1.1. Строение эндотелиального слоя роговицы

    Эндотелий (задний эпителий роговой оболочки) представляет собой слой высокодифференцированных клеток плоского однослойного эпителия, берущего свое начало в процессе эмбриогенеза из клеток нейрального гребня [95, 105, 118]. Основной функцией эндотелиального слоя является обеспечение прозрачности роговицы, путем поддержания постоянного гидростатического давления, что достигается балансом барьерной и насосной функций эндотелиоцитов. Эндотелиальные клетки имеют преимущественно гексагональную форму, диаметр клеток составляет 18-20 мкм, а высота 5-6 мкм [111]. Клетки располагаются на Десцеметовой мембране (ДМ) и фиксируются к ней при помощи полудесмосом. Кроме фиксации к ДМ, эндотелиоциты плотно прилегают друг к другу и соединяются между собой при помощи десмосом и запирательных пластинок, которые располагаются по апикальной поверхности клеток и тем самым закрывают межклеточное пространство. Дополнительным механизмом фиксации между клетками служат цитоплазматические выросты, вдавливающиеся в тело соседних клеток. При этом между плотно прилегающими клетками, которые соединены между собой таким изобилием межклеточных контактов, все же имеются щелевидные пространства, ширина которых составляет около 20 нм, позволяющие жидкости свободно проникать в строму роговицы [31,62]. Такое строение клеток и межклеточных контактов обеспечивает барьерную функцию. Насосная функция обеспечивается наличием метаболических помп, которые располагаются на латеральных мембранах эндотелиоцитов [38]. Помпы поддерживают постоянное динамическое равновесие между притоком внутриглазной жидкости в строму через систему межклеточных щелевидных пространств и поступление жидкости обратно в переднюю камеру по градиенту осмотического давления. Диффузия жидкости из стромы роговицы обратно в переднюю камеру осуществляется посредствам активного метаболического транспорта свободных ионов Na⁺ и HCO₃ ^–, Na/K АТФ-азной помпой в обмен на K+ [15]. Уменьшение плотности эндотелиоцитов приводит к нарушению процессов регуляции жидкости в строме роговицы. На сегодняшний день выявлена обратная зависимость между возрастом и плотностью эндотелиоцитов [114]. При использовании эндотелиального микроскопа установлено, что при рождении плотность эндотелиальных клеток может превышать 7500 кл/мм². В первый год жизни уменьшение плотности клеток составляет примерно 26%, дальнейшее падение еще на 26% отмечается на протяжении следующих двух лет. Это напрямую коррелирует с увеличением диаметра роговой оболочки [27,94,112]. В дальнейшем скорость потери плотности клеток снижается, и число эндотелиоцитов стабилизируется к среднему возрасту. В возрасте от 20 до 80 лет скорость потери клеток составляет 0,6% (0,1-1,0%) в год и обуславливается их апоптозом. Замещение дефектов происходит путем увеличения средней площади (полимегатизм) и смыкания соседних клеток. Представленный механизм адаптации приводит к повышению уровня неоднородности и размеров клеток (плеоморфизм) из оставшейся популяции эндотелиоцитов. Данные факты свидетельствуют об отсутствии или же очень низкой митотической активности эндотелиоцитов.

    Деление клеток эндотелиального слоя в физиологических условиях ограничено рядом факторов. Эндотелиоциты останавливаются в фазе G1 клеточного цикла, их переход в S-фазу предотвращает белок p27kip, ингибитор циклин-зависимой киназы, активизирующийся сильным контактным торможением [81]. Кроме того, положительные факторы роста, стимулирующие митоз, обнаруживаются в передней камере в значительно меньших концентрациях, в то время как отрицательные факторы роста, такие как TGF-β, усиливающие клеточную стабилизацию, повышены. Дополнительным фактором, препятствующим митозу в эндотелиальных клетках, является накопление активных форм кислорода, которые способствуют развитию стрессового старения клеток [70]. Принято считать, что плотность клеток, равная 500 кл/мм², является критической, и дальнейшее снижение ведет к необратимой гидратации стромы роговицы. Снижение плотности эндотелиальных клеток до порогового значения приводит к значительному расширению межклеточных щелевидных пространств и увеличению объема поступления внутриглазной жидкости в строму роговицы. Несмотря на то, что количество метаболических помп компенсаторно увеличивается в процессе потери клеток, их абсолютное количество при снижении плотности ниже порогового уровня недостаточно для адекватной дегидратации роговицы. В результате накопления ионов Na+ в строме роговицы, внутриглазная жидкость по механизму диффузии проникает в строму из-за нарушения как барьерной, так и насосной функции эндотелиального слоя. Дальнейшая эндотелиальная дисфункция приводит к распространению отека от задних слоев стромы до эпителиального слоя с развитием микрокист и булл [14].

    Основные причины эндотелиальной дисфункции можно разделить на первичные, или генетически детерминированные, и вторичные. Международный комитет по классификации роговичных дистрофий (International Committee for Classification of Corneal Dystrophies – IC3D) в 2015 году опубликовал последнюю редакцию генетически детерминированных дистрофий, согласно которой к эндотелиальным дистрофиям, или так называем дистрофиям «заднего типа», относятся:

    – врожденная наследственная эндотелиальная дистрофия,

    – эндотелиальная дистрофия роговицы, связанная с X-хромосомой,

    – задняя полиморфная дистрофия роговицы,

    – эндотелиальная дистрофия роговицы Фукса [124].

    К вторичным причинам эндотелиальной дисфункции относятся повреждения эндотелия в результате оперативных вмешательств, воспалительных процессов роговицы и проникающих ранений роговицы.