dr n. med. Wojciech Czak

prof. dr hab. n. med. Marta Misiuk-Hojło

Blaszka sitowa jest porowatą częścią twardówki o niezwykle złożonej mikroarchitekturze. Trójwymiarową strukturę tworzy od 200 do 400 porów zróżnicowanych pod względem rozmiaru. Przez pory blaszki sitowej twardówki gałkę oczną opuszczają niezmielinizowane włókna nerwu wzrokowego.

W ostatnich dekadach dowiedziono, że u podłoża neuropatii jaskrowej leży pierwotne zahamowanie transportu aksonalnego na poziomie blaszki sitowej twardówki skutkujące apoptozą komórek zwojowych¹. Blaszka sitowa twardówki to struktura o skomplikowanej trójwymiarowej strukturze, znajdująca się na granicy dwóch oddziałujących na nią kompartmentów ciśnień: od tyłu ciśnienia płynu mózgowo-rdzeniowego w przestrzeni podpajęczynówkowej otaczającej nerw wzrokowy oraz ciśnienia wewnątrzgałkowego od przodu. Jest ona zarazem częścią twardówki charakteryzującą się wysokim stopniem elastyczności. Obecnie prowadzone są badania naukowe, których celem jest zrozumienie skomplikowanej biomechaniki blaszki sitowej twardówki w odniesieniu do ciśnień działających na tę strukturę.

Biomechanika blaszki sitowej twardówki

W warunkach fizjologicznych na blaszkę sitową twardówki oddziałują trzy siły:

• ciśnienie wewnątrzgałkowe (IOP – intraocular pressure)
• ciśnienie płynu mózgowo-rdzeniowego w przestrzeni podpajęczynówkowej otaczającej nerw wzrokowy
• ciśnienie tkanek kanału twardówkowego.

Na tę strukturę – w zależności od stosunku wspomnianych sił – wywierane jest określone naprężenie prowadzące do odkształcenia tkanki. Na przykład podwyższenie komponenty IOP – zwiększenie naprężenia działającego na blaszkę sitową od przodu – doprowadzi do jej odkształcenia ku tyłowi oraz zwiększenia średnicy porów. Poskutkuje to wzrostem napięcia tkanki².

W związku z wysokim stopniem elastyczności blaszka sitowa jest strukturą o potencjalnej wartości diagnostycznej, m.in. w ocenie ryzyka progresji neuropatii jaskrowej lub ciśnienia płynu mózgowo-rdzeniowego. Stworzenie uniwersalnego modelu biomechanicznego tej struktury jest dotychczas niemożliwe ze względu na dużą liczbę zmiennych parametrów populacyjnych. Blaszka sitowa twardówki zbudowana jest z włókien kolagenowych różnej długości. Wielkość jej porów oraz grubość wykazują osobniczo duży zakres zróżnicowania. Charakteryzuje ją ponadto niejednorodność strukturalna związana z przyżyciową przebudową tkanki, zależną od wieku lub indywidualnych procesów metabolicznych. Biomechanika blaszki sitowej twardówki wykazuje też istotną zmienność na działające na nią siły w czasie. W odpowiedzi na naprężenie tkanka początkowo zyskuje większą sztywność, jednak w trakcie oddziaływania sił podatność blaszki sitowej nieliniowo rośnie. Przykładowo modele biomechaniczne wykazały, że odkształcenie blaszki sitowej będzie istotnie większe przy długo działającej zwyżce IOP o 5-10 mmHg niż krótkotrwałej zwyżce do 50 mmHg².

Doniesienia naukowe w sposób jasny, mimo trudności związanych z uniwersalizacją modelu biomechanicznego, pokazują, że jej położenie jest uzależnione od różnicy ciśnień: płynu mózgowo-rdzeniowego oraz wewnątrzgałkowego. Udowodniono ponadto, że różne parametry opisujące położenie blaszki sitowej twardówki w sposób istotny różnią się u zdrowej populacji i populacji pacjentów z neuropatią jaskrową.

Przyżyciowa wizualizacja blaszki sitowej twardówki jest obecnie możliwa dzięki badaniu EDI-OCT (enhanced depth imaging optical coherence tomography). Zastosowanie tej metody pozwala na ocenę głębokości przedniego brzegu blaszki sitowej twardówki w różnych przekrojach oraz jej kształtu. Przy mniejszej grubości tkanki możliwa jest również ocena głębokości położenia jej tylnego brzegu. Jak dotąd nie powstało oprogramowanie pozwalające w sposób zobiektywizowany na zautomatyzowaną ocenę morfometryczną blaszki sitowej. Brak jest też bazy normatywnej oceniającej konkretne parametry w odniesieniu do rozkładu populacyjnego. Ogromnym wyzwaniem pozostaje też dokładne opisanie modelu biomechanicznego tej struktury. Położenie blaszki sitowej twardówki jest zatem cały czas narzędziem używanym jedynie w opracowaniach naukowych – nie ma natomiast ustalonej wartości diagnostycznej.

Wpływ ciśnienia płynu mózgowo-rdzeniowego na położenie blaszki sitowej twardówki

Blaszka sitowa twardówki znajduje się między dwoma kompartmentami ciśnień: wewnątrzgałkowym i płynu mózgowo-rdzeniowego w otaczającej nerw wzrokowy przestrzeni podpajęczynówkowej. W literaturze przedmiotu stosowany jest parametr przezblaszkowej różnicy ciśnień, definiowany jako różnica między IOP a ciśnieniem płynu mózgowo-rdzeniowego. Wskaźnik ten – zgodnie z założeniami biomechaniki blaszki sitowej twardówki – powinien pozwolić na lepsze zrozumienie korelacji zachodzącej między naprężeniami działającymi na blaszkę sitową twardówki a jej odkształceniem.

Badanie Lee i wsp. z 2015 r. ocenia wpływ przezblaszkowej różnicy ciśnień na położenie blaszki sitowej twardówki³. Grupa 26 pacjentów została poddana punkcji lędźwiowej, podczas której zmierzono ciśnienie płynu mózgowo-rdzeniowego. Wykazano, że głębokość przedniego brzegu blaszki sitowej twardówki w środkowym przekroju przez tarczę nerwu wzrokowego jest w sposób istotny statystycznie skorelowana z przezblaszkową różnicą ciśnień (R² = 0,212, p = 0,018). W opracowaniu nie wykazano istotnej statystycznie zależności między izolowanym ciśnieniem płynu mózgowo-rdzeniowego bądź IOP a położeniem blaszki sitowej twardówki.

Kim i wsp. w opublikowanej w 2016 r. pracy oceniali wpływ próby Valsalvy zmniejszającej przezblaszkową różnicę ciśnień przez istotny wzrost ciśnienia płynu mózgowo-rdzeniowego na położenie blaszki sitowej twardówki⁴. Głębokość jej przedniego brzegu oceniana była u 48 zdrowych osób przed próbą i bezpośrednio po niej. Średnia głębokość w pierwszym wypadku wynosiła 463 µm, natomiast w drugim 427 µm – różnica była istotna statystycznie (p <0,001). W innym badaniu oceniano wpływ próby Valsalvy na ciśnienie płynu mózgowo-rdzeniowego oraz IOP, wykazując, że wzrost pierwszego był istotnie większy i powodował zmniejszenie przezblaszkowej różnicy ciśnień⁵.

Wymienione wyżej doniesienia zdają się potwierdzać hipotezę o dynamicznej zależności głębokości przedniego brzegu blaszki sitowej od przezblaszkowej różnicy ciśnień.

W pracy Morgana i wsp. oceniono na żywym psim modelu wpływ dynamicznych zmian ciśnienia płynu mózgowo-rdzeniowego oraz IOP na morfologię tarczy nerwu wzrokowego⁶. Wykazano, że zwiększenie ciśnienia wewnątrzgałkowego powodowało odkształcenie przedniego brzegu blaszki sitowej twardówki ku tyłowi, natomiast podwyższanie ciśnienia płynu mózgowo-rdzeniowego skutkowało istotnym jej przemieszczeniem ku przodowi.

Przezblaszkowa różnica ciśnień (wedle dostępnych dowodów naukowych) jest parametrem istotnie skorelowanym z morfologią blaszki sitowej twardówki, w sposób dokładniejszy tłumaczącym jej położenie niż izolowane ciśnienie płynu mózgowo-rdzeniowego lub IOP. Siła korelacji położenia blaszki sitowej twardówki z różnicą ciśnień, po uniwersalizacji metod pomiaru głębokości blaszki sitowej twardówki i lepszym zrozumieniu jej biomechaniki daje nadzieję na wypracowanie w przyszłości algorytmu pozwalającego na nieinwazyjną ocenę ciśnienia płynu mózgowo-rdzeniowego na podstawie danego IOP i odkształcenia blaszki sitowej twardówki. Morfometryczna ocena położenia blaszki sitowej twardówki może mieć ponadto istotną wartość diagnostyczną w obserwacji pacjentów z idiopatycznym nadciśnieniem wewnątrzczaszkowym – jej głębokość może pomóc m.in. w ocenie skuteczności zastosowanego leczenia.