История зрения: путь от светочувствительности до глаза

Ген родопсина один из самых древних в животном мире, его изменения – наиболее частая причина тяжелого повреждения в сетчатке, которое может вести к слепоте и слабовидению. Чаще всего это заболевание называют пигментным ретинитом. Однако изменения гена RHO, который как раз кодирует белок родопсин, не единственная причина пигментного ретинита. Поскольку другие гены также могут вызывать его симптомы, стоит говорить, что это не одно заболевание, а целая группа. Начало, скорость нарастания симптомов и время возникновения могут быть очень разными.

Мы посвятим этому заболеванию несколько страниц – это яркий пример сути проблем современной офтальмологии, которые мы и договорились обсуждать в этой книге. Пигментный ретинит – отличный пример дистрофии сетчатки, которая прогрессирует и могла бы быть остановлена на любом этапе, если бы существовала адекватная терапия. В будущем мы возлагаем очень большие надежды на генетическую терапию для этого заболевания на начальных проявлениях, когда структура сетчатки еще сильно не нарушена, и на электронные протезы – в запущенных случаях.

Автор этих строк верит, что это дело ближайшего будущего и, возможно, даже настоящего.

Пигментный ретинит – это группа редких наследственных глазных заболеваний, которые ведут к гибели светочувствительных клеток, в первую очередь палочек. Из-за этого люди с пигментным ретинитом не способны к темновой адаптации и очень плохо видят в сумерках (или не видят совсем). Соответственно страдает и периферическое зрение в целом.

Название этому заболеванию дали изменения глазного дна в виде отложений глыбок пигмента. Часто они имеют вид острых спиц, и их называют костными тельцами.

Причина пигментного ретинита чаще всего заключается в мутации одного из генов, который играет важную роль в работе сетчатки и обменных процессов в ней. Образующиеся скопления пигмента тоже разрушают слои сетчатки, в первую очередь страдают палочки, что ведет к снижению способности к темновой адапатации. Это происходит еще в детстве – сначала дети плохо ориентируются в сумерках, затем сужаются поля зрения, ребенок перестает замечать то, что расположено не прямо перед ним, снижается центральное зрение. Заболевание всегда прогрессирующее, способность видеть снижается. Пигментный ретинит привлекает внимание офтальмологов, генетиков и других ученых.

Уже известный нам ген RHO, отвечающий за синтез родоспина, который так важен для зрения в сумерках, оказывается самым частым геном, который в случае изменений в нем приводит человека в клинику пигментного ретинита. Вспомним, что родопсин – это рецепторный протеин, он изомеризуется в ответ на засвет, что ведет к появлению потенциала действия. Проще говоря, родопсин трансформирует энергию света в нервный импульс, находится в палочках и чрезвычайно светочувствителен, поэтому при дневном свете он засвечен и нормально функционирует только в сумерках. Восстановление родопсина при попадании в сумерки и составляет суть темновой адаптации.

Кроме мутации в RHO-гене известно еще более 60 вариантов, которые могут вызывать клинические проявления пигментного ретинита.

Разные мутации ведут к разным проявлениям, срокам возникновения и скорости развития заболевания.

Около 20 генов ассоциируются с аутосомно-доминантным типом передачи. Мутация в гене RHO – аутосомно-доминантная и составляет 20–30 % всех случаев пигментного ретинита.

Около 35 генов отвечают за аутосомно-рецессивный тип заболевания. Наиболее часто встречающаяся рецессивная мутация – это мутация в гене USH2A; это 10–15 % всех случаев аутосомно-рецессивного пигментного ретинита.

USH2A-ген несет в себе инструкцию для синтеза белка, называемого ушерином. Это важный компонент базальной мембраны, он находится во многих тканях. Функция этого протеина до конца не понятна – он обнаруживается в базальной мембране (тонком слое – границе между эпителием и соединительной тканью) внутреннего уха и сетчатки. Считается, что он принимает участие в работе соединения между нервными клетками.

Несколько десятков известных мутаций в этом гене ведут к возникновению пигментного ретинита. 10–15 % из них приходится на рецессивный пигментный ретинит, который долго не проявлялся.

Другие мутации (их описано около 400 в том же гене) вызывают синдром Ушера, выражающийся в снижении слуха и опять же пигментном ретините. До сих пор нет ясности, почему в одних случаях возникает только пигментный ретинит, а в других – еще и страдает слух.

Мутации различных генов, играющих ключевую роль в работе фоторецепторов, влекут нарушение работы последних – они погибают, что ведет к схожим клиническим проявлениям пигментного ретинита.

Другие мутации в этих же генах могут повлечь за собой другие заболевания сетчатки, такие как колбочко-палочковая дистрофия, при которой сначала возникает поражение центрального зрения.