Концепция развития зрения у детей и подростков

Описание

↑ Генетическая и средовая детерминация развития органа зрения

Несмотря на то, что генетический аспект формирования рефракции глаз ни у кого не может вызывать сомнение, представление о взаимоотношениях генетической и средовой детерминации в данном процессе оказалось одним из наиболее сложных разделов офтальмогенетики. Особенно это отразилось на такой разновидности рефракции глаз, как близорукость. В одних случаях мы имеем дело с утверждениями о ведущей роли наследственного фактора в формировании рефракции глаз, в том числе и близорукости, в других - с утверждениями о ведущей роли факторов внешней среды, в третьих - с признаками того и другого.

Особенно противоречивыми с точки зрения классических форм наследования оказались результаты анализа генетических аспектов близорукости. Так, Waardenburg отмечал, что близорукость наследуется как по аутосомно-доминантному, так и по аутосомно-рецессивному типу. Обследуя один из изоляторов на территории Ферганской долины, Э.С. Аветисов и В.А. Коллюх установили, что в 44,2 % случаев близорукость наследовалась по аутосомно-доминантному типу и в 55,8 % - по аутосомно-рецессивному. Sorsby отмечает полигенный характер наследования всех аномалий рефракции.

А.А. Малиновский, проанализировав частоту близорукости в различных географических зонах нашей страны, пришел к выводу, что наследственные факторы обусловливают в основном лишь определенную степень предрасположенности к близорукости, которая может проявиться или не проявиться в зависимости от условий внешней среды.

Приведенные данные указывают на актуальность дальнейшего анализа взаимодействия средовой и генетической детерминации в развитии зрительной системы, в том числе рефракции глаз. При этом мы считаем целесообразным поставить вопрос в следующей ориентации: правомочно ли вообще анализировать состояние рефракции глаз и тем более такой ее модификации, как близорукость, с точки зрения классических законов наследования, Т.е. тех законов, которые отражают наследование наиболее общих конституциональных параметров организма? Помочь ответить на такую постановку вопроса может, на наш взгляд, анализ рефрактогенеза с общебиологических позиций морфогенеза.

Известно, что рефракция в конечном счете определяется характеристикой сопряженности в пространстве множества элементов структуры в рамках общего процесса морфогенеза глазного яблока. Главной же точкой приложения формообразующих сил является поверхность клеток, характеризующаяся, как известно, генетическим полиморфизмом. Последнее обстоятельство связано с тем, что система рецепторов клетки детерминируется большой серией несцепленных локусов. С точки зрения информационно-генетической экономизации процессов управления в живых системах этот факт, казалось бы, должен усложнить генетический контроль за процессами морфогенеза. Однако это не так: жесткость (консерватизм) генетического контроля может оказаться фактором, ограничивающим приспособляемость онтогенетических процессов и понижающим тем самым выживаемость организмов в постоянно меняющихся условиях внешней среды.
[banner_centerrs] {banner_centerrs} [/banner_centerrs]

Проведенный анализ вариационного распределения показателей рефракции глаз у новорожденных дает основание говорить о том, что генетически запрограммировано не конечное состояние рефракции глаза, т.е. не ее жесткая определенность, а лишь зона варьирования и пластичности (например, в пределах гиперметропии до 6,0 Дптр). В этих условиях, согласно типам морфогенетических процессов, которые приводит К. Уоддингтон, рефракцию глаз правомочно отнести не к тем из них, которые определяются набором генетических инструкций или действием матриц, а к тем, которые возникают в результате развития исходного пространственного распределения множества взаимодействующих условий, т.е. к стохастически обусловленным процессам. При таких типах формообразования, как подчеркивал К. Уоддингтон, даже незначительные сдвиги в пространственном распределении “дальнодействующих” сил (адгезивных) при неизменности “близкодействующих” (электростатических, ван-дер-ваальсовых и др.) уже достаточны для того, чтобы вызвать сложные изменения формы и взаимного расположения клеток и тканей (а в данном случае характеристику рефракции глаз).

Как отмечает Е.Н. Хрисанфова, для человека вообще характерна значительная вариабельность многих конституциональных параметров с филогенетически выраженным адаптивным характером морфологической организации. В этих условиях говорить о существовании гена близорукости относительно ее массовой формы, приобретенной в школьном периоде, есть вульгаризация генетики как одной из основополагающих наук о жизни. Да и может ли геном меняться таким образом, чтобы среди коренного населения Крайнего Севера частота встречаемости близорукости спустя два три поколения возрастала в десятки раз (с 2-3% среди неграмотного коренного населения Крайнего Севера до 50-60% среди их детей и внуков, воспитанников школ-интернатов)? Мы полагаем, что развитие зрительной системы (рефракции глаз) в онтогенезе отражает своеобразный процесс (“эстафету”) передачи наследственного влияния внешнесредовому. Что же касается процесса перехода эмметропии в близорукость, который, как уже убедительно установлено, происходит за счет удлинения переднезадней оси и изменения профиля глазного яблока, то он отражает адаптивную онтогенетическую модификацию морфогенеза глазного яблока.

Силы, модифицирующие морфогенез и определяющие пространственное распределение вновь синтезируемых клеток, в теоретической биологии достаточно изучены. Это и давление жидкости в полостях, и биофизическая характеристика фибрилл коллагена, организующих эти полости, и контактная ориентировка на субстрате, и локальные изменения взаимного сцепления клеток, и механические натяжения и др.. Учитывая, что речь в данном случае идет об универсальных биологических законах, имеются все основания утверждать - морфогенез глазного яблока, в конечном счете, определяется сопряженностью всех отмеченных выше сил, поддерживающих в конечном счете ту или иную мозаику напряженности элементов органа зрения. Несмотря на значительный вклад отечественных школ, и прежде всего Э.С. Аветисова и А.Д. Дашевского, в изучение патогенетических механизмов прогрессирования близорукости (прогрессивно-деформирующего морфогенеза), поднятые вопросы требуют дальнейших исследований с позиции фундаментальной биологии.

↑ Зрительно-двигательный стереотип в развитии функций зрения

В офтальмологии имеются работы, указывающие, что состояние зрительной системы находится под непосредственным влиянием функционального состояния организма. Установлено, в частности, что гармоничное физическое развитие, общая физическая культура способствуют гармоничному развитию рефракции глаз. И наоборот, астенизация организма, отклонения в общем физическом развитии, в том числе его инфицированность, способствуют понижению функциональных, возможностей зрительной системы, а также отклонениям в развитии рефракции глаз. В то же время процесс межотраслевой и междисциплинарной специализации способствовал формированию преимущественно локалистических представлений о механизме развития функций зрения. Этим обстоятельством и можно объяснить отсутствие достаточно разработанных концепций, объясняющих организменное начало развития функциональных возможностей зрительного анализатора.

При этом известно, что в процессе развития целостность всегда первична по отношению к ее структурно-функциональным составляющим. Авгономизация же функциональных возможностей зрительной системы и тем более составляющих ее структурно-функциональных звеньев (типа цилиарной мышцы), а также подмена ими функциональных систем и поведенческих реакций на уровне целостного организма способствовали тому, что на протяжении более чем 100-летнего периода функции аккомодации отводилась первостепенная роль в объяснении механизма возникновения и развития близорукости. В то же время только четкое понимание механизма организменного начала в поддержании функциональных возможностей зрительной системы (в том числе, конечно, и функции аккомодации), а также первичности и вторичности В их причинно-следственной обусловленности может указать перспективное направление массовой первичной профилактики целого ряда зрительных нарушений у школьников, в том числе и близорукости. Здесь ясно одно: никакая программа массовой первичной профилактики не может быть перспективной, если она сориентирована на вторичные патогенетические звенья данного процесса.

В гл. 5 показано, что переход детей с дошкольного режима на школьный вызывает глубокие функциональные перестройки как на уровне зрительной системы, так и организма в целом. Анализируя факторы, отрицательно сказывающиеся на функциональном состоянии детей, многие авторы справедливо подчеркивают резкое возрастание дефицита двигательной активности в режиме дня учащихся. “Моторный голод” особенно характерен для школьников, проживающих в условиях Заполярья. В значительной степени этим обстоятельством и можно объяснить тот факт, что при поступлении в школу наиболее выраженные функциональные сдвиги в организме произошли как раз среди тех учащихся, которые про живали в регионе Крайнего Севера.

Этот факт, а также сведения о благоприятном влиянии общей физической культуры на развитие зрения послужили основанием еще раз оценить влияние различных двигательных режимов на функциональное состояние зрительной системы. Под динамическим наблюдением находились 364 школьника. Анализировалась продолжительность их пребывания вне помещений, во время которого, резко возрастала общая двигательная и зрительная активность в пространстве, а также внутри помещений, в пределах которых не только резко понижалась общая двигательная активность в пространстве, но и увеличивались нагрузки на функцию ближнего зрения (настольные игры, чтение, рисование и т.д.). Обследованы учащиеся начальных классов, организм которых наиболее чувствителен к недостаточности двигательной активности и еще не подвержен эндокринным перестройкам, характерным, в частности, для пубертатного периода.

Установлено, что даже в относительно нехолодный период года (осень) время пребывания учащихся начальных классов вне помещений значительно различается в различных природно-географических районах. Например, первоклассники Норильска в этот период в среднем на 5,2 ч в неделю были меньше на открытом пространстве по сравнению с аналогичной по возрастно-половому составу группой детей из Красноярска (15,7 ± 0,2 ч против 20,9 ± 0,2 ч). В этой ситуации объем дополнительных нагрузок на функцию ближнего зрения (не связанных с учебным процессом) у них был на 2,4 ч в неделю больше (10,9 ± 0,18 ч против 8,5 ± 0,12 ч; Р<0,01).

В суровый зимний период продолжительность пребывания детей вне помещений понижалась в 2-2,5 раза по сравнению с приведенными данными. Это обстоятельство позволяет говорить, что в данном случае на зрительный анализатор влияют не столько факторы природно-географической среды, сколько специфическая микросреда обитания - комплекс факторов закрытых помещений и ограниченных пространств. В свою очередь, такая микросреда выдвигает на передний план первичное воздействие не столько самих по себе суровых экологических факторов Севера, сколько общей гипокинезии и гиподинамии, сенсорного однообразия и хроматического дефицита, ограничения зрительной активности в пространстве и Продолжительного воздействия искусственной освещенности, резкого возрастания нагрузок на ближнее зрение и т.д. Следовательно, по характеристике воздействия на зрительный анализатор условия жизни на Крайнем Севере сближаются с микросредой обитания в крупном индустриальном городе. Поэтому анализ особенностей развития и функционирования зрительной системы на Крайнем Севере выводит проблему за рамки региональных характеристик.

Установлено, что за учебный год уровень функциональных возможностей ЦНС у всех детей в той или иной степени понижался. Однако если у детей с относительно меньшей продолжительностью пребывания в условиях закрытых помещений и, соответственно большей плотностью зрительно-двигательной активности в пространстве это понижение было в пределах 0,43 с-2 (Р<0,05), то у детей с относительно большей продолжительностью пребывания в закрытых помещениях - в пределах 1,20 с-2 (Р<О.ОI). Кроме того, среди первой группы детей удлинение ЛПЗМР было в пределах 20 мс (Р<0,05), в то время как среди втoрой - в пределах 32 мс (Р<О,ОI).



Понижение к концу учебного года артериального давления, электро-кожной прово-димости, а также урежение частоты пульса указывают на то, что в вегетативном балансе школьников существенно возросло парасимпатическое влияние. При этом у детей с относительно меньшей плотностью зрительной и общей двигательной активности в пространстве отмеченные сдвиги были более значительными. В частности, пульс у них стал реже на 9 уд./мин, артериальное давление систолическое (АДс) понизилось на 6 мм рт. ст., диагностолическое (AДд) - на 36 мм рт. ст. Электро-кожная проводимость у них понизилась на 18 мА (P