Функция

From SlepoteNet
Jump to navigation Jump to search

Основная функция цинновой связки механическая, и ряд исследований был посвящен изучению ее механических свойств. Зонулярные волокна весьма эластичны и способны выдержать более чем трехкратное растяжение до разрыва [1]. Причем их эластичность с возрастом уменьшается.

У аккомодирующих животных ресничная связка является важной частью аккомодационного аппарата, передающего механические усилия, создаваемые цилиарным телом, на хрусталик. Уменьшение цилиарной тяги, наблюдаемое при аккомодации, вызывает выведение аквапорина-5 (AQP5) из клеточной мембраны в цитозоль в экваториальной и передней зоне хрусталиковых волокон, что меняет хрусталиковую гидроциркуляцию [2].

Поскольку циннова связка состоит из волокон, она обеспечивает относительно беспрепятственную циркуляцию водянистой влаги и растворенных в ней веществ. [3]

Регулирование клеточного цикла хрусталикового эпителия

За счет секвестрации факторов роста TGF-β и BMP циннова связка, у человека на 63,5% состоящая из фибриллина-1, может служить явным пространственным сигналом в клеточном цикле хрусталикового эпителия. Более 90 процентов всех пролиферирующих клеток хрусталика располагаются под экваториальной капсулой в промежутке между прикреплением передних и задних волокон ресничной связки [4]. При частичном выключении Fbn1 в непигментированном ресничном эпителии в эксперименте у мышей быстро развивается вывих хрусталика, что приводит к потере пространственной ориентации эпителиальных клеток. В норме клетки хрусталикового эпителия обнаруживаются только под передней капсулой, не попадая за экватор. При экспериментальном вывихе хрусталика эпителий теряет пространственные ориентиры и обнаруживается во всех участках хрусталика. Кроме того, эпителиальные клетки, находящиеся в S-фазе клеточного цикла, в норме ограниченные экваториальной зоной, также начинают встречаться под всеми участками капсулы [5].

В клинике при таких наследственных фибриллинопатиях как синдром Марфана и синдром Вайля-Маркезани, очень часто встречаются глобально или локально уменьшенный размер хрусталика в виде микрофакии и колобомы хрусталика. Первая часто сочетается с более сферичной формой хрусталика (микросферофакия) из-за меньшего натяжения со стороны ослабленной цинновой связки. Вторая представляет собой локальный дефект хрусталика в зоне максимально выраженной недостаточности зонулярных волокон.

Эволюционное развитие столь сложного механизма фиксации хрусталика, относительно свободно подвешивающего последний в водной среде (за исключением ограниченного контакта с радужной оболочкой и стекловидным телом), по всей видимости, обеспечивает достижение несколько взаимозависимых целей:

- возможность динамического изменения кривизны поверхностей хрусталика,

- долгосрочное сохранение прозрачности,

- изоляцию хрусталика от кровеносных, лимфатических сосудов, нервных волокон.

Проводник иммунных клеток в хрусталик

Традиционно считалось, что аваскулярный и денервированный хрусталик не содержит в себе постоянно обитающие клетки иммунной системы. Последние исследования опровергают этот тезис. Среди эпителиальных клеток хрусталика у человека, мышей, курицы в норме находятся клетки, имеющие на своей поверхности маркеры лейкоцитов/моноцитов. По сути это тканевые макрофаги - первое звено защиты органа от повреждения. Хрусталиковые макрофаги концентрируются в экваториальной зоне эпителия. Удивительно и занятно наблюдать, как через 15 минут после эвакуации хрусталикового вещества из цельно удаленного куриного хрусталика (ситуация ex vivo, вне организма) в эпителиальном слое под капсулой обнаруживаются активированные макрофаги, мигрирующие к краям капсулотомии.

При серийном изучении куриных эмбрионов было продемонстрировано, что тканевые макрофаги оказываются в хрусталике лишь на определенной стадии развития. На предшествующих стадиях иммунные клетки обнаруживаются в волокнах цинновой связки - единственном связующем звене хрусталика с васкуляризованной тканью (цилиарного тела). У птиц, в отличие от млекопитающих, в эмбриогенезе хрусталика отсутствует сосудистая оболочка tunica vasculosa lentis [6].

Хрусталиковые макфрофаги являются полноценными антиген-презентерами, поскольку экспрессируют молекулы II класса главного комплекса гистосовместимости (Major Histocompatibility Complex, MHC), а также после экстракапсулярной экстракции первыми трансформируются в миофибробласты, определяя развития вторичной катаракты.

На модели скарификации роговичного эпителия у мышей было показано, что такая анатомически непрямая травма увеличивает количество мигрирующих по цинновой связке с цилиарки на хрусталик моноцитов и нейтрофилов. Названные лейкоциты в норме отсутствуют на передней капсуле, но в данной лабораторной модели воспаления обнаруживаются ползущими по ней, а также были запечатлены в процессе трансмиграции через неповрежденную переднюю капсулу хрусталика [7]. Чем не красивая иллюстрация кератоувеита для схоластических скептиков, не допускающих генерализации воспалительной реакции с роговицы на сосудистую?

Удивительным образом (для наивного исследователя исключительно силой случайного совпадения, но мы то с вами готовы к различным поворотам высокоассоциативного повествования), в ответ на деэпителизацию роговичного эпителия стромальные кератоциты начинают активно синтезировать MAGP-1 и TSP-1 (Thrombospondin 1, альтернативная аббревиатура - THBS1). MAGP-1 - белок, тесно ассоциированный в матричном протеоме с фибриллиновыми микрофибриллами. Так в роговице MAGP-1 (Microfibril-Associated GlycoProtein-1 = гликопротеин, ассоциированный с микрофибриллами-1, также известный как microfibrillar-associated protein 2, MFAP2) вместе с TSP-1 больше представлены в самых глубоких слоях стромы, там где обычно располагаются фибриллин-содержащие эластиновые волокна роговицы [8] [9]. Если эти белки подкрасить одновременно с клетками воспаления, то станет видно, как последние в норме локализуются исключительно в лимбе, а при травме появляются в центральной строме в одной локации с названными белками [7].

С учетом информации, содержащейся в предыдущем абзаце, по иному, более осмысленно воспринимаются сведения о биохимическом составе цинновой связки. MAGP-1 - у человека третий, а у коров второй по представленной массе гликопротеин [10]. Умом понимаешь, что в биологии каждое вещество имеет множественную смысловую нагрузку, и MAGP-1 представлен в изучаемом органе не только для иммунной защиты хрусталика, но в рисунке 6 предыдущей цитаты назойливо бросается в глаза сугубо субъективная, научно неподтвержденная более интенсивная окраска MAGP-1 в передних волокнах цинновой связки, способная объяснить преференциальное распространение лейкоцитов при воспалении переднего отрезка к переднему полюсу хрусталика.

Таким образом, механические функции цинновой связки не ограничиваются только удержанием хрусталика в оптической оси и передачей усилий цилиарных мышц на хрусталик, но и распространяются на предоставление специфического адгезионного мостика для быстро мигрирующих нейтрофилов и несколько отстающих за ними моноцитов при воспалении [11]. В физиологических условиях эта понтонная переправа обеспечивает эмбриональную доставку резидентных макрофагов в экваториальные отделы хрусталикового эпителия, по крайней мере, у птиц, являясь единственным коннектором с сосудистой сетью.

Литература

  1. Assia EI, Apple DJ, Morgan RC, Legler UF, Brown SJ. The relationship between the stretching capability of the anterior capsule and zonules. Invest Ophthalmol Vis Sci. 1991;32(10):2835-2839. https://iovs.arvojournals.org/article.aspx?articleid=2178912
  2. Petrova RS, Bavana N, Zhao R, Schey KL, Donaldson PJ. Changes to Zonular Tension Alters the Subcellular Distribution of AQP5 in Regions of Influx and Efflux of Water in the Rat Lens. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2020;61(11):36. doi:10.1167/iovs.61.11.36 https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32945844/
  3. Shi Y, Jones W, Beatty W, et al. Latent-transforming growth factor beta-binding protein-2 (LTBP-2) is required for longevity but not for development of zonular fibers. Matrix Biol. 2020;S0945-053X(20)30092-5. doi:10.1016/j.matbio.2020.10.002. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0945053X20300925
  4. Shi Y, De Maria A, Lubura S, Šikić H, Bassnett S. The penny pusher: a cellular model of lens growth. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2014;56(2):799-809. doi:10.1167/iovs.14-16028 https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/25515574/
  5. Jones W, Rodriguez J, Bassnett S. Targeted deletion of fibrillin-1 in the mouse eye results in ectopia lentis and other ocular phenotypes associated with Marfan syndrome. Dis Model Mech. 2019;12(1):dmm037283. doi:10.1242/dmm.037283 https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30642872/
  6. Menko AS, DeDreu J, Logan CM, Paulson H, Levin AV, Walker JL. Resident immune cells of the avascular lens: Mediators of the injury and fibrotic response of the lens. FASEB J. 2021;35(4):e21341. doi:10.1096/fj.202002200R https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33710665/
  7. 7,0 7,1 DeDreu J, Bowen CJ, Logan CM, et al. An immune response to the avascular lens following wounding of the cornea involves ciliary zonule fibrils. FASEB J. 2020;34(7):9316-9336. doi:10.1096/fj.202000289R https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/32452112/
  8. White TL, Lewis P, Hayes S, et al. The Structural Role of Elastic Fibers in the Cornea Investigated Using a Mouse Model for Marfan Syndrome. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2017;58(4):2106-2116. doi:10.1167/iovs.16-21358 https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28395026/
  9. Feneck EM, Lewis PN, Ralphs J, Meek KM. A comparative study of the elastic fibre system within the mouse and human cornea. Exp Eye Res. 2018;177:35-44. doi:10.1016/j.exer.2018.07.024 https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/30053442/
  10. De Maria A, Wilmarth PA, David LL, Bassnett S. Proteomic Analysis of the Bovine and Human Ciliary Zonule. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2017;58(1):573-585. doi:10.1167/iovs.16-20866 https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/28125844/
  11. Hind, Laurel Erin, "The Biochemical and Biophysical Mechanisms of Macrophage Migration" (2015). Publicly Accessible PennDissertations. 1062. http://repository.upenn.edu/edissertations/1062