Мюллеровы клетки

Клетка МюллераКлетки Мюллера являются "скелетом" сетчатки. Они представлены колонообразными вытянутыми клетками, "капители и основания" которых сформированы сетевидными разветвлениями концевых отделов цитоплазмы и участвуют в формировании наружной и внутренней пограничной мембраны. Они участвуют в генерации b-компонента ЭРГ.

В сетчатке человека в макуле и на периферии имеется одинаковое количество нейронов, приходящихся на 1 клетку Мюллера, среднее число которых - 12. Однако в фовеа отсутствуют палочки, при большом количестве колбочек и ганглиозных клеток, поэтому, принимая во внимание только "сестринские" по происхождению к клеткам Мюллера биполярные и амакриновые клетки, радиальная единица в фовеа мала и составляет 2-3 нейрона на одну клетку Мюллера. На средней периферии сетчатки размер активной глио-нейрональной единицы максимален и достигает 10-11 нейронов на одну клетку Мюллера. 

Тесные контакты между отростками мюллеровских клеток и нейронами обеспечивают тесную функциональную связь между этими типами клеток. Школой Райхенбаха [Reichenbach A. et al., 1993] предложена концепция, о существовании симбиоза между клетками сетчатки, развивающимися от одного источника (общей стволовой клетки), и формирующими функциональные единицы в сетчатке - радиальные колонки. По этой гипотезе клетки Мюллера обеспечивают экстраклеточную регуляцию и снабжение метаболитами, ионами нейроны, которые разделяют с ними общего предшественника. Идея о функциональных единицах, в которых осуществляются локальные взаимодействия между группой ретинальных нейронов и поддерживающей их глиальной клеткой, является весьма привлекательной. С ее позиций, клетки Мюллера не нуждаются в контактах между собой для обслуживания далеко расположенных нейронов. Каждая клетка Мюллера обеспечивает непосредственные потребности своих нейрональных соседей, то есть поддерживает стабильное экстра-клеточное окружение, локально в точке нейрональной активности.

Проходя через слой ганглиозных клеток и слой нервных волокон, отростки мюллеровских клеток переплетаются с другими глиальными элементами (астроцитами, микроглией), образуя сплетение, которое расширяется в форму пирамиды, формируя "подошву" у края сетчатки. Подошвы клеток Мюллера образуют тесный контакт с базальной мембраной, составляющей внутреннюю пограничную мембрану. Толщина её значительно варьирует от экватора к заднему полюсу глаза, сильно истончаясь у края диска зрительного нерва, на уровне фовеа и в тех участках, где главные сосуды сетчатки расположены близко к ее поверхности.

Строение Мюллеровых клеток

Мюллеровы клетки - высокоспециализированные гигантские глиальные клетки, проходящие через все слои сетчатки, выполняют опорную и изолирующую функцию, осуществляют активный транспорт метаболитов на разных уровнях сетчатки, участвуют в генерации биоэлектрических токов. Они проходят через все слои сетчатки от сосудов хороидеи до стекловидного тела.

Волокна клеток Мюллера формируют наружную пограничную мембрану с одной стороны и внутреннюю пограничную мембрану - с другой. Внутренний и наружный плексиформные слои включают горизонталь- ные, амакриновые клетки и межклеточные синаптические сети между фоторецепторами и биполярными клетками с одной стороны, и биполярными и ганглиозными клетками - с другой.

Плексиформные слои не являются истинными гистологическими мембранами, однако в некоторой степени выполняют функцию барьеров, хотя и менее резистентных и более проницаемых, чем внутренняя и наружная пограничные мембраны. Внутренний плексиформный слой более резистентен и менее проницаем, чем наружный. Волокна клеток Мюллера образуют очень длинные вертикально расположенные поддерживающие элементы, которые соединяют внутреннюю и наружную пограничные мембраны. 

Ядра клеток располагаются  во внутреннем ядерном слое. 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.

Функции Мюллеровых клеток

Скелетная функция: большую роль клетки Мюллера выполняют в патологических процессах. При прогрессирующих дегенеративных процессах они могут оставаться единственными жизнеспособными клеточными элементами, удерживающими сетчачку от полного разрушения. Заживление сетчатки при травмах и образовании глиальных рубцов (глиоз сетчатки) также проходит с участием мюллеровских клеток.

Отростки клеток Мюллера являются одним из важнейших компонентов, составляющих наружную пограничную мембрану (НПМ), хорошо идентифицируемую демаркационную линию, распространяющуюся от края диска зрительного нерва до ora serrata. НПМ не является истинной мембраной и сформирована тангенциально ориентированными, уникальными по структуре соединениями (zonula adherents). Участки контактов объединяют внутренние сегменты палочек и колбочек с клетками Мюллера, соседние клетки Мюллера между собой и в отдельных случаях фоторецепторы с фоторецепторами. Эти комплексы межклеточных соединений избирательно влияют на движение макромолекул из субретинального пространства (фоторецепторного матрикса) к внутренней сетчатке.

Трофическая функция: предполагается, что клетки Мюллера являются системой связи для обмена метаболитами между сосудистой сетью и нейронами. Тесное приближение клеток Мюллера к сосудистой сети сетчатки обнаруживают не только на уровне крупных сосудов в слое ганглиозных клеток и нервных волокон, но и на уровне капилляров между внутренним ядерным и наружным плексиформным слоем. Трофическая способность мюллеровских  клеток особенно необходима в бессосудистых наружных слоях, где отсутствует капиллярное кровоснабжение, и путь от глиальной клетки к нейрону осуществляется в основном клетками Мюллера.

Сетчатка является метаболически активной тканью, потребляющей большое количество энергии для осуществления процесса фототрансдукции, поддержания разнообразных ионных градиентов, синаптической активности. Потребности сетчатки в энергии в норме удовлетворяются потреблением глюкозы и кислорода из сосудистых систем хороидеи и сетчатки. Освобождаемая из капилляров глюкоза, достигает нейронов несколькими путями:

  • один путь прямой, с передачей глюкозы непосредственно от капилляров нейронам;
  • другой - через активное участие глиальных клеток Мюллера, своеобразного канала ("акведука") для переноса глюкозы, или как мишени накопления, хранения и метаболизма глюкозы до ее передачи нейронам.

Клетки Мюллера могут потреблять глюкозу из крови и перераспределять ее нейронам без изменения. Возможно превращение глюкозы клетками Мюллера в метаболиты для дальнейшего использования нейронами, трансформация в гликоген с последующим превращением снова в глюкозу

Клетки Мюллера являются мощной защитой нейронов от токсических веществ, избыточного количества нейромедиаторов и продуктов обмена.

Функция коммуникатора: клетки Мюллера формируют щелевые контакты только с астроцитами, обеспечивая эффективное распространение сигнала. Отростки клеток Мюллера окружают тела нейронов, их плазмамембрана предохраняет электрическую целостность нервных клеток и передача электрического сигнала через химические или электрические синапсы не ослабляется.

Сложно переплетаясь, они полностью заполняют щели между нейронами сетчатки и служат для разделения их рецептивных поверхностей. Многочисленные длинные микроворсинки, идущие от наружных концов клеток Мюллера, спускаются ниже уровня синаптических комплексов и проходят во внутреннем ядерном слое. Микровиллы на апикальной поверхности клеток Мюллера выступают в субретинальное пространство между фоторецепторами.

Функция ангиогенеза: в процессе развития сетчатки происходит повышение активности обменных процессов в связи с потребностями созревающих и увеличивающихся в численности нейронов, что в свою очередь стимулирует образование новых кровеносных сосудов, с участием молодой мюллеровской глии. Показано, что фактор роста сосудистого эндотелия VEGF, и медиатор ангиогенеза SPARK синтезируются и освобождаются клетками Мюллера. Клетки Мюллера экспрессируют ренин и ангиотензин, которые, как полагают, в определенных условиях могут быть вовлечены в пролиферацию кровеносных сосудов. Возникновение абсолютной или относительной гипоксии индуцирует выделение нейронами неких "сигналов", которые стимулируют освобождение клетками Мюллера таких субстанций, как сосудистый эндотелиальный фактор роста и другие медиаторы ангиогенеза.

Функция детоксикации: сетчатка, особенно в темноте, образует значительное количество СO2, который, имея высокий коэффициент диффузии, легко растворим, поэтому большая его часть диффундирует в прилегающие сосуды сетчатки или хороидеи. Часть СO2 поступает в клетки Мюллера, где он превращается в бикарбонат (двууглекислую соль) под действием карбоангидразы. Клетки Мюллера имеют высокий уровень карбоангидразы, которая вовлечена в связывание СO2 и в поддержание нормального кислотно-основного баланса в сетчатке. Карбоангидраза катализирует превращение СO2 и воды до угольной кислоты, спонтанно диссоциирующей до НСO3' и Н+ и, таким образом, способствует быстрому внутриклеточному накоплению ионов водорода и НСO3' или их обмену при движении жидкостей и ионов через плазматическую мембрану.

Участие в зрительном цикле: витамин А (ретинол) и его метаболиты (ретиноиды), являются sine qua non для зрения всех позвоночных. Главный ретиноид зрительного цикла - хромофор зрительного пигмента родопсина 11-цис ретиналь (11-цис-изомер ретинальдегида).

Ретиноиды гидрофобны и потенциально токсичны для ретинальной ткани, поэтому почти не обнаруживаются в свободном виде, а ассоциированы со связывающими их белками. Связывающие белки для этих ретиноидов зрительного цикла были обнаружены в клетках Мюллера. Обнаружено, что они способны не только накапливать, но и синтезировать ретиноиды.