1.1. Стекловидное тело

    1.1.1. Белки стекловидного тела

    Концентрация белка в стекловидном теле (СТ) человека колеблется от 0,5 до 1 мг/мл [236, 241, 244]. Aretz S. с соавторами в 2013 году опубликовали результаты исследований СТ человека, проведенных с использованием метода масс-спектрометрического анализа. Ими было выявлено более 1000 белков в трех различных образцах человеческого СТ, извлеченных при витрэктомии. Число белков СТ, уверенно подтвержденных и совпавших во всех трех образцах составило 261. Большая часть белка, содержащегося в СТ, была ими отнесена к белкам плазматического происхождения [69]. Результаты исследований 2012 года Angi M. с соавт. показали, что альбумины и иммуноглобулины составляют более 80% от общего количества белка стекловидного тела. Ими было высказано предположение о том, что плазматические белки попадают в витреальную полость с внутриглазной жидкостью, продуцируемой цилиарным телом [68].

    Белковый экстрацеллюлярный матрикс СТ в основном представлен коллагеном [28, 30, 49, 70]. Общая концентрация коллагенов в СТ невелика и составляет приблизительно 300 мкг/мл, т. е. всего лишь 0,5% от суммарного содержания белков [74, 77, 263]. Эта часть белка формирует фибриллярную коллагеновую сеть, придающую СТ специфическую структуру и гелеподобные качества [72, 75, 78, 246]. Коллаген распределен в СТ неравномерно, его наивысшая концентрация отмечается в основании СТ и уменьшается в направлении к центральной и задней частям СТ, но затем увеличивается в заднем кортикальном слое, прилежащем к сетчатке [76, 236, 244]. В стекловидном теле взрослого человека практически весь коллаген поперечно сшит в фибриллы, которые состоят из сшитых коллагенов типов II, V/XI и IX. Три α-цепи коллагена перевиваются друг с другом по мере того, как молекула коллагена собирается в процессе синтеза в клеточном эндоплазматическом ретикулуме. Они сшиваются таким образом, поскольку α-цепи характеризуются определенной аминокислотной последовательностью с глицином (наименьшей из аминокислот) в каждой третьей позиции аминокислотной цепи, тогда как двумя другими аминокислотами в повторяющихся триплетах, начинающихся с глицина, зачастую являются пролин или гидроксипролин. Эта повторяющаяся аминокислотная последовательность создает условия для того, чтобы упомянутые три α-цепи образовывали сборку в форме коллагеновой тройной спирали. Внутри фибрилл молекулы коллагена образуют высокоорганизованную структуру и представляют собой решетки, расположенные в шахматном порядке. По мере того, как они соединяются в фибриллы, молекулы коллагена образуют поперечные сшивки друг с другом, тем самым повышая прочность на разрыв и механическую стабильность фибрилл и приобретают характерную поперечную исчерченность [71, 276].

    1.1.2. Коллагены стекловидного тела

    Коллаген типа II в СТ является преобладающим, на его долю приходится приблизительно 75% от коллагена СТ [83, 84]. Он входит в состав группы коллагенов, формирующих фибриллы, наряду с коллагенами типов I, III, V, XI, V/XI, XXIV и XXVII. Молекула коллагена типа II состоит из трех идентичных α-цепей. Молекулы коллагена типа II имеют низкую растворимость, эта особенность и создает возможность для их участия в процессе формирования фибрилл [241, 242, 244]. Коллагены типа V и типа XI первоначально были выявлены как отдельные типы коллагена, причем для коллагена типа V, обнаруживаемого в коже и других тканях, были характерны различные сочетания цепей (например, [a1(V)2a2(V)], [a1(V)3], [a1(V)a2(V)a3(V)]), а коллаген типа XI [a1(XI)a2(XI)a3(XI)] обнаруживался в хрящевой ткани. На долю коллагена типа V/XI приходится приблизительно 10% коллагена, присутствующего в СТ человека [84, 86]. В СТ коллаген типа V/XI, наряду с коллагенами типа II и типа IX, сшивается в гетеротипические (смешанного состава) фибриллы [241, 276]. Коллаген типа IX не относят к коллагенам, формирующим фибриллы, хотя он и обнаруживается на их поверхности. Он входит в группу FACIT-коллагенов (связанные с фибриллами коллагены с прерывистыми тройными спиралями), которая также включает коллагены типов XII, XIV, XVI и XIX. Коллаген типа IX секретируется в виде зрелого коллагена [242, 244]. Коллаген типа VI формирует отличающиеся от других чётковидные микрофибриллы, и незначительные количества этих микрофибрилл были выявлены в изолятах, взятых из стекловидного тела [83]. Результаты исследований указывают на то, что коллаген типа VI присутствует, главным образом, в ВПМ и/или кортикальном слое СТ [86, 213, 214]. С учетом расположения микрофибрилл коллагена типа VI и того, что они связывают коллагены типов II и IV, предполагается, что они обуславливают ВРА [229, 263]. Гетеротипические фибриллы коллагена СТ формируются из коллагена типов II, V/XI и IX. Эти фибриллы очень длинные, неразветвленные и тонкие; они имеют одинаковый диаметр, равный 10-20 нм в зависимости от биологического вида [70, 71, 73]. Сердцевина фибрилл коллагена СТ представляет собой сополимер коллагена типа II и коллагена типа V/XI. Внутри фибрилл молекулы коллагена сшиваются высокоупорядоченным образом, и в результате эти фибриллы характеризуются повторяющимся рисунком исчерченности при исследовании с помощью электронной микроскопии [246]. Коллаген типа IX представляет собой протеогликан хондроитин сульфат, цепи хондроитин сульфата равномерно распределяются вдоль поверхности фибрилл. Считается, что они играют важную роль в обеспечении пространственной разобщенности фибрилл коллагена [241, 242, 276].

    1.1.3. Клетки стекловидного тела

    Впервые клетки СТ взрослого человека описал Hannover А. в 1840 году [143]. С момента обнаружения клеток прошло более 180 лет, однако до настоящего времени определенного консолидированного представления об их фенотипической принадлежности и функции не составлено. Первым детальное описание клеток СТ дал Иванов А. в 1865 году, им было опубликовано подробное исследование клеток СТ. Он обнаружил веретенообразные, пузырчатые и звездчатые клетки, им выявлено множество переходных клеточных форм и установлена способность всех клеток СТ к амебоидному движению [158].

    В 1961 году Balazs Е.А. предложил называть клетки СТ гиалоцитами [73]. В 1976 году Hogan M.J. с соавторами высказали утверждение, что гиалоциты СТ человека имеют макрофагальное происхождение [153]. В 1985 году Salu P. с соавторами, основываясь на проведенных на крысах морфологических исследованиях, предположили, что гиалоциты могут быть отнесены к моноцитарно-макрофагальной клеточной линии [230]. В 1994 году Lazarus H.S. и Hageman G.S. пришли к заключению, что гиалоциты относятся к моноцитарно-макрофагальной линии [181]. Sakamoto T., Ishibashi T. в работах 2003, 2011 года предположили, что гиалоциты происходят из костного мозга, играют иммунную роль, являются посредниками воспаления и могут участвовать в мембранообразованиии [226, 227]. Noda Y. с соавторами в 2004 году предположили, что гиалоциты могут обладать фибринолитической активностью [198]. Kita T. с соавторами в 2008 году выдвинули гипотезу о том, что гиалоциты могут принимать участие в пролиферативных процессах [174]. Считается, что гиалоциты причастны к образованию эпимакулярных мембран [237]. Высказывается мнение, что клетки СТ с одной стороны поддерживают прозрачность СТ, а с другой могут вызывать образование эпиретинальных мембран [225]. Суетов А.А., Бойко Э.В. в 2018 году предположили, что гиалоциты происходят из тканевых макрофагов, поступающих в витреальную полость из кровяного русла. Авторы указали, что «потенциально в составе мигрирующих клеток в СТ могут привноситься внутриклеточные инфекции». Несмотря на многочисленные исследования гиалоцитов СТ «до сих пор остается неизвестным, насколько весом вклад гиалоцитов в продукцию различных макромолекул СТ» [35].

    В настоящее время представления о функции и клеточной принадлежности гиалоцитов СТ человека находятся в стадии формирования.

    1.1.4. Синтез новообразованного коллагена в стекловидном теле взрослого человека

    Признаки синтеза вторичного СТ (взрослого типа) регистрируются в конце 6-й недели эмбриональной жизни человека [232]. Считается, что коллагены стекловидного тела образуются, главным образом, в области цилиарного тела, высказываются утверждения, что коллаген стекловидного тела синтезируется развивающейся сетчаткой [242]. Для локализации зоны синтетической активности применялся косвенный метод гибридизации in situ с целью обнаружения РНК коллагена в гистологических срезах. Исследования на эмбрионах человека не производились, выводы основаны на исследованиях глаз животных. Основываясь на исследованиях глаз эмбрионов цыплят, продемонстрирована экспрессия коллагена типа II на всем протяжении внутреннего слоя глазного бокала на ранних стадиях эмбрионального развития (эмбриональные дни 3,5-5); затем к 7-му эмбриональному дню экспрессия коллагена типа II локализовалась в предполагаемом цилиарном теле [184]. Исследование развивающегося глаза цыпленка подтвердило, что по состоянию на 10-й эмбриональный день экспрессия коллагена типа IX была ограничена пределами развивающегося цилиарного тела [141]. При исследовании глаза эмбриона мыши (17,5 эмбриональный день), а также глаза взрослой мыши, зарегистрирована экспрессия цепей коллагена типа IX в области цилиарного тела, слабая экспрессия наблюдалась в сетчатке и хрусталике [86].

    Одним из признаков синтеза экстрацеллюлярного коллагена является обнаружение растворимого коллагена. В 2005 году Halfter W. с соавторами провели исследование наличия растворимого коллагена в СТ эмбриональных и постнатальных глаз человека. Растворимый коллаген определялся методом Вестерн-блоттинга. Авторами был зарегистрирован быстрый постнатальный спад количества растворимого коллагена в СТ. К 6 месяцам он обнаруживался в очень малых количествах, а в глазу взрослого человека обнаружить растворимый коллаген не удалось. Коллаген по-прежнему присутствовал в СТ постнатальных и взрослых глаз, но практически в полном объеме был поперечно сшит в фибриллы и, соответственно был нерастворимым и, следовательно, не определялся методом Вестерн-блоттинга [141]. Вместе с тем существует противоположное мнение. Ponsioen T.L., Hooymans J.M., Los L.I. в 2010 году нашли свидетельства того, что в глазах взрослого человека синтез коллагена СТ продолжается. Они обнаружили небольшие количества растворимого проколлагена типа II, незрелых поперечных сшивок коллагена в фибриллах и присутствие мРНК коллагена типа II в образцах, взятых при проведении ретинэктомии [212]. Кроме того, обнаружены косвенные свидетельства синтеза коллагена СТ на периферии сетчатки [213, 274].

    В более ранних исследованиях, проведенных Bishop P.N. с соавторами в 1994 году, определено, что концентрация коллагена в СТ глаза человека остается более или менее постоянной на протяжении всей жизни, составляя приблизительно 300 мкг/мл [83]. Ponsioen T.L. с соавторами в 2008 году, по совокупности результатов исследований, высказали предположение, что «синтез новообразованного коллагена в глазу взрослого человека, вероятно, находится на низком уровне» [214]. В 2013 году Van Deemter М. с соавторами указали на значительную деградацию коллагена и его активный кругооборот в СТ глаза взрослого человека под воздействием трипсина и металопротеиназ [272]. Мнение о спорности возможного синтеза коллагена в СТ взрослого человека разделяется и российскими исследователями [37].

    Результаты имеющихся исследований о синтезе коллагена в СТ взрослого человека основаны на косвенных данных и противоречивы. В настоящее время не составлено единой общеприятой концепции в отношении синтеза коллагена в СТ взрослого человека.