Современные аспекты патогенеза возрастной катаракты человека (обзор литературы)

    В настоящее время повсеместно отмечается значительный рост заболеваемости возрастной катарактой [1], которую относят к главным причи¬нам слепоты в мире [6] и рассматривают как «медико-социальную проблему государственной важности» [4].

    Общеизвестны значительные морфологические и клинические отличия двух основных разновидностей возрастной катаракты (корковая и ядерная), в особенности на начальных этапах формирования [7].

    Для коркового вида возрастной катаракты характерно появление водяных щелей, диссоциация коры, скапливающейся во внеклеточном пространстве влагой (по мнению В. Хаппе (2005), «внеклеточная катаракта») [10]. Далее происходит помутнение радиальных водяных щелей и формирование более крупных спицеобразных помутнений, которые постепенно продвигаются в направлении передней и задней капсулы хрусталика, а на стадии зрелой корковой катаракты помутнению подвергается вся кора, приобретая белый цвет («серая» катаракта).

    При формировании ядерного вида возрастной катаракты первоначальные помутнения появляются во внутреннем эмбриональном ядре хрусталика и в цитоплазме клеток ядра хрусталика (по мнению В. Хаппе (2005), «внутриклеточная катаракта») [10], распространяясь затем на все отделы взрослого ядра. Помутнение имеет красноватый или буровато-коричневый цвет («бурая» катаракта), носит гомогенный характер и расположено диффузно.

    В настоящее время процесс помутнения хрусталика рассматривается как многофакторное, полиэтиологичное заболевание. При этом важно отметить, что около 85% случаев заболевания катарактой приходится на возрастную [7], патогенетические механизмы которой на сегодняшний день назвать уточненными не представляется возможным.

    Установлена взаимосвязь между ростом заболеваемости возрастной катаракты и повышенными концентрациями фтора в питьевой воде [7], а также ее зависимость от целого комплекса биогеохимических факторов [8].

    Наличие определенных общих заболеваний организма (гипертоническая болезнь, заболевания печени, желудочно-кишечного тракта, гипергликемия и др.) также значительно повышает риск развития возрастной катаракты у конкретного пациента [26].

    Большое внимание исследователей разных стран мира обращено на радиационные факторы, инициирующие катарактогенез (воздействие солнечного света). Как известно [5], солнечное излучение, достигающее поверхности Зем¬ли, имеет спектр от 250 до 1800 нм. В его составе около 2% ультрафиолетового, 40% видимого и 58% инфракрасного излучения. Излучение вызывает фотоповреждение только тех тканей глаза, которые его поглощают. Свет в диапазоне длин волн от 480 до 1200 нм практически не поглощается оптическими средами глаза и, следовательно, вероят¬ность фотоповреждения оптических сред невелика. Однако она резко возрастает при воздействии излучения с длиной волны короче 480 нм, т.е. в синей и ультрафиолетовой части спектра. Свет короче 300-310 нм поглощается роговицей, а хрусталик у людей зрелого возраста практически не пропускает ультрафиолетовую часть спектра. При этом наиболее часто возрастная катаракта возникает у жителей южных регионов земного шара. Особенно опасным для хрусталика является ультрафиолетовый свет с длиной волны 280-315 нм (В-диапазон). Характерно, что люди, подвергающиеся такому облучению более длительное время, чаще заболевают катарактой кортикального типа [12], причем независимо от пола и расы. Чаще корковые помутнения возникают в инфраназальном квадранте хрусталика (57%), превалируя над помутнениями в трех остальных его квадрантах, вместе взятых [22], что демонстрирует проникновение большей части световой энергии в глаз непосредственно из атмосферы, мень¬шая часть отражается от поверхности воды, снега или песка.

    Экспериментальным путем доказана [3] возможность повреждения задней капсулы хрусталика иммунными комплексами «антиген хрусталика — антитело», которые инициируют появление клеток с морфологией фибробластов и процесс фиброза. Возможность повреждения задней капсулы хрусталика иммуноглобулинами на парном глазу также доказана [9].

    Нарушение целостности задней капсулы вызывает более серьезные нарушения ионного гомеостаза хрусталика, чем повреждение передней, кроме того, у пациентов с близорукостью при формировании катаракты передняя капсула хрусталика истончается, а задняя, напротив, подвергается большему утолщению, чем у эмметропов [2].

    Исследование ультраструктурных нарушений хрусталика с применением сканирующей электронной микроскопии в условиях развития ядерной катаракты у пожилых пациентов выявило формирование в хрусталике областей его «глобулярной дегенерации». Они состоят из сферических белковых глобул (multilamellar bodies, MLBs) диаметром от 1 до 20 мкм, покрытых двухслойной липидной мембраной, и способны уменьшать светопропускание на 65% [15, 16]. Кроме того, в цитоплазме волокон и эпителиальных клеток выявлены гранулы гликогена размером 25-35 нм [14, 18].

    Доказано, что человеческий MrgX3 ген, пересаженный трансгенным крысам, вызывает сбой нормального процесса клеточной дифференцировки и приводит к формированию катаракты, сопровождающейся оводнением хрусталика, набуханием и дегенерацией его клеток-волокон [17].

    Детально изучено состояние половых гормонов и их рецепторов у пациентов с возрастной катарактой. Попытка выяснить механизм высокой заболеваемости женщин в постменопаузальном периоде катарактой привела к выявлению эстрогеновой защиты митохондриальной функции эпителиальных клеток хрусталика и уровня АТФ в процессе окислительного повреждения, что повышает жизнеспособность клеток хрусталика на 95% [28]. При этом отмечается, что эстроген имеет важное значение в физиологии хрусталика обоих полов.

    На культуре клеток показано, что при воздействии повреждающих факторов эпителиальные клетки хрусталика вступают в процесс эпителиально-мезенхимального перехода и под контролем трансформирующего фактора роста ?2 (TGF-?2) подвергаются трансформации в миофибробласты, позитивные для установленного маркера данного процесса [20, 21]. Сведения, полученные этим авторским коллективом, согласуются и логично дополняют результаты [7], полученные сотрудниками других лабораторий в разное время в ходе независимых научных исследований. Например, «особый интерес при некоторых катарактах представляет факт образования эпителиальными клетками хрусталика волокнистых структур с тинкториальными свойствами коллагенов, при внешнем сходстве этих клеток с фибробластами. Это явление впервые описано еще в 1906 году R. Onfray, Opin...» [цит. по: Мальцев Э.В. и др., 2002].

    Предложена экспериментальная модель образования катаракты. Она основана на влиянии трансформирующего фактора роста ?, индуцирующего эпителиально-мезенхимальный переход в клетках хрусталика [13].

    Из литературных источников известно, что в условиях формирования различных видов катаракты у человека выявлены иммунопозитивные реакции клеток хрусталика к vimentin. Выдвинуто предположение о трансформации эпителиальных клеток хрусталика в мезенхимальные в ходе катарактогенеза [25]. По этой причине ряд авторов склонен называть такие метаплазированные клетки миофибробластами или мезенхимальными клетками. По мнению Nielsen H.L. et al. (2003) [19], в результате описанной пластичности фенотипа данных клеток, позволяющей осуществлять процесс эпителиально-мезенхимального перехода, указанные клетки приобретают различные функциональные дефекты.

    Приведенные выше сведения затрагивают фундаментальную проблему трансформации фенотипа клеток в различных условиях и демонстрируют возможность изменения клетками хрусталика своих фенотипических характеристик в условиях катарактогенеза.

    В 2003 г. в журнале «Curr Opin Cell Biology» опубликована обзорная статья Thiery J.P. (Институт Кюри, Франция) [27], в которой подробно описаны распространенность, механизмы и физиологическая суть данного процесса. Эпителиально-мезенхимальный переход (epithelial-mesenchymal transitions — EMT) признан фундаментальным процессом, управляющим морфогенезом в многоклеточных организмах. Этот процесс реактивируется при различных заболеваниях, включая фиброз [23] и прогрессирование злокачественных новообразований [19].

    Аналогичные механизмы неоднократно описаны in vivo в ходе физиологического развития многоклеточных организмов, например, в период гаструляции [24]. Эпителиально-мезенхимальное трансдифференцирование описано и при многих патологических состояниях, например, при почечном фиброзе на фоне хронического гломерулонефрита [11]. Авторами указанной работы полученные результаты позволили сделать следующий вывод: «эпителиально-мезенхимальная трансдифференциация — это преходящий клеточный феномен, представленный в том числе и в почечных клубочках человека, способствующий формированию миофибробластов из эпителиальных клеток и развитию фиброза в почечном клубочке» [цит. по: Bariety J. et al., 2003].

    На культуре эпителиальных клеток хрусталика доказано [20], что вскоре после повреждения активируется сигнальный преобразователь (Smad3) трансформирующего фактора роста ?. Авторы демонстрируют, что блокирование указанного трансдуктора приводит к уменьшению фенотипических изменений эпителиальных клеток хрусталика в ходе «epithelial-mesenchymal transition (EMT)», блокируя экспрессию маркеров EMT (?-гладкомышечный актин, коллаген I типа).

    В заключение следует отметить, что современная офтальмологическая наука совершенствует преимущественно хирургические методы лечения катаракты. Без должного внимания остаются фундаментальные вопросы причин и механизмов формирования катаракты. В последние годы появилась тенденция к изучению тонких морфологических, биохимических и иммуногистохимических механизмов формирования катаракты. Однако чаще предметом изучения являются конечные стадии патологического процесса, которые выявляют устойчивую структурную перестройку, обеспечивающую адаптацию к действию повреждающих факторов. Начальные этапы адаптации в форме создания временной («запускающей») функциональной системы клеток хрусталика изучены недостаточно. Изучение именно ранних этапов формирования патологического процесса особенно важно, так как в это время складываются ситуации, определяющие характер дальнейшего пути развития заболевания и позволяющие с учетом накопленных знаний проводить необходимую его коррекцию.