Влияние слезной пленки на результаты прямой оценки чувствительности роговицы

Как известно, чувствительность роговицы обеспечивают два длинных цилиарных нерва глазной ветви тройничного нерва. Нервные волокна роговицы (НВР), имея радиальное направление, формируют три основных сплетения в центральной зоне роговицы: базальное (между передним эпителием и боуменовой мембраной), суббазальное (между боуменовой мембраной и стромой) и стромальное (в верхней трети стромы). Различают «толстые» миелиновые А-волокна (на периферии) и безмиелиновые (более тонкие) С-волокна. НВР обеспечивают не только чувствительность, но и трофическую функцию и связаны с различными группами рецепторов, которые представлены механорецепторами, полимодальными ноцицепторами и холодовыми рецепторами. Отмечены наличие большого количества рецептивных полей и функциональная гетерогенность нервов роговицы. При этом размеры рецептивных полей различны и варьируют в зависимости от функционального класса нервных волокон [1,2].

Диагностические подходы в медицине и в офтальмологии, в частности, можно разделить на функциональные и структурно-морфологические. В первом случае в процессе диагностического теста оценивают степень индуцированных патологическим процессом функциональных изменений, а во втором — нарушения «нормального» анатомического и гистологического строения органов и тканей. Прижизненное исследование структурных особенностей НВР на уровне, близком к морфологическому, стало возможным в результате внедрения в клиническую практику различных методов конфокальной микроскопии роговицы [3,4].

Для оценки функционального состояния НВР используют различные варианты так называемой эстезиометрии (от греч. aesthesis — чувство, ощущение) — метода, энциклопедически определяемого как «исследование чувствительности к механическому, температурному и болевому воздействию, основанное на субъективной оценке испытуемым качества и интенсивности действия «раздражителя». Попытки клинического применения эстезиометрии связаны с исследованием нарушений чувствительности роговицы при различных заболеваниях (сахарный диабет, кератиты различной этиологии, эрозии роговицы, синдром сухого глаза), а также после хирургических вмешательств [5,6].

Первые попытки количественного определения чувствительности роговицы были предприняты в 1894 году немецким физиологом Максом фон Фреем (Max von Frey), который для дозированного механического воздействия на роговицу предложил использовать фрагменты конского волоса разных диаметра и длины. На данный момент эстезиометрию в основном осуществляют в соответствии с принципами, заложенными в 1960 г. Р. Cochet и R. Bonnet, которые разработали держатель нейлоновой нити, обеспечивающий дозированное механическое воздействие на роговицу за счет изменения длины нити [7].

К главным достоинствам метода можно отнести простоту выполнения и возможность исследования без специальной подготовки пациента. Однако метод не лишен недостатков, среди которых следует отметить инвазивность (возможность повреждения эпителия роговицы при контакте с нитью), ограниченный диапазон давления нити, негативную психологическую восприимчивость метода исследуемыми в связи с невозможностью использования местной анестезии и, самое главное, сложность точной оценки приложенного усилия. Кроме этого, на структуру и форму концевой части нити определенное влияние оказывают как влажность воздуха, так и частота ее использования [8,9].

В отечественной офтальмологической практике для обозначения метода исследования чувствительности роговицы использовали термин «альгезиметрия» (от греч. аlgos — боль). Механическое воздействие при использовании альгезиметра А.Я. Самойлова (1951) выполняют путем последовательного прикосновения к поверхности роговицы несколькими волосками различного диаметра в 13 точках. Условный количественный показатель чувствительности роговицы соответствует тому волоску, который вызвал тактильные ощущения при касании. Аналогичный принцип исследования был заложен и в других моделях отечественных альгезиметров: Б.Л. Радзиховского (1960), А.М. Добромыслова и В.А. Ромашевского (1970). В связи с невозможностью стерилизации и негативной психологической восприимчивостью пациентами широкого применения в клинической практике данные методы оценки чувствительности роговицы не нашли [10,11].

Попытки совершенствования эстезиометрии связаны с уменьшением уровня механического воздействия на переднюю поверхность роговицы, в частности, за счет использования в качестве раздражителя НВР воздушного импульса. В пневматическом эстезиометре такое воздействие приводит к локальному охлаждению глазной поверхности, усиливая испарение прекорнеальной слезной пленки. При этом для пациента данное воздействие абсолютно безболезненно и ощущается как чувство легкого дуновения. Путем подачи воздушных стимулов разной интенсивности удается определить пороговую величину ощущения охлаждения роговицы [12].

К главному преимуществу метода можно отнести минимизацию потенциального повреждения эпителия роговицы, в связи с чем пневматическую эстезиометрию применяли для оценки чувствительности роговицы после контактной коррекции и эксимерлазерных кераторефракционных вмешательств [13,14].

При сравнительных исследованиях оценки чувствительности роговицы с помощью пневматического и механического (Cochet-Bonnet) эстезиометров было высказано предположение, что данные приборы позволяют оценивать состояние различных типов НВР. Так, на температурное воздействие при раздражении роговицы воздушным импульсом в первую очередь реагируют немиелинизированные С-волокна, в то время как к давлению нейлоновой нити более восприимчивы А-σ- волокна. Возможно, это различие связано с реакцией данных типов нервных волокон на раздражители разной модальности и их расположением в эпителии роговицы [15].

Необходимо отметить, что независимо от метода эстезиометрии потенциальное раздражение НВР происходит не только трансэпителиально, но и путем обязательного «прохождения» через прекорнеальную слезную пленку, которая, исходя из современных представлений, является неотъемлемой анатомо-функциональной структурой роговицы. Как известно, прекорнеальная слезная пленка состоит из трех слоев (липидного, водного и муцинового) и обеспечивает ряд важнейших функций (защитную, трофическую, антибактериальную и оптическую). С этих позиций нельзя исключить возможного «участия» слезной пленки в формировании ответной реакции НВР на раздражение любого типа.

Цель настоящего исследования — оценка влияния слезной пленки на результаты прямой оценки чувствительности роговицы.

Исследованы 20 здоровых добровольцев (11 мужчин и 9 женщин) в возрасте 19—24 лет. Критерии включения в группу: отсутствие каких-либо глазных и общих системных заболеваний в анамнезе, нормальные показатели слезопродукции по данным пробы Ширмера (смачивание фильтровальной полоски более 10 мм за 5 мин) и устойчивости слезной пленки в результате пробы Норна (время разрыва не менее 10 с). В процессе тестов с помощью специально сконструированного устройства осуществляли дозированное воздействие струей воздуха на переднюю поверхность роговицы и фиксировали давление в момент достижения тактильных ощущений и в момент наблюдаемой посредством тиаскопа индукции разрыва слезной пленки как показателя ее биомеханической устойчивости.

Оригинальное устройство для проведения теста было создано на базе фотощелевой лампы Haag-Strеight BQ900 (Haag-Streit Bern, Швеция), оснащенной стационарным параболическим тиаскопом (патент RU 121434) и цифровой камерой Canon 750D (Canon corp., Япония). В такой компоновке фотощелевая лампа позволяет динамически наблюдать и регистрировать интерференционную картину липидного слоя слезной пленки, а также фиксировать момент разрыва водного слоя и обнажения апикальных частей клеток эпителия роговицы. Для проведения теста щелевая лампа была оснащена калиброванным пневматическим инжектором диаметром 0,1 мм, расположенным таким образом, чтобы пневматическая струя касалась поверхности роговицы в центре поля, наблюдаемого при тиаскопии (при этом само сопло инжектора находилось в 4 мм от поверхности глаза). Давление в системе пневматического инжектора нагнетается виброкомпрессором и плавно регулируется посредством механического дросселя. При проведении теста текущее (моментальное) давление струи можно было оценить посредством манометра, встроенного в пневматическую систему.

Тест проводили следующим образом: располагали испытуемого за щелевой лампой и ориентировали его взор так, чтобы поле интерференционной картины слезной пленки, наблюдаемой в рефлексе тиаскопа, приблизительно совпадало с апикальной частью роговицы. Посредством дросселя последовательно увеличивали давление в системе пневматического инжектора. При достижении испытуемым субъективного ощущения «прикосновения» к роговице фиксировали давление P1 — «давление достижения тактильных ощущений» (рис. 1, a). Продолжали увеличивать давление, стараясь избегать значительного смещения глаза испытуемого относительно точки приложения давления струи (точка приложения давления к передней поверхности глаза хорошо видна по участку динамичного изменения рисунка интерференционной картины, который проявляется задолго до появления субъективных ощущений испытуемого). После резкого повышения яркости рефлекса в зоне приложения пневматической струи к поверхности роговицы констатировали полный локальный разрыв слезной пленки и фиксировали давление в системе инжектора, при котором это произошло — P2, «давление индукции разрыва слезной пленки» (см. рис. 1, б).

Теневая проекция пневматического инжектора показана стрелкой, проекция зрачка — пунктиром.

а — слева: дисплей цифрового манометра в момент, когда испытуемый почувствовал «прикосновение» к роговице; справа: интерференционная картина слезной пленки в тот же момент. В центре кадра визуализируется относительно светлая зона динамичного изменения рисунка интерференционной картины, характеризующая точку воздействия пневматической струи на роговицу; б — слева: дисплей цифрового манометра в момент, когда возник полный разрыв слезной пленки; справа: интерференционная картина слезной пленки с разрывом, индуцированным пневматической струей. Зона разрыва характеризуется ярким рефлексом на границе воздух/эпителий.

Статистическую обработку полученных данных проводили в программе SofaStatistic 3.2.

При статистической обработке полученных данных выявлена сильная достоверная корреляция между давлением струи воздуха в момент достижения исследуемым тактильных ощущений — P1 и аналогичным показателем в момент разрыва слезной пленки — P2 (R=0,91, p<0,05) (рис. 2). При этом очевидно, что при условии неизменности точки приложения струи воздуха в проводимом тесте давление P1 будет прямо характеризовать пороговую чувствительность роговицы, а давление P2 отражать механическую состоятельность слезной пленки в этой же точке. Полученные данные свидетельствуют о том, что существенным фактором, препятствующим корректной оценке результатов прямой эстезиометрии роговицы в области значений, близких к условно-нормальной чувствительности, является биомеханическое сопротивление слезной пленки.

При проведении эстезиометрического теста любой тип действующего на роговицу раздражителя НВР (волосок, плунжер, пневматическая струя) предварительно должен преодолеть устойчивость слезной пленки и только после этого вызывать возбуждение нервных окончаний. Этот фактор не учитывали ни в одной из теоретических моделей проведения теста и умозрительно отклоняли как незначимый. Вместе с тем толщина слезной пленки (в среднем 10 мкм) хотя и существенно меньше, но вполне сопоставима (особенно с точки зрения «деликатности» воздействия в процессе эстезиометрии) с толщиной переднего эпителия роговицы (в среднем 40 мкм). Кроме этого, слезная пленка обладает далекими от нулевых значениями биомеханической устойчивости, обусловленными ее структурой и функциями, обеспечивающими высокие показатели поверхностных сил. Формирование и стабильность слезной пленки зависят от физических свойств слезы, где одной из ключевых характеристик является ее поверхностное натяжение. Выявлены существенные различия в показателях поверхностного натяжения слезы в группе здоровых добровольцев и у пациентов с синдромом сухого глаза (43,6 ± 2,7 и 49,6 ± 2,2 мН/м соответственно) [16].

Полученные результаты, на наш взгляд, объясняют, почему, несмотря на достаточно продолжительный исторический период попыток клинического применения, эстезиометрию используют в основном в научных исследованиях. При этом какие-либо общепринятые количественные показатели чувствительности роговицы до сих пор отсутствуют.

В связи с вышеизложенным следует отметить бесперспективность дальнейшего совершенствования методов прямой эстезиометрии для объективной оценки чувствительности роговицы без учета потенциального влияния на результаты исследования биомеханической устойчивости слезной пленки. Перспективным представляется разработка и внедрение в клиническую практику неинвазивных методов исследования функциональных особенностей НВР, уменьшающих или исключающих потенциальное участие биомеханического компонента слезной пленки в ответе на воздействие раздражителя — сопротивляемости внешнему механическому воздействию. В качестве примера успешной реализации аналогичной задачи можно привести создание современных пневмотонометров с функцией оценки и нивелирования влияния на показатели тонометрии биомеханических показателей роговицы.

На результаты прямой контактной эстезиометрии роговицы существенное влияние оказывает биомеханическая устойчивость слезной пленки. В связи с этим в своем нынешнем техническом исполнении современные эстезиометры могут быть использованы только для мониторинга (не для диагностики!) патологических процессов за счет анализа не абсолютных, а относительных (сравниваемых между собой) показателей чувствительности (оптимально в комплексе с анализом структурных изменений НВР на основе лазерной конфокальной микроскопии).

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования: C.А., З.C., Н.Ч.

Сбор и обработка материала: З.С., И.Н.

Статистическая обработка: З.С., И.Н.

Написание текста: З.С., И.Н., Н.Ч.

Редактирование: С.А., И.Н., З.С., Н.Ч.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.