ахроматопсия

Achromatopsia (ACHM), также известный как полная цветовая слепота, является медицинским синдромом, который проявляет симптомы, относящиеся к по меньшей мере пяти условиям. Термин может относиться к приобретенным состояниям, таким как церебральная ахроматопсия, также известная как цветная агнозия, но она обычно относится к аутосомно-рецессивному состоянию врожденного цветового зрения, неспособности воспринимать цвет и достигать удовлетворительной остроты зрения при высоких уровнях освещенности (обычно внешнее дневное освещение ). Синдром также присутствует в неполной форме, которая более точно определяется как дисхроматопсия. По оценкам, это влияет на 1 из 40 000 живорождений во всем мире.

Существует некоторое обсуждение того, могут ли ахроматы видеть цвет или нет. Как показано на «Острове цветного слепого» Оливера Сакса, некоторые ахроматы не могут видеть цвет, только черный, белый и оттенки серого. В настоящее время известно, что пять разных генов вызывают подобные симптомы, возможно, некоторые из них видят предельные уровни дифференциации цвета из-за различных характеристик генов. При таких небольших размерах образцов и низких частотах ответа трудно точно диагностировать «типичные ахроматические условия». Если уровень света во время тестирования оптимизирован для них, они могут достичь исправленной остроты зрения от 20/100 до 20/150 при более низких уровнях освещенности, независимо от отсутствия цвета. Одна общая черта — это гемамеропия или слепота на полном солнце. У пациентов с ахромотопсией система конуса и волокна, несущие информацию о цвете, остаются неизменными. Это указывает на то, что механизм, используемый для построения цветов, является дефектным.

терминология
Общая цветовая слепота может быть классифицирована как:

Приобретенная ахроматопсия (церебральная ахроматопия)
Врожденная / наследственная ахроматопсия
Полная типичная ахроматопсия
Неполная атипичная ахроматопсия или неполная нетипичная дисхроматопия
Связанные термины:

Achromatopsia — полное отсутствие восприятия цвета в предмете, видя только в черном, белом и оттенках серого.
Концепция эмбриопии, разработанная Герцогом-Элдером (1973) как недостаток остроты зрения, которая не связана с ошибкой рефракции или какой-либо органической аномалией. Нейронное состояние. Плохая пространственная характеристика прецизионного оптического сервомеханизма глаз при номинальных уровнях освещенности без каких-либо морфологических причин. Одна форма ленивого глаза.
Гематерапия — уменьшенная зрительная способность при ярком свете. Колоркоязычно, дневная слепота.
Нистагм. Этот термин используется по-разному для описания как нормальных, так и патологических состояний, связанных с окуломоторной системой. В текущем контексте это патологическое состояние, связанное с неконтролируемым колебательным движением глаз, в течение которого амплитуда колебаний весьма заметна, а частота колебаний имеет тенденцию быть довольно низкой.
Фотофобия — избегание яркого света теми, кто страдает от гемамеропии.
Признаки и симптомы
Синдром часто замечен первым у детей в возрасте шести месяцев их фотофобной активностью и / или их нистагмом. Нистагм становится менее заметным с возрастом, но другие симптомы синдрома становятся более актуальными по мере приближения школьного возраста. Острота зрения и стабильность движений глаз обычно улучшаются в течение первых 6-7 лет жизни (но остаются около 20/200). Врожденные формы состояния считаются стационарными и не ухудшаются с возрастом.

Пять симптомов, связанных с ахроматопсией / дисхроматопсией, следующие:

ахроматопсия
Амблиопия (снижение остроты зрения)
Гематерапия (с объектом, проявляющим фотофобию)
нистагм
Нарушения работы диафрагмы
Синдром ахроротопсии / дисхроматопсии плохо описан в текущих медицинских и нейро-офтальмологических текстах. Это стало общим термином после популярной книги нейробиолога Оливера Сакса «Остров цветного слепого» в 1997 году. До этого времени большинство цветных слепых субъектов описывались как ахроматы или ахроматы. Те, у кого была выражена незначительная аномалия восприятия цвета, были описаны как протанопы, дейтеранопы или тетранатопы (исторически тританопы).

Achromatopsia также называется монохроматией стержня и полной врожденной цветовой слепотой. Лица с врожденной формой этого состояния демонстрируют полное отсутствие активности клеток конуса через электроретинографию при высоких уровнях освещенности. Существует, по меньшей мере, четыре генетические причины врожденного ACHM, два из которых включают в себя каналы с циклическими нуклеотид-стробированными ионами (ACHM2 / ACHM3), третья включает в себя конус-фоторецепторный трансдуцин (GNAT2, ACHM4), а последний остается неизвестным.

Полная ахроматопсия
Помимо полной неспособности видеть цвет, у индивидуумов с полной ахроматопсией есть ряд других офтальмологических аберраций. Среди этих аберраций значительно снижается острота зрения (<0,1 или 20/200) при дневном свете, гематерапии, нистагме и тяжелой фотофобии. Фонду глаза кажется совершенно нормальным. Также см. Pingelap. Неполная ахроматопсия (дисхроматопсия) В общем, симптомы неполной ахроматопсии сходны с симптомами полной ахроматопсии, за исключением уменьшенной формы. Лица с неполной ахроматопсией уменьшают остроту зрения с или без нистагма или фотофобии. Кроме того, эти индивидуумы обнаруживают только частичное ухудшение функции конусных клеток, но снова сохраняют функцию стержневых клеток. причина приобретенный Приобретенная ахромотопсия / дисхроматопсия - это состояние, связанное с повреждением промежуточного мозга (прежде всего таламуса среднего мозга) или коры головного мозга (новый мозг), в частности четвертой области визуальной ассоциации, V4, которая получает информацию от парвоцеллюлярного пути, вовлеченного в цвет обработка. Таламическая ахроматопсия / дисхроматопсия вызвана повреждением таламуса; он чаще всего вызван ростом опухоли, так как таламус хорошо защищен от внешнего повреждения. Церебральная ахроматопсия представляет собой форму приобретенной цветовой слепоты, которая вызвана повреждением мозговой коры головного мозга, а не аномалиями в клетках сетчатки глаза. Это чаще всего вызвано физическими травмами, кровоизлияниями или опухолевыми тканями. врожденный Известные причины врожденных форм ахроматопсии связаны с нарушением пути фототрансдукции сетчатки. В частности, эта форма ACHM, по-видимому, обусловлена ​​неспособностью конусообразных ячеек правильно реагировать на легкий ввод посредством гиперполяризации. Известными генетическими причинами этого являются мутации в конических клеточных циклических нуклеотид-ионных каналах CNGA3 (ACHM2) и CNGB3 (ACHM3), а также конус-клеточный трансдуктин GNAT2 (ACHM4). Четвертая генетическая причина (ACHM5, OMIM 613093) была обнаружена в 2009 году. Это мутация гена PDE6C, расположенного на хромосомном локусе 10, 10q24. По оценкам, менее 2% ахроротопсий вызваны мутацией этого гена. патофизиология Гематеропатический аспект ACHM может быть диагностирован неинвазивно с использованием электроретинографии. Отклик при низких (скотопических) и медианных (мезотопических) уровнях света будет нормальным, но ответ в условиях высокого уровня освещенности (фотопика) будет отсутствовать. Мезотопический уровень примерно в 100 раз ниже, чем клинический уровень, используемый для типичной электроретинограммы высокого уровня. Когда, как описано, состояние обусловлено насыщением в нейральной части сетчатки и не связано с отсутствием фоторецепторов как таковых. В общем, молекулярный патомеханизм ACHM представляет собой либо неспособность правильно контролировать, либо реагировать на измененные уровни цГМФ. cGMP особенно важен в визуальном восприятии, так как его уровень контролирует открытие циклических нуклеотидных ионных каналов (СПГ). Снижение концентрации цГМФ приводит к закрытию СПГ и, как следствие, к гиперполяризации и прекращению высвобождения глутамата. Собственные сетчатые СПГ состоят из 2 α- и 2 β-субъединиц, которые являются CNGA3 и CNGB3, соответственно, в конусных клетках. Когда выражается в одиночку, CNGB3 не может создавать функциональные каналы, в то время как это не относится к CNGA3. Сопоставление CNGA3 и CNGB3 дает каналы с измененной экспрессией мембраны, ионной проницаемостью (Na + против K + и Ca2 +), относительной эффективностью активации цАМФ / цГМФ, уменьшением выпрямления наружу, миганием тока и чувствительностью к блоку с помощью L-цис-дилтиазема. Мутации, как правило, приводят к потере функции CNGB3 или усилению функции (часто увеличивающей сродство к cGMP) CNGA3. Уровни цГМФ контролируются активностью трансдуцина конуса, GNAT2. Мутации в GNAT2, как правило, приводят к усеченному и, предположительно, нефункциональному белку, тем самым предотвращая изменение цГМФ-уровней фотонами. Существует положительная корреляция между выраженностью мутаций в этих белках и полнотой фенотипа ахроматопсии. ACHM2 Хотя некоторые мутации в CNGA3 приводят к усеченным и, предположительно, нефункциональным каналам, это в основном не так. Хотя некоторые мутации получили углубленное исследование, см. Таблицу 1, по крайней мере одна мутация приводит к функциональным каналам. Любопытно, что эта мутация T369S производит глубокие изменения, выраженные без CNGB3. Одним из таких изменений является снижение сродства к циклическому гуанозинмонофосфату. Другие включают введение субпроводимости, измененную одноканальную кинетику стробирования и повышенную проницаемость кальция. Однако, когда мутантные каналы T369S объединяются с CNGB3, единственной оставшейся аберрацией является повышенная проницаемость кальция. Хотя сразу не ясно, как это увеличение Ca2 + приводит к ACHM, одна из гипотез заключается в том, что этот увеличенный ток уменьшает отношение сигнал / шум. Другие характерные мутации, такие как Y181C и другие мутации области S1, приводят к уменьшению плотности тока из-за неспособности канала к трафику на поверхность. Такая потеря функции, несомненно, отрицает способность конуса реагировать на визуальный ввод и вырабатывать ахроматопсию. По меньшей мере одна другая мутантная мутация вне области S1, T224R, также приводит к потере функции. ACHM3 В то время как очень немногие мутации в CNGB3 были охарактеризованы, подавляющее большинство из них приводит к усеченным каналам, которые предположительно нефункциональны, таблица 2. Это в значительной степени приведет к гаплоупругости, хотя в некоторых случаях усеченные белки могут быть объединены с дикими -типов в доминирующей негативной манере. Наиболее распространенная мутация ACHM3, T383IfsX12, приводит к нефункциональному усеченному белку, который неправильно направляется на клеточную мембрану. Три missense мутации, которые получили дальнейшее исследование, показывают ряд аберрантных свойств с одной основной темой. Мутация R403Q, которая лежит в области пор канала, приводит к увеличению выпрямления тока по току по сравнению с главным образом линейным отношением тока и напряжения каналов дикого типа, что связано с увеличением сродства cGMP. Другие мутации показывают либо увеличенную (S435F), либо уменьшенную (F525N) поверхностную экспрессию, но также с повышенным сродством к цАМФ и цГМФ. Это повышенная сродство к цГМФ и цАМФ у этих мутантов, что, вероятно, является причиной возникновения беспорядка. Такое увеличение сродства приведет к каналам, которые нечувствительны к небольшим изменениям концентрации цГМФ из-за легкого ввода в сетчатку. ACHM4 При активации светом родопсин вызывает обмен ВВП на ГТФ в полипептиде 2 трансляции трансдуцирующего белка гуанин-нуклеотид-связывающего белка (G-белок) (GNAT2). Это вызывает высвобождение активированной α-субъединицы из ингибирующих β / γ-субъединиц. Эта α-субъединица затем активирует фосфодиэстеразу, которая катализирует превращение cGMP в GMP, тем самым уменьшая ток через каналы CNG3. Поскольку этот процесс абсолютно необходим для правильной обработки цвета, неудивительно, что мутации в GNAT2 приводят к ахроматопсии. Известные мутации этого гена, таблица 3, все приводят к усеченным белкам. Предположительно, тогда эти белки нефункциональны и, следовательно, родопсин, который был активирован светом, не приводит к изменению уровня цГМФ или гиперполяризации мембраны фоторецепторов. управление Как правило, нет лечения для лечения ахроматопсии. Тем не менее фильтры темно-красного или сливового цвета очень помогают контролировать светочувствительность. С 2003 года существует кибернетическое устройство, называемое глазным бобром, которое позволяет людям воспринимать цвет через звуковые волны. Ахроматопсический художник Нил Харбиссон первым использовал такое устройство в начале 2004 года, и он позволил ему начать рисовать в цвете, запомнив звук каждого цвета. Кроме того, есть некоторые исследования по генной терапии для животных с ахромотопсией, с положительными результатами на мышах и молодых собаках, но с меньшей эффективностью у более старых собак. Однако никаких экспериментов с людьми не было. Существует множество проблем для проведения генной терапии на людях. См. Генная терапия для цветной слепоты для получения более подробной информации об этом. эпидемиология Achromatopsia является относительно необычным беспорядком, с распространенностью 1 из 30 000 человек (0,0033%). Однако в маленьком микронезийском атолле Пингелапа страдают около 5% от 3000 жителей атолла. Это результат узкого места населения, вызванного тайфунным и последующим голодом в 1770-х годах, в результате которого погибли всего около двадцати островитян, в том числе гетерозиготные для ахроматопсии. Люди этого региона называют ахроматопсией «маскун», что буквально означает «не видеть» в Пингелапезе. Это необычное население привлекло к острову невролога Оливера Сакса, за что он написал свою книгу 1997 года «Остров цветного слепого».