Анатомия, строение человека и его физиология

Хрусталик

Хрусталик глаза

Хрусталик является двояковыпуклой линзообразной структурой, расположенной в глазу, которая совместно с роговицей помогает преломлять свет для фокусировки его на сетчатке глаза. Хрусталик может изменять свою форму, что позволяет изменять фокусное расстояние глаза, для фокусирования на разно удаленных предметах позволяя при этом формировать на сетчатке его четкое изображение. Такой процесс подобен фокусировке линз фотокамеры путем их перемещения. Хрусталик является двояковыпуклой линзообразной структурой, расположенной в глазу, которая совместно с роговицей помогает преломлять свет для фокусировки его на сетчатке глаза. Хрусталик может изменять свою форму, что позволяет изменять фокусное расстояние глаза, для фокусирования на разно удаленных предметах позволяя при этом формировать на сетчатке его четкое изображение. Такой процесс подобен фокусировке линз фотокамеры путем их перемещения. 

Хрусталик более плоский на передней своей стороне. Преломляющая способность хрусталика у человека составляет примерно 18 диоптрий.

Строение хрусталика

Хрусталик является частью переднего сегмента глаза. Спереди хрусталика расположена радужная оболочка, регулирующая количество света, попадающего в глаз. Хрусталик подвешен на своем месте с помощью подвесной связки хрусталика, кольца из фиброзной ткани, соединенной с ним на его экваторе, соединяющее хрусталик с цилиарным (ресничным) телом. Задняя часть хрусталика представляет собой стекловидной тело, которое вместе с водянистой жидкостью на передней поверхности омывает хрусталик. 

Хрусталик по форме напоминает эллипсоид двояковыпуклой формы. При этом передняя его поверхность изогнута гораздо меньше, чем задняя. У взрослого человека хрусталик в диаметре составляет около 10 мм, осевая длина около 4 мм. Размер и форма могут варьироваться, так как хрусталик растет в течении жизни.

Хрусталик состоит из трех главных частей: капсулы, эпителия и вещества хрусталика. Самый внешний слой его называется капсулой, вещество хрусталика составляет весь его внутренний слой. Между капсулой хрусталика и веществом хрусталика находятся клетки эпителия на передней стороне. Следует отметить, что сам по себе хрусталик не содержит нервов, кровеносных сосудов и соединительной ткани.

Капсула хрусталика является гладкой прозрачной основой, полностью окружающая его. Она эластична и полностью состоит из коллагена. Она синтезирует его эпителий, основным компонентом является коллаген типа IV и сульфатированные гликозаминогликаны. Капсула хрусталика очень эластична и позволяет хрусталику приобретать более шаровидную форму. Толщина капсулы составляет от 2 мкм до 28 мкм. При этом самая толстая часть находится у экватора, а самая тонкая у заднего полюса.

Эпителий хрусталика располагается в передней его части между капсулой и веществом. Он состоит из простого кубического эпителия. Клетки эпителия регулируют гомеостатические функции хрусталика. При поступлении ионов питательных веществ и жидкости в хрусталик из водянистой жидкости, специальные насосы, расположенные в эпителиальных клетках хрусталика выкачивают Na+/Ka+ их него для поддержания осмотической концентрации и объема хрусталика. Клетки эпителия хрусталика также необходимы для образования нового вещества хрусталика, так как они являются предшественниками.

Вещество хрусталика является основной его частью. Оно состоит из длинных тонких прозрачных плотно упакованных клеток диаметром 4 мкм - 7 мкм и длиной не более 12мм. Клетки вещества хрусталика растягиваются в продольном направлении от заднего полюса к переднему. Если например хрусталик разрезать вдоль экватора, то клетки вещества будут выглядеть как соты, они подобно плотно стоящему зеленому луку растущему вверх. Эти волокна хрусталика соединены между собой через щелевидные соединения, напоминающие форму “шарик-лунка”. Хрусталик разделен на области в зависимости от возраста волокон его вещества. Если двигаться наружу от центрального (самого старого) слоя, хрусталик делится на эмбриональное ядро, зародышевое ядро, зрелое ядро и внешнюю кору. Во внешнюю кору поступают новые клетки вещества хрусталика, получаемые из его эпителия. Зрелые клетки вещества хрусталика не имеют ядер и органелл. 

Кристаллины являются водорастворимыми белками, составляющими более 90% белка в хрусталике. В хрусталике имеются три вида кристаллинов: α-, β- и γ-кристаллины. 

Развитие хрусталика

Развитие хрусталика начинается с 4 мм эмбриональной стадии. Хрусталик развивается из поверхностной эктодермы. Первая стадия дифференциации линз происходит, когда оптическая везикула, которая образована из аутпикалистов в нейронной эктодерме, находится в непосредственной близости от поверхностной эктодермы. Оптический везикул индуцирует прилегающую поверхностную эктодерму для образования хрусталиковой плакоды. На 4 мм стадии хрусталиковая плакода представляет собой один монослой столбчатых клеток.

В ходе дальнейшего развития хрусталиковая плакода начинает углубляться и инвагинировать. По мере ее углубления, отверстие на поверхности эктодермы сжимается, клетки хрусталика образуют структуру под названием везикула хрусталика. На 10 мм стадии развития, везикула хрусталика полностью отделена от поверхностной эктодермы.

После 10 мм стадии, связь от развивающейся нервной сетчатки индуцируют клетки, которые ближе всего расположены к концу везикулы, они начинают удлиняться к переднему концу везикулы. Такие сигналы также провоцируют синтез кристаллинов, которые впоследствии удлиняются и заполняют просвет везикулы с образованием первичных волокон, становящихся эмбриональным ядром в зрелом хрусталике. Клетки передней части везикулы приводят к образованию эпителия хрусталика.

Из эпителиальных клеток хрусталика, которые расположены в экваториальной его части, получаются дополнительные вторичные волокна вещества. Они удлиняются вперед и назад, окружая первичные волокна. Новые волокна при этом растут дольше чем у первичного слоя. Но они не могут достичь переднего или заднего полюса. Такие волокна образуют плотные смежные швы с соседними волокнами. 

После рождения хрусталик продолжает расти, новые вторичные волокна добавляются в качестве внешних слоев. Новые волокна вещества хрусталика образуются из экваториальных клеток эпителия в области, называемой зоной прорастания. Эпителиальные клетки удлиняются, теряя контакт с капсулой и эпителием, синтезируют кристаллин, после чего теряют свои ядра, становясь зрелыми волокнами вещества хрусталика. После 20 лет хрусталик по форме становится более эллипсоидный и продолжает расти дальше. 

Эмбриональное развитие хрусталика контролируют несколько белков. Прежде всего это PAX6, который считается главным гено в регулировании развития хрусталика.

Для роста и поддержания прозрачности хрусталика он требует питания. Но по сравнению с другими частями глаза он менее энергозатратный. В течении 9 месяцев внутриутробного развития хрусталик окружен сетью сосудов, которые питают его. Но начиная с 4 месяца развития сеть сосудов начинает постепенно атрофироваться и к рождению исчезают полностью и хрусталик получает питание только от водянистой жидкости. При этом следует отметить, что хрусталик потребляем очень малое количество кислорода. 

Функции хрусталика

Хрусталик является очень гибким и его кривизна контролируется ресничными мышцами через ресничные связки. Изменяя кривизну хрусталика можно сфокусировать глаз на объектах, расположенных на разных расстояниях. Такой  процесс называется аккомодация. При коротком фокусном расстоянии ресничная мышца сжимается, волокна ресничной связки расслабляются, хрусталик утолщается, принимая круговую форму, что повышает преломляющую способность. Фокусировка на далекий объект требует расслабления хрусталика, увеличивая фокусное расстояние.

Немаловажная функция хрусталика заключается в блокировании ультрафиолетовых лучей. Большинство ультрафиолетовых лучей в диапазоне длин волн 300 нм - 400 нм блокируются хрусталиком. Волны более короткой длины блокируются роговицей.

Заболевания хрусталика

Катаракта является самым распространенным заболеванием хрусталика. Данное заболевание характеризуется потерей прозрачности хрусталика. Часто катаракта не вызывает сильного помутнения хрусталика и не требует какого-либо лечения, но в других случаях она может вызывать значительное нарушение прозрачности хрусталика. Как правило катаракта развивается по мере того, как стареет хрусталик и он становится все более и более мутным. Но имеют место случаи и врожденной катаракты. Одним из типов возрастной катаракты является так называемый ядерный склероз. Также причиной может быть диабет. Лечение катаракты заключается в замене хрусталика на искусственный.

Пресбиопия заключается в потери аккомодации хрусталика, когда глаз не может сосредоточится на близлежащих предметах. Данное заболевание хрусталика связано с возрастными изменениями, его еще называют “старческое зрение”. Причиной заболевания является потеря эластичности хрусталика и изменение его формы.

Эктопия хрусталика заключается в смещении хрусталика из нормального его положения.

Афакия - это отсутствие хрусталика глаза. Такое заболевание может быть следствием травмы или результатом операции. Также афакия может быть врожденной.


Иллюстрации органов чувств:

 Изображение зрительной системыГлазница (Orbita) с глазными мышцами, веками и слезными железами (вид сбоку].Слуховые косточки правого ухаСлезный аппаратСлезный аппарат