1. Принципы ускоренного роговичного коллагенового кросслинкинга

Строма роговицы состоит в основном из коллагена, протеогликанов и воды. Ламеллярная организация коллагеновых фибрилл, образующих строму роговицы, — главный источник биомеханической прочности роговицы; она регулируется взаимодействием с протеогликанами [7]. Точное расположение коллагеновых ламелл стромы критически важно для сохранения прозрачности глаза и, как считается, отвечает за форму роговицы [7, 8]. Коллагеновые ламеллы стромы проходят полосами через роговицу от лимба до лимба. Более глубокие ламеллы обычно идут параллельно друг другу, тогда как передние ламеллы сильнее переплетены и вплетаются в переднюю пограничную пластинку (боуменову мембрану) [7, 9].

Отдельные коллагеновые фибриллы стромы состоят из единиц тропоколлагена, каждая из которых содержит три белковые цепи, закрученные в спираль [10]. Каждая тройная спиральная молекула тропоколлагена номинально имеет длину 300 нм и диаметр 1,5 нм и удерживается межпептидными водородными связями [11–13]. Множество единиц тропоколлагена собирается в микрофибриллы, которые естественным образом сшиты и образуют отдельные коллагеновые фибриллы [11, 12]. В нормальном глазу коллагеновые фибриллы роговицы лежат в ортогональных пластах, параллельных друг другу и плоскости роговицы, образуя около 200 ламелл и составляя внеклеточный матрикс стромы роговицы [14]. Коллагеновые ламеллы также имеют две предпочтительные ортогональные ориентации: на большей части центральной 7-миллиметровой зоны роговицы коллаген преимущественно равномерно выровнен по вертикальному и горизонтальному меридианам [15].

Расположение коллагеновых ламелл различается по зонам. В передней трети стромы коллагеновые ламеллы тонкие (около 0,2–1,2 мкм толщиной и 0,5–30 мкм шириной), идут косо к поверхности роговицы и иногда расщепляются на два-три подслоя, которые ветвятся и переплетаются [16]. В задней строме коллагеновые ламеллы обычно расположены параллельно поверхности и толще (около 1,0–2,5 мкм толщиной и 100–250 мкм шириной) [16]. Дополнительные якорные коллагеновые ламеллы на периферии также вносят вклад в увеличение толщины периферии. На периферии коллагеновые фибриллы вплетаются в коллаген лимба, придавая значительную биомеханическую прочность [15, 17] (рис. 1.1).

Рис. 1.1. Микрофотография коллагеновых фибрилл, контрастирование уранилацетатом и цитратом свинца, ×89 000. Ортогональное расположение коллагеновых ламелл роговицы в передней жёсткой строме (a). Параллельное расположение ламелл задней (слабой) стромы (b). ТЭМ Philips EM 208S, ультратонкие срезы.