Водный обмен хрусталика в окружающих его срвдах глаза Текст научной статьи по специальности «Ветеринарные науки»

Обмен жидкости в хрусталике связан с окружающими его структурами глаза [1, 5]. В связи с тем, что хрусталик полностью лишен кровообращения, единственным источником его жизнедеятельности являются питательные вещества, поступающие при водном обмене [4, 8]. Передняя поверхность хрусталика контактирует с задней поверхностью радужной оболочки, в которой через мембранные системы сосудов происходит опосредованный контакт с кровью, циркулирующей в сосудах радужки и частично с влагой задней камеры, поступающей в переднюю камеру. В области зрачка передняя поверхность хрусталика омывается влагой передней камеры. Задняя поверхность хрусталика прилежит к стекловидному телу [8].

Т аким образом, обмен жидкости хрусталика может быть связан с влагой передней камеры, жидкой фракцией крови и стекловидным телом.

Имеется мнение, что регуляция поступления питательных веществ осуществляется монослоем эпителиальных клеток, расположенных на внутренней поверхности передней капсулы хрусталика. Характерной физиологической особенностью таких эпителиев является то, что они относятся к группе транспортирующих эпителиев и способны переносить ионы и воду против градиента их концентраций [2]. Транспорт ионов и воды осуществляется внутри клеточно-активно за счет энергии различных АТФазных комплексов [3, 6, 9] и имеет направленный характер [7]. По исследованиям, проведенными нами ранее, было установлено, что транспортные потоки хрусталика направлены в строму хрусталика, то есть от передней капсулы к задней капсуле. Однако участие жидких внутриглазных сред и их влияние на перенос жидкости через капсулу нативного хрусталика неизвестно.

Цель исследования - изучить влияние жидких сред глаза на водный обмен хрусталика.

Задачи исследования:

1. Исследовать обмен жидкости в хрусталике при погружении его задней и передней поверхностей во влагу передней камеры, стекловидное тело, плазму крови;

2. Определить участие активного транспорта эпителия хрусталика в водном обмене хрусталика в условиях контакта с окружающими хрусталик внутриглазными жидкими средами;

3. Создать обобщенную картину обмена жидкости в хрусталике.

Материалы и методы

Исследования проведены на 400 глазах крупного рогатого скота. Для исследования глаза 200 животных забирали в условиях промышленного забоя на мясокомбинате. Забой животных производился по общепринятым методикам. Животные перед забоем были обследованы и не имели признаков сопутствующих заболеваний. Через 10-15 мин. после смерти животных осуществляли энуклеацию глаз. Через 25-30 мин. после энуклеации глаз в зоне плоской части цилиарного тела отсекали задний отдел глазного яблока и удаляли вместе со стекловидным телом. Хрусталик извлекался из структур глаза без нарушения целостности хрусталиковой капсулы. Остатки стекловидного тела с поверхности хрусталика тщательно удаляли.

Выделенные хрусталики взвешивали на аналитических весах типа <^» с точностью до 104 г. После чего хрусталики погружали на плавающей платформе в исследуемый раствор. При этом с раствором контактировала только передняя (50% наблюдений) или задняя (50% наблюдений) поверхность хрусталика. Хрусталики, контактирующие одной поверхностью с заданным раствором, инкубировали в течение заданного времени в термостате ^ = 37 °С). Затем повторно взвешивали и оценивали изменение веса хрусталиков.

Для подавления активности транспортируемых потоков в структурах хрусталика в половине случаев и инкубационные растворы добавляли 0,01% оубаин в количестве 10 мл.

Используемое стекловидное тело выделяли из глаз животных. Плазму крови получали центрифугированием нативной крови с последующим удалением ферментных элементов. В качестве влаги передней камеры использовали сбалансированный раствор, составленный как карбонатно-фосфатный буфер, следующего состава (мг/л):

№С1 - 6051, №ИсО, - 2290,' КНСО, - 408, MgCl2 -75, глюконат кальция - 762, глюкоза - 1000, К2804 - 103, аскорбиновая кислота - 230, КаИ3РО, х 2Н20 - 44, №,ИР04 - 80, барбатаж углекислого газа до доведения рН = 7,4.

Данные, полученные в ходе эксперимента, были обработаны методом статистического анализа.

Результаты исследования

Результаты проведенного исследования хрусталиков крупного рогатого скота представлены на рисунке 1.

На основе полученных данных рассчитывалась скорость переноса жидкости. Расчеты по определению скорости переноса жидкости через поверхности хрусталика представлены в таблице 1.

Данные, представленные на рис. 1 и в табл. 1, показывают, что различные инкубационные растворы по-разному влияют на перенос жидкости через переднюю и заднюю поверхность хрусталика.

Инкубация хрусталиков в растворе идентичной влаге передней камеры (сбалансированном растворе) без оубаина передней и задней поверхностью вызвало прибавку веса хрусталика. Среднее увеличение веса хрусталика при погружении передней поверхностью в 2,3 раза больше, чем при погружении хрусталиков задней поверхностью. Добавление в сбалансированный раствор оубаина вызвало незначительное увеличение веса хрусталиков как при погружении передней, так и при погружении задней поверхностью. Средняя величина увеличения веса хрусталиков при погружении передней поверхностью в 0,6 раза меньше, чем при погружении задней поверхностью. Расчеты по вычислению скорости переноса жидкости показали, что добавление в сбалансированный раствор оубаина сопровождает слабую скорость переноса жидкости через поверхности хрусталика. Сравнение величин прибавки веса хрусталиков при погружении их передней поверхностью в сбалансированный раствор с оубаином и

без него показало существенную разницу в изменение веса хрусталиков (Р < 0,001). Величина изменения веса хрусталика при погружении передней поверхностью в сбалансированном растворе без оубаина в 3,5 раза больше, чем в растворе с оубаином. Однако погружение хрусталиков задней поверхностью в сбалансированный раствор с оубаином и без него не вызвало существенной разницы в изменении веса хрусталиков.

При инкубации хрусталиков в стекловидное тело без оубаина передней и задней поверхностью также наблюдалось увеличение веса хрусталиков. Среднее увеличение веса хрусталиков при погружении их передней поверхностью в стекловидное тело без оубаина в 2,7 раза больше, чем при погружении задней поверхностью. Добавление в стекловидное тело оубаина вызвало незначительное увеличение веса хрусталиков. При этом скорость переноса жидкости через переднюю и заднюю поверхность практически не различается. Сопоставление изменение веса хрусталиков при погружении передней поверхностью в стекловидное тело с оубаином и без него показало значительную разницу в изменении веса хрусталиков. Величина изменения веса хрусталиков при погружении в стекловидное тело без оубаина передней поверхностью в 3 раза больше, чем при погружении в стекловидное тело с оубаином. Сравнение изменения веса хрусталиков при погружении задней поверхностью в стекловидное тело с оубаином и без него не выявило существенной разницы.

Инкубация хрусталиков в плазме крови без оубаина при погружении передней и задней поверхностью вызвало различный характер изменения веса. При погружении хрусталиков передней поверхностью в плазму крови без оубаина вес хрусталиков увеличился на 63,1 ± 0,69 мг. Погружение хрусталиков задней поверхностью вызвало уменьшение на 27,0 ± 0,59 мг. Добавление оубаина в плазму крови вызвало синхронное уменьшение веса хрусталиков. Величина среднего уменьшения веса хрусталиков при погружении передней поверхностью в 1,3 раза больше, чем при погружении задней поверхностью. Сопоставление величины изменения веса хрусталиков в плазме крови при погружении их передней поверхностью с оубаином и без него показало значительное изменение веса хрусталика. Однако величина изменения веса хрусталиков, наблюдаемая при погружении их задней поверхностью в плазму крови с оубаином и без него, является несущественной.

Обсуждение

На основе представленных данных можно утверждать, что в различных инкубационных средах, представляющих собой окружающую среду глаза, водный обмен в хрусталике осуществляется по-разному При контакте хрусталика со сбалансированным раствором, представляющий собой влагу передней камеры глаза, и со стекловидном телом вес хрусталиков увеличивается. Однако при контакте хрусталика с плазмой крови вес хрусталиков уменьшается.

Погружение хрусталиков в инкубационные среды с оубаином и без него задней и передней поверхностью указывает о различном характере переноса жидкости через поверхности хрусталиков.

Несущественное изменение веса хрусталика при погружении задней поверхностью говорит о том, что ингибирующее действие оубаина не влияет на изменение веса хрусталиков. Следовательно, задняя поверхность в активном Тра1 юпорТе не участвует.

Однако снижение прибавки веса в сбалансированном растворе и стекловидном теле, а также уменьшение веса в плазме крови при добавлении в инкубационные растворы оубаина свидетельствует о оубаинозависимом транспорте. Следовательно, передняя капсула хрусталика участвует в активном транспорте жидкости. Ввиду того что передняя капсула в отличие от задней капсулы покрыта эпителиальными клетками, именно эпителий передней капсулы ответственен за активный транспорт ионов и воды.

Обобщая результаты исследования, можно представить следующую схему водного обмена хрусталика. Жидкость из камерной влаги активно транспортируется в хрусталик глаза через эпителий передней капсулы. Затем жидкость в хрусталике перемещается от передней капсулы к задней капсуле. Отток жидкости из хрусталика осуществляется пассивно через заднюю капсулу в стекловидное тело.

Выводы

1. Прибавка веса изолированного хрусталика в растворе, сбалансированном по электролитам с влагой передней камеры передней или задней поверхностью, дает асимметричную прибавку веса за счет преобладающей прибавки веса при погружении передней поверхностью. Асимметрия устраняется оубаином.

2. Прибавка веса изолированного хрусталика в стекловидном теле, передней или задней поверхностью, дает асимметричную прибавку веса за счет преобладающей прибавки при погружении передней поверхностью. Асимметрия устраняется оубаином.

3. Прибавка веса изолированного хрусталика в плазме крови передней или задней поверхностью дает асимметричную прибавку веса за счет преобладающей прибавки при погружении передней поверхностью. При погружении хрусталика задней поверхностью в плазму крови наблюдается уменьшение веса хрусталика. Асимметрия устраняется оубаином. В плазме крови с оубаином хрусталик начинает терять вес при контакте передней поверхностью.

4. Различия прибавки веса хрусталика при погружении его передней или задней поверхностью связано с активным транспортом эпителия хрусталика.

Транспортные потоки через эпителий нативпого изолированного хрусталика направлены в строму хрусталика.

Рис. 1. Изменение веса хрусталиков при погружении в различные инкубационные среды передней и задней поверхностью

Таблица 1. Скорость переноса жидкости через переднюю и заднюю поверхности хрусталика крупного рогатого скота при погружении их в различные инкубационные среды

Инкубационный раствор Поверхность хрусталика Число наблюдений Скорость переноса жидкости через поверхность хрусталиков, Достоверность различий по критерию Стьюдента

Сбаланси- рованный раствор без оубаина передняя 50 14,2 + 0,59 Р< 0,001

задняя 50 6,08 + 0,45

с оубаином передняя 40 4,03 + 0,49 Р > 0,05

задняя 40 5,78 + 0,58

Стекловидное тело без оубаина передняя 20 10,63+0,85 Р< 0,001

задняя 20 3,83 + 0,97

с оубаином передняя 20 3,53 + 0,87 Р > 0,05

задняя 20 3,42 + 0,78

Плазма крови без оубаина передняя 30 14,9 ±0,95 Р< 0,001

задняя 30 -5,94 + 0,89

с оубаином передняя 40 -12,24 + 0,86 Р > 0,05

задняя 40 -9Д9 ±0,79