Механизмы и теории аккомодации

Механизмы и теории аккомодации (из обзора литературы, докторской диссертации Беликовой Е.И.)

Термин «аккомодация» был введен Burow в 1841 г. - это приспособление оптической системы глаза, направленное на четкое видение разноудаленных предметов. Основоположником теории аккомодации считается Hermann von Helmholtz, который в 1855 г. установил, что во время аккомодации увеличивается толщина хрусталика [224, 225]. На основании своих наблюдений он предположил, что при аккомодации происходит сокращение цилиарной мышцы, вследствие чего цилиарное тело смещается несколько вперед и к экватору хрусталика; при этом наступает расслабление волокон цинновой связки и уменьшение натяжения ими эластичной капсулы хрусталика, соответственно, хрусталик принимает более выпуклую форму.

В 1908 г. Tscherning определил, что при аккомодации увеличивается выпуклость преимущественно центральной зоны хрусталика [447]. Данное наблюдение послужило ему основанием для предложения своей теории аккомодации, суть которой заключается в следующем: при взгляде вдаль цинновая связка расслаблена, а при напряжении аккомодации происходит натяжение волокон цинновой связки, вследствие чего наступает уплощение хрусталика по периферии и некоторое смещение его вперед, как представлено на рис. 1.1.

Рисунок 1.1. Схематическое изображение изменений в переднем отрезке глаза при состоянии покоя (1) и напряжения (2) аккомодации.

Кроме того, во время аккомодации периферическая часть переднего отдела стекловидного тела тоже подается вперед (вслед за смещением цилиарного тела и примыкающей к нему части хориоидеи) и оказывает давление на экваториальную область хрусталика, что также способствует сплющиванию хрусталика по периферии, в результате чего он становится более выпуклым в центральной части. По данным Nordenson (1917), при взгляде вдаль радиус кривизны передней поверхности хрусталика в среднем равен 10,6 мм, при аккомодации же радиус периферического отдела передней поверхности хрусталика уменьшается до 7,4 мм, а центрального — до 5,0 мм, что подтверждает наблюдение Tscherning [199].

Ronald A. Schachar в 1992 г. предложил теорию, во многом повторяющую основные положения теории Tscherning [314, 315]. Согласно Schachar, при сокращении цилиарной мышцы передняя ее часть смещается к корню радужки, что уменьшает натяжение передних и задних зонулярных волокон и увеличивает натяжение экваториальных волокон. Теория Tscherning-Schachar не находит подтверждения в большой группе недавних исследований. Так, R.S. Wilson и L.M. Merilin, проводя опыты на человеке с альбинизмом при помощи метода инфракрасной видеофотографии, выяснили, что при установке глаза на ближайшую точку ясного зрения диаметр хрусталика уменьшается (а не увеличивается, как предполагает Schachar). A. Glasser и P. Kaufman с помощью гониовидеографии показали на обезьянах, которым предварительно производили иридэктомию, что при напряжении аккомодации экваториальный диаметр хрусталика уменьшается, а не увеличивается (противоречит теории Schachar) [212, 213] (рис. 1. 2).

Рисунок 1.2. Схема процесса аккомодации по Шахару.

Представляет интерес предположение Fincham о том, что причиной разной формы передней и задней поверхностей хрусталика служит особое строение капсулы хрусталика: при аккомодации капсула неравномерно растягивается вследствие разной ее толщины и эластичности в различных отделах [206]. На передней поверхности хрусталика она толще, чем на задней, а на латеральных участках (где крепятся волокна цинновой связки) — толще, чем на полюсах. Gullstrаnd в 1912 г. ввел понятие так называемой внутрикапсулярной аккомодации, дополняющей теорию Helmholtz. По мнению автора, при аккомодации имеют значение два процесса: уменьшение радиуса кривизны поверхностей хрусталика — так называемая внекапсулярная аккомодация — и увеличение показателя преломления хрусталика, что он называет внутрикапсулярной аккомодацией [215]. По Gullstrand, во время аккомодации, когда хрусталик становится более выпуклым, происходит изменение соотношения изоиндициальных поверхностей таким образом, что в центральном отделе его, соответствующем области зрачка, оказывается более толстый слой той субстанции хрусталика, которая имеет более высокий показатель преломления. Связанное с этим явлением усиление преломляющей способности хрусталика и называется внутрикапсулярной аккомодацией [191]. Некоторые ученые высказывают мнение, что в процессе аккомодации задействованы также экстраокулярные факторы. Так, известно мнение F.C. Donders о растяжении глазного яблока вследствие сдавливания его экстраокулярными мышцами при конвергенции [187]. В.Ф. Ананин высказал гипотезу о том, что при аккомодации помимо изменения формы хрусталика происходит также смещение сетчатки вследствие деформации глазного яблока в сторону увеличения его продольной оси под воздействием наружных мышц глаза [8]. О.В. Светлова и И.Н. Кошиц называют указанный процесс механизмом сжатия склеры — наружные мышцы глаза вызывают деформацию склеры, изменяя при этом переднезаднюю ось глаза [97]. В.В. Волков также склонен считать наличие такой «нехрусталиковой» аккомодации возможным при конвергенции. По его мнению, от давления резко утолщенных при сокращении внутренней и нижней прямых мышц, при полной релаксации наружной и верхней прямых и нижней косой мышц создаются условия для деформации склеральной капсулы глаза с удлинением его ПЗО. Особо важная роль при этом отводится нижней косой мышце, крепящейся, как известно, точно в проекции макулярной области сетчатки и благодаря этому способной в какой-то мере управлять ее переднезадним положением относительно фокуса преломленных в глазу лучей.

Таким образом, теории, объясняющие процесс аккомодации, разнообразны и часто противоречивы. О.В. Светлова и И.Н. Кошиц предлагают классификацию исполнительных механизмов аккомодации человека.

Они выделяют основной и дополнительный механизмы аккомодации:

I . Интраокулярные (внутриглазные)

1.Экстракапсулярные:

• механизм изменения преломляющей силы хрусталика за счет деформации его капсулы;
• механизм перемещения капсулы хрусталика;
• механизм сужения зрачка;
• механизм стационарной установки сетчатки;
• механизм перемещения сетчатки.

1. Интракапсулярный:

• механизм предполагаемого изменения оптической силы ядра хрусталика.

1. Экстраокулярные (наружные)
2. Роговичный (механизм изменения астигматизма роговицы);
3. Склеральный (механизм сжатия склеры).

По мнению авторов, основным механизмом аккомодации в глазу является экстракапсулярный механизм изменения преломляющей силы хрусталика за счет деформации его капсулы и внутрихрусталикового вещества, когда ресничная мышца сокращается, подтягивая хориоидею вперед и ослабляя натяжение волокон цинновой связки, расплющивающих хрусталик о напряженную поверхность передней гиалоидной мембраны. При работе экстракапсулярного дополнительного механизма сужения зрачка увеличивается глубина фокусной области, в которой резкость изображения не меняется. Включение экстракапсулярного дополнительного механизма стационарной установки сетчатки, как считают авторы, приводит к установочному аккомодационному ответу: кровенаполнение и эластичность хориоидеи, а также тонус ресничной мышцы переходят на другой уровень. Сетчатка устанавливается в новое стационарное положение. Сложно согласиться с данным утверждением, т. к. при подтягивании хориоидеи можно предположить смещение вперед периферии сетчатки, но не центрального его отдела.

Таким образом, анализируя все вышеизложенное, можно сделать обоснованный вывод о том, что модель аккомодации, предложенная H. von Helmholtz, является главным и неоспоримым механизмом, лежащим в основе изменения оптической силы глаза при перемене точки фиксации [102].

Многообразие теорий аккомодации порождает множественность причин развития пресбиопии.

1. Склероз хрусталика: Fincham E.F. в 1937 году отметил, что при ослаблении зонулярных волокон капсула хрусталика не может проявлять достаточное воздействие на склерозированное вещество линзы для осуществления акта аккомодации [206]. Исследования Glasser A. и Kampbell P.L. показали существенное увеличение твердости хрусталика с возрастом [212, 213]. Известно, что до 60 лет еще может осуществляться акт аккомодации, хотя и в гораздо меньшей степени, чем в молодом возрасте.
2. Снижение эластичности капсулы хрусталика: Fisher R.F. своими исследованиями доказал, что капсула утолщается к 60-75 годам, после чего начинает истончаться, ее эластичность снижается. Все это приводит к снижению амплитуды аккомодации с возрастом [206].
3. Геометрическая теория: Farnsworth H.N. и Shyne S.E. (1979) показали, что с возрастом прикрепление передних зонулярных волокон приближается к экватору [199]. На основании этого Koretz, Kaufman, Neider, Goeckner (1989) [260], Pierscionek (1990) [434] и Wyatt (1993) [348] предложили геометрическую теорию развития пресбиопии, по которой увеличение толщины хрусталика, и перемещение передних зонул с возрастом приводит к уменьшению угла их прикрепления на передней поверхности хрусталика. Эти изменения приводят к снижению возможности зонулярных волокон влиять на процесс аккомодации. Однако пока не найдено экспериментального подтверждения этой теории, и ее конкретной роли в развитии пресбиопии.
4. Дизаккомодационная теория: постоянный рост хрусталика в течение жизни и изменения в углу прикрепления зонул к передней поверхности хрусталика позволили Bennet A.G., Rabbets R.B. (1989) [157] и Miranda M.N. (1979) [280] высказать свою теорию развития пресбиопии: зонулярные волокна держат стареющий хрусталик в неаккомодационном положении для того, чтобы глаз не становился миопическим, как того следует ожидать из-за изменения преломляющего индекса хрусталика с возрастом. В дальнейших исследованиях, проведенных Stark L. (1987) [326], Glasser A. и Campbell M.C., Kaufman P.L. (1998, 1999) [212, 244], экспериментального подтверждения этой теории не обнаружено.
5. Теория Шахара (Schachar R.A., 1992, 1994, 1995): с возрастом диаметр хрусталика в области экватора постоянно растет, приблизительно на 20 микрон в год, что характерно и для других органов и тканей эктодермального происхождения. К 45 годам увеличение хрусталика по экватору уменьшает расстояние между хрусталиком и цилиарным телом, вызывая расслабление зонулярных волокон, что в свою очередь ограничивает способность цилиарной мышцы воздействовать на цинновые связки [314, 315].
6. Экстралентикулярные теории: в этих теориях рассматриваются изменения в аккомодационном аппарате глаза вне хрусталика, капсулы или зонулярных волокон. К ним относятся следующие анатомические, морфологические и физиологические изменения в цилиарной мышце, сосудистой оболочке и соединительной ткани:

• возрастные дегенеративные изменения в цилиарной мышце;
• снижение эластичности мышцы и сухожилия, прикрепляющих ее к склере;
• уменьшение движения цилиарной мышцы;
• снижение массы цилиарной мышцы.

Наличие этих изменений доказано экспериментально, но до сих пор их роль в развитии пресбиопии точно не установлена.

1. Многофакторные теории: Weale R.A. (1982, 1992) [344] обратился к менее популярным среди офтальмологов причинам пресбиопии, включая биохимические, генетические и биофизические. В настоящее время неизвестно, происходят ли изменения в цилиарной мышце и хрусталике одновременно или последовательно. Выяснено, что в глазах человека и обезьяны прозрачный хрусталик с возрастом склерозируется и аккомодационные движения цилиарной мышцы снижаются. «Доказательства таковы, что первыми факторами в развитии пресбиопии являются уплотнение хрусталика и снижение подвижности цилиарной мышцы. Будущие исследования возможно прояснят взаимодействие между этими двумя факторами в развитии пресбиопии», — заключает Adrian Glasser (1998) [212] из Хьюстонского Университета, член Ассоциации исследований зрения и офтальмологии.

 

Методы исследования аккомодации

Для выбора правильного и обоснованного метода коррекции пресбиопии, важно исследовать состояния аккомодационного аппарата каждого пациента на дооперационном этапе. Исследование аккомодации применяют для изучения работоспособности глаза и зрительного утомления [Аветисов Э.С., Розенблюм Ю.З., 1981, Аветисов С.Э. с соавт., 2004] [1,5], выбора рациональной коррекции аметропии, определения состояния аккомодационного аппарата и его патологии. Для этой цели используют определение объема абсолютной и относительной аккомодации, эргографию и др.

Абсолютная аккомодация — аккомодация одного (изолированного) глаза при выключении из акта зрения другого. Механизм относительной аккомодации предполагает аккомодацию одновременно двух глаз при фиксации общего объекта. Абсолютную аккомодацию характеризуют две точки на зрительной оси: дальнейшая точка ясного зрения PR (punctum remotum) и ближайшая точка ясного зрения РР (punctum proximum). PR — точка наилучшего зрения в пространстве, положение которой фактически зависит от клинической рефракции. РР — точка наилучшего зрения на близком расстоянии при максимальном напряжении аккомодации. Таким образом, объем абсолютной аккомодации может быть вычислен по формуле:               А = R – РР,

где А — объем абсолютной аккомодации, R — клиническая рефракция, РР — ближайшая точка ясного зрения (все величины в диоптриях).

Для объективной оценки состояния аккомодационного аппарата глаза применяют эргографию. Суть метода заключается в определении работоспособности цилиарной мышцы при зрительной работе на близком расстоянии. Результаты исследования фиксируют в виде графической кривой. С практической точки зрения, важное значение имеет величина запаса относительной аккомодации (табл. 1.1), т. е. показатель, который служит косвенным свидетельством потенциальных возможностей аппарата аккомодации. Имеются данные о том, что снижение этого показателя указывает на предрасположенность к возникновению миопии.

Таблица 1.1.

Примерные возрастные нормы запаса относительной аккомодации (А)

Возраст, годы	А, дптр
7 – 9 10 – 12 13 – 20 21 – 25 26 – 30 31 – 35 36- 40 41 - 45	3 4 5 4 3 2 1 0

При рассмотрении возрастных особенностей оптического аппарата глаза следует выделять изменения, представляющие собой закономерные проявления возрастной инволюции глаза, и изменения, обусловленные заболеваниями глаза и общими болезнями, развивающимися в пожилом и старческом возрасте. У лиц с эмметропией пресбиопия обычно начинает проявляться в возрасте 40—45 лет. В этот период ближайшая точка ясного зрения отодвигается от глаз примерно на 23—31 см, т. е. приближается к среднему рабочему расстоянию (33 см). Для четкого распознавания объектов на этом расстоянии требуется напряжение аккомодации, приблизительно равное 3,0 дптр. Между тем в 45-летнем возрасте средняя величина объема аккомодации составляет всего 3,2 дптр (рис. 1.3).

Рисунок 1.3. Возрастные изменения объема аккомодации по Donders. По оси абсцисс – возраст, годы; по оси ординат – положение ближайшей точки ясного зрения (слева - дптр, справа – см.), Р и r – ближайшая и дальнейшая точки ясного зрения, соответственно.

Следовательно, необходимо затратить почти весь сохраняющийся в этом возрасте объем аккомодации, что вызывает ее чрезмерное напряжение и быстрое утомление.

Коррекция пресбиопии на сегодняшний день располагает широкими возможностями и различными способами и методами восстановления зрения вблизи [3, 5, 6, 15, 124, 314]:

1. Нехирургические способы коррекции пресбиопии:

• очки
• контактные линзы

1. Хирургические способы коррекции пресбиопии:

• Хирургия роговицы
• Хирургия склеры
• Хирургия хрусталика (интраокулярная коррекция).

Кроме того, объективные методы исследования отличают истинное изменение аккомодации от эффекта псевдоаккомодации, которые могут способствовать повышению остроты зрения для близи без аккомодации.       Псевдоаккомодация как термин применяется в отношении пресбиопии в большом разнообразии подходов:

• Мультифокальные и дифракционные ИОЛ
• Контактные линзы
• Моновижн
• Прогрессивная очковая коррекция
• Увеличение глубины поля (фокуса) за счет уменьшения диаметра зрачка (pinhole – эффект крошечного отверстия)
• Индуцированные оптические аберрации (астигматизм или сферические аберрации)
• Роговичные рефракционные процедуры.