Конфокальная микроскопия роговицы при диабетической нейропатии

Corneal Confocal Microscopy as a Measure of Diabetic Neuropathy
Источник: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3526060/

Дистальная симметричная полинейропатия является наиболее распространенной формой повреждения нервов у пациентов с диабетом (1,2). Фактически, до 50% пациентов с диабетом в какой-то момент во время болезни будет развиваться дистальная симметричная полинейропатия (3). В настоящее время единственным эффективным средством профилактики этого распространенного состояния является контроль глюкозы (4). К сожалению, добиться улучшения в невропатии с течением времени было гораздо труднее, чем предотвращать прогрессирование (5). Возможные объяснения отсутствия улучшения показателей исхода включают отсутствие эффективного лечения и / или отсутствие чувствительного теста на ремонт нервных волокон.

Не существует консенсуса относительно того, какие результаты нейропатии следует получить после терапевтического вмешательства, а все доступные в настоящее время варианты имеют преимущества и недостатки. Клинические оценки и шкалы имеют то преимущество, что они учитывают симптомы пациентов и неврологическое обследование, но недавняя работа показала, что этот подход может иметь плохую воспроизводимость (6). Исследования нервной проводимости давно используются в исследованиях контроля глюкозы при диабете типа 1 и типа 2, и они имеют преимущество в количественном отношении. Тем не менее, улучшение исследований нервной проводимости может занять годы, и эти исследования не оценивают функцию мелких нервных волокон, которые часто являются первыми нервами, которые могут быть ранены и, возможно, первыми, подлежащими ремонту. Внутриэпидермальная плотность нервных волокон (IENFD), измеренная путем подсчета нервов, которые пересекают дермально-эпидермальный переход, представляет собой более новую методику, которая является мерой нервов с небольшим волокном и может быть более чувствительной к изменению (7) (рис.1). Однако этот метод является инвазивным, требующим биопсии кожи в одном или двух местах при каждом измерении. Количественное исследование рефлекторного рефлекса судомоторного рефлекса — еще одна мера нервных волокон с небольшим волокном, но имеет то преимущество, что она неинвазивная. Однако воспроизводимость этого исследования была поставлена под сомнение (8). Количественное сенсорное тестирование — это еще одна неинвазивная количественная оценка результатов нейропатии, которая имеет потенциал для измерения как большой, так и малой функции волокна. Показано, что этот подход является воспроизводимым; однако для этого требуется внимательный, внимательный и мотивированный предмет, и нет никакого способа отличить тех, кто живет с реальными, с теми, кто притворяется сенсорной потерей (9). Учитывая преимущества и недостатки широко используемых результатов, необходимо наличие неинвазивной чувствительной меры нейропатии.

Количественные показатели малых волоконных нервов. Количественные показатели малых волоконных нервов включают иммуногистохимическое окрашивание (PGP 9,5, увеличение × 40) образцов биопсии кожи с дистальной ноги для иллюстрации IENFD у здорового субъекта (A) и пациента с тяжелой диабетической невропатией (B) и репрезентативных изображений CCM от здорового субъекта (C) и пациента с тяжелой диабетической невропатией (D).

Несколько групп сообщили об использовании оценки конфокальной микроскопии роговицы (СКК) структур роговичных нервов как надежной меры диабетической невропатии (10-12) (рис.1). Было показано, что СКК эффективен как быстрая, неинвазивная, повторяемая оценка, которая позволяет выявлять невропатию у пациентов с диабетом (10). Tavakoli et al. (13) ранее показали CCM доказательство ранней регенерации роговичных нервов у 20 пациентов с диабетом 1 типа после синдрома трансплантации поджелудочной железы (SPK). В этой проблеме диабета Tavakoli et al. (14) представляют более долгосрочные данные по 15 пациентам со значительной невропатией, которые прошли успешный СПК. В этом хорошо продуманном и тщательно выполненном исследовании пациенты оценивались в начале исследования и через 6 и 12 месяцев после операции с детальной оценкой их неврологического статуса, включая исследования проводимости нерва, количественное сенсорное тестирование и биопсию кожи, а также СКК и роговицу чувствительность (14). Оценка восстановления диабетической невропатии после SPK была трудно оценить, но в этом исследовании авторы показывают, что плотность волокна нервного волокна роговицы, плотность нерва роговичного нерва и длина нерва роговицы, измеренная СКК, значительно улучшаются на 1 год после SPK. Важнейшей силой этого исследования является одновременная оценка функции периферического нерва с использованием традиционных методов обследования, которые не показали улучшения ни на 6-месячном, ни на 12-месячном послеоперационном посещении. Авторы заключают, что СКК обеспечивает более чувствительную меру оценки восстановления нервов, чем другие используемые в настоящее время методы оценки нейропатии. Несмотря на небольшое количество испытуемых, отсутствие рандомизированной контрольной группы или ослепление и относительно большое количество проведенных сравнений, это исследование является убедительным доказательством полезности СКК как меры ранней регенерации нервов.

Следует отметить, что текущее исследование не оценивало IENFD в образцах биопсии бедра кожи (7), исследованиях нервной проводимости верхних конечностей (15) или судомоторном тестировании (16) — измерениях, которые ранее были улучшены в исследованиях восстановления нейропатии. Кроме того, поскольку никакие другие исследования периферических нервов не показали улучшения во время этого исследования, неясно, как ранняя регенерация нервов, наблюдаемая в роговице, связана с функциональными улучшениями периферической нейропатии.

В целом, результаты этого исследования дают дополнительные данные о роли СКК в качестве биомаркера для оценки потенциальных методов лечения в будущих клинических испытаниях диабетической невропатии человека. Важно отметить, что СКК представляет собой неинвазивный метод, который является быстрым, воспроизводимым, количественным и измеряет малые волокна нервов. Однако необходимо решить многие важные вопросы. Во-первых, в будущих исследованиях необходимо определить, будут ли улучшения в показателях СКК улучшать показатели традиционных показателей невропатии, таких как клинические оценки и исследования нервной проводимости, а также результаты, ориентированные на пациента, такие как боль, инвалидность и качество жизни. Возможно, что нервы роговицы и сенсорные / двигательные нервы в ногах не связаны. Кроме того, если нет связи между СКК и клинически значимыми результатами, то эта мера не может быть полезным биомаркером в клинических испытаниях. Во-вторых, все эти исследования были проведены у пациентов с диабетом типа 1, получавших СПК. Необходимо провести дополнительные исследования, чтобы исследовать, как СКК действует у пациентов с диабетом типа 2 и у тех, кто получает другие вмешательства, особенно учитывая недавние данные, свидетельствующие о невропатии диабета типа 1 и типа 2, которые являются различными сущностями (4,17). Наконец, связь между СКК и другими мерами оценки невропатии должна определяться в более широкой когорте пациентов. У CCM есть потенциал, чтобы быть игровым сменщиком при оценке результатов нейропатии, но требуется гораздо больше исследований.

См. Сопроводительную оригинальную статью, стр. 254.

Среднеквадратичный поддерживается Национальным институтом здравоохранения / Национальным институтом глазного института K23 Award (EY017885). B.C.C. поддерживается премией младшего преподавателя Американской диабетической ассоциации.

Не сообщалось о потенциальных конфликтах интересов, имеющих отношение к этой статье.

Источник

Хорева Е.А. 1, Хорева О.В. 1, Артемова Н.А. 1

1ФГБОУ ВО «Северный государственный медицинский университет» (г. Архангельск) Министерства здравоохранения РФ

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке «Файлы работы» в формате PDF

Сахарный диабет — одно из самых распространенных заболеваний, охватившее до 10-15% населения развитых стран с удвоением числа больных каждые 10-15 лет. С внедрением в практику новых инсулиновых препаратов значительно возросла продолжительность жизни больных сахарным диабетом, в связи с чем вырос процент поздних осложнений, в том числе диабетической полинейропатии (ДПН) [3].

Клиническая диагностика ДПН включает выявление расстройств в чувствительной сфере, изменения рефлексов, двигательных нарушений.

Применение только клинических методов диагностики не всегда оправдано, поскольку не позволяет выявить начальные субклинические формы диабетической полинейропатии. Существует целый ряд дополнительных методов диагностики ДПН, однако ни один из них не является исчерпывающим.

Одним из наиболее актуальных, высокочувствительных, неинвазивных методов диагностики является прижизненная конфокальная микроскопия роговицы c целью определения раннего повреждения мелких нервных волокон у пациентов с диабетом [4].

Повреждение ретинального слоя нервных волокон при сахарном диабете может быть одним из ранних проявлений заболевания или предшествовать развитию диабетической полинейропатии. Поражение периферической нервной системы при диабете может быть вызвано разнообразием механизмов, включая гипоксию, окислительный стресс и процесс свободно радикального окисления липидов [2]. Данные патогенетические механизмы оказывают непосредственное влияние на ретинальный слой нервных волокон, и эти изменения могут быть предикторами развития диабетической нейропатии.

При ДПН морфологические изменения достаточно многообразны, особенно в области роговицы, вовлеченной в патологический процесс. В эпителиальном слое могут определяться различные варианты эпителиопатии. Поверхностные клетки становятся деформированными и вытянутыми в косом направлении, клеточные границы нечеткие. Участки с большей отражательной способностью свидетельствуют о нарушении прозрачности [5]. Цвет клеток характеризует состояние их жизнедеятельности. Светлые клетки имеют более сглаженную поверхность и большую отражательную способность, что является следствием их атрофии. Большое количество светлых клеток свидетельствует об их повышенной десквамации. Неравномерный рефлекс с боуменовой мембраны косвенно свидетельствует о нарушении ее структуры и прозрачности. В базальном эпителии обнаруживается деформация и неправильность формы клеток и иногда возможно определить небольшие зоны, в которых базальный эпителий отсутствует. Строма роговицы при полинейропатии всегда вовлечена в патологический процесс. Характерна повышенная отражательная способность передних отделов стромы и стрии Вогта в задних отделах стромы. Основные изменения стромы представлены микростриями, которые выглядят, как разнородные тонкие линии со сниженной отражательной способностью (гипорефлекторные), контрастирующие с более светлой стромой, и располагаются внеклеточно [1].

Применение данного метода в клинической практике, позволит определить поражение периферической нервной системы при нарушениях углеводного обмена на доклинической стадии, так как эффективность медикаментозного лечения в первую очередь зависит от своевременного его назначения.

Список литературы:

Аветисов С.Э., Егорова Г.Б. Возможности конфокальной микроскопии (Предварительное сообщение) // KOFT. Современные методы исследования в офтальмологии. 2006. Т. 7, № 2. С. 45–48.
Котов С.В., Калинин А.П., Рудакова И.Г. Диабетическая нейропатия. М.: МИА. 2011. С. 56–79.
Нестерова М.В., Галкин В.В. Эффективность препаратов тиоктовой кислоты в лечении диабетической полиневропатии // Медицинский совет. 2015. № 5. С. 94-99.
Tavakoli M., Asghar O., Alam U. et al. Novel insights on diagnosis, cause and treatment of diabetic neuropathy: focus on painful diabetic neuropathy // Ther. Advanc. Endocrinol. Metabol. 2010. P. 69–88.
Tavakoli M., Marshal A., Thompson L. et al. Corneal confocal microscopy is reduced and relates to the severity of neuropathy in patients with diabetes // Diabetes Care. – 2007. – [Vol.] 30. – P. 1895–1897.

Источник

Аветисов С.Э., Сурнина З.В.

Актуальность

Термин «диагностика» в переводе с греческого означает «способный распознавать». Медицинская диагностика – раздел клинической медицины, изучающий методы распознавания болезней. Методы медицинской диагностики можно разделить на две большие группы: базирующиеся на оценке функционального состояния систем и структур человеческого организма и предполагающие оценку их анатомического статуса. Вопрос о доминировании диагностической ценности того или иного подхода остается открытым.

Одно из направлений совершенствования методов медицинской диагностики, отвечающих за оценку анатомического статуса различных систем, основано на визуализации – неинвазивном исследовании при помощи физических методов с целью получения изображения внутренних структур. При системных заболеваниях и поражениях, возможно использование хорошо визуализируемой отдельной структуры в качестве так называемого маркера состояния системы в целом.

Конфокальная микроскопия роговицы относится к неинвазивным методам диагностики, дающим возможность в режиме реального времени без предварительной подготовки визуализировать все слои роговицы, включая нервные волокна роговицы (НВР) и дендритные клетки Лангерганса. При этом в норме можно обнаружить длинные, параллельно идущие тяжи или пучки нервов, хорошо контрастирующие на фоне непрозрачного темного фона [1–3].

В качестве критериев оценки НВР можно использовать такие показатели, как общее число, распределение в толще роговицы, расстояние между близлежащими нервными стволами, диаметр и расстояние до поверхности глаза [4, 5]. Изменения хода и структуры НВР могут встречаться при ряде нарушений, вызванных как влиянием основного заболевания (когда нарушения хода и направленности НВР можно трактовать как вторичные), так и анатомическим нарушением структуры самих НВР (в ходе хирургического вмешательства или активного воспалительного процесса в роговице).

Цель

Изучить возможности лазерной конфокальной микроскопии роговицы с применением авторского программного продукта в анализе изменений НВР, обусловленных диабетической полинейропатией, вирусным увеитом и рецидивирующей эрозией роговицы.

Материал и методы

В исследование были включены 37 пациентов (74 глаза) с сахарным диабетом (СД) 1-го типа и 51 пациент (102 глаза) с СД 2-го типа (возраст пациентов варьировал от 13 до 83 лет); 18 больных (18 глаз) с диагностированным герпесвирусным задним увеитом (хориоретинитом) и 15 пациентов (15 глаз) с рецидивирующей эрозией роговицы (в возрасте 24–56 лет).

При проведении исследования были изучены парные глаза. Группа контроля была представлена 38 «здоровыми» добровольцами (76 глаз) в возрасте от 18 до 80 лет. Критериями исключения являлись патологические состояния структур переднего отрезка глаза, хирургические и лазерные вмешательства в анамнезе.

Пациентам было проведено стандартное офтальмологическое обследование, а также конфокальная лазерная микроскопия роговицы на приборе HRT III, с последующим анализом хода и структуры НВР при помощи авторского программного обеспечения (ПО) Liner 1.1. [6]. При оценке состояния НВР использовали не общепринятые параметры (четкообразность, извилистость, рефлективность, дугообразная деформация стромального слоя волокон), а при помощи оригинального ПО количественно оценивали извилистость НВР с последующим построением розы-диаграммы направленности. Отдельно производили оценку размеров и количества субэпителиальных макрофагальных клеток Лангерганса.

Для лабораторной диагностики использовали анализ крови на антитела (иммуноглобулины классов М и G) к вирусам герпеса: вирусу простого герпеса 1-го типа (ВПГ-1), вирусу простого герпеса 2-го типа (ВПГ-2), цитомегаловирусу (ЦМВ), вирусу Эпштейна-Барра (ВЭБ), вирусу варицелла зостер (ВЗВ).

Обработку полученных данных производили, используя программу PSPP (Linux) и пакет статистического анализа Microsoft Excel 2010 с использованием общепринятых методов сравнения.

Результаты и обсуждение

Новый подход к морфометрическому анализу базировался на объективном описании направленности НВР и алгоритме вычисления коэффициентов анизотропии направленности (KΔL) и симметричности направленности (Ksym). При этом полученные с помощью конфокальной микроскопии изображения подвергали анализу с использованием оригинального программного обеспечения Liner 1.1. Подробное математическое обоснование данного метода анализа, его ограничений, а также особенностей интерпретации конфокальных изображений с помощью данного алгоритма представлено в ранее опубликованной работе [7].

Возрастные изменения коэффициентов анизотропии и симметричности направленности нервных волокон роговицы

В норме степень извитости НВР возрастает, при этом до 35–40 лет изменения этого параметра происходят быстрее, чем у пожилых людей. Коэффициент KΔL закономерно снижается в среднем от 3,82 – в постпубертатной возрастной группе до 3,02 – у пожилых лиц, а коэффициент Ksym увеличивается в среднем от 0,74 до 0,81 в соответствующих возрастных группах. Указанная ситуация может быть связана как с нарушением трофики самого нерва, так и общими инволюционными процессами, происходящими в организме.

Изменения коэффициентов анизотропии и симметричности направленности НВР в зависимости от типа диабета

При СД 1-го и 2-го типов выявлено статистически достоверное снижение значения коэффициента анизотропии KΔL и увеличение коэффициента симметричности Ksym. Коэффициенты анизотропии и симметричности направленности НВР при СД 1-го типа соответственно составили 2,29±0,79; 0,86±0,11 (возрастная группа 13–34 года) и 1,64±0,51; 0,9±0,05 (35–56 лет), а при СД 2-го типа – 2,42±0,59; 0,81±0,11 (35–56 лет) и 2,31±0,64; 0,84±0,07 (57–83 года).

Изменения коэффициентов анизотропии и симметричности направленности НВР у пациентов с вирусным увеитом

По данным конфокальной микроскопии роговицы во всех случаях обнаружили наличие большого количества субэпителиальных макрофагальных клеток Лангерганса в центральной зоне (14–35 клеток на единицу площади) и на периферии роговицы (28–81 клеток на единицу площади) (рис. 1). Исходя из данных литературы, присутствие таких клеток может свидетельствовать о наличии активного воспалительного процесса [8–10].

Ход и структура НВР у пациентов с вирусным увеитом также были явно изменены, в частности, были выявлены повышенная рефлективность и четкообразность, а также наличие дугообразной деформации стромальных нервных волокон (рис. 2). Этого не наблюдали ни в одном случае в контрольной группе. При этом все НВР были существенно извиты – авторские коэффициенты, используемые для анализа извитости НВР, а именно, коэффициенты анизотропии и симметричности направленности НВР в среднем составили 2,07±0,2 и 0,9±0,1.

Интересным представляется выявление изменения хода и структуры НВР и появление клеток Лангерганса (хотя и в значительно меньшем количестве) в центральной зоне роговицы на парном глазу, на котором отсутствовали клинические проявления увеита.

Изменение хода и структуры НВР может быть объяснено нейротропными свойствами герпесвирусов, которые, как известно, в первую очередь поражают нервные ганглии. Причем сначала происходит повреждение периферических нервов, затем спинного мозга и, наконец, вегетативной нервной системы. В связи с этим исследование периферических нервных волокон в качестве потенциальных маркеров активности воспалительного процесса представляется перспективным направлением [11–15].

Изменения коэффициентов анизотропии и симметричности направленности нервных волокон роговицы у пациентов с рецидивирующей эрозией роговицы

Исследование передних слоев роговицы при помощи лазерной конфокальной микроскопии роговицы выявило нарушение целостности эпителия роговицы, а также хода и структуры НВР. Имелись нарушение формы эпителиоцитов (полиморфизм), а также изменение их размеров (полимегетизм). Нервные волокна роговицы становились более извитыми, распределялись неравномерно, имея округлые формы, и замыкались друг с другом, при этом толщина их варьировала в широких пределах. Средние значения коэффициентов анизотропии и симметричности направленности НВР составили 2,31 и 0,85 соответственно.

Отдельно стоит упомянуть о выявлении при развитии рецидивирующей эрозии роговицы в субэпителиальных слоях воспалительных дендритных клеток Лангерганса у 3 пациентов (3 глаза). Интересным представляется факт присутствия таких клеток и на парном глазу, на фоне увеличения их на пораженном.

Выводы

1. Впервые на основе оригинального метода морфометрического анализа состояния нервных волокон, предполагающего вычисление коэффициентов анизотропии и симметричности направленности, проведена оценка возрастных изменений нервных волокон роговицы, а также их потенциальных изменений у пациентов с СД 1-го и 2-го типа.

2. Исследование передних слоев роговой оболочки посредством ее лазерной конфокальной микроскопии определило нарушение целостности эпителия, а также хода и структуры нервных волокон при рецидивирующей эрозии роговицы.

3. Наши результаты подтверждают принципиальную возможность использования показателей состояния нервных волокон роговицы в качестве критериев диагностики и мониторинга диабетической полинейропатии, однако для формирования доказательной базы требуется проведение дальнейших исследований на основе специального протокола.

4. Полученные предварительные результаты свидетельствуют о перспективности дальнейшего изучения состояния роговицы (в частности, изменений нервных волокон роговицы и наличия дендритиформных клеток Лангерганса) с помощью лазерной конфокальной микроскопии при увеитах различной этиологии и потенциального использования этих изменений в качестве диагностического маркера воспаления.

Источник