Развитие сетчатой оболочки

Описание

Особенности развития сетчатой оболочки описаны в многочисленных исследованиях, которые продолжаются и по сей день. Если первоначально эти работы были направлены на изучение чисто морфологических процессов эмбриогенеза сетчатки, то в последнее время основная часть работ посвящена изучению тонких механизмов регуляции роста и дифференциации отдельных структур биологически активными веществами, синтезируемыми в процессе развития. Этому способствовало совершенствование морфологических и создание новых иммуногистохимических и цитогенетических методов исследования.

Морфологические проявления дифференциации нейроэктодермального слоя в направлении сенсорной части сетчатки начинаются довольно рано. Основные этапы этого процесса представлены на рис. 5.8.1—5.8.3.













На четвертной неделе эмбрионального развития (размер эмбриона равен 4 мм), как раз в момент завершения процесса образования зрительного пузырька, клетки внутреннего слоя зрительного пузырька митотически делятся, в результате чего образуется три или четыре ряда компактно расположенных клеток. Со стороны будущей полости стекловидного тела клетки сетчатки прилежат к тонкой базальной мембране. По бокам зрительного пузырька отростки зародышевых клеток сетчатки простираются в окружающую мезенхиму, расположенную под наружной эктодермой.

К 32-му дню (эмбрион 7 мм) сетчатка состоит из пяти или шести рядов нейроэпителиальных клеток. Ядра этих клеток отделены от наружных 2/3 зрительного бокала слоем, лишенным ядер и называемым внутренним краевым (маргинальным) слоем. Подобный вид сетчатка сохраняет до седьмой недели эмбрионального развития.

Клетки наиболее наружного слоя ядерной зоны (называемые эпендимным, герминативным или пролиферативным слоями) обладают короткими цитоплазматическими отростками, обращенными в полость между двумя нейроэпителиальными слоями. Позже из них развиваются реснички, контактирующие с апикальной поверхностью клеток пигментного эпителия. Эти структуры исчезают к седьмой неделе, а к четвертому месяцу замещаются предшественниками наружных члеников фоторецепторов.
[banner_centerrs] {banner_centerrs} [/banner_centerrs]

Необходимо отметить, что дифференциация сенсорной части сетчатки у большинства животных и приматов начинается в ее заднем отделе и продолжается кпереди. Причем эта дифференциация начинается именно в области будущей фовеолы. В противоположность сенсорной части сетчатки пигментный эпителий сетчатки начинает дифференцироваться в обратном направлении.

В момент начала дифференциации макулярной области она представляет собой лишь еле заметную точку.

На этом этапе развития митотическая активность нейроэпителиальных клеток характерна для всей поверхности будущей сетчатки, но уже к 14-й неделе митозы исчезают в ее центральной части. Именно в этой, четко очерченной, области (площадь примерно 2%) появляются признаки начала дифференциации колбочек (предположительно область фовеа).

По мере дальнейшей дифференциации структур сетчатки количество митозов все более уменьшается так, что к 24 неделям делящиеся клетки определяются только в 62,5% поверхности сетчатки, причем только по периферии. К 30-й неделе митотическая активность полностью прекращается и, в первую очередь, в области будущей фовеолы.

Тем не менее площадь поверхности сетчатки все же увеличивается, причем скорость увеличения равна 10—15 дм2 в неделю. Эта скорость сохраняется на протяжении всего эмбрионального развития и в течение первых трех недель после рождения. Увеличение площади сетчатки в постмитотической стадии связано с дальнейшей дифференциацией клеток.

Организация нейроэпителия. К 4—5-й неделям эмбриогенеза (эмбрион 12 мм) нейроэпителий состоит из двух неиробластных слоев: внутреннего, обращенного к стекловидному телу. и наружного, граничащего с пигментным эпителием сетчатки. Наружный слой нейробластов образуется в результате миграции будущих ганглиозных клеток и клеток Мюллера из наружного нейроэпителиального слоя (рис. 5.8.2—5.8.4).





В результате этого процесса остается область, состоящая только из клеточных отростков. Называется этот слой переходным слоем Чивица. В этот период времени на основе различий строения ядра можно различить три типа клеток:

1. Клетки с недифференцированными овальными ядрами, компактным хроматином и не сколькими ядрышками. Расположены эти клетки преимущественно в наружном слое нейробластов.
   
   
2. Клетки с большими круглыми или овальными ядрами с нежным кружевным хроматином. Эти клетки обнаруживаются, главным об разом, во внутреннем слое. Они обладают широким ободком цитоплазмы. Предполагают, что эти клетки в будущем дифференцируются в ганглиозные клетки.
   
   
3. Клетки с темными круглыми или овальными ядрами. При этом они небольшого размера и располагаются во всех слоях развивающейся сетчатки. Наиболее многочисленны они во внутренней половине внутреннего слоя нейробластов. Считают, что подобные клетки в последующем превращаются в мюллеровские клетки.
   

Слои сетчатки (рис. 5.8.2—5.8.4). На протяжении 9—12-й недель слой Чивица превращается в дефинитивный внутренний плексиформный слой. При этом уже можно различить четыре горизонтальных слоя сетчатки. Ганглиозные клетки теперь лежат отдельно, а их аксоны образуют пучки, окруженные отростками мюллеровских клеток.

К десятой неделе эмбрионального развития наиболее поверхностные клетки наружного нейробластного слоя начинают превращаться в колбочки. Боковые поверхности этих клеток соединяются при помощи межклеточных контактов, и образуется наружная пограничная мембрана. Развивающиеся отростки мюллеровских клеток следуют за нейронами во внутренние и наружные слои сетчатки. Межклеточные контакты также обнаруживаются между наружной плазматической мембраной развивающихся фоторецепторов и внутренней мембраной клеток пигментного эпителия. Благодаря этим контактам полость зрительного пузырька полностью смыкается.

Между 14-й и 17-й неделями число ганглиозных клеток быстро нарастает, а между 18-й и 30-й неделями скорость их пролиферации резко снижается. К концу беременности количество клеток существенно снижается, что связано с гибелью клеток путем апоптоза.

Ганглиозные клетки в центральных участках сетчатки первоначально небольшого размера (4—10 мкм в диаметре) и имеют веретенообразную форму. По мере дальнейшего развития объем их тела значительно увеличивается.

В последние годы благодаря использованию методов ауторадиографии показано, что различные классы ганглиозных клеток сетчатки, отличающиеся морфологически и функционально, дифференцируются на различных стадиях развития. Об этом свидетельствует различное время выхода их из митотического цикла. Так, у кошки ганглиозные клетки среднего размера возникают перед большими, а маленькие — в конце процесса дифференциации. По всей видимости, указанная закономерность «вызревания» ганглиозных клеток обеспечивает ретинотопическую проекцию их на нейроны наружного коленчатого тела. Связано это с тем, что различного типа ганглиозные клетки преимущественно располагаются в различных частях сетчатой оболочки и при росте аксонов, естественно в разное время, достигают зрительного перекреста, где они либо перекрещиваются в соответствии с топографическим расположением, либо достигают нейронов наружного коленчатого тела без перекрещивания.

Амакриновые клетки, идентифицируемые благодаря наличию большого бледного круглого ядра, первоначально рассеяны вдоль внутренней границы наружного нейробластного слоя (14-я неделя, эмбрион 70 мм).

Колбочки продолжают увеличиваться. К концу 17-й недели появляются синапсы во внутреннем плексиформном слое. Формирование синапсов ножек колбочек отмечается в наружном плексиформном слое в конце третьего месяца. В этот же период времени образуются и синаптические ленты, полностью имеющие дифференцированное строение только перед рождением. Таким образом, синаптические структуры развиваются раньше, чем наружные членики фоторецепторов.

К 18-й неделе (эмбрион 96 мм) наружная часть цитоплазмы колбочки принимает зернистый вид в результате накопления митохондрий и полисом. В этот период времени можно обнаружить базальное тельце ресничек. Мембрана фоторецепторов позже (5-й месяц) отдает цитоплазматические отростки цилиндрической формы по направлению клеток пигментного эпителия. Наружные членики фоторецепторов начинают дифференцироваться к 5-му месяцу, а формирование мембранных стопок обнаруживается на 7-м месяце эмбрионального развития (рис. 5.8.7).





К 22-й неделе (размер эмбриона равен 120 мм) между фоторецепторами видны клетки с темными ядрами. Это тела клеток палочек. Их развивающиеся внутренние членики первоначально выступают за пределы наружной пограничной мембраны.

Биполярные клетки не обнаруживаются во внутреннем ядерном слое до 23-й недели, но уже к 25-й неделе их дендриты простираются на наружный плексиформный слой. Горизонтальные клетки, вероятно, развиваются в то же самое время.

Желтое пятно. Будущая область желтого пятна является центром начала дифференциации сетчатки по направлению от центра к периферии. Именно по этой причине дифференциация нейронов, глиальных клеток и фоторецепторов в этой области обнаруживается довольно рано. Несмотря на это, макулярная область не достигает зрелости в структурном смысле вплоть до 15—45 месяцев после рождения.

К 15-й неделе ганглиозные клетки в области будущей фовеа достаточно дифференцированы и располагаются во внутреннем плексиформном слое. Уже можно увидеть синапсы амакриновых, биполярных клеток, а также межклеточные соединения между всеми типами клеток. Приблизительно половина клеток внутреннего ядерного слоя относится к мюллеровским и амакриновым клеткам (составляют 35% и 11 % от общего количества клеток). Обнаруживается и небольшая примесь ганглиозных клеток (1% от общего количества). Остальные клетки, видимо, относятся к биполярным клеткам. На этой стадии развития ядра ганглиозных клеток круглые (6,5x8,5 мкм) и окрашиваются бледно в результате диффузного распределения зерен гетерохроматина. Широкий ободок цитоплазмы будущих ганглиозных клеток содержит многочисленные полирибосомы, митохондрии, эндоплазматическую сеть (преобладает шероховатая). Широкие дендриты ганглиозных клеток насыщены микротрубочками. Отличием ядер амакриновых клеток является наличие глыбки полового хроматина.

Необходимо отметить, что по мере дифференциации нейронов сетчатой оболочки и образования синаптических соединений между ними возможно формирование специфического нервного импульса различных субпопуляций ганглиозных клеток и других нейронов в ответ на различные раздражители. Показано это в эксперименте на разных позвоночных.

На этой стадии развития размер мюллеровских клеток в среднем равняется 4,4 х 15,2 мкм. Тела клеток локализуются в средней части внутреннего ядерного слоя. Отростки мюллеровских клеток интенсивно окрашиваются гистологическими красителями, поскольку они насыщены микрофиламентами и гранулами гликогена.

Фовеа. Область фовеа (рис. 5.8.8, 5.8.9)









к 22-й неделе эмбрионального развития представляет собой небольшую зону (приблизительно 1,5 мм в диаметре), содержащую 5—7 рядов клеточных ядер, расположенных в слое ганглиозных клеток. Тонкий слой нервных волокон хорошо отделяет внутренний плексиформный, внутренний ядерный и наружный плексиформный слои от наружного ядерного слоя, содержащего исключительно ядра колбочек. Развивающийся слой горизонтальных клеток выглядит в виде полоски бледных круглых клеток, расположенных снаружи от внутреннего ядерного слоя. Сразу рядом со слоем горизонтальных клеток лежат биполярные клетки. Базофильные ядра мюллеровских клеток занимают середину внутреннего ядерного слоя, а гетерогенное скопление недифференцированных нейронов составляет внутреннюю треть.

В наружном плексиформном слое нежные отростки нейронов вступают в контакт с колбочками, которые к этому моменту времени располагаются в виде одного слоя клеток. Ни внутренние, ни внешние членики еще не дифференцированы, но уже существует наружная пограничная мембрана.

К 24-й неделе эмбрионального развития плотность колбочек в будущей фовеа равна приблизительно 30 000 на мм2. Максимальная плотность палочек (59 200 на мм2) обнаруживается в области, окружающей скопление колбочек.

Углубление в центральной области будущей макулы появляется на 24—26-й неделе и связано с истончением слоя ганглиозных клеток и внутреннего ядерного слоя. Количество слоев ганглиозных клеток уменьшается до трех или четырех.

На склоне ямки (фовеа) с назальной стороны внутренний ядерный слой не содержит клеток и соответствует слою Чивица остальной части сетчатки.

Проксимальные концы колбочек постепенно суживаются и разворачиваются в боковую сторону. Дифференциация внутренних члеников колбочек сопровождается накоплением в цитоплазме клеток большого количества митохондрий.

К седьмому месяцу внутренний ядерный слой заметно истончается, особенно в области фовеа. Увеличивается и плотность колбочек.

К 8-му месяцу остается только два слоя ганглиозных клеток, а у новорожденных только один.

На момент рождения переходный слой Чивица еще сохранен. Состоит он из аксонов биполярных клеток, направляющихся к внутреннему плексиформному слою. Колбочки вне фовеолы более зрелые. Даже спустя неделю после рождения толстым колбочкам все еще недостает наружных члеников.

К 4-му месяцу после рождения все слои смещены к периферии относительно склона фовеа. Остаются только ядра колбочек.

В последующем продолжается ремодуляция элементов в области фовеа до тех пор, пока не исчезнет слой Чивица. Происходит это только к 4 годам после рождения.

С момента рождения до 4-летнего возраста колбочки удлиняются, а их диаметр уменьшается. Удлинение колбочек коррелирует с развитием наружных члеников и аксонов (волокнистый слой Хенле). Перемещение фоторецепторов в области фовеа приводит к нарастанию плотности колбочек (от 18 на первой неделе после рождения до 42 на 100 мкм у взрослых). Развитие периферии сетчатки. Граница между эпителием ресничной области и сетчаткой с образованием зубчатой линии (ora serrata) появляется на четвертом месяце эмбрионального развития. К шестому месяцу периферия сетчатки состоит только из тонкого слоя нервных волокон. Зона между зубчатой линией и экватором расширяется вплоть до двухлетнего возраста. Развитие сосудов сетчатки. Особенности эмбриогенеза кровеносных сосудов сетчатой оболочки довольно интенсивно изучались у экспериментальных животных и человека. Основные закономерности этого процесса сводятся к следующему.

Терминальная часть эмбриональной глазной артерии проникает в эмбриональную щель при размере эмбриона, равном 5 мм. Несмотря на то, что эмбриональная щель закрывается между пятой и седьмой неделями эмбрионального развития, терминальная часть эмбриональной глазной артерии остается в зрительном бокале и получает название гиалоидной артерии. Этот сосуд кровоснабжает хрусталик и сетчатку.

К четвертому месяцу вокруг гиалоидной артерии скапливаются мезенхимные клетки, часть которых направляется к диску зрительного нерва. Ранее эти клетки проникают во внутренние слои сетчатки в виде плотных тяжей. По ходу распространения тяжей образуются сосуды. Появляются межклеточные контакты между эндотелиальными клетками. Уже на ранних стадиях развития можно обнаружить также перициты.

Развивающийся сосуд окружен базальной мембраной, с которой контактируют отростки астроцитов. Особенностью развивающейся сосудистой сети является наличие большого количества веретеновидных клеток, являющихся предшественниками структурных элементов сосудов, и фагоцитирующих клеток, играющих роль в ангиогенезе.

Процесс васкуляризации сетчатки распространяется от ее центральных участков к периферии. Уже к пятому месяцу сосуды распространяются до верхней и нижней височной половины сетчатки. С назальной стороны развитие сосудов задерживается (рис. 5.8.10).





В области склона фовеа появляются маленькие сосуды в слое ганглиозных клеток между 24-й и 26-й неделями эмбрионального развития. Затем формируется примитивная капиллярная сеть, состоящая из артериол и вен. Капилляры достигают зубчатой линии к восьмому месяцу, а полное вызревание сосудистой сети отмечается лишь к 3-му месяцу после рождения.

Начало образования сосудов сетчатки проявляется перемещением от диска зрительного нерва многочисленных веретенообразных мезенхимных клеток, которые и являются предшественниками эндотелиальных клеток сосудов. В последующем они образуют тяжи и появляется просвет сосуда. Процесс древовидного ветвления формирующихся сосудов первоначально происходит во внутренних слоях сетчатки и вблизи диска зрительного нерва. Затем сосуды распространяются к периферии сетчатки и височно. «Созревание» сосудистого сплетения характеризуется существенным преобразованием сосудов, сопровождающимся уменьшением количества незрелых эндотелиальных клеток. Иной тип формирования сосудов обнаруживается в наружных слоях сетчатки. Возникают они путем «вытяжения» зародышевых капиллярных сосудов уже от существующего внутреннего слоя сосудов. Этот процесс начинается вблизи фовеа.

Нами указывалось на наличие в процессе развития сетчатки достаточно большого количества перицитов, расположенных вокруг формирующихся сосудов. Первые перициты можно обнаружить уже на пятом месяце эмбриогенеза, но наибольшее их количество выявляется только в постнатальном периоде. Происхождение этих клеток до конца не ясно. Эти клетки могут являться видоизмененными клетками эндотелия, сохраненными после ретракции эмбриональной сосудистой сети. Однако их присутствие на ранних этапах эмбриогенеза подтверждает гипотезу их происхождения из клеток нейрального гребня.

Развитие пигментного эпителия. До шестой недели (размер эмбриона равен 20 мм) наружная стенка зрительного бокала состоит из нескольких слоев митотически делящихся клеток цилиндрической формы, на внутренней поверхности которых имеется множество микроворсинок. Ядра этих клеток овальной формы и лежат в центре клетки. Соседние клетки соединены межклеточными контактами, расположенными на апикальной части клеток (рис. 5.8.11).





К восьмой неделе (размер эмбриона равен 27—31 мм) пигментный эпителий становится однослойным в центральных участках сетчатки. Клетки принимают гексагональную форму. По периферии пока еще отмечается многослойность.

Во внутренней и наружной частях цитоплазмы будущих пигментных клеток лежат премеланосомы и меланосомы. Цитоплазма также выполнена многочисленными полисомами, митохондриями и профилями шероховатой эндоплазматической сети. Апикальные и базальные поверхности, граничащие с сенсорной частью сетчатки и сосудистой оболочкой, гладкие. На боковой поверхности базальной части клеток появляются цитоплазматические выпячивания.

На протяжении третьего и четвертого месяцев (размер эмбриона равен 77—83 мм) высота пигментных эпителиоцитов заметно увеличивается, и они принимают кубовидную форму. Нарастает и насыщение цитоплазмы клеток органоидами. При этом начинают преобладать зрелые меланосомы. На апикальной поверхности клеток появляются отростки, которые к середине четвертого месяца превращаются в многочисленные микроворсинки. Считается, что на этой стадии развития пигментный эпителий как в функциональном, так и структурном отношениях полностью вызревает. Изменяется лишь площадь эпителиального слоя. Так, на четвертом месяце эмбриогенеза площадь пигментного эпителия равняется 240 мм2, а к двум годам — 800 мм2. При этом увеличивается и количество клеток на единицу площади, причем в большей степени в области фовеа.

Необходимо отметить, что при дальнейшей дифференциации элементов сетчатки соотношение количества колбочек и клеток пигментного этителия постепенно уменьшается, причем в большей степени в центральных участках. Сопровождается этот процесс добавлением новых эпителиальных клеток в результате митотических делений и гипертрофией пигментных клеток. При этом митозы, хотя и в незначительном количестве, обнаруживаются только в период внутриутробного развития. В постнатальном периоде увеличение площади эпителия связано только с гипертрофией эпителиоцитов.

----

Статья из книги: Строение зрительной системы человека | Вит В. В.