1.1. Строение роговицы у детей в норме и при кератоконусе

    Строение роговицы новорожденных имеет свои особенности. Так, у новорожденных толщина ее в центре составляет примерно 1,2 мм, к 4 годам и до 15 лет – 0,6-0,8 мм (приблизительно такая же толщина роговицы у взрослых). Истончение роговицы с возрастом имеет большое практическое значение, особенно при решении вопроса о сроках и методе кератопластики. У новорожденных ее толщина больше, чем у детей первого года жизни, что связывают с формированием в этот период времени функции эндотелиальных клеток [33].

    Кривизна роговицы изменяется с возрастом. У новорожденных она более сферичная и уплощается к 5-летнему возрасту. При этом изменяются диаметр и площадь роговицы: в один год диаметр роговицы составляет 10(9,5—10,5) мм, радиус кривизны 7 (6,8—8) мм, площадь 90 мм2; в три года диаметр роговицы - 11 (10,8—11,2) мм, радиус кривизны 7,2 (6,7—8,3) мм,площадь 115,3 мм2; в пять лет диаметр роговицы - 11 (10,8—11,3) мм, радиус кривизны 7,3 (6,9—8,4) мм, площадь 114,3 мм2; в двенадцать лет диаметр роговицы - 11 (10,8—11,2) мм, радиус кривизны 7,5 (7,0—8,7) мм, площадь 113 мм2.

    По-видимому, эти изменения в известной мере связаны с этапами общего роста и развития ребенка, в том числе и органа зрения. Исследования показывают, что в возрасте до 1 года происходит формирование переднего отдела глаза, в возрасте до 3 лет – области экватора и до 7 лет – заднего отдела.

    Ряд авторов, изучающих анатомические особенности глаза ребенкасчитают, что в позднем возрасте развивается «правильный» астигматизм,заключающийся в том, что в вертикальном меридиане радиус кривизныроговицы меньше. В связи с этим, роговая оболочка в вертикальноммеридиане обладает более сильной рефракционной способностью. Роговицастановится сферичной приблизительно в возрасте 45 лет. При этомразвивается «неправильный» астигматизм [13].

    Сферичность и гладкость передней поверхности роговицы являются важными факторами, обеспечивающими ее прозрачность. При нарушении сферичности развивается астигматизм и существенно снижается зрение.

    Наиболее ярко это проявляется при кератоконусе. В тех случаях, когдаформируется рубцовая ткань роговицы, но сохраняется ее кривизна,острота зрения страдает в меньшей степени.

    В постнатальном периоде развития роговица – оптико-биологическаясистема, состоящая из 5 слоев. В человеческой роговице коллагеновыеволокна ориентированы преимущественно горизонтально и вертикально (подуглом 90° и 180°), параллельно друг другу и поверхности роговицы, чтоопределяет ее кривизну и прозрачность. Подобная закономерность имеетместо на большей части роговицы, за исключением полосы шириной 2 ммвдоль лимба. Коллагеновые волокна, идущие от лимба до лимба, связанымежду собой в передне-заднем направлении посредством матриксных белков(протеогликаны и др.), а также коллагена VI типа, являющегося своеобразным «мостом» между коллагеновыми фибриллами I типа.

    Кератоциты, благодаря наличию отростков, также участвуют в образовании поперечных связей, взаимодействуя друг с другом и коллагеновыми фибриллами [101, 102, 136]. Коллаген составляет около 80% органического содержания собственного вещества роговицы. Взаимноадаптированные фибриллы коллагена (преимущественно I, а также III, и V типов) роговичной стромы окружены протеогликановым матриксом. Они обеспечивают радиально во всех направлениях равномерное распределение прочности на разрыв, минимальное светорассеяние и достаточную прозрачность роговицы.

    Нефибриллярный коллаген IV типа является основным компонентом передней и задней пограничных мембран роговицы. Коллаген VII типа необходим для закрепления связи между базальными клетками эпителия, базальной мембраной и передней стромой [103, 114, 129].

    Первостепенной задачей кератоцитов (стромальных фибробластов) является поддержание в прозрачном состоянии и регенерация роговичной стромы. Они принадлежат к мезенхимальным клеткам. В ходе защитновосстановительных процессов, следующих за повреждением стромы, кератоциты способны изменять свои фибропластические способности, включая: фагоцитоз коллагеновых фибрилл, синтез коллагена, гликозаминогликанов, синтез коллагеназы и ингибиторов металлопротеиназ.

    При определенных условиях эти метаболические функции кератоцитов могутрегулироваться цитокинами из эпителия, клеток воспаления или другихкератоцитов [15]. Репарация поврежденного собственного вещества роговицы происходит за счет продукции коллагена кератоцитами, которыемобилизуются из прилежащих участков роговицы посредством миграции, начинающейся обычно на эндотелиальной стороне стромы.

    В интактном глазу регулируемое расщепление коллагена собственного вещества роговицы связано с действием группы энзимов, называемыми матричными металлопротеиназами (коллагеназа I типа, стромальнаяжелатиназа и др.). Коллагеназа I типа расщепляет молекулы фибриллярного коллагена I, II и III типов. Она является единственным энзимом, способным расщеплять спираль нативного коллагена I типа в условиях физиологически нейтрального рН внеклеточного пространства стромы. Первоначально считалось, что роговичная коллагеназа I типа продуцируется роговичным эпителием, однако в дальнейшем было установлено, что она вырабатывается кератоцитами. При этом интактный роговичный эпителий секретирует специфический цитокин, угнетающий продукцию коллагеназы кератоцитами. В случае повреждения эпителия угнетающая функция может быть утрачена, что способствует изъязвлению роговицы. Более того, поврежденный эпителий начинает вырабатывать коллагеназу V типа, действующую на коллаген IV и VII типов и вызывающую деградацию эпителиальной базальной мембраны. Коллагеназа I типа также может продуцироваться полиморфноядерными лейкоцитами [15, 16]. По мнению ряда ученых, усиление продукции коллагена представляется сомнительным, и более эффективным для усиления биомеханических свойств роговицы может быть воздействие на уже имеющееся в ней собственные коллагеновые волокна [81, 120, 143].

    Кератоконус – этопрогрессирующее и асимметричное заболевание, связанное со структурными изменениями в организации коллагена роговицы [7]. Считалось, что заболевание проявляется во втором десятилетии жизни, когда роговица приобретает более коническую форму, что приводит к нерегулярному астигматизму, прогрессирующей миопии, истончению роговицы и, как следствие, снижению остроты зрения [27]. В большинстве литературных источников дебют заболеванияприходится на период полового созревания, но ряд авторов,описывает самый молодой случай кератоконуса у ребенка в возрасте 4 лет [54].

    Строение роговицы при КК характеризуется истончением роговицы в зоне эктазии [30]. Наблюдаются вакуольная дистрофия и некробиоз отдельных клеток, целостность базальной мембраны местами нарушена, боуменова мембрана неравномерно утолщена, а местами отсутствует, за счет чего происходит контакт эпителия и стромы роговицы. Коллаген в строме роговицы при КК распределяется следующим образом: I и III тип – в собственном веществе роговицы, II тип – в боуменовой и десцеметовой мембранах, а коллаген IV типа – в базальной мембране эпителия. Однако, коллагены этих типов определяются в значительно меньшем количестве,15 иногда не обнаруживаются совсем. Объемная доля этих типов коллагенов при КК снижена в 3,6–6,0 раз по сравнению с нормой. Объемная доля основного вещества, содержащего гликозамингликаны, в 2 раза меньше, чем в норме. Относительное число кератоцитов в 1,6 раза меньше [16]. В собственном веществе из-за нарушения параллельности расположения фибрилл происходят их фрагментация, деструкция и лизис с явлениями фагоцитоза.