Внутрішньоочний тиск
Зміст:
Усі органи та кожна клітина живого організму мають певний тонус, тобто певний рівень внутрішнього тиску. Не буде перебільшенням сказати, що внутрішній тиск є однією з основних ознак життя. Виникаючи зрештою в результаті біохімічних процесів, внутрішній тонус обумовлює форму кожного живого елемента і значною мірою його функцію. Внутрішньоочний тиск (ВГД) у цьому відношенні не є винятком. Воно виконує кілька фізіологічних функцій. Тиск розправляє всі очні оболонки, створює тургор, надає правильну сферичну форму очному яблуку, що необхідно для функціонування оптичної системи ока. Внутрішньоочна рідина - важливе джерело живлення для внутрішніх структур ока. ВГД служить рушійною силою, що забезпечує як циркуляцію цієї рідини, так і обмінні процеси між нею та тканинними структурами ока. Нарешті, офтальмотонус бере участь у регуляції кровотоку по внутрішньоочних судин і підтримує їхню проникність на нормальному рівні.
↑ Фізичні аспекти
У першому наближенні очне яблуко можна як резервуар сферичної форми, заповнений рідким, несжимаемым вмістом. ВГД обумовлено дією пружних сил, що виникають у зовнішній еластичній оболонці ока при її розтягуванні внутрішньоочною рідиною.
Виділимо невеликий елемент оболонки (рис. 1).
При її розтягуванні на цей елемент із сусідніх ділянок діють сили T1 і Т2, спрямовані по дотичній оболонці і під деяким кутом один до одного, що залежать від кривизни оболонки. Оскільки сили T1 та Т2 не можуть бути повністю нейтралізовані, виникає компонент Т3, який спрямований усередину ока. Дія цього компонентаобумовлює деформацію очного вмісту, пружна реакція якого, що врівноважує Т3, і називається «внутрішньоочний тиск». Величина Т3 залежить від ригідності капсули ока та величини кута між Ti1 та Т2. Цей кут пов'язаний із радіусом кривизни оболонки, який у свою чергу є функцією об'єму очного яблука.
Таким чином, внутрішньоочний тиск (Р) можна розглядати як функцію ригідності ока (Е) та його об'єму (V):
З рівняння (1.1) випливає, що безпосередній вплив на внутрішньоочний тиск можуть лише зміни Е і V. У першому наближенні ригідність оболонок ока можна розглядати як постійну величину. Отже, у кожний момент часу офтальмотонус є функцією обсягу очного яблука.
Вміст ока складається з компонентів, більшість із яких (склоподібне тіло, кришталик, внутрішні оболонки) має відносно постійний об'єм. Об'ємні зміни в оці залежать від кровонаповнення внутрішньоочних судин та об'єму водянистої вологи.
Рівновага між офтальмотонусом (Р), бічним тиском крові в судині (Рk) і тонусом судинної стінки (а) визначається наступним рівнянням:
Отже, кров'яний та внутрішньоочний тиск тісно пов'язані між собою. При швидких коливаннях кров'яного тиску відбуваються відповідні зміни офтальмотонусу. Це видно при записі очного пульсу за допомогою тонографа. на тонограмах (рис. 2)
відбиваються як пульсові, а й інші ритмічні коливання в судинах очі (дихальні хвилі, хвилі Геринга — Траубе). Рівняння (1.1) та (1.2) не суперечать одне одному. При підвищенні кров'яного тиску судина розтягується, об'єм її збільшується, отже, збільшується об'єм ока та напруга в йогооболонки.
Ригідність судинної стінки(а) має пасивний (пружність тканин) та активний (м'язовий тонус) компоненти. Пружні сили, що виникають у стінці судини, спрямовані у бік увігнутості, тобто всередину судини. Чим ригідніша судинна стінка, тим менший вплив кров'яного тиску на офтальмотонус. Пружний опір судинного ложа розтягуванню відіграє роль буфера, що зменшує вплив коливань судинного тиску на офтальмотонус. Деяке уявлення про ригідність і тонус судинного ложа ока в цілому дає очний пульс. Чим більші пульсові коливання офтальмотонусу, тим за інших рівних умов нижча ригідність внутрішньоочного судинного ложа.
Крім циркуляції крові, в оці відбувається безперервний рух водянистої вологи, яка продукується війковим тілом і відтікає в епісклеральні вени через складно влаштовану дренажну систему. Ця система чинить суттєвий опір руху рідини, тому тиск в оці завжди вищий, ніж в епісклеральних венах. Різниця тисків, завдяки якій здійснюється фільтрація рідини через дренажну систему ока, отримала назву «тиск відтоку». Якби опір відтоку рідини був відсутній, то тиск в оці дорівнював би тиску в епісклеральних венах. Чим більший опір зустрічає рідина при фільтрації, тим вищим має бути тиск відтоку для того, щоб підтримувати відтік вологи на тому ж рівні. Таким чином, внутрішньоочний тиск (Р0) можна подати у вигляді суми двох величин: тиску в епісклеральних венах (Ру) і тиску відтоку (Ра):
Для визначення величини (Р а) використовують наступне рівняння:
де F - швидкість надходження рідини в око (мм3/хв); R - опір її відтоку. Останній показник вимірюєтьсявеличиною тиску відтоку (у міліметрах ртутного стовпа), який необхідний для того, щоб з ока за 1 хв відтікав 1 мм рідини. Найчастіше використовують протилежне поняття - коефіцієнт легкості відтоку (С), який вказує, скільки кубічних міліметрів рідини відтікає з ока за 1 хв на кожний міліметр ртутного стовпа тиску відтоку. Отже С = 1/R. З урахуванням рівняння (1.3)
Рівняння (1.5) прийнято розглядати як головне в гідродинаміці ока. Воно визначає умови рівноваги між припливом та відпливом водянистої вологи. Зважаючи на велику величину опору відтоку відновлення рівноваги у разі його порушення відбувається повільно, тому формула (1.5) визначає лише рівень внутрішньоочного тиску, але не значення останнього в даний момент часу.
Слід зазначити, що рівень тиску не можна прямо виміряти, оскільки офтальмотонус безперервно коливається біля рівня за рахунок впливу випадкових факторів. У зв'язку з цим при кожному одиничному вимірі визначають не рівень тиску, яке випадкову величину, яка мала місце у момент виміру. Випадкові зміни офтальмотонусу пов'язані або із зовнішнім тиском на око (зміна тонусу повік, зовнішніх м'язів ока), або з коливаннями в кровонаповненні внутрішньоочних судин.
Про силу і стійкість механізмів, що регулюють внутрішньоочний тиск, зазвичай судять за коливаннями рівня офтальмотонусу протягом доби або під впливом тих чи інших навантажень. Це не зовсім вірно. Амплітуда коливань будь-якої функції, аргументи якої задані, можна оцінити з допомогою повного диференціалу цієї функції. Якщо диференціювати рівняння (1.5) і замінити значення диференціала відповідними ним кінцевими приростами (?Р0, ?F, ?С, ?Рv), то вийде таке вираз:
З формули (1.6) видно, що амплітуда коливань внутрішньоочного тиску залежить тільки від розмаху коливань ?F, ?С, ?Рv, а й від вихідних значень перших двох величин, особливо коефіцієнта легкості відтоку. Отже, З характеризує як стан фільтруючої системи очей, а й стійкість рівня офтальмотонуса. У першому наближенні можна вважати, що стійкість Р0 є величина, прямо пропорційна С. Оскільки при глаукомі величина З зменшується в 2 рази і більше, це призведе до відповідного зменшення стійкості рівня внутрішньоочного тиску.
Кожне око налаштоване на певний рівень внутрішньоочного тиску (тиск рівноваги), який підтримується за допомогою пасивних та активних механізмів.Пасивні змінипов'язані зі змінами в циркуляції крові та водянистої вологи. Так, наприклад, при підвищенні внутрішньоочного тиску надходження крові в око по артеріальній системі утруднено і водночас з венозної системи очного яблука вичавлюється частина крові. Зменшення припливу крові до війного тіла призводить до зниження швидкості утворення рідкої вологи. Одночасно збільшується тиск відтоку, а отже, і фільтрація рідини по дренажній системі ока. Внаслідок цього внутрішньоочний тиск повертається до вихідного рівня. Якщо ж офтальмотонус знижується нижче за тиск рівноваги, то всі ці зміни носять протилежний характер.
Активна регуляція внутрішньоочного тискуздійснюється вегетативною нервовою системою. Механізми регуляції складні, але в кінцевому підсумку зводяться до спрямованих змін опору відтоку рідкої або швидкості її утворення.
↑ Нормальний внутрішньоочний тиск
Строго кажучи, постійного ВГД не існує, оскільки воно безперервнезмінюється. Однак, підсумовуючи ці зміни, неважко встановити рівень, навколо якого коливається тиск. Розрізняють ритмічні та неправильні коливання офтальмотонусу.Ритмічні коливанняпов'язані з пульсом, диханням та повільними періодичними змінами тонусу внутрішньоочних судин (хвилі Герінга - Траубе; див. рис. 2). До ритмічних коливань можна також віднести добові та сезонні зміни тиску в оці. У більшості людей офтальмотонус знижується ввечері та вночі і досягає максимуму в ранні ранкові години. Неправильні коливання тонусу ока викликаються випадковими причинами (стиснення повік, натискання на око, різкі коливання артеріального тиску). Вони можуть бути дуже значними, але короткочасні та безпечні для ока.
При вимірюванні тиску в оці тонометром розрізняють тонометричне і істинне ВГД. Будь-який тонометр чинить деякий тиск на око, деформуючи його зовнішню оболонку і тим самим підвищуючи ВГД. Цей підвищений тиск, що фіксується тонометром, отримав назву «тонометричний». Таблиці істинного ВГД складають, ґрунтуючись на результатах калібрувальних досліджень. У вітчизняній клінічній практиці з цією метою використовують аппланаційні тонометри Маклакова, Гольдмана та імпресійний тонометр Шиотца (для цілей тонографії), калібрувальні таблиці для тонометра Маклакова та еластотонометра Філатова-Кальфа, складені А. П. Нестеровим і М. Б. Вурга.
Середня нормальна величина істинного ВГДдорівнює 14-16 мм рт. ст., мінімальна - 8-9 мм рт. ст., максимальна - 21-22 мм рт. ст. За старими калібрувальними таблицями для тонометра Маклакова масою 5 г нормальне ВГД знаходиться в межах 11-21 мм рт. ст., для тонометра масою 10 г - від 16 до 26 мм рт. ст. У вертикальному положенні обстежуваного ВГД на 1-2мм рт. ст. нижче, ніж у горизонтальному. У горизонтальному положенні з нахилом типу Тренделенбург ВГД збільшується пропорційно куту нахилу. За даними A. Tarkkonen та J. Leikola (1967), приріст тиску склав у середньому 23,9 мм рт. ст. при нахилі головного кінця 75 °.
Вікові зміни ВГДневеликі. Важливіше те, що у похилому віці збільшуються його індивідуальні коливання. Розподіл офтальмотонусу в популяції стає більш плоским та асиметричним, збільшується кількість осіб із відносно низьким і особливо відносно високим рівнем тиску.
Пульсові коливання ВГД варіюють від незначних до 34 мм рт. ст., хвилі Герінг-Траубе - до 2-3 мм рт. ст. Дихальні хвилі бувають помітні у поодиноких випадках.
Виражені зміни ВГДвідбуваються протягом доби. Як правило, Офтальмотонус має максимальну величину в ранковий час, знижується ввечері і досягає мінімуму вночі. Рідше спостерігається зворотний тип добової кривої ВГД (вечірній максимум ВГД), проміжний тип (денне підвищення ВГД) або неправильні коливання офтальмотонусу протягом доби. Вважають, що добові зміни ВГД пов'язані з коливаннями активності гіпоталамуса, гіпофіза та кори надниркових залоз [Хасанова Н. X., 1971; Міхєєва Є. Р., 1974]. Амплітуда добових коливань офтальмотонусу у здорових очах знаходиться в межах 3-6 мм рт. ст. Велика величина цього показника спостерігається у хворих на глаукому, при ураженні гіпоталамо-гіпофізарної системи та кори надниркових залоз. Сезонні коливання ВГД менш виражені, ніж добові. Найчастіше влітку ВГД на 1—2 мм рт. ст. нижче, ніж узимку.
↑ Толерантний внутрішньоочний тиск
Останнім часом все більшого поширення набуває поняття «толерантне ВГД» [Водовозов А. М., 1975]. Під цим терміномрозуміють такий діапазон ВГД, якийбезпечний для конкретної людини. Толерантне ВГД не тільки індивідуально варіює, але також змінюється протягом життя та під впливом деяких загальних та очних захворювань. Величини нормального та толерантного ВГД не завжди збігаються. Як правило, зона толерантного ВГД ширша за зону нормального офтальмотонусу. Однак можливе і зворотне співвідношення між цими зонами, особливо у людей похилого та старечого віку.
У здорових очах ВГД (Р0) завжди нижче за верхню межу толерантного ВГД (Ртл). Глаукома розвивається у тих випадках, коли Р0 підвищується і виходить за межі РТл (звичайний тип глаукоми) або РТЛ знижується і стає менше Р0 (глаукома з низьким тиском). Отже, у нормі Р0