Мюллерова глия

При этом глиальные клетки сами деполяризуются. Эта деполяризация  глиальных клеток является признаком  активности нейронов. Внутриклеточная  регистрация от мюллеровских клеток показывает, что в них возникают два деполяризационных потенциала - на включение и выключение света, связанные со срабатыванием биполяров сетчатки. Эти деполяризационные потенциалы мюллеровских клеток образуют «db-волны, которые наряду с «а»-волной, связанной с работой рецепторов, и «с»-вол- ной, отражающей активацию клеток пигментного эпителия, образуют электроретинограмму (ЭРГ). Таким образом, «b»- и «db-волны ЭРГ служат косвенными показателями возбуждения биполярных клеток.

В ЭРГ, как комплексной  реакции сетчатки на действие светового  стимула, представлена работа систем, детектирующих разные признаки раздражителя. Для того чтобы из этой комплексной  ЭРГ-реакции выделить показатель, отражающий работу цветокодирующей системы, необходимо представить стимульный материал в такой форме, при которой сетчаткой воспринимался бы только один признак раздражителя, а именно его цвет. Это условие может быть выполнено, если раздражители предъявлять не в виде отдельных световых вспышек, а в виде последовательностей мгновенно заменяемых цветов.

Использование метода замены позволяет, во-первых, устранить влияние  на реакцию сетчатки посторонних, не контролируемых в эксперименте факторов, поскольку в этом случае на сравниваемые стимулы они действуют одинаково, и, во-вторых, дает возможность зарегистрировать ЭРГ на различие между цветами. При  предъявлении мгновенно заменяемых стимулов, выравненных по всем параметрам, кроме цвета, зарегистрирована волна  ЭРГ, отражающая процессы цветоразличения  в сетчатке. Амплитуда этой волны, пропорциональная воспринимаемому  цветовому различию независимо от интенсивности  стимула, является электроретинографическим показателем степени цветового  различия между сравниваемыми стимулами. Использование двух стимулов одного и того же цвета приводит к исчезновению этой «цветовой» волны, т. е. к «нулевой»  реакции сетчатки. Это доказывает, что данная волна действительно  отражает только цветовое различие между  стимулами.

5. Цитофизиология мюллеровых клеток

Ультраструктурные и радиоавтографические исследования мюллеровских клеток установили гетерогенность их внутреннего устройства [Magalhaes, Coimbra, 1972; Magalhaes, Coimbra, Silva-Pinto, 1973]. Витральная зона клеток характеризуется высоким уровнем синтеза гликогена, микрофиламентами и инвагинациями мембраны. В средней ядросодержащей части клеток (на уровне внутреннего ядерного слоя) показан активный синтез белка. Наружный отдел содержит большое количество микротрубочек и единственную в клетке митохондрию. Такая структура мюллеровских клеток предполагает всасывание глюкозы и накопление углеводов во внутренней части клеток как резервуара потенциальной энергии для внутренней сетчатки. Гистохимический анализ распределения гликогена в темно-адаптированной сетчатке лягушки показал наличие его в зоне контактов фоторецепторов с разветвлениями мюллеровских клеток, а также во внутреннем синаптическом слое и тяжах мюллеровских клеток [Шабадаш А., Шабадаш С., 1971; Magalhaes, Coimbra, 1972]. В условиях световой адаптации в мюллеровских волокнах значительно возрастает содержание гликогена на уровне внутреннего синаптического слоя. Аналогичный факт наблюдается в сетчатке протея в синапсах и местах контактов биполяров с мюллеровскими клетками [Dowling, 1970]. Выключение артерий в сетчатке собаки приводит к почти полному истощению запасов гликогена в клетках Мюллера [Magalhaes, Coimbra, Silva-Pinto, 1973], что подтверждает факт передвижения глюкозы из сосудистой системы в глиальные клетки. Принципиальный вопрос о переходе крупных молекул из глии в нейроны и в обратном направлении пока остается открытым [Певзнер, 1979], но косвенные данные свидетельствует о таком перемещении.

Иммуногистохимические исследования мюллеровских волокон последних лет выявили ряд специфических свойств мюллеровых клеток. Например, иммунохимически и иммуногистохимически определяли карбонангидразу С в сетчатке куриных эмбрионов [Linser, Moscona, 1981а]. Было установлено, что в недифференцированной сетчатке фермент содержится во всех клетках, но по мере их специализации увеличивается в мюллеровских клетках и падает в нейронах. У взрослых птиц фермент сохраняется лишь в клетках Мюллера. На этих же объектах исследовали локализацию белка S-100 [Linser, Moscona, 1981Ь]. Он обнаружен в нейронах на ранних стадиях онтогенеза и в зрелом периоде. Мюллеровские клетки не содержат S-100 ни в эмбриональном, ни во взрослом периоде онтогенеза.

Биохимические особенности глиальных клеток являются основой участия их в специфической деятельности нервных клеток [Певзнер, 1979]. Глиальные клетки Мюллера обладают высоким сродством к тормозному медиатору сетчатки — ГАМК. По типу захвата ГАМК клеточными элементами (по данным биохимии и радиоавтографии) сетчатки позвоночных животных разделены на 3 группы [Арутюнян, Геворгян, Петросян, 1981]. К первой группе отнесены сетчатки животных (кролик, крыса, обезьяна), у которых ГАМК захватывается в основном глиальными мюллеровскими клетками [Hyde, Robinson, 1974; Bruun, hingcr, 1974; Voaden, 1976; Sarthy, 1982]. Во вторую группу вошли сетчатки (золотая рыбка, лягушка, голубь, курица) с нейрональным типом захвата ГАМК [Voaden, 1976; и др.]. У этих животных медиатор накапливается в горизонтальных, амакриновых и ганглиозных клетках. К третьему типу относят сетчатку кролика, в которой ГАМК накапливается в клетках Мюллера, а затем в слое амакриновых клеток [Ehinger, 1977; Bauer, Ehinger, Tornqvist, 1981]. 

Мюллеровские клетки содержат также рН]-(±)-цисаминоциклогексан-угольной кислоты (АСНС) — избирательный ингибитор нейронального транспорта АМК. Авторадиографически обнаружено также содержание в них (у крысы, мыши, кошки, голубя, кролика, морской свинки) других аминокислот (предположительно нейромедиаторов), таких как таурин, глицин, глутамат, аспарат, глутамин [Cunningham, Miller, 1976; Pourcho, 19 7; Voaden et al., 1977]. В то же время биохимический анализ мюллеровских клеток черепахи показал, что эти глиальные клетки не синтезируют и не аккумулируют ацетилхолин, ГАМК. и катехоламины при инкубации с радиоактивными метками. Однако мюллеровские волокна содержат ферменты, необходимые для инактивации некоторых нейропередатчиков, удержания кислотно-щелочного равновесия и обеспечения стабильного функционирования сетчатки путем удаления продуктов метаболизма (углекислого газа и аммиака). Получены также некоторые сведения об участии этих глиальных клеток сетчатки в регуляции ионного окружения нейронов [Mori, Miller, Tomita, 1976b; Karwoski, Proenza, 1978; Van Harreveld, 1982].

В электрофизиологических экспериментах  доказано, что мюллеровские клетки генерируют медленный компонент ЭРГ и, следовательно, участвуют в электрогенезе сетчатки [Miller, Dowling, 1970; Mori, Miller, Tomita, 1976a; Бызов, 1979]. Потенциал покоя этих клеток очень высок (до 80 мВ) по сравнению с нервными клетками сетчатки, а входное сопротивление мало за счет большой протяженности их цитолеммы. Деполяризационный ответ мюллеровских клеток возникает в результате увеличения внеклеточной концентрации ионов калия, которые выделяются из нейронов во время их активности. При этом в мюллеровские клетки переходят из межклеточных щелей ионы калия и они деполяризуются. Интересно, что внеклеточно потенциалы мюллеровских волокон (медленный компонент ЭРГ) регистрируются лишь в толще внутреннего синаптического слоя, т. е. в районе основного источника ионов калия: их выделяют субсинаптические мембраны многочисленных синапсов этого слоя. Недавно получен новый факт гетерогенности плазмолеммы мюллеровского волокна [Kreutzberg, Hussain, 1982]: электронно-микроскопически у белых мышей, крыс, монгольских песчанок и золотистых хомячков обнаружена высокая активность 5'-нуклеотидазы на мембране наружного отдела мюллеровской клетки, а на тяжах ее, расположенных во внутренних слоях сетчатки, фермент не найден вообще.

Топографические особенности распределения клеток Мюллера в плоскости сетчатки до сих пор почти не исследованы. По наблюдениям D'esteetal. , в сетчатке лягушек и жаб мюллеровские клетки более многочисленны в периферических отделах сетчатки, чем в центральных. Имеются сведения о различиях в их строении (у человека) в районе оптического нерва и на периферии сетчатки: вблизи Oraserrata они короче и шире, а латеральные ветви их редуцированы, в центральных участках эти клетки имеют типичное строение.

Таким образом, полученные к настоящему времени данные об особенностях структурно-функциональной организации мюллеровских клеток указывают на активное их участие в совместной с нейронами деятельности сетчатки глаза позвоночных животных. Обращает на себя внимание структурная, биохимическая и физиологическая асимметрия этих клеток, которые, с одной стороны, являются связующим звеном сетчатки по всей толщине, а с другой — осуществляют индивидуальное взаимодействие с различными клеточными элементами сетчатки в ее дифференцированных слоях.

Рассмотрение классических зарисовок Ramon У Cajal [1972] позволяет сделать вывод о значительно большей разветвленности, большей тонкости и изяществе внутренних отделов мюллеровских волокон в сетчатке птиц (куриных), чем у всех других изученных им видов (рыб, амфибий, рептилий, млекопитающих). 

6. Функции клеток Мюллера

Для нормального зрения должна поддерживаться геометрическая организация  сетчатки, в особенности распределение  фоторецепторов. Важную роль при этом играют  глиальные клетки сетчатки. Они ориентированы перпендикулярно к поверхности сетчатки, параллельно лучам света.

Глиальные макрофаги впервые  были описаны Мюллером и поэтому  названы радиальными мюллеровскими клетками сетчатки. Долгое время их функции были не до конца понятны. Изучение этих образований активно продолжается и на сегодняшний день.

Функции радиальной глии мюллера чрезвычайно многогранны. Клетки мюллера выполняют роль «скелета» сетчатки. Они представлены колоннообразными вытянутыми клетками «капители и основания», которых сформированы сетевидными разветвлениями концевых отделов цитоплазмы и участвуют в формировании наружной и внутренней пограничной мембраны. Они многофункциональны, кроме опорной организующей функции образуют множество отростков, создающих межклеточный матрикс, связывающий клетки в единый комплекс. Ядра клеток располагаются во внутреннем ядерном слое.

Вытянутые тела их, пронизывая сетчатку и посылая горизонтальные отростки в ее слои, дают опору телам  и отросткам нейронов. По данным световой и электронной микроскопии, мюллеровские клетки дифференцируются в эмбриогенезе сетчатки первыми, за ними крупные ганглиозные клетки и другие нейроны. Можно считать, что мюллерова глия выполняет функцию направления роста нервных отростков клеток сетчатки, подобно направляющему влиянию глии на рост отростков и миграцию нейронов в развивающемся мозге и культуре ткани.

 Склеральная наружная часть цитоплазмы мюллеровских клеток приспособлена к эндоцитозу и транспорту белковых метаболитов из субретинального пространства, апикальная часть, обращенная к внутренним отделам сетчатки, содержит многочисленные митохондрии, аппарат Гольджи, свободные рибосомы. Всю цитоплазму клетки пронизывают микрофиламенты и микротрубочки, обеспечивающие транспорт питательных веществ.  В наружных отделах обнаружено депонирование гликогена.

Не подлежит сомнению и трофическая функция радиальных клеток Мюллера. Трофическая способность клеток особенно необходима в бессосудистых наружных слоях, где отсутствует капиллярное кровоснабжение, и путь от глиальной клетки к нейрону осуществляется в основном мюллеровскими клетками. Ультраструктурный базис трофической роли глии этого вида был продемонстрирован, например, в сетчатке черепахи. Микроциркулярная сеть ретины большинства исследованных низших позвоночных животных располагается с внутренней и наружной поверхностей сетчатки, вне нервных слоев ее; сосуды и капилляры не проникают внутрь сетчатки. Необходимым трофическим путем становится система капилляр-глиальная клетка- нейрон. Интенсивный обмен веществ в сетчатке млекопитающих также реализуется этой системой. На ультраструктурном уровне установлена, например, связь периферических ретинальных сосудов человека с базальной мембраной мюллеровских клеток.

 Они определяют медленный компонент ЭРГ: мюллеровские клетки являются мощной защитой нейронов от токсических веществ, избытка нейромедиаторов и продуктов обмена.

 Огромную роль мюллеровские клетки выполняют в патологических процессах.

 При прогрессирующих  дегенеративных процессах они  могут оставаться единственными  жизнеспособными клеточными элементами, удерживающими сетчатку от полного  разрушения. Заживление сетчатки  при травмах и образовании  глиальных рубцов (глиоз сетчатки) также проходит с участием мюллеровских клеток.

Патология выявляет элементы нормы. Дегенерация  сетчатки, гибель нейронов при сохранности  Мюллеровских и других глиальных клеток. Хорошо дифференцируется внутренняя пограничная и гиалоидная мембрана стекловидного тела.

Одной из наиболее важных функций мюллеровской клетки является разрушение нейромедиаторов.

Мюллеровские клетки генерируют медленный компонент электроретинограммы [Строение зрительной системы человека Вит В. В.]. При этом мюллеровская клетка играет роль К+ электрода. Ионы К+, высвобождаемые в результате деятельности нейронов сетчатки (в основном, биполярных клеток), концентрируются на поверхности мюллеровских клеток, затем проникают в их цитоплазму, что приводит к деполяризации мембраны. Этот процесс и является причиной формирования b-волны (медленный компонент) электроретинограммы. Интересно, что потенциалы мюллеровских волокон регистрируются лишь в толще внутреннего синаптического слоя, т. е. в районе основного источника ионов калия и именно там, где концентрируется основная масса синапсов. Исходя из изложенного выше, видно, что мюллеровские клетки выполняют довольно разнообразные и важные функции. К ним можно отнести следующие:

1. Поставка  нейронам  сетчатки  продуктов распада гликогена, необходимых для аэробного метаболизма.

2. Выведение   продуктов   обмена   нейронов (углекислого газа, аммиака,  продуктов обмена аминокислот).

3. Защита нейронов от избыточного высвобождения нейромедиаторов.

4. Фагоцитоз  продуктов  распада  нейронов при патологических состояниях.

5. Синтезретиноидной кислоты из ретинола, имеющей большое значение в развитии сетчатки, центральной нервной системы, а также метаболизма зрительного пигмента.

6. Защита нейронов путем контроля гомеостаза ионов, акцептируя внеклеточно расположенные ионы кальция и перераспределяя их.

Так же клетки мюллера принимают участие в генерировании биоэлектрических электрических импульсов, активно транспортируя метаболиты.