Биомеханика глаза». М., 2001. - С. 137-155.
15. Страхов В.В., Бузыкин М.А. Медикаментозная модель биомеханики аккомодации. // Материалы науч. Семинара « Биомеханика глаза». М., 2001. - С. 174—176.
16. Bayramlar H., Cecic O., Hepsen I.F. Does convergence, not accommodation, causes axial-lenght elongation at near? A biometric study in teens. // Ophthalmic Res. 1999. Vol. 31. No. 4. - P. 304-308.
17. Glasser A., Croft M.A., Kaufman P.L. A morphometrie ultrasound biomicroscopie study of the aging rhesus monkey ciliary region/ // Vision Science and its application. Technical Digest, 1999. - P. 126-129.
18. Hoffer K.J. Biometry of 7.500 cataractous eyes // Am. J. Ophthalmol.- 1980.- Vol. 90.- No 3. - P. 360-368.
19. Iester M., Mikelberg F.S., Courtright P., Burk R.O. Caprioli J., Jonas J.B., Weinreb R.N., Zangwill L. «Interobserver variability of optic disk variables measured by confocal scanning laser tomography». // Am J. Ophthalmol. Vol.132. - P.57-62, 2001
20. Wilson R.S. A new theory of human accommodation: cilio-zonular compression of the lens equator. Trans. //Am. Ophthalmol. Soc. 1993. Vol. 91. PP. 401-416.].
21. Yannuzzi L.A., Ober M.D., Slakter J.S., et al. Ophthalmic fundus imaging: today and beyond.// Am. J. Ophthalmol. - 2004. -Vol. 137 (3). - P. 511-524.
UDC 612.84
Kubareva I.A., Smelisheva L.N.
VARIABILITY OF MORPHOPHYSIOLOGICAL CHARACTERISTICS OF EYE IN HEALTHY INDIVIDUALS DEPENDING ON INITIAL LEVEL OF VEGETATIVE BALANCE
In the present work the results of eye’s echobiometry, characteristics of intraocular pressure, diameter of visual nerve head are analyzed in subjects with different level of vegetative balance.
The results demonstrate typological differences in investigated morphophysiological characteristics.
Key words: vegetative nervous system, intraocular pressure, ultrasound eye investigation, diameter of optic nerve head.
Bibliography:
1. Ananin V.F. Accomodation and myopia. М.: Izd-vo RUDN and Biomedinform, 1992. - P. 136.
2. Astakhov Yu.S., Acopov E.L., Nefedova D.M. Meaning of calibrometry of retina vessels at retinotomography in glaucoma diagnostics of pseudonormal pressure. // Materials of VI International confederation “Glaucoma: theories, tendencies, technologies”. Moscow, 2008. - P. 85-90.
3. Baevskiy R.M., Kirillov O.I., Kletskin S.Z. Mathematical analysis of cardiac rhythm changes at stress. - М.: Nauka, 1984. - P. 222.
4. Baevskiy R.M., Berseneva A.P., Barsukova Zh.V. Age peculiarities of cardiac rhythm in people with various degree of adaptation to the environment // Phiziologiya cheloveka. - 1985. - Vol.11. - No. 2. - P. 208.
5. Gavrilenko I.N. Ultrasound biometry of eyes with different refraction// Ophthalmol. Journ.- 1974.- No. 1. - P. 61-64.
6. Kagan I.I., Kanyukov V.N. Clinical anatomy of visual organ. - SPb.: Eskulap, 1999.- P. 192.
7. Katsnelson L.A., Forofonova T.I., Bunin A.Ya. Vessel eye diseases. - М.: Metsina, 1990. - P. 46, 58, 102.
8. Lotlyar K.E., Svetlova O.V., Smolnikov B.A. Biomechanical correlation of systems managing accommodation and intraocular pressure regulation // Mechanics and manage processes: Book of abstr. - SPb.: GTU, 1997. - P. 85-88.
9. Koshits I.N., Makarov F.N., Svetlova O.V. et al. Biomechanical peculiarities of regulation of ciliary muscle accommodation and outflow of aqueous humor at running refractive or pharmacological interventions // Materials of scien. seminar «Eye Biomechanics». М., 2005. - P. 20-44.
10. Lakin G.F. Biometry, - М.: Vysshaya shkola. 1990. - P. 351.
11. Onofriychuk O.N. Connection of schoolboys refraction with accommodation parameters and eye length // Materials of III scien. seminar «Eye biomechanics». М., 2002. - P.151-154.
12. Svetlova O.V. Biomechanical peculiarities of connection of main outflow pathways in norm and at open angle glaucoma.
// Materials of scien. seminar «Eye biomechanics». М., 2001. - P. 91-116.
13. Svetlova O.V., Koshits I.N. Biomechanical aspects of prophylaxis of individual ophthalmotonus disorders. // Materials of scien. seminar «Eye biomechanics». М., 2001. - P. 61-90.
14. Svetlova O.V., Koshits I.N. Advanced biomechanical notions of accommodation theory by Gelmgolts. // Materials of scien. seminar «Eye biomechanics». М., 2001. - P. 137-155.
15. Strakhov V.V., Buzykin M.A. Medicamental model of accommodation biomechanics. // Materials of scien. seminar «Eye biomechanics». М., 2001. - P. 174—176.
16. Bayramlar H., Cecic O., Hepsen I.F. Does convergence, not accommodation, causes axial-lenght elongation at near? A biometric study in teens. // Ophthalmic Res. 1999. Vol. 31. No. 4. - P. 304-308.
17. Glasser A., Croft M.A., Kaufman P.L. A morphometrie ultrasound biomicroscopie study of the aging rhesus monkey
ciliary region/ // Vision Science and its application. Technical Digest, 1999. - P. 126-129.
18. Hoffer K.J. Biometry of 7.500 cataractous eyes // Am. J. Ophthalmol.- 1980.- Vol. 90.- No 3. - P. 360-368.
19. Iester M., Mikelberg F.S., Courtright P., Burk R.O. Caprioli J., Jonas J.B., Weinreb R.N., Zangwill L. «Interobserver variability of optic disk variables measured by confocal scanning laser tomography». // Am J. Ophthalmol. Vol.132. -P.57-62, 2001
20. Wilson R.S. A new theory of human accommodation: cilio-zonular compression of the lens equator. Trans. //Am. Ophthalmol. Soc. 1993. Vol. 91. PP. 401-416.].
21. Yannuzzi L.A., Ober M.D., Slakter J.S., et al. Ophthalmic fundus imaging: today and beyond.// Am. J. Ophthalmol. -2004. - Vol. 137 (3). - P. 511-524.
