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.

Материал и методы

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.

Результаты и обсуждение

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.

Заключение

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.