Уникальность нашего тела
В нашем организме каждый орган имеет свою уникальную внутреннюю среду, необходимую для его нормальной работы. Кислород и питательные вещества поступают из крови, которая доставляется к органам по сосудам, как по трубопроводу.
Для того, чтобы в орган поступали только полезные вещества, в организме существуют специальные механизмы – гистогематические барьеры. Они как невидимые стражи, защищают организм от вредных веществ, подобно тому, как крепкие стены защищают замок от вражеских атак. Каждый орган, будто крепость, имеет свою уникальную систему защиты, которая зависит от особенностей его строения и функционирования, обеспечивая оптимальные условия для его жизнедеятельности. С помощью барьеров происходит регуляция потока веществ через сосудистую стенку как через контрольно-пропускной пункт.
Для того, чтобы в орган поступали только полезные вещества, в организме существуют специальные механизмы – гистогематические барьеры. Они как невидимые стражи, защищают организм от вредных веществ, подобно тому, как крепкие стены защищают замок от вражеских атак. Каждый орган, будто крепость, имеет свою уникальную систему защиты, которая зависит от особенностей его строения и функционирования, обеспечивая оптимальные условия для его жизнедеятельности. С помощью барьеров происходит регуляция потока веществ через сосудистую стенку как через контрольно-пропускной пункт.
Рисунок 1. Схема глаза. Глазное яблоко условно можно разделить на две части: передний и задний сегменты. Передний сегмент глаза состоит из конъюнктивы, роговицы, радужной оболочки, цилиарного тела, хрусталика и водянистой влаги, а задний сегмент образуют склера, сосудистая оболочка, сетчатка и стекловидное тело.
Источник: Vaneev A, Tikhomirova V, Chesnokova N, Popova E, Beznos O, Kost O, Klyachko N. Nanotechnology for Topical Drug Delivery to the Anterior Segment of the Eye. International Journal of Molecular Sciences. 2021; 22(22):12368. https://doi.org/10.3390/ijms222212368
Источник: Vaneev A, Tikhomirova V, Chesnokova N, Popova E, Beznos O, Kost O, Klyachko N. Nanotechnology for Topical Drug Delivery to the Anterior Segment of the Eye. International Journal of Molecular Sciences. 2021; 22(22):12368. https://doi.org/10.3390/ijms222212368
Рисунок 2. Гематоводный барьер. (А) Макроскопическое изображение передней части глазного яблока. Молекулярные массы указывают предел размера молекулярного прохождения через внешние ткани (конъюнктиву, роговицу, переднюю часть склеры). В квадрате: расположение двух основных компонентов гемато-водного барьера: сосудов радужной оболочки и непигментированного эпителия цилиарного тела. (В) Схематическое изображение компонентов гемато-водного барьера в радужной оболочке, где все клеточные компоненты представлены сосудами радужной оболочки и ее эндотелиальными клетками с плотным соединением (1) (верхнее изображение), а также цилиарным телом с его клеточными компонентами и непигментированным эпителием с плотными соединениями (2) (нижнее изображение).
TJ - плотные соединения, GJ - щелевые соединения.
TJ - плотные соединения, GJ - щелевые соединения.
Источник: Leclercq, B.; Mejlachowicz, D.; Behar-Cohen, F. Ocular Barriers and Their Influence on Gene Therapy Products Delivery. Pharmaceutics 2022, 14, 998. https://doi.org/10.3390/pharmaceutics14050998
Природная защита глаз
Гематоофтальмический барьер (ГОБ)– комплексная система защиты и поддержания постоянства внутренней среды (гомеостаза) глаза. Он помогает обеспечивать глаза всем необходимым для их работы, а также является иммунологическим барьером, поскольку непроницаем для многих микроорганизмов, антител и лейкоцитов.
Главными элементами всех барьеров являются стенки кровеносных сосудов, выстилающие их эндотелиальные клетки и межклеточное вещество. Именно они определяют проницаемость барьера и обмен веществ между кровью и окружающими тканями. Особенностью ГОБ являются плотные контакты между эндотелиальными клетками капилляров.
ГОБ состоит из двух взаимосвязанных систем: иридоцилиарной (радужки и цилиарного тела), хориоретинальной( сосудистой оболочки и сетчатки), каждой из которых присущи свои особенности, направленные на полноценное обеспечение питания тканей и клеток определенной зоны глаза. Например, иридоцилиарная система пропускает через свой барьер вещества, необходимые для питания переднего отрезка, которые в норме не пропускает хориоретинальная система.
Главными элементами всех барьеров являются стенки кровеносных сосудов, выстилающие их эндотелиальные клетки и межклеточное вещество. Именно они определяют проницаемость барьера и обмен веществ между кровью и окружающими тканями. Особенностью ГОБ являются плотные контакты между эндотелиальными клетками капилляров.
ГОБ состоит из двух взаимосвязанных систем: иридоцилиарной (радужки и цилиарного тела), хориоретинальной( сосудистой оболочки и сетчатки), каждой из которых присущи свои особенности, направленные на полноценное обеспечение питания тканей и клеток определенной зоны глаза. Например, иридоцилиарная система пропускает через свой барьер вещества, необходимые для питания переднего отрезка, которые в норме не пропускает хориоретинальная система.
Рисунок 3. Гематоофтальмический барьер: гематоводный барьер и гематоретинальный барьер.
Источник: Occhiutto, Marcelo&Freitas, Fatima&Maranhão, Raul&Costa, Vital. (2012). Breakdown of the Blood-Ocular Barrier as a Strategy for the Systemic Use of Nanosystems. Pharmaceutics. 4. 252-275. 10.3390/pharmaceutics4020252.
Не пройдешь и не проедешь!
С точки зрения биомеханики глазное яблоко представляет собой напряженную упругую оболочку, заполненную несжимаемой жидкостью. Нормальное функционирование всех его структур, в том числе ГОБ, возможно благодаря стабильному уровню жидкости внутри. В тех случаях, когда вскрывается полость глаза (операции, проникающие травмы и др.) барьерная функция значительно нарушаетсяиз-за снижения внутриглазного давления. Чем скорее происходит герметизация глаза, тем быстрее восстанавливаются функции ГОБ.
Гематоофтальмический барьер не только защищает глаз от вредных веществ и микроорганизмов, но и влияет на то, как лекарственные вещества могут попадать в структуры глаза. Далеко не все лекарства могут проходить через барьер, их проникающая способность варьируется в зависимости от величины и физико-химических свойств молекул. Кроме того, сложно доставить препараты в бессосудистые структуры (роговицу, стекловидное тело, некоторые слои сетчатки). Чтобы попасть туда, нужно сначала пройти через ГОБ в капиллярах соседних структур, а затем путем диффузии достичь патологического очага.
Гематоофтальмический барьер не только защищает глаз от вредных веществ и микроорганизмов, но и влияет на то, как лекарственные вещества могут попадать в структуры глаза. Далеко не все лекарства могут проходить через барьер, их проникающая способность варьируется в зависимости от величины и физико-химических свойств молекул. Кроме того, сложно доставить препараты в бессосудистые структуры (роговицу, стекловидное тело, некоторые слои сетчатки). Чтобы попасть туда, нужно сначала пройти через ГОБ в капиллярах соседних структур, а затем путем диффузии достичь патологического очага.
Условия успеха
Эффективное лечение патологических процессов возможно при создании оптимальной концентрации лекарственного вещества в очаге заболевания в течение определенного времени. С этой целью в арсенале у офтальмологов есть различные пути доставки лекарственных средств к поврежденным структурам.
Список литературы:
1. Williamson J (2023) The Blood Ocular Barrier: An Anatomical Review. Int J OphthalmicPathol 12:1.
2. Морозов В.И. Гематоофтальмический барьер: структурно - функциональные особенности. Российский офтальмологический журнал. 2017;10(4):68-72. https://doi.org/10.21516/2072-0076-2017-10-4-68-72
3. Tyagi A, Sharma PK, Malviya R (2018) Role of Blood Retinal Barrier in Drug Absorption. PharmAnalActa 9: 585. doi:10.4172/2153-2435.1000585
4. Occhiutto, M.L.; Freitas, F.R.; Maranhao, R.C.; Costa, V.P. Breakdown of the Blood-Ocular Barrier as a Strategy for the Systemic Use of Nanosystems. Pharmaceutics 2012, 4, 252-275. https://doi.org/10.3390/pharmaceutics4020252
1. Williamson J (2023) The Blood Ocular Barrier: An Anatomical Review. Int J OphthalmicPathol 12:1.
2. Морозов В.И. Гематоофтальмический барьер: структурно - функциональные особенности. Российский офтальмологический журнал. 2017;10(4):68-72. https://doi.org/10.21516/2072-0076-2017-10-4-68-72
3. Tyagi A, Sharma PK, Malviya R (2018) Role of Blood Retinal Barrier in Drug Absorption. PharmAnalActa 9: 585. doi:10.4172/2153-2435.1000585
4. Occhiutto, M.L.; Freitas, F.R.; Maranhao, R.C.; Costa, V.P. Breakdown of the Blood-Ocular Barrier as a Strategy for the Systemic Use of Nanosystems. Pharmaceutics 2012, 4, 252-275. https://doi.org/10.3390/pharmaceutics4020252
Автор: Надежда Глазко, врач-офтальмолог, к.м.н.
