Слезная пленка обеспечивает глазу смазку и защиту от внешних воздействий и высыхания, а также участвует в метаболизме клеток эпителия роговицы. Все эти функции выполняются благодаря сложной гетерогенной смеси жиров, белков и неорганических солей, однако их динамика и участие в процессах гомеостаза до конца не изучены.

У млекопитающих ученые описали секрецию слезных солей — водный раствор электролитов попадает на поверхность глаза в ходе работы натрий-калиевых насосов ацинарных клеток. Остальные компоненты синтезируются исходя из потребностей эпителия в зависимости от параметров окружающей среды и состава крови. Для качественной характеризации электролитов слезной жидкости медики разработали специальный тест, в ходе которого слезы высушиваются и из пересыщенного раствора образуются папоротниковидные структуры.

Эти структуры оценивают субъективно — например, с помощью шкалы Роландо, которую офтальмологи используют для определения глазных заболеваний, в частности — синдрома сухого глаза. В ней выделяется четыре типа структур, которые различаются по своей однородности и сплошности — чем быстрее испаряется слезная влага (так и происходит в одном из случаев синдрома), тем более хаотичен рост кристаллов. Тест используют для человека и некоторых млекопитающих, но до сих пор еще никто не проверял работоспособность такой системы для оценки здоровья глаз птиц и рептилий.

Арианна Ориа (Arianne P. Oriá) с коллегами из бразильского Федерального университета Байи провела исследование состава и кристаллических узоров высохших слез птиц и рептилий. Для исследования ученые выбрали четыре вида птиц — сине-желтого ара (Ara ararauna), синелобого амазона (Amazona aestiva), обыкновенную сипуху (Tyto alba) и дорожного канюка (Rupornis magnirostris) — и три вида рептилий: угольную черепаху (Chelonoidis carbonaria), широкомордного каймана (Caiman latirostris) и головастую морскую черепаху (Caretta caretta). Всего исследователи отобрали по десять особей каждого вида, кроме головастых черепах (которых было пять).

Для накопления слезной жидкости большинства животных биологи вводили диагностические тестовые полоски Ширмера в конъюнктивальный мешок нижнего века, а в случае морских черепах, у которых слезы слишком вязкие, использовали шприц. Затем пробу анализировали на содержание белков, хлоридов, фосфора, железа, калия, натрия и кальция с помощью колориметрии. Другую часть пробы ученые высушили, а полученные узоры с помощью микроскопа оценивали трое ветеринаров по двум шкалам. Те же этапы ученые провели и для человеческих слез, собранных с десяти добровольцев, для непосредственного сравнения со слезами животных.

Оказалось, что у птиц и рептилий в слезах белков гораздо меньше, чем в человеческих слезах, однако больше мочевины. При этом состав электролитов был различен даже у филогенетически близких видов в схожих экологических нишах. Авторы подмечают повышенное количество ионов хлора, натрия и железа, хотя это выполняется не для всех животных. У сипухи и каймана общее содержание белков было наибольшим, что ученые связывают с большим размером глаз и более редким морганием. А меньше всего белков — у морской черепахи за счет контакта ее слез с морской водой.

По анализу узоров ученые присвоили сухопутным и воздушным животным минимальное значение по шкале Роланда, хотя внешний вид узоров значительно различался. У половины водных обитателей оказался третий тип узора слез по шкале Роланда, который проявляется у людей с синдромом сухого глаза, хотя у них заболеваний глаз обнаружено не было. Такие же оценки ученые проверили и по шкале Масмали для повышения объективности оценки. Оценщики отмечали, что слезы сипухи и канюка относятся к одному типу, хотя и выглядят совсем по-разному, а потому для птиц и рептилий потребуется другая шкала оценки здоровья глаз.

Известно, что слезы млекопитающих и рептилий служат пищей для некоторых чешуекрылых — лакрифагов. А два года назад бразильскому биологу удалось дважды запечатлеть, как бабочка Gorgone macareaпоглощала слезы у ручьевой муравьянки, пока та спала.

Фото: Папоротникообразные узоры из высушенных слез каймана (Arianne Pontes Oriá et al. / Frontiers in Veterinary Science, 2020)