Цель работы — изучение влияния мягких контактных линз на структуру и биомеханические свойства роговицы.
Материал и методы
Обследованы 114 человек (226 глаз) с различной степенью аметропии, которым для коррекции зрения были назначены МКЛ. Возраст пациентов варьировал от 18 до 36 лет. Контрольную группу составили 10 пациентов (18 глаз) с аномалиями рефракции без патологии роговицы, которые не носили контактные линзы. В зависимости от сроков ношения МКЛ было выделено три группы (табл. 1)
Распределение пациентов в зависимости от типа применяемых ими МКЛ в каждой группе было практически одинаковым, за исключением пациентов 3-й группы, которые в основном (в 55,6% случаев) пользовались гидрогелевыми низкогидрофильными (ГНГ) линзами.
Мониторинг состояния роговицы с визуализацией тканей на микроструктурном уровне проводили с помощью конфокального микроскопа «Confoscan-4» (Nidek, Japan), который позволил исследовать роговицу по всей ее толщине (исследуемая зона — 440х330 мкм, увеличение — 500, шаг сканирования между анализируемыми слоями — 5 мкм). Исследование проводили без анестезии с использованием иммерсионной жидкости «Видисик» (толщина слоя – 2 мм), расположенной между роговицей и объективом линзы, в результате чего исключался непосредственный контакт линзы и роговицы. Использовали автоматический и при необходимости мануальный режимы сканирования роговицы, функцию подсчета плотности эндотелиальных клеток с оценкой их плеоморфизма и полимегатизма. Конструкция прибора позволила исследовать роговицу в центральной зоне и ее парацентральных участках.
Исследование биомеханических свойств роговицы проводили на приборе «ORA» фирмы Reichert (Германия), который позволяет определять фактор резистентности роговицы (ФРР), характеризующий ее упругие свойства и прямо коррелирующий с ее толщиной (ЦТР), а также оценить корнеальный гистерезис (КГ), отражающий способность ткани поглощать энергию.
Исследования структуры и биомеханических свойств роговицы проводили в ближайшее время (через 5-20 мин) после снятия линз.
Результаты
При конфокальной микроскопии у пациентов контрольной группы получены данные, характеризующие нормальную картину всех слоев роговицы. Поверхностный слой эпителия был представлен полигональными клетками, в основном с четкими ядрами и границами, гомогенной плотности. Далее визуализировался слой крыловидных клеток с нечеткими ядрами, под которыми находились базальные клетки полигональной формы без ядра и с четкими яркими границами. Боуменова и десцеметова мембрана не идентифицировались, так как были прозрачными. Под боуменовой мембраной визуализировалось субэпителиальное нервное сплетение в виде длинных, параллельно идущих тяжей или пучков нервов. В строме определялись ядра кератоцитов на фоне бесклеточного матрикса, которые в передних слоях имели округлую бобовидную форму, а в задних – овальную. Визуализировались нервные волокна из глубокого роговичного сплетения. Задний эпителий роговицы выглядел как яркий одноклеточный слой клеток, большинство из которых имели гексагональную форму (плеоморфизм – 69,19%). Плотность эндотелиальных клеток (ПЭК) составила в среднем 3108 кл⁄мм², полимегатизм — 31,38% (р≤0,05).
У пациентов 1-й группы, как правило, имели место изменения в эпителиальном слое роговицы в виде метаплазии эпителия, ослабления активности нервных волокон субэпителиального сплетения (неравномерность рефлективности). У всех пациентов, пользующихся ГНГлинзами, и у части тех, кто носил гидрогелевые высокогидрофильные (ГВГ) или силикон-гидрогелевыми (СГ) МКЛ, наблюдали небольшую деструктуризацию, незначительный отек и активацию (повышение рефлективности) кератоцитов в передних слоях стромы. Структура эндотелия была практически не изменена: ПЭК — 3148 кл⁄мм², полимегатизм — 31,35%, плеоморфизм – 61,88% ( р ≤ 0,05).
Рис. 1. Структурные изменения роговицы по данным конфокальной микроскопии: а) повышенная десквамация поверхностного слоя эпителия; б) ослабление активности стромальных нервов; в) появление клеток Лангенгарса (обозначены стрелками); г) наличие депозитов в строме; д) разнонаправленные складки и экстрацеллюлярный отек в передних отделах стромы; е) эндотелий при увеличении полимегатизма и уменьшении плеоморфизма клеток, неравномерной рефлективности и наличии мелких депозитов. В правом верхнем углу представлены конфокальные картины роговицы в норме
Рис. 2. Корнеограммы, полученные на приборе «ORA» в норме (а), у пациента 1-й (б), 2-й (в) и 3-й (г) групп
У большинства пациентов 2-й группы независимо от типа МКЛ при исследовании на конфокальном микроскопе были выявлены следующие морфологические изменения роговицы: метаплазия и повышенная десквамация эпителия (рис. 1а), слабый отек экстрацеллюлярного матрикса и незначительное нарушение цитоархитектоники роговицы, ослабление стромальных нервов (вид «четок») (рис. 1б). В передних слоях стромы наблюдали увеличение количества гиперрефлективных («активных») кератоцитов с визуализируемыми отростками, линии разрежения корнеальных пластин, в ряде случаев прослеживали наличие иммунокомпетентных дендриформных клеток Лангеранса (рис. 1в). Кроме того, у нескольких пациентов выявляли единичные фиброзно–дистрофические изменения в передних слоях стромы (гиперрефлективные депозиты). Несмотря на незначительное нарушение структуры эндотелия (полимегатизм — 36,95%, плеоморфизм – 54%), ПЭК соответствовала возрастной норме (3214 кл⁄мм²) (р ≤ 0,05).
Выраженные изменения роговицы имели место у пациентов 3 группы в большей степени у тех, кто пользовался ГНГ-линзами. По данным КМ, морфологическая картина была достаточно многообразной. Прежде всего были выявлены различные признаки эпителиопатии: поверхностные клетки становились деформированными и вытянутыми в косом направлении, снижалась их плотность, появлялось большое количество светлых клеток с уменьшенным ядром или без него, что свидетельствовало об резко повышенной десквамации поверхностного слоя эпителия. В базальном слое эпителия нередко обнаруживали деформацию клеток, которые имели нечеткие или расширенные границы, неоднородную цитоплазму и визуализируемое ядро. Неравномерный рефлекс с боуменовой мембраны, по-видимому, косвенно свидетельствовал о нарушении ее структуры и прозрачности. При этом были отмечены активация стромальных нервов и нервных волокон субэпителиального сплетения, появление ярких и хорошо очерченных единичных стромальных депозитов как в передних, так и в задних отделах со средним диаметром 0,2-0,5 мкм (рис. 1г), морфологически измененных кератоцитов (с яркими удлиненными или искривленными ядрами), клеток Лангерганса. Нарушения архитектоники волокнистых структур стромы в передних отделах проявлялись в виде разнонаправленных складок: разнородные тонкие линии со сниженной отражательной способностью, контрастирующие с более светлой стромой и располагающиеся внеклеточно (рис. 1д). В большинстве случаев были изменены размер и форма эндотелиальных клеток: снижение количества гексогональных клеток (плеоморфизм – 50,42%), увеличение степени полимегатизма (40,56%), а в ряде случаев также наблюдались неравномерность рефлективности и депозиты на эндотелии (рис. 1е). Следует отметить, что хотя ПЭК была в пределах возрастной нормы (2899 кл⁄мм²), но ниже в сравнении с другими группами пациентов.
Показатели биомеханических свойств и толщины роговицы представлены в табл. 2. У пациентов 1-й и 2-й групп данные ФРР и КГ (рис. 2 б, в) были ниже, а толщина роговицы в центре оптической зоны выше таковых контрольной группы. Тогда как в 3-й группе в отличие от контрольной при снижении показателей ФРР и КГ обнаружили уменьшение толщины роговицы в центре оптической зоны. При этом наблюдали изменение формы волновых сигналов: пик исходного сигнала аппланации был значительно выше исходного сигнала давления, пики имели низкую амплитуду и были отделены друг от друга (рис. 2 г).
Распределение пациентов в зависимости от срока ношения МКЛ
Показатели биомеханических свойств (ФРР и КГ) и толщины (ЦТР) роговицы (M±m)
Таким образом, полученные данные свидетельствуют о том, что применение контактных линз оказывает существенное влияние на биомеханические свойства роговицы, отражающие, как правило, ее структурные изменения. Длительное ношение МКЛ особенно ГНГ, кислородопропускаемость которых обычно не превышает 30 единиц, а время использования одной линзы составляет 6-12 месяцев, ведет к хронической гипоксии, то есть способствует изменению метаболизма роговицы, а именно к осмотическому дисбалансу, следствием чего является отек, структурная и функциональная перестройка тканей (в частности, эпителиопатия, деформация кератоцитов, появление иммунокомпетентных клеток Лангенгарса и др.), что постепенно приводит к дегенеративным изменениям (например, возникновению стромальных депозитов). В первые годы ношения МКЛ происходит утолщение роговой оболочки в центральной оптической зоне, что, по-видимому, свидетельствует о преобладании отека экстрацеллюлярного матрикса над деструктивными процессами. Последнее предположение подтверждается тем, что после 8-10 лет использования МКЛ наблюдается тенденция к истончению роговицы, которое может указывать на увеличение фиброзно-дистрофических изменений роговицы, что наглядно прослеживается у пациентов 3-й группы. Кроме того, применение МКЛ независимо от их кислородопропускаемости и сроков ношения снижает корнеальный гистерезис и фактор резистентности, вероятно, за счет дезорганизации различных роговичных слоев (главным образом, эпителия и стромы), происходящих при хронической гипоксии и⁄или из-за повышенного модуля упругости самой линзы.
Выводы
1. Конфокальная микроскопия и исследование биомеханических свойств роговицы позволяют, с одной стороны, визуализировать изменения на микроструктурном уровне, а с другой, оценить их возможное влияние на вязкоэластические свойства роговицы.
2. Наиболее выраженное влияние на структуру и биомеханические свойства роговицы оказывает длительное (более 8 лет) назначение МКЛ с низкой кислородопроницаемостью, проявляющееся нарушением цитоархитектоники роговицы, изменением состояния нервных волокон, появлением иммунокомпетентных клеток Лангерганса, уменьшением плеоморфизма и увеличением полимегатизма эндотелия, кроме того, снижением фактора резистентности и гистерезиса роговицы и изменением кератопахиметрических показателей.
Поступила 19.03.09
