Апоптоз в клетках сетчатки
Alexeev V.N., Martynova E.B., Sadkov V.I., Samusenko I.A.
State Medical Academy named after Mechnikov I.M.
Departments of ophthalmology and pathological anatomy
St.- Petersburg
Purpose: to evaluate retina condition of rabbit eye in experimental glaucoma.
Materials and methods: trial was performed on 20 rabbits. The main group included 10 animals, in which adrenalin Р induced glaucoma (AIG) was generated. Control group included 10 animals. Histologic, histochemical and immunohistochemical examinations were performed in 3 months after the onset of experiment.
Results: In comparison with control group total amount of ganglionary neurons decreased from 509,67?12,35 to 279,00?5,18. That is the loss was 45,3% on average, and formed 0,5% every day. Mainly decreased the amount of minor neurons. The sickness of axon layer of ganglionary cells decreased. In group of AIG animals single cases of apoptosis were detected with histochemical methods. Immunohistochemical analysis showed increasing of glutamin synthetase synthesis in AIG animals. Besides, in these animals slight expression of NO-sythetase and GFAP, vimentin and GRABP I were found.
Conclusions: Loss of ganglionary neurons is observed already in early stages of glaucoma. This neuron loss predominantly depends on apoptosis. Increasing of Muller cells functional activity is observed in AIG.
Глиальные макрофаги впервые были описаны Мюллером и поэтому названы радиальными мюллеровскими клетками сетчатки. Долгое время их функции были не до конца понятны. Изучение этих образований активно продолжается и на сегодняшний день.
Мюллеровские клетки были найдены в сетчатке всех позвоночных, где они являлись преобладающими клетками офтальмоглии. Исходя из современных представлений, мюллеровские клетки выполняют сразу несколько функций: опорную – они проходят через все слои сетчатки в виде стержня. Их ядра лежат на уровне биполярных клеток, а отростки достигают наружной и внутренней пограничных мембран (Хэм А., Кормак Д., 1983). Мюллеровские клетки окружают своими аксонами все нейроны сетчатки и их дендриты. Кроме того, они выполняют метаболическую и трофическую функцию – нейтрализуют избыток таких нейротрансмиттеров, как L–глутамат и L–аспартат, регулируют количество оксида азота (Izumi Y., Kirby C.O., Benz A.M. et al., 1999; Winkler B.S., Matthew J.A., Brassel M.A. et al., 2000).
Нужно отметить, что в обычных концентрациях глутамат является нейротрансмиттером и участвует в передаче нервных импульсов путем активации NMDA (N–метил D–аспартат) рецепторов. Эти рецепторы особенно выражены в ганглиозных и амакринных клетках сетчатки (Luo X., Heidinger V., Picaud S. et al., 2001). При повышенной концентрации экстрацеллюлярного глутамата происходит перевозбуждение NMDA–рецепторов, неконтролируемый вход ионов кальция в клетку и ее гибель. Гибель ганглиозных клеток сетчатки приводит к выбросу содержащегося в них глутамата, что, в свою очередь, влечет гибель соседних ганглиозных клеток.
Мюллеровские клетки могут регулировать концентрацию внеклеточного глутамата при помощи специфического фермента глутамин синтетазы, который переводит глутамат в нетоксичный, даже в высоких концентрациях, глутамин (Березов Т. Т., Коровкин Б. Ф., 1990). Повышенная концентрация активных форм кислорода может угнетать действие глутамин синтетазы.
Другим соединением, воздействующим на ганглиозные клетки сетчатки, является NO (оксид азота). Оксид азота в глазном яблоке образуется под влиянием фермента NO–синтазы (NOS), который обнаружен в мюллеровских клетках всех позвоночных и имеет три изоформы. Оксид азота, с одной стороны, является мощным вазодилятатором и дезагрегантом, поддерживая гомеостаз и улучшая региональную гемодинамику, но, с другой стороны, он может, соединяясь с супероксиданионом, образовывать стойкое и очень токсичное соединение – пероксинитрит, которое способно приводить к гибели ганглиозные клетки (Neufeld A. H.,1999). Этот факт, по нашему мнению, говорит о том, что стимуляция продукции NO может проводиться только при условии хорошей антиоксидантной защиты.
Гибель любой клетки в организме может происходить как путем апоптоза, так и путем некроза. На наш взгляд, при рассмотрении вопроса патогенеза глаукомы должны учитываться оба механизма. Ускорение апоптоза при глаукоме приводит к повышению концентрации внеклеточного глутамата и связанного с этим некроза прилежащих клеток (вторичная клеточная смерть) (Schwartz M., Belkin M., Yoles E et al.,1996).
Считается, что путем апоптоза в норме в глазу ежегодно погибает 5 тысяч ганглиозных клеток (Jonas J., Schmidt A., Muller–Bergh J et al., 1990), при глаукоме это количество может увеличиваться вдвое (Jay J., 1997). Как указывают некоторые авторы (Хьюбел Д., 1990), в сетчатке имеется один миллион ганглиозных клеток. Ежедневно здоровый глаз теряет 0,014 % популяции, а глаз с ПОУГ – 0,028 %. Учитывая толщину среза гистологического препарата (3–5 мкм) в норме апоптоз может быть зарегистрирован с вероятностью 0,0006 %, а при глаукоме – 0,0012 %, что практически невозможно обнаружить даже в серийных срезах.
Мы провели исследование сетчатой оболочки глаз кроликов с экспериментальной адреналин–индуцированной глаукомой (АИГ), которая воспроизводилась по применяемой в нашей стране методике (Липовецкая Е.М., 1966).
Гистологическое, гистохимическое и иммуногистохимическое исследования сетчатки проводились в светооптическом микроскопе МИКМЕД–1 при различном увеличении, иммуногистохимическое исследование проводили в микроскопах МИКМЕД–1, Axioskop – Zeiss, морфометрические показатели оценивались с помощью окуляр–и–объект – микрометров «Reichert». Толщина слоя аксонов ганглиозных клеток сетчатки оценивалась при увеличении 400 на расстоянии 350 мкм от края решетчатой пластинки, а количество и распределение ганглиозных клеток в сетчатке – при увеличении от 400 до 750. Математическую обработку полученных морфологических данных проводили методами вариационной статистики на персональном компьютере IBM–PC Pentium II i 440 LX с пакетом прикладных программ и использованием программы «Microsoft Excel». Определяли среднее значение (Х), стандартное отклонение (s), дисперсию (s2), ошибку среднего (m), достоверность различий между группами сравнения с вычислением критерия Стьюдента (t) и уровня значимости (a), доверительный интервал (р), который для медицинской статистики равен 0,05.
Кролики выводились из опыта через 3 месяца после начала эксперимента. Нами исследовалась назальная часть сетчатки кролика от цилиарного тела до решетчатой пластинки. Эта часть была менее подвержена артефициальной отслойке и фрагментации в процессе изготовления гистологических препаратов. Исследования были проведены у 10 интактных животных и у 10 с адреналин–индуцированной глаукомой.
В сетчатой оболочке ганглиозного слоя интактных животных клетки в зависимости от размеров ядра различались, как крупные, средние и мелкие. Цитоплазма клеток была слабоэозинофильна, ядра хорошо прокрашивались гематоксилином в синий цвет. Количество их распределялось следующим образом: всего клеток – 509,67±12,35, из них – мелких – 184,00±5,00; средних – 229,17±12,41; крупных – 96,50±3,58. Толщина слоя аксонов ганглиозных клеток равнялась 129,15±1,86 мкм.
В контрольной группе кроликов (АИГ) наблюдалось разрежение клеток в ганглиозном слое: они значительно дальше располагались друг от друга, на некотором протяжении слой выглядел, как безъядерный, цитоплазма клеток не визуализировалась. Общее количество ганглиозных клеток было статистически достоверно снижено (р<0,001) по сравнению с группой интактных кроликов и составило 279,00±5,18. Из них количество мелких – 93,50±2,74; средних – 123,83±1,82; крупных – 61,67±3,91. Выяснилось, что при развитии глаукомы снижение количества ганглиозных клеток сетчатки происходило за счет мелких, что согласовывалось с данными отечественной литературы (Фельман Н.Г., 1951), но противоречило исследованию некоторых зарубежных авторов (Osborne N., Cazevieille C., Carvalho A., 1996). Резкая атрофия клеток в ганглиозном слое с потерей их аксонов заметно отразилась на толщине слоя аксонов, формировавших зрительный нерв. Его толщина статистически достоверно (р<0,001) снижена по сравнению с нормой и составляла 78,85±1,86 мкм. Важно заметить, что при развитии глаукомы и атрофии ганглиозного слоя не страдал слой биполярных клеток и фоторецепторов (рис. 1,2), что признается некоторыми авторами (Фельдман Н.Г., 1951; Мартынова Е.Б., Аничков Н.М., Алексеев В.Н. и др., 2000).
Таким образом, потеря ганглиозных клеток в нашем эксперименте за три месяца составила 45,3 %, что соответствует 0,5 % ежедневно. Эти данные существенно превышают расчетные данные для здоровых (0,014 %) и глаукомных (0,028 %) человеческих глаз. Такая большая разница может объясняться только «форсированным» формированием экспериментального глаукоматозного процесса на фоне введения значительных доз адреналина. Формирование ПОУГ идет значительно медленнее, что очень хорошо известно из клинической практики.
Попытка выявить апоптоз в сетчатке гистохимически по методу Мозер не удалась. Для обнаружения апоптоза был применен TUNEL–метод (Terminal desoxynucleotidyl transferase – mediated desoxyuridine triphosphate (UTP) – nick end – labeling), который позволял регистрировать межнуклеосомные повреждения ДНК с помощью меченых нуклеотидов. Наши исследования, проведенные в объеме 30 парафиновых гистологических срезов, позволили выявить следующее: только в группе АИГ были обнаружены 2 ганглиозные клетки в разных препаратах, гибнущие путем апоптоза. В группе интактных животных этого явления зарегистрировано не было. Следовательно:
– апоптоз в ганглиозных клетках при хроническом течении такого заболевания, как глаукома, пусть даже и экспериментальная, – явление,чрезвычайно трудно регистрируемое;
– возможно, что интенсивность апоптоза при глаукоме, (вопреки данным литературы), имеет большие показатели, чем увеличение его в 2 раза.
Следующим этапом работы было иммуногистохимическое исследование активности мюллеровских клеток сетчатки с помощью моно– и поликлональных антител для ферментов глутамин синтетазы (Glutamin synthetase), индуцибельной фракции NO–синтазы (iNOS), которые специфичны для мюллеровских, ганглиозных и амакринных клеток, а также: глиального фибриллярного кислого белка (Glial Fibrillary Acidic Protein – GFAP), виментина – белка промежуточных нитей в клетках мезенхимального происхождения, белка, связывающего клеточную ретиноевую кислоту – Cellular Retinoic Acid Binding Protein I (CRABP I), являющихся маркерами мюллеровских клеток.
Исследование глутамин синтетазы.
Флюоресцентное иммуногистохимическое исследование на глутамин синтетазу проводилось с использованием моноклональных мышиных антител в разведении 1:600.
В группе интактных кроликов мюллеровские клетки прокрасились и имели слабое флюоресцентное свечение во всей сетчатке. В группе АИГ клетки прокрасились интенсивнее, чем в группе интактных кроликов на экваторе глаза, а в заднем полюсе глаза имелось лишь очаговое окрашивание ядер мюллеровских клеток (рис.3,4).
Таким образом, эти данные позволяли говорить об увеличении активности мюллеровских клеток за счет повышенного синтеза глутамин синтетазы при экспериментальной глаукоме, особенно на экваторе глаза. Незначительная экспрессия фермента в заднем полюсе глаза, возможно, косвенно свидетельствовала о низком содержании здесь мюллеровских клеток. А высокое содержание здесь глутамата влекло увеличенный расход глутамин синтетазы, например, в данном случае в «критическом» месте – в области деформации решетчатой пластинки.
Исследование iNOS.
Для этого применялись поликлональные кроличьи антитела в разведении 1:500.
В группе интактных кроликов iNOS не обнаружено. В группе АИГ выявлялась слабая экспрессия фермента в мюллеровских клетках на экваторе глаза. Экспрессия индуцибельной NO–синтазы, которая катализировала выработку оксида азота, оказывает положительное влияние на тонус сосудов при возбуждении адренорецепторов.
Увеличенная экспрессия iNOS и повышенный синтез NO, имели положительное влияние на снижение уровня ВГД, увеличение коэффициента легкости оттока водянистой влаги и снижение ее минутного объема в группе АИГ. Нейротоксический же эффект NO в сетчатке, очевидно, не имел столь тяжелых последствий.
NO сам по себе оказывает положительное влияние на гемо– и гидродинамику глаукоматозного глаза. Однако наличие избыточного количество активных форм кислорода могут переводить оксид азота в пероксинитрит – стойкое токсическое соединение. Этот факт еще раз подчеркивает целесообразность применения антиоксидантной терапии при глаукомном процессе (рис. 5).
Исследование GFAP.
При окрашивании препаратов поликлональными антителами в разведении 1:1500 получены следующие результаты: В группе интактных кроликов экспрессии глиального фибриллярного кислого белка не выявлено. В группе АИГ получена слабая экспрессия GFAP в мюллеровских клетках, расположенных на экваторе глаза.
Исследование виментина.
При выявлении виментина моноклональными антителами в титре 1:1500 установленно, что в группе интактных кроликов его экспрессии не обнаружено. В группе АИГ имелось слабое окрашивание мюллеровских клеток.
Исследование GRABP I.
При выявлении GRABP I с помощью кроличьих антител в титре 1:3000 в группе интактных кроликов выявлена слабая экспрессия GRABP I. В группе АИГ GRABP I экспрессировался на экваторе в стволах мюллеровских клеток, в заднем полюсе в области ядер мюллеровских клеток.
По результатам исследования сетчатки глаза на содержание GFAP, виментина и GRABP I наблюдалась общая тенденция: усиление экспрессии субстратов, специфичных для мюллеровских клеток при индукции глаукомы; экспрессия белков GFAP, виментина и GRABP I была выражена в области экватора глаза, где, возможно, представлено наибольшее количество клеток данной популяции.
Заключение: в эксперименте установлено, что гибель ганглиозных клеток сетчатки развивалась на ранних этапах формирования глаукомы. Одной из форм гибели клеток в глазу являлся апоптоз, усиление интенсивности которого резко возрастало при заболевании. Обнаруженная иммуногистохимическим исследованием экспрессия маркерных ферментов и белков мюллеровских клеток свидетельствовала о топографии их распределения в сетчатке глаза и увеличении их функциональной активности при АИГ.
Источник
Резюме
Цель: исследование молекулярных механизмов регуляции апоптоза ганглиозных клеток сетчатки у больных первичной открытоугольной глаукомой.
Цель: исследование молекулярных механизмов регуляции апоптоза ганглиозных клеток сетчатки у больных первичной открытоугольной глаукомой.
Методы: в исследование включали пациентов с диагнозом первичная открытоугольная глаукома (ПОУГ) I, II, III стадий. Контрольную группу составили пациенты без значимой офтальмологической патологии и заболеваний ЦНС той же возрастной группы. Всем пациентам проводили комплексное обследование, включающее визометрию, кинетическую периметрию, биомикроофтальмоскопию, тонометрию (по Маклакову), гониоскопию, конфокальную томографию диска зрительного нерва, исследование зрительных вызванных потенциалов. Также проводили определение белка S-100, BDNF (нейротрофического фактора головного мозга), CNTF (цилиарного нейротрофического фактора роста), белка NF-200, концентрацию маркеров активности аутоиммунного воспалительного процесса.
Результаты и заключение: всего было включено 64 пациента (64 глаза) с ПОУГ. Контрольную группу составили 32 пациента. Имеются значимые отличия концентраций нейротрофических факторов, маркеров нейродегенерации и аутоиммунного процесса у больных с быстро- и медленно прогрессирующей глаукомой. Активация продукции нейротрофических факторов является компенсаторной реакцией организма, противостоящей ускорению апоптоза ганглиозных клеток сетчатки. Повышение концентраций S-100 и антител к ОБМ на поздних стадиях глаукомы является показателем общего процесса нейродегенерации в ЦНС, сопутствующего дегенерации ганглиозных клеток и зрительных нервных волокон.
Ключевые слова: первичная открытоугольная глаукома, апоптоз, нейротрофические факторы, нейродегенерация.
Abstract
Study of molecular mechanisms of regulation of retinal ganglion cells apoptosis in primary open-angle glaucoma
T.G. Kamenskikh, N.B. Zakharova, I.O. Kolbenev, I.D. Kamenskikh,V.S. Sidelnikova
Saratov State Medical University named after V.I. Razumovsky
Purpose: Study of molecular mechanisms of regulation of retinal ganglion cells apoptosis in primary open-angle glaucoma.
Methods: Patients with POAG of I-III stages were included into the study. The control group consisted of patients without signigicant ophthalmologic pathology значимой. In all patients complex examination including visometry, kinetic perimetry, biomicroophthalmoscopy, tonometry (Maklakov), gonioscopy, OCT of an optic nerve, testing of visually evoked potentials was performed. It was also evaluation of protein S100, BDNF, CTNF, protein NF-200 and markers of autoimmune inflammatory process which was undertaken.
Results and conclusion: 64 patients (64 eyes) with POAG were included. 32 patients were enrolled into the control one. There were significant differences between patients with rapidly and slowly progressing glaucoma in concentration of neurotrophic factors, autoimmunе markers and markers of neurodegeneration. Activation of neurotrophic factors production is a compensatory reaction of the organism against the speeding up process of ganglia cells apoptosis. Increase of the concentration of S-100 and antibodies to the myelin protein in the last stages of POAG could be an indicator of general degeneration process of central nervous system.
Keywords: apoptosis, primary open-angle glaucoma, neurotrophic factors, neurodegeneration.
При первичной открытоугольной глаукоме (ПОУГ) дегенеративный процесс захватывает не только сетчатку и зрительный нерв, но и весь зрительный путь. Имеются сведения, что эта патология аналогична другим нейродегенеративным заболеваниям (болезнь Альцгеймера или Паркинсона) [1, 2, 6, 7]. По мнению ряда авторов, сдавление аксонов ганглиозных клеток искривленными ламинарными перегородками при повышении внутриглазного давления (ВГД) снижает аксоплазматический ток и вызывает снижение ретроградного аксонального транспорта. Это приводит к уменьшению доставки к телу ганглиозной клетки сетчатки нейротрофических факторов. Таким образом, в ускорении апоптоза ганглиозных клеток сетчатки большое значение имеет недостаточность трофического обеспечения, уровень которого определяет выбор между генетическими программами апоптоза и антиапоптозной защиты.
Нейропротекторные факторы стимулируют выживание ганглиозных клеток сетчатки человека в культурах ткани, что было доказано в работах in vitro [4, 8, 9]. Наиболее изучено действие нейротрофического фактора головного мозга (BDNF), он стимулирует рост нервной ткани, влияет на метаболизм и внутреннюю структуру нейронов. У пациентов с ПОУГ было выявлено снижение уровня BDNF в сыворотке крови и слезной жидкости, усугубляющееся по мере прогрессирования заболевания [2–4, 10].
Цилиарный нейротрофический фактор (CNTF) относится к семейству нейропоэтических цитокинов. CNTF рассматривается как ключевой фактор дифференцировки для развивающихся нейронов и глиальных клеток. Он обеспечивает трофику и участвует в защите поврежденных или аксонотомированных нейронов [9].
О выраженности нейродегенеративных процессов в центральной нервной системе (ЦНС) можно судить по уровню маркеров повреждения нервной ткани. Белок NF-200 является специфическим белком аксонов, дегенерация нервных волокон сопровождается ростом антител к данному белку.
Белок S-100 – специфический белок астроцитарной глии, увеличение его концентраций в плазме и спинномозговой жидкости свидетельствует о повреждении головного мозга. Раннее определение и контроль уровня S-100 позволяют выявить и подтвердить наличие повреждений мозга на ранней стадии, когда возможно наиболее успешное лечение.
Промежуточные филаменты в астроглии и клетках глиального происхождения образует глиальный фибриллярный кислый белок (GFAP). Он высвобождается в кровь при ишемии, гипоксии.
Антитела к общему белку миелина (ОБМ) – маркер деструкции миелина. ОБМ является специфическим белком миелиновых оболочек аксонов; рост антител к нему сопровождает процессы патологических изменений в нервных волокнах, в т.ч. при демиелинизирующих процессах. Уровень ОБМ повышается в течение нескольких дней после инсульта и отражает деструкцию интактных миелиновых оболочек.
Факторами, провоцирующими апоптоз ганглиозных клеток, являются ишемия и гипоксия, связанные с нарушением кровообращения, обусловленным атеросклерозом, нарушениями вегетативной нервной регуляции, офтальмогипертензией. Ишемия сетчатки вызывает выработку вазопролиферативного фактора или нарушает баланс между стимуляторами и ингибиторами ангиогенеза. Под действием ангиогенных факторов, стимулирующих миграцию и пролиферацию эндотелиальных клеток, происходят рост и развитие новообразованных сосудов в сетчатке, радужной оболочке, трабекулярной сети.
Так как VEGF-фактор вырабатывается клетками сетчатки и является фактически маркером ишемии, мы посчитали целесообразным исследовать его уровень у больных ПОУГ.
МСР-1-моноцитарный хемоаттрактантный протеин – маркер аутоиммунного воспаления. MCP играет патогенную роль при множестве заболеваний, характеризующихся инфильтрацией мононуклеарными клетками, включая атеросклероз, ревматоидный артрит и аллергическую реакцию. Кроме того, повышенные уровни MCP-1 были выявлены у лиц с болезнью Альцгеймера, а также при рассеянном склерозе [8–10].
Цель: исследование молекулярных механизмов регуляции апоптоза ганглиозных клеток сетчатки у больных ПОУГ.
Материал и методы исследования: проведено обследование 64 больных (64 глаза) с диагнозом ПОУГ I–III стадий в возрасте от 66 до 72 лет, из них женщин – 34, мужчин – 30. Длительность заболевания составляла от 2 до 10 лет. Целевой уровень ВГД у больных был достигнут медикаментозно: применением 0,5% раствора тимолола (8 больных), 0,004% раствора травопроста (12 больных), их фиксированной комбинации – Дуотрава (27 больных) или с помощью антиглаукомной операции (лазерной) (5 больных), микрохирургической проникающего (8 больных) либо непроникающего типа (4 больных) в различные сроки.
В исследовании у каждого из пациентов рассматривали показатели состояния глаза с более продвинутой стадией глаукомы, исключая терминальную. Несмотря на достижение ВГД цели, у 42 отобранных пациентов глаукомный процесс не был стабилизирован (данные HRT, компьютерной периметрии). Критериями исключения были терминальная глаукома, аномалии рефракции средней и высокой степеней, недостаточная прозрачность оптических сред, повышенное ВГД, возрастная макулярная дегенерация, органические поражения ЦНС. Сопутствующие заболевания – гипертоническая болезнь I-II степени у 25 больных, ишемическая болезнь сердца (ИБС) – отмечались у 13 больных. Контрольную группу составили 32 пациента той же возрастной группы без значимой офтальмологической патологии и заболеваний ЦНС.
Всем пациентам проводили комплексное обследование, включавшее визометрию, кинетическую периметрию, биомикроофтальмоскопию, тонометрию (по Маклакову), гониоскопию. Выполнялись конфокальная HRT-томография диска зрительного нерва (Heidelberg Retina Tomograph II, Германия), оценка поля зрения с помощью статического периметра (Oculus twinfield-2, Германия), исследование зрительных вызванных потенциалов (Roland, Германия). Также проводилось определение белка S-100 с помощью наборов Fjirebio, BDNF (нейротрофический фактор головного мозга), CNTF (цилиарный нейротрофический фактор роста), NF-200 (BCM Diagnostics).
Концентрацию маркеров активности аутоиммунного воспалительного процесса: моноцитарного хемоаттрактанта (МСР), фактора роста эндотелия сосудов (VEGF) в сыворотке крови определяли методом твердофазного иммуноферментного анализа, используя соответствующие наборы реагентов (ЗАО «Вектор-Бест», Новосибирск).
Для забора крови, который проводили у пациентов натощак, в утренние часы из кубитальной вены, и получения сыворотки использовали систему Vacuette, снабженную активатором свертывания крови и разделительным гелем. Аликвоты сыворотки крови разливали в пробирки с крышками типа Eppendorf объемом 2 мл и хранили до проведения исследования при -25° С.
Статистический анализ результатов обследования и лечения пациентов осуществляли с помощью пакета прикладных программ Statistica 6.0. Поскольку распределение значений в выборках отличалось от нормального, в процессе статистической обработки использовали методы непараметрического анализа.
Результаты и обсуждение. В результате исследований был выявлен ряд закономерностей. Анализ содержания в плазме крови нейротрофического фактора головного мозга показал, что имеются отличия в его концентрации у больных ПОУГ с различными стадиями процесса (рис. 1). Также выявлены отличия по данному показателю у лиц со стабилизацией глаукомы и больных с зафиксированным в течение 1 года прогрессированием заболевания (по данным HRT-томографии и компьютерной периметрии). У больных с быстропрогрессирующей глаукомой III стадии уровень BDNF значимо выше, чем в группе контроля и у пациентов со стабилизацией глаукомного процесса. Не исключено, что именно этот механизм антиапоптотической защиты позволяет предотвратить потерю ганглиозных клеток сетчатки.
Те же закономерности прослеживаются и в отношении цилиарного нейротрофического фактора, который участвует в защите поврежденных или аксонотомированных нейронов. Его концентрация возрастает по мере прогрессирования глаукомы у лиц с медленным развитием болезни (рис. 2).
Содержание белка NF-200, который является специфическим белком аксонов, ниже, чем в группе контроля у больных со стабилизированным процессом независимо от стадии, и выше при ускоренной деструкции ганглиозных клеток и их аксонов (рис. 3).
Средние показатели белка S-100, маркера нейродегенерации, выше, чем в группе контроля у всех больных глаукомой. Причем ярко выражено его нарастание по стадиям при более высоких значениях в случае нестабилизации глаукомы (рис. 4).
Количество антител к общему белку миелина, уровень которого повышается после инсульта, при рассеянном склерозе и который отражает деструкцию миелиновых оболочек, несколько выше у больных с нестабильной глаукомой, чем при стабилизации процесса и в контрольной группе, однако различия не значимы (рис. 5).
Глиальный фибриллярный кислый белок, показатель гибели аксонов и глиоза у больных со стабильной глаукомой – в пределах данных контрольной группы и ниже при быстром прогрессировании процесса (рис. 6).
Выработка вазопролиферативного фактора оказалась ниже у больных глаукомой, особенно при нестабилизации. Это может свидетельствовать об отсутствии ответа на ишемию (рис. 7).
Показатель же аутоиммунного процесса – МСР-1 выше вдвое у больных глаукомой, особенно быстропрогрессирующей (рис. 8).
Корреляционная матрица показывает, что имеется значимая положительная корреляция между BDNF и площадью нейроретинального пояска (коэффициент корреляции составляет 0,654) и отрицательная с латентностью ЗВП (коэффициент корреляции – 0,409). CNTF отрицательно коррелирует с отношением площади экскавации к площади диска зрительного нерва (коэффициент корреляции 0,55). Белок S-100 имеет высокую отрицательную корреляцию с площадью нейроретинального пояска (коэффициент корреляции – 0,690). Наиболее сильная корреляционная связь выявлена между ОБМ и латентным периодом ЗВП (коэффициент корреляции составляет 0,845). NF-200 и GFAP коррелируют с антителами к ОБМ (коэффициенты корреляции – 0,563 и 0,604 соответственно). Значения VEGF коррелируют с МСР-1 (коэффициент корреляции – 0,467).
Выводы:
1. Имеются значимые отличия концентраций нейротрофических факторов, маркеров нейродегенерации и аутоиммунного процесса у больных с быстро- и медленно прогрессирующей глаукомной оптической нейропатией.
2. У больных ПОУГ с относительной стабилизацией глаукомного процесса фиксируется повышение содержания в плазме крови нейротрофических факторов. Активация продукции нейротрофических факторов является компенсаторной реакцией организма, противостоящей ускорению апоптоза ганглиозных клеток сетчатки.
3. Повышение концентраций S-100 и антител к ОБМ на поздних стадиях глаукомы – показатель общего процесса нейродегенерации в ЦНС, сопутствующего дегенерации ганглиозных клеток и зрительных нервных волокон.
4. Низкие относительно группы контроля показатели VEGF у больных ПОУГ являются показателем нарушения компенсаторных механизмов реакции глаза на ишемию.
5. Рост количества МСР-1 у больных глаукомой может свидетельствовать об аутоиммунном компоненте процесса прогрессирования заболевания.
6. Исследование молекулярных механизмов апоптоза применительно к ПОУГ позволяет расширить представление о патогенезе данного заболевания.
Литература
1. Национальное руководство по глаукоме / под ред. Е.А. Егорова, Ю.С.Астахова, А.Г. Щуко. М.: ГЭОТАР-Медиа, 2011. 279 с.
2. Курышева Н. И. Глаукомная оптическая нейропатия. М., 2006. 136 с.
3. Курышева Н.И., Гаврилова Н.А., Аникина А.Ю. Исследование нейротрофического фактора BDNF у больных первичной глаукомой // Глаукома. 2006. № 4. С. 9–15.
4. Шпак А.А., Гаврилова Н.И., Ланевская Н.И., Дегтярева М.В. Нейротрофический фактор головного мозга у больных первичной глаукомой // Офтальмохирургия. 2006. № 4 —С. 14–16.
5. Barde Y.A., Davies A.M., Johnson J.E., et al. Brain derived neurotrophic factor // Prog. Brain Res. 1987. Vol. 71. P. 185–189.
6. Gupta N., Ang L.C., Noel de Tilly L. et al. Human glaucoma and neural degeneration in intracranial optic nerve, lateral geniculate nucleus and visual cortex // Br. J. Ohthalmol. 2006. Vol. 90. P. 674–678.
7. Gupta N., Greenberg G., de Tilly L.N. et al. Atrophy of the lateral geniculate nucleus in human glaucoma by magnetic resonance imaging // Br. J. Ohthalmol. 2008. Vol. 93. P. 56–60.
8. Minckler D.S., Bunt A.H. Orthograde and retrograde axoplasmatic transport during acute ocular hypertension in the monkey // Invest Ophthalm Vis Sci. 1977. Vol. 16. P. 426.
9. Tokumine J., Kakinohana O., Cizkova D. et al. Changes in spinal GDNF, BDNF, and NT-3 expression after transient spinal cord ischemia in the rat // J. Neurosci. Res. 2003. Vol. 74. P. 552–561.
10. Quigley H.A., McKinnon S.J., Zack D.J. et al. Retrograde axonal transport of BDNF in retinal ganglion cells is blocked by acute IOP elevation in rats // Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 2000. Vol. 41. P. 3460.
Источник
