Зрительный нерв. Анатомо физиологические особенности

В эмбриональном периоде закладка и развитие черепных нервов совершаются очень своеобразно из-за чрезвычайно высокой специализации головного отдела эмбриона человека. Одним из факторов, определяющих структурное развитие черепных нервов, является редукция головных сомитов эмбриона.
I пара (обонятельные нервы) и II пара (зрительные нервы) являются выростами переднего мозга (prosencephalon): I пара — обонятельного мозга (rhinencephalon), II пара — промежуточного мозга (diencephalon). Эти нервы по своему происхождению и своеобразному строению занимают особое положение среди других черепных нервов. Они считаются так называемыми ложными нервами, потому что не имеют нервных ядер в структурах мозга, являясь чувствительными нервами, не имеют нервных узлов. Кроме того, в отличие от других черепных нервов они покрыты тремя мозговыми оболочками. Конечными структурами обонятельного и зрительного путей являются корковые отделы головного мозга.
Диск зрительного нерва является передним отделом зрительного нерва, единственным его участком, за состоянием которого можно наблюдать офтальмоскопически. Диск зрительного нерва морфологически сильно отличается от строения других участков зрительного нерва как в архитектонике сосудистой системы, так и по особенностям расположения и характеру нервных волокон (нервные волокна лишены миелиновой оболочки, нет септальных соединительнотканных перемычек, характерных для других отделов зрительного нерва).
Основной опорой анатомической структуры диска зрительного нерва является решетчатая пластинка (мембрана). Именно от нее определяется отсчет, выделяя пре- и ретроламинарные части зрительного нерва. Решетчатая пластинка прикрывает склеральное отверстие зрительного нерва сзади и служит основной опорой для проходящих через нее нервных волокон. Решетчатая пластинка, вместе с тем, является самым слабым местом наружной оболочки глаза. Она состоит из 6—10 слоев тонких пластинок, перфорированных по всей толщине решетки, в которых имеются многочисленные отверстия (микроканальцы), через которые проходят пучки нервных волокон.
Значение решетчатой пластинки склеры в физиологии и патологии зрительного нерва и глаза чрезвычайно велико. Это связано с особенностями цитоархитектоники решетчатой пластинки и кровоснабжением этой области. Решетчатая пластинка обеспечивает физиологическое равновесие между внутриглазным и ликворным давлением. В норме истинное внутриглазное давление составляет 16 мм рт. ст., в то время как ликворное давление составляет только 6—7 мм рт. ст.

Основные морфологические показатели зрительного нерва:

• длина аксона (нервного волокна) от тела ганглиозной клетки сетчатки до ядра ганглиозной клетки коленчатого тела достигает почти 75 мм. Зрительный нерв состоит из четырех сегментов: 1) интраокулярный — 1 мм, 2) интраорбитальный — 25—30 мм, 3) интраканаликулярный — 9—10 мм, 4) интракраниальный — 16 мм;
• протяженность зрительного нерва от диска до хиазмы составляет от 55 до 65 мм;
• длина аксона ганглиозной клетки сетчатки от хиазмы до синаптической зоны наружного коленчатого тела составляет примерно 9—12 мм;
• ширина хиазмы от передней точки слияния до задней точки расхождения — 8 мм, поперечный размер на участке слияния — 12—18 мм;
• высота хиазмы — 4 мм;
• диаметр зрительного нерва — 4—4,5 мм;
• диаметр каждого аксона (нервного волокна) — примерно 0,848 мкм;
• число нервных волокон (аксонов) в зрительном нерве — от 1000 000 до 1 200 000;
• количество отдельных пучков аксонов — 650—700;
• количество аксонов в одном пучке — 1500—1700;
• диаметр диска зрительного нерва — 2,7 мм;
• площадь диска зрительного нерва — 2,60 мм²;
• площадь сечения склерального канала варьирует от 2,266 до 3,19 мм²;
• толщина решетчатой пластинки (мембраны) — около 7200 мкм.

Нарушение кровоснабжения зоны диска, в том числе решетчатой пластинки склеры, играет значительную роль в патофизиологических процессах, происходящих в зрительном нерве при глаукоме, а также при застойном диске в результате повышения ликворного давления.
Уязвимость зрительного нерва в зоне решетчатой пластинки особенно проявляется при различных патологических состояниях — как непосредственно глаза и зрительного нерва, так и при общих соматических заболеваниях организма. Решетчатая пластинка склеры является locus minoris resistentia для аксонов, не покрытых защитной миелиновой оболочкой. Это обстоятельство снижает устойчивость нервных волокон к различным патологическим процессам, происходящим в зрительном нерве. Не покрытые миелиновой оболочкой части аксонов в зоне диска и решетчатой пластинки составляют всего 1/100 части длины аксона, покрытого защитной миелиновой оболочкой. В полости черепа зрительный нерв покрыт только мягкой мозговой оболочкой.

Электронно-микроскопические исследования структур субарахноидального пространства орбитальной части зрительного нерва

Изучение состояния субарахноидального пространства орбитальной части зрительного нерва и особенно его переднего отдела имеет исключительно важное значение для понимания физиологии и патологии зрительного нерва. Вместе с тем изучение структур субарахноидального пространства зрительного нерва традиционными гистологическими методами с использованием светового микроскопа оказалось малоинформативным. Это объясняется чрезвычайно малыми размерами гистоцитарных структур, имеющихся в субарахноидальном пространстве. Механизмы патогенеза многих заболеваний зрительного нерва при этом оказывались недостаточно выясненными.
Чрезвычайно важной проблемой современной офтальмологии и нейроофтальмологии является проблема патогенеза застойного диска зрительного нерва при различных патологических состояниях организма человека. Применение современных точных и тонких методов исследования субарахноидального пространства зрительного нерва в норме и при патологии дает возможность точнее выяснить механизмы патогенеза при застойном диске зрительного нерва, вызываемые различными причинами и связанные с повышением внутричерепного давления. Таким методом оказался метод электронно-микроскопического исследования, дающий увеличение во много десятков тысяч раз. Ниже приводятся данные, полученные при помощи электронной микроскопии субарахноидального пространства различных участков орбитального отдела зрительного нерва человека в норме.

{module директ4}

Архитектоника субарахноидального пространства структур орбитальной части зрительного нерва человека
Группой исследователей приводится описание и расположение арахноидальных трабекул, колонок и септ (перегородок) в субарахноидальном пространстве зрительного нерва человека. Рассматривается эта возможность клинического применения для определения динамики цереброспинальной жидкости и давления жидкости в субарахноидальном пространстве зрительного нерва у человека.
Посмертно были изучены 12 целых зрительных нервов, взятых у 9 трупов без глазной патологии. Все зрительные нервы были взяты не позднее 7 ч после смерти. Исследования были проведены с применением трансмиссионно-сканирующей электронной микроскопии.
Субарахноидальное пространство зрительного нерва у человека содержит различные трабекулы, перегородки и толстые перемычки (колонки) между арахноидеей и слоями мягкой мозговой оболочки зрительного нерва. Эта картина существенно количественно и структурно различна и зависит от уровня локализации в зрительном нерве. В бульбарном сегменте (ампула), смежном с глазным яблоком, имеется густая и сильно разветвленная сеть тонких трабекул наподобие сетчатой ткани. Между арахноидальными трабекулами наблюдаются взаимные структурные связи. В среднем орбитальном сегменте орбитальной части субарахноидальное пространство подразделяется и могут даже появляться свободные пространства при широких трабекулах и парусоподобные септы в отдельных местах. В интраканаликулярном сегменте добавляется небольшое количество толстых колонок и наблюдаются единичные круглые трабекулы.
Субарахноидальное пространство зрительного нерва человека не есть гомогенное однотипное и анатомически структурно простое пространство, заполненное церебро-спинальной жидкостью, оно содержит комплекс систем арахноидальных трабекул и септ, которые разделяют субарахноидальную щель. Трабекулы, септы и колонки, так же как их описание в порядке изучения, могут играть роль в динамике движения цереброспинальной жидкости между субарахноидальным пространством зрительного нерва и хиазмальной цистерной. Эта связь может внести объективные элементы в понимание патофизиологии асимметрии и одностороннего отека диска зрительного нерва. Все описанные структуры чрезвычайно нежны и не могут быть даже визуализированы с помощью высокоразрешающих систем магнитно-резонансной техники. Таким образом, данное строение субарахноидального пространства, с одной стороны, препятствует спадению субарахноидальной полости при резком снижении ликворного давления, с другой — не дает возможности значительного расширения данной полости арахноидально-дурального мешка при резком повышении внутричерепного давления. Этими факторами определяется в некоторой степени выраженность проминенции диска при различных уровнях повышения внутричерепного давления. При значительном и стойком повышении внутричерепного давления в ряде случаев можно определить небольшое ампулообразное расширение зрительного нерва, больше выраженное в его средней орбитальной трети. Такие случаи могут иметь место при быстром и значительном развитии картины застойного диска при опухолях области мозжечка. Диагностика таких состояний увеличения размеров ширины зрительного нерва может определяться методами КГ и МРТ.

Субарахноидальное давление орбитальной части зрительного нерва в норме и при патологии

Вопросы, связанные с уровнем субарахноидального давления орбитальной части зрительного нерва в норме и при патологии, мало изучены. Вместе с тем изменения внутриглазного или внутричерепного давления оказывают влияние на трофику переднего отдела зрительного нерва. Анатомически хиазмальная цистерна мозга и оптический отросток желудочковой системы тесно связаны с оболочками зрительного нерва. Согласно обобщенным данным, у человека в норме в положении лежа ликворное давление в желудочках мозга составляет 70—80 мм вод. ст., а в положении стоя и сидя в базальной цистерне давление уменьшается до 1—2 мм вод. ст. При заболеваниях с вовлечением переднего отдела зрительного нерва в патологический процесс перепады давления нередко оказывают повреждающее действие на ткани диска. Это особенно отмечается у людей с явлениями вегето-сосудистой дистонии и системной стойкой артериальной и, соответственно, ликворной гипотензией. В нормальных условиях истинное внутриглазное давление составляет 15—17 мм рт. ст. и превышает внутритканевое давление дистального отдела зрительного нерва и внутричерепное давление в среднем в два раза.
Полость черепа и полость глаза являются физиологически тесно связанными между собой через ткани диска зрительного нерва и его оболочки. Физиологическим барьером между полостью черепа и полостью глаза являются ткани зоны диска зрительного нерва. Сложнейшая артериовенозная архитектоника этой зоны, своеобразная нейроструктурная организация и организация жестких фиброзных образований (решетчатая пластинка) дают возможность существовать со значительным перепадом давления нормальным физиологическим соотношениям между полостью черепа и полостью глаза. Известно также, что внутриглазное давление у человека в физиологических условиях на 2—3 мм рт. ст. выше в положении лежа в утренние часы, чем в положении сидя и стоя. Это еще один из признаков динамической связи и взаимодействия между ликворным и внутриглазным давлением.
При резкой гипотонии глазного яблока, происходящей при проникающих ранениях глаза, значительных фистулах роговицы, выраженной фильтрации из-под конъюнктивального лоскута, при антиглаукоматозных операциях обычно истинное внутриглазное давление соответствует 4—6 мм рт. ст.
При повышении внутричерепного давления, что в подавляющем большинстве случаев бывает при объемных процессах в черепе, возникают явления застойного диска зрительного нерва разной выраженности. В начальных стадиях наблюдается пропитывание отечной жидкостью тканей диска. Происходит накопление отечной жидкости (транссудата) между пучками нервных волокон и между самими волокнами. Это приводит к увеличению диаметра диска и выстоянию его в сторону стекловидного тела. Наблюдается отодвигание сетчатки от диска в стороны. Хориоидальная часть решетчатой пластинки имеет тенденцию выпячиваться по направлению к стекловидному телу. В дальнейшем отек не ограничивается одним диском, а продолжается на стволовую часть зрительного нерва. В ранних стадиях отек захватывает только периферические волокна, в дальнейшем он распространяется и на центральные отделы зрительного нерва.
При гипотонии, связанной с нарушением целости наружной оболочки глаза, ВГД почти сравнивается с внутритканевым давлением зрительного нерва. В результате такого перепада давления вначале наступает стадия реактивной гиперемии, а в последующем — начальная стадия застойного диска. При этом в области переднего отдела зрительного нерва происходит активная артериовенозная гиперемия диска и перипапиллярной области. Это приводит к увеличению кровенаполнения артерий, артериол, капилляров и вен. Возникающее повышение внутрикапиллярного давления крови вызывает усиленную фильтрацию жидкости через стенки кровеносных сосудов и накопление ее в тканях диска, развивается начальная стадия застойного диска. В результате гипергидратации межклеточных пространств возникает локальный отек диска зрительного нерва. Гипергидратация происходит из-за повышенного проникновения жидкости через полупроницаемую мембрану стенки кровеносных капилляров и ретроградного движения жидкости от зрительного нерва в сторону глаза. Отек диска возникает в результате снижения тканевого механического давления на область диска.
Важные данные в изучении субарахноидального давления в норме у человека были получены D. Liu, J. Michong. Они измеряли субарахноидальное давление в оболочках зрительного нерва у 16 больных перед плановой энуклеацией и эвисцерацией глаза. Давление измеряли электронным манометром. Нерв выделяли с помощью медиальной орбитотомии и субарахноидальное давление в зрительном нерве измеряли в 5 мм кзади от головки зрительного нерва. Субарахноидальное давление в зрительном нерве у 5 больных было измерено в положении Тренделенбурга в течение 3 мин (голова больного была наклонена на 30° от горизонтальной плоскости). Больные были в возрасте от 16 до 77 лет, разных национальностей. По заболеваниям группы составляли: абсолютная глаукома — 5 человек, травма глаза — 10 человек, атрофия глаза — 1 человек.
Субарахноидальное давление в зрительном нерве варьировало от 4 до 14 мм рт. ст. (в среднем 8,5 мм рт. ст.). В положении Тренделенбурга у 5 больных субарахноидальное давление зрительного нерва было на 1—2 мм рт. ст. выше. Средние цифры давления были следующими: глаукома абсолютная (5 человек) — 6,7 +1,9 мм рт. ст., травма глаза (10 человек) — 9,4 ± 2,6 мм рт. ст., атрофия глаза (1 человек) — 8 мм рт. ст.
Ценность данных о давлении в субарахноидальном пространстве зрительного нерва в том, что они показывают физиологическое состояние внутричерепного давления. Нет статистической корреляции между субарахноидальным давлением в зрительном нерве — возрастом и причиной слепоты. Колебания величины субарахноидального давления в зрительном нерве — значительные.
Несмотря на усовершенствование технических методик исследования и обнадеживающие результаты, наши знания о динамике ликвора в субарахноидальном пространстве зрительного нерва остаются неполными. Недостаточность наших знаний в понимании факторов, влияющих на динамику циркуляции цереброспинальной жидкости и ее объема в оболочках зрительного нерва, на нормальное давление жидкости в субарахноидальном пространстве, объем—давление в отношении тока жидкости.
Исследования авторов у 16 больных динамики цереброспинальной жидкости в субарахноидальном пространстве зрительного нерва показали, что давление внутричерепного ликвора в субарахноидальном пространстве переднего отдела зрительного нерва равно 8,5 мм рт. ст.
Таким образом, имеющиеся в литературе данные указывают на неразрывную связь между циркуляцией ликвора в полости черепа и в субарахноидальном пространстве зрительного нерва.