1. Анатомия и физиология хрусталика

состоит из сложной системы клеток-волокон, каждая со своей мембраной, отделяющей её содержимое от межклеточной жидкости, или цементирующего вещества, которое, в свою очередь, отделено капсулой и эпителием хрусталика от окружающих внутриглазной жидкости и стекловидного тела. Прозрачность этой системы, по-видимому, зависит от отсутствия больших перепадов показателя преломления между клетками и окружающим цементирующим веществом. Иначе говоря, прозрачность хрусталика должна быть просто следствием малого числа центров рассеяния. Кроме того, клетка хрусталика состоит в основном из белковых молекул диаметром около 10 нм, находящихся в неопалесцирующем коллоидном растворе. Размер частиц достаточно мал, а концентрация достаточно низка, так что рассеяние, хотя и присутствует, снижает пропускание белого света лишь на несколько процентов.

Торкель предположил, что прозрачность хрусталика обусловлена правильным расположением волокон хрусталика, равномерным распределением и паракристаллическим состоянием белков внутри клетки. Джонс и Лерман сообщили, что вклад в прозрачность может вносить и пластинчатая (а не спиральная) конформация белков хрусталика. Бенедек, однако, предположил, что если белковые молекулы не слишком велики, то их точное расположение менее важно.

В целом существенную роль в поддержании исключительной прозрачности нормального хрусталика играют следующие факторы:

• однослойный, нетолстый эпителий;
• полупроницаемость капсулы хрусталика;
• малочисленность и плотная упаковка клеток хрусталика: внекапсулярное пространство хрусталика составляет менее 5% его общего объёма, поэтому зоны разрыва очень малы по сравнению с длиной волны света;
• характерное расположение белков хрусталика;
• насосный механизм волокон хрусталика, регулирующий электролитный и водный баланс хрусталика и тем самым поддерживающий его относительную обезвоженность;
• бессосудистость хрусталика;
• автоокисление: высокая концентрация восстановленного глутатиона в хрусталике поддерживает белки хрусталика в восстановленном состоянии и обеспечивает целостность мембранного насоса клеток.

Таким образом, появление вакуолей (как внутриклеточных, так и внеклеточных), местное осаждение белков с образованием более крупных агрегатов и искажение структуры хрусталика, вероятно, ведут к усилению рассеяния света; клинически эти изменения описываются как катаракта. Изменения прозрачности, безусловно, связаны с изменениями содержания электролитов и воды.

Слои нормального хрусталика имеют разные показатели преломления. Это изменение не постепенное: показатель ступенчато возрастает к центру. Показатель преломления ядра (1,40) выше, чем коры (1,38), из-за сравнительной плотности ядра.

Изменения стареющего хрусталика

Возрастные изменения хрусталика проходят три стадии: развитие, рост и старение. С возрастом в прозрачном хрусталике происходит много изменений. Их не следует путать с изменениями катарактального хрусталика, хотя многие из них при катаракте выражены сильнее, а некоторые предшествуют катарактальным изменениям. Изменения стареющего хрусталика можно сгруппировать так: физические изменения, метаболические изменения, изменения кристаллинов и изменения плазматических мембран и цитоскелета.

1. Физические изменения

• Масса и толщина хрусталика с возрастом неуклонно увеличиваются. Это обусловлено продолжающимся всю жизнь ростом хрусталика за счёт наслоения новых клеток от экватора.
• Пропускание света хрусталиком, особенно в коротковолновой части спектра, с возрастом снижается, т. е. светопоглощение с возрастом растёт.
• Рассеяние света с возрастом увеличивается. Сообщается, что оно вызвано агрегацией и образованием гелеобразного состояния. Ряд исследователей развивает идею о том, что усиление рассеяния света с возрастом можно объяснить синерезисом — процессом, при котором конформационные изменения белка высвобождают связанную воду, усиливая разницу показателей преломления между более сухой белковой областью и её окружением.