Автореферат и диссертация по медицине (14.00.08) на тему:Роль метаболических нарушений хрусталика в патогенезе возрастной катаракты и обоснование принципов консервативного лечения

МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РСФСР

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ ГЛАЗНЫХ БОЛЕЗНЕЙ

им. ГЕЛЬМГОЛЬЦА

Д.....

Ня правах рукописи

ПОЗНЯК Николай Иванович

УДК 617.741-004.1-053.9-085

РОЛЬ МЕТАБОЛИЧЕСКИХ НАРУШЕНИЙ ХРУСТАЛИКА В ПАТОГЕНЕЗЕ

ВОЗРАСТНОЙ КАТАРАКТЫ И ОБОСНОВАНИЕ ПРИНЦИПОВ КОНСЕРВАТИВНОГО ЛЕЧЕНИЯ

14.00.08 — Глазные болезни

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора медицинских наук

Москва 1990

Диссертация выполнена в Минском ордена Трудового Красного Знамени государственном медицинском институте Минздрава БССР

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор А. Я. БУНИН

доктор медицинских наук, профессор В. В. ШМЕЛЕВА

член-корр. АН БССР, доктор биологических наук, профессор С. В. КОНЕВ

Ведущее учреждение — 2-й Московский ордена Ленина государственный медицинский институт им. Н. И. Пирогова

Защита состоится «_» _1990 г. на заседании Специализированного совета Д 084.40.01 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора наук при Московском научно-исследовательском институте глазных болезней им. Гельмгольца МЗ РСФСР (103064, Москва, ул. Садовая-Черногрязская, 14/19).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан «_»_1990 г.

Ученый секретарь Специализированного совета,

профессор Л. А. КАЦНЕЛЬСОН

ОНЦАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Среди основных причин слапотн пристальное внимание офтальмологов привлекает катаракта. В связи с большой распространенностью начальных форм помуткошя хрусталика к выраженным сдвигом демографических показателей в сторону постарения населешш (Н.А.Пучковская и соавт.,1987) проблема возрастной катаракты приобретает также и социальное значешо. Несомненно, что знание механизма развития возрастной катаракты является основой для патогенетически обоснованной медикаментозной терапии. Это обусловило вндвиаонзш проблемы, связанной с изучением молекулярных механизмов помутнения хрусталика, на центральное место в офтальмологии, а такзэ привлекло внимание не только офтальмологов, но л спецлалкстоз в области биохимии, биофизики, патофизиологии, иммунологии и молекулярной биологии (Э.В.Мальцев, 1981; М.М.Краснов, IS82; Л.В.Хватом, 1982; A.A. Бунин, 1984; А.В.Кривандин, 1934; Н.А.Пучковская, IS8d, I9Ö7;

B.О.Беляев, 1Э85; Л.К.Воскресенская, "IS85; П.Ф.Леус, 1985; 1987; О.В.Парамей, 1986; А.А.Иводозэ, 1987; Ы.А.БабвгаеЕ, 1927;

C.Н.Федоров, 1989; Р.А.Гуздорова, 1989).

Статистика ВОЗ свидетельствует о ввднижении патологии хрусталива в одну из ведущих, причин слепоты (Н.А.Пучковская,IS83; Ю.Ф.Майчук, IS84). Литературные даштэ свидетельствуют о том, что на протяжении последних лет отмечается увели .зшга численности больных возрастной катарактой, наблюдается рост числа пациентов, лодвергащихоя хирургическому лечению. Это говорит о несостоятельности существующих хеонезрватнвпцх методов лечения помутнений хрусталкхсовой линзы. Отсутствие ¡эффективности проводимых терапевтических мероприятий объясняется тем, что основные вопросы этиологии и патогенеза возрастной катаракты остаются невыясненными. Недостаточно оезещена роль нарушения метаболических процессов кортикальной зоны хрусталиков в развитии помутнений, отсутствует комплексная оценка изменений структуры коры хрусталиков в ходе катирахтогенеза, недостаточны свадегая о пусковых механизмах, а та:ске сведения о рога регуляторов метаболических и биосгштоткчссгих процессов в обеспечении прозрачности кортикальной ьоны хрусталиков.

До последнего времени изучение патогенеза возрастной катаракты основывалось на исследовании преимущественно цельного хрусталика. В последние годы большое значение придается исследователями изучению молекулярных нарушений з различных региональных зонах хрусталика, что имеет большое теоретическое и практическое значение для разработки научно обоснованной патогенетической консервативной терапии возрастной катаракты.

В последнее десятилатие внимание исследователей привлекает роль биомембран в регуляции метаболических процессов в хрусталике (М.А.Бабижаев, 1984-1987). В соответствии с мембранной концепцией патогенеза катаракты (М.А.Бабикаев, 1987) постулируется, что структурная перестройка мембран является одним из важнейших факторов развития старческой катаракты. Литературные данные свидетельствуют о том, что при развитии катаракты происходят сдвиги в физико-химических свойствах мембран хрусталика, однако сведений о молекулярных субстратах, ответственных за помутнение хрусталика, недостаточно и они противоречивы.

Понимание доминирующей роли белков в обеспечении структуры и функции хрусталика вызвало большой интерес к изучению их качественных и количественных изменений при возрастной катаракте (И.Л.Голенда, 1972). Идея о важной роли нарушения обмена белков в развитии катаракты легла в основу современной концепции о молекулярных основах помутнения хрусталика (Вваейек , 1971). К началу 80-х годов имелась значительная информация о совокупности качественных и количественных изменений белковых компонентов хрусталика при возрастной катаракте (И.Д.Мгвделадзе, 1975; Ю.И.ЧиргЕ зе, 1976). В то же время оставалась невыясненной роль модокулярнэй организации водорастворимых белков коры хрусталика в обеспечении его прозрачности. Роль качественных, и количественных изменений белков в катарактогенезе, несмотря на ряд достижений в их изучении (В.П.Пяевинскис, 1970; Б.С.Касавина, В.М.Аккуев, 1971), не выяснена к началу настоящей работы и предетавлязгея весьма актуальной задачей.

На сегодняшний день отсутствует достаточно полно обоснованная схема комплексного патогенетического медикаментозного лечения возрастной катаракты, что ставит на повестку дня вопрос о нвебходаыооти разработки более эффективных методов лечения, основанных на результатах углубленного изучения этиологии и пато-

генеза пог.утнений хрусталика.

В тачание последних лет в литературе стали накапливаться факты, свидетельствующие о важной роли нарушений метаболизма белков кортикальной зоны хрусталика в развитии катаракты (В1оетепйа1 , 1984) и вовлеченности в эм процессы ионов гильдия. Однако, к началу наших исследований в литературе практически отсутствовали какие-либо сведения о роли кальций-кальыо-дулиновой системы, циклических нуклеотидов и простагландинов в регуляции обмена белков хрусталика. Специалисты в области офтальмологии, биохимии и молекулярной биология не уделяли этому вопросу долкного внимания до 90-х годов. Поэтому, как в теоретическом, так и в практическом отношениях целесообразно изучение роли этих внутриклеточных регуляторов в развитии возрастной катаракты. К началу наших исследований основные молекулярные механизмы нарушения метаболического статуса клеток коры помутневших хрусталякоз оставались невыяснанныг.та. Вместе с тем, изучение связующих звеньев между состоянием клеточных мембран хрусталика и активностью биосинтстичесхих макромолзкулярных процессов яв- ■ ляотся актуальной научной проблемой, так как расшифровка их механизмов позволит целенаправленно корригировать метаболические нарушения при возрастной катаракте.

Ка основании вышеизложенного были определены цель и задачи исследования.

Цель и задачи исследования.

Целью настоящего исследования явилось следующее: разработать современную патогенетически обоснованную концепцию комплексного консервативного лечения возрастной катаракты ка основе изучения клшшкс-биохииических данных больных возрастной катарактой с одновременным изучением биохимических показателей метаболизма' хрусталиков.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

1. Изучить характер перестройки мембран клеток кош хрусталиков при возрастной катаракте.

2. Установить роль трансмомбраннкх потоков ионов кальция, кальмодулина, пяклических нуклеотидов и простагландинов в регуляции активности белок-сиитезирушюго аппарата в клетках коры катарактальнкх хрусталиков.

3. Провести исследование у больных возрастной катарактой содержания в крови диеновых конъюгатов, липидного спектра сыворотки крови, интенсивности хемилюмннесценции водянистой влаги и белков .хрусталика, могущих свидетельствовать о вовлеченности процессов свободнорэдикального окисления белков и липидов в развитие катаракты.

4. Разработать схему метаболических нарушений в коре хрусталика при развитии катаракты возрастной.

5. Обосновать применение в консервативном комплексном лечении возрастной катаракты кальций-антагонистических, антиок-сидантных препаратов и средств, влияющих на тканевый обмен.

6. Оценить результаты кошяексного лечения больных возрастной катарактой с использованием кальций-антагонистических,ан-тиоксидантных и влияющих на тканевый обмен препаратов.

Научная новизна результатов исследования.

В ходе проведенного исследования клинико-биохишческих показателей установлено, что у больных возрастной катарактой на фоне сопутствующих заболеваний (атеросклероз, ишемическая болезнь сердца) факторами риска являются накопление в крови диеновых конъюгатов и изменения гидродинамики глаза.

Показано, что под влиянием комплексного лечения с применением кальций-антагонистических, антиоксвдантных и влияющих на тканевый обмен препаратов наступает уменьшение интенсивности реакций свободнорадакального окисления липидов в крова больных возрастной катарактой и стабилизация зрительных функций.

Проведенными биохимическими исследованиями установлено,что водорастворимые белки коры катаральных хрусталиков характеризуются различным электростатическим окружением остатков триптофана по сравнению с водорастворимыми белками коры нормальных хрусталиков. Эти отличия обусловлены перераспределением отрицательно зарлженньк радикалов вблизи триптофанилов в трехмерной структуре белков, что приводит к изменению их структурного со-стояния в ходе катарактогенеза, выражающегося в увеличении ас-ссциатавш« свойств, соотношения высокомолекулярные белки/яиз-комолокулярныс белки.

Показано, что существенный вклад в модификацию водорастворимых белков коры хрусталиков вносят фотохимические процессы, в которых принимают участие продукты окисления триптофана (5-гид-

роокситриптофан, кинуренин).

Нарушение молекулярной организации водорастворимых балков коры хрусталиков при возрастной катаракте сопровождается изменением их физико-химических свойств, характеризующихся снижением способности противостоять вяюпшо окислит0л0й.

Методом электронной микроскопии обкпруя.енн признаки мембран опа т ологичоских изменений клеток кортикальной зим катарак-тальньгх хрусталиков, выражающиеся в разжижения цдтозолыгаго матрикса, фрагментации ¡слеток, раоширешш межклеточных пространств, накоплении глобулярных тел и вещества лилофилыюй приро-дн.

На основании изучения фосфолишдсв клеточных мембран кортикальной зони хрусталиков и их киркокислотного состава обнаружены количественные и качественные изменония фоефолипидов у большие возрастной катарактой. В ходе кзтарпктогенеза наблюдается уменьшение содержания фосфат няилэтанолзшнз и фоейатилдлкнозктола, а также уменьшение содержания олеиновоп кислотн в сфянгомаелинэ и фосфатидилатанолашпо, уволпчегдо содергкания стеариновой и ара-хидоновой кислот;«' а фосфатидилотанолаиине.

Вперпие методом зендовой спектроскопии установлено, что в клеточнкх мембранах корн катарактальньгх хрусталиков происходит структурная перестройка, проявляют яея в уменьшении текучести в глубоких слоях лкгстдно'Л фазу тембра». Изменение физкко-хллм-ческих свойств липадцон фазн мембран )слетоп корн хрусталиков при возрастной катаракте сопровождается нарушением активности мсмбраносБяза'ших ферментов: усилением актишос-и о^-я^клеотказы, угнетением активности ^ -глутемилтрансферази, что является одним из ргжнецшх факторов катарактогонеза.

В волоконных клетках корн катлракталъкцх хрусталиков при возрастной катаракте наблюдается увеличение содер^^ши ионов кальция и енпжогаю уровня кальмодулинз. Получсннно данные спер-ат позволили надвинуть продполояечле о том, что кальцпй-даль-модулиновая система хрусталика вовлечена в раз гит по возрастной катаракты.

Данные о значительном изменении уровня иЛГЛТ» и ц1*"5 в клетках корн хрусталика позволили прийти к виводу о том, что нарушение функционирования система циклических нуклеотидоа являстся одним из газмояшгх патогег.етических механизмов катарактогепеза.

Впервые установлено, что развитие возрастной катаракты характеризуется накоплением в кортикальной зоне хрусталиков про-стагландашов группы Е и ?2с\ •

Показано, что трансмембранные потоки ионов кальция вовлечены в регуляцию интенсивности синтеза белзса в клетках коры ка-таракталышх хрусталиков.

Получены доказательства, что синтез балков в клетках коры катарактальных хрусталиков находится под контролем цМ&-завис и-ш процессов.

В опытах с влиянием актююмицина Д и суммарного препарата дрожжевой ГШК на интенсивность синтеза балка в клетках коры катарактальных хрусталиков получены данные, позволившие выдвинуть положение о том, что нарушние регулеторных механизмов клеточного метаболизма при возрастной катаракте находится не только на трансляционном, но и на транскрипционном уровнях.

На основания проведенных исследований разработана схема метаболических и физико-химических нарушений хрусталика при возрастной катаракте и обоснована целесообразность применения в комплексном консервативном лечении возрастной катаракты кальций-оьтагонистических, антиоксидантных препаратов и средств, влияющих на тканевый обман.

Научно-теоретическая и практическая значимость.

Результаты настоящей работы имеют существенное научно-тео-ретичасков и практическое значение, так как раскрывают новые аспекта метаболитических нарушений волоконных, клеток кортикальной зоны хрусталиков при возрастной катаракте. На основании обширного експериментального материала предлагается схема метаболических и физико-химических нарушегай в коре катарактальных хрусталиков. Согласно ей, в помутнение хрусталика при возрастной катаракте вовлечены: фотохимические процессы, протекающие с участием триптофана к продуктов ого окисления, увеличение ассоциативных свойств водорастворимых белков коры хрусталиков; активация процессов перекисного окисления лишдов, уменьшение текучести ли-падлой фазы мембран клеток коры, модулирование активности мемб-ранссвязаняге: ферментов (б^-куклеотидазы, ¡г-глутамилтранепшти-дазы); трансмембранные потоки ионов кальция, лростаглацщшы группы В и ^¿ы. » кальций-кальмоцулиновая система, приводящие к запуску цЛЬЕ'-зашсшлк процессов, контролирующих синтез болка в

клетках хрусталика.

Результаты работы не только раскрывают молекулярные аспекты развития помутнений хрусталика при возрастной катаракте, но и служат базой для разработки исследований прикладного характера, связанных с обоснованием патогенетически ориентированной схемы лечения, позволяющей включить в клиническую практику при возрастной катаракте кальций-антагонистические (циннаризнн, ко-ринфар) препараты, средства, влияющие на тканевый обмен (эссен-циале, карнитина хлорид) и антиоксиданты (флакумин, гоуоон, эмоксипин).

Показано, что под влиянием комплексного лечезшя с применением кальций-антагонистических, антиоксидантных и влияющих на тканевый обмен препаратов наступает стабилизация зрительных функций и сникение интенсивности реакций свободнорадикального окио-ления у больных возрастной катарактой.

Сводения настоящей работы, касающиеся латогонеигчэсю! обоснованного комплексного лечения больных возрастной катарактой внедрены в практику работы офтальмологов гЛйшска, клиники глазных болезней Минского мединститута.

Результаты настоящей работы, опубликованные в периодической печати, используются в курсах лекций кафедр общей и биоорганической химии, глазных болезней Минского мединститута.

Апробация работы.

Отдельные части работы били доложены и обсуждены па конференциях Белорусского республиканского общества офтальмологов (1984, 1985, 1988), Всесоюзных совэданиях по люминесцентному анализу в модицине и биологии (Рига, 1981, 1988), УП съезде офтальмологов Украинской ССР (Одесса, 1984), У конференции офтальмологов БССР (Минск, 1907), У Всесоюзном съезде офтальмологов (Ашхабад, 1985).

Публикации по томе диссертации.

По материалам диссертации опубликовано 1В печатных работ. Имеются положительные решения на изобрете ая "Способ определения метаболизма хрусталика" и "Способ определения состояния хрусталика".

Структура и объем работы.

Диссертация представлена в одном томе, изложена на 286

страницах машинописного текста. Работа включает введение, шесть глав, выводов, библиографического указателя, содержащего 198 отечественных и 163 иностранных названий.

В I главе приведены аналитический обзор по исследуемой проблеме, во П - дано обоснование применяемых методических подходов и клиническая характеристика больных, в Ш - приводятся данные исследования физико-химического состояния водорастворимых белков коры хрусталиков при возрастной катаракте, в 1У - описываются результаты исследования структурного и функционального состояния мембран клеток коры хрусталиков при возрастной катаракте, в У главе - описываются результаты, характеризующие внутриклеточные регуляторы и интенсивность биосинтеза белка в кортикальной зоне катарактальных хрусталиков, У1 глава посвящена обоснованию патогенетической комплексной консервативной терапии возрастной катаракты. Данные диссертации сведены в 34 таблицах и иллюстрированы 31 рисунком.

Положения диссертации. выносимые на защиту:

1. Фотохимические процессы о участием длинноволнового ультрафиолетового освещения обусловливают модификацию водорастворимых белков коры хрусталиков при возрастной катаракте. Нарушение молекулярной организации водорастворимых белков коры ка-тлрактальных хрусталиков сопровождается изменением их физико-химического состояния и снижением способности противостоять влиянию окисления.

2. Характер структурной и функциональной организации мембран волоконных клеток коры хрусталиков при возрастной катаракте.

3. Кальций-кальмодулиновая система, трансмембранные потоки ионов кальция, система циклических нуклеотвдов и простаглавди-нов вовлечены в развитие возрастной катаракты.

4. Белок-синтезирующая активность клеток коры хрусталиков при возрастной катаракте является цА!®-зависимым процессом. Нарушение регуляции биосинтеза белка в клетках кортикальной зона хрусталиков при возрастной катаракте находится как на уровне трансляции, так и транскрипции.

5. Схема метаболических и физико-химических нарушений белков и липидов коры хрусталиков при возрастной катаракте.

6. Применение кальций-антагонистических, антиоксидантных

Работа выполнялась о 1979 года по 1989 год на кафедре глазных болезней Минского медицинского института. Основные эта-пк исследования, которые нашли отражение в диссертации, выполнены при личном участии автора. Автору принадлежат: разработка программы исследований; организация и проведение клинической и экспериментальной работы; обобщение полученной информации и выводы из работы.

В выполнении экспериментальной работы псд руководством автора принимали участие сотрудники ЩШ Минского мединститута, кафедры общей и биоорганической химии Минского мединститута,Института фкзшш, Института физпкооргакичсской химии и биоорганической химии АН БССР, БелНИИ гематологии и переливания крови.

СОДЕРМНИЕ РАБОТЫ Материалы и метода исследования

В работе представлены результаты анализа различных аспектов патогенеза и обоснование принципов консервативного лечеяи возрастно!) катаракты.

3 соответствии с задачами исследования .проведено япидешо-логическое обследование 788 больно, биохимические исследования 178 пациентов с возрастной катарактой, исследована метаболические процессы 671 кзтаракталыгого хрусталика и 25G хрусталиков, полученных из глаз доноров.

Офтальмологическое обследование состояло из определения остроты зрения, исследования поля зрения, биомикроскопии, топо--графии по Л,П.Нестерову, эхографических исследований m охооФ-тальмографе 3X0-21 с бесконтактно-капельной приставкой, исследований глаз при боковом и фокальном освещении, обратной и прямой офтальмоскопии. Хрусталики фотографировали в диффузном свате на фотощолевой лампе. Последута;ое исследование включало в себя электрошшо преобразования и визуализацию позитивных иди негативных отпечатков хрусталика на геловт'зио1шой установке, анализа рентгенограмм УАР-I (СССР) с трехуровневым цводекодированием. Для детализированного исслодовашш формализованные описания хрусталиков проводились с применением цветного дисплея з дискретном режиме с использованием всех цветов ка экране дисплея или фотографиях, отснятых с экрана дисплея. Проводился платают-

- 12 -

рический анализ вдавленных помутнений.

Для исследования патогенетических механизмов развития катаракты в данной работе клиническое обследование больных сочеталось с изучением хрусталиков, полученных в ходе оперативного лечения больных возрастной катарактой. Удаление хрусталиков из аутопсийного материала производили петлей Вебера со стороны стекловидного тела. Забор влаги передней камеры из глаз осуществлялся тонкой иглой непосредственно перед разрезом роговицы во время оперативных вмешательств.

Для получения водорастворимых белков кору или ядро декапсу-лированных хрусталиков гомогенизировали в буфере, центрифугировали и для дальнейших исследований использовали супернатант, представляющий водорастворимую фракцию белков хрусталика.

В проведенных исследованиях применяли: морфологические -трансмисионная и сканирующая электронная микроскопия, радиоизотопные (включение 3Н-лейцина, 14С-гддролизата белков хлореллы), радиошг/унологичеекка (определение циклических нуклеотидов.цро-стагландинов, кальмодулина), химико-аналитические (электрофорез в полиакриламидном геле с додецилсульфатом натрия, тонкослойная хроматография фосфшпшвдов, газо-жидкостная хроматография жирных кислот фосфолипидов), химические (определение активности фермен-тоз), спектральные (ЭПР-спектроскопия, спектрофотомотрия, спект-рофлуориметрия, метод флуоресцентных зовдов), препаративные (гель-фильтрация) методы исследования.

Статистическую обработку результатов производили на ЩВМ "Электроника 1ЛК-51" или ЭВМ "Иот/а " (США).

Результаты исследования и их обсуждение

Учитывая важную роль ультраструктурных и функциональных свойств мембран коры хрусталиков в развитии помутнений наши исследования были посвящены изучению морфологических признаков и роли лишдной матрицы мембран клеток хрусталиков в катарактоге-нэзо.

Методом трансмиссионной электронной микроскопии установлено, что в катаракталыпос хрусталиках наблюдается разжижение ци-тозольпого матрикса, фрагментация кортикальных клеток, выраженная морфологическая неупорядоченное: мембран, расширение межклеточных пространств, накопление материала липофильной природы ц глобулярных тел.

Методами флуоресцентна и спиновых зондов доказано (табл. I), что в мембранах клеток коры мутных хрусталиков происходит структурная реорганизация мембран, направленная в сторону уменьшения текучести липидного бислоя в глубинных зонах (на глубине 1,2-1,4 нм). При анализе этого факта несомненный интерес представляют дашше о модифицирующем влиянии активации процессов переокисления липидов на липидный состав клеток коры хрусталиков: увеличение соотношения холвстэрин/фосфолшгады, уменьшение содержания фосфатидилэтанолашша и фосфатцдилинозитола, уменьшение индекса ненасыщенности фосфолгащдов в коре кэтарактальных хрусталиков.

Физиологические последствия реорганизации мембран клеток коры хрусталиков реализуются через модулирование активности мем-браносвязанных ферментов. Так, намл показано,_что в ходе ката-рактогенеза происходит изменение активности б^-нуглеотидази (активация) и ^ -глутамилтранспептидазы (угнетение). Такой характер изменения ферментативной активности этих мембраноевя-занных ферментов будет способствовать уменьшению внутриклеточного пула нуклеотидов и аминокислот, необходимых для синтеза нуклеиновых кислот и белков, а также уменьшению в клетках восстановленного глутатиона ( Sun, НоНапЛ , 1985).

В проведенных опытах с включением 3Н-леЛщшз и^С-амино-кислот гидролизата хлорелл'-: в белки клеток, намл доказано значительное угнетение биосинтеза белков хруиаликовой линзы при возрастной катаракте по сравнению с нормальными хруста,ликами. Известно, что узко на самих ранних стадиях развития возрастной катаракты наблюдается угнетение интенсивности синтеза белка в хрусталиках ( Hordmann , 1981). Учитывая это, можно полагать, что нарушение процессов трансляции в клетках кортикальной зоны является ванным звоном в механизмах развития возрастной катаракты.

В ходе дальнейшей работы возник сстсствошшй вопрос о молекулярных механизмах нарушения биосинтез белков в клетках коры хрусталиков при возрастной катаракте. Рассмотрение возможности участия ионов кальция, кальмодулина, циклических нуклеотидов и простагландинов в регуляции биосинтеза белка в тетках помутневших хрусталиков определило основную методологии этого раздела работы. Судя по данным метода атомио-эбсорбш'.опноа

Таблица I

Спектральные .характеристики флуоресцентных зондов в волоконных клетках коры нормальных и катарактальних хрусталиков

Зонд : Параметры : п Норма Л+ т : п Катаракта 1,1+ т

ДФГТ Р 17 26,3+1,0 21 32,1+8,0*

ФНА 1тах Р 12 14,0+1,8 16,1+1,0 14 11,7+1,7 16,3+1,0

Пирон I X 376/396 I X 455/396 34 34 0,82+0,01 0,49+0,07 34 34 0,80+0,02 0,42+0,05*

ЦДК X I 380/398 I I 470/398 28 28 1,0+0,01 0,18+0,01 28 28 1,04+0,02 0,14+0,01*

5-нитроксил- 2А стеариновая (Гс) кислота 13 59,8+0,4 15 61,0+0,6

Примечание: Р - степень поляризации; I шах - з отн.ед.; к - различия по сравнению с контролим достоверны (Р< 0,05)

спектроскопии, помутнение хрусталнковой линзы сопровождается значительным увеличением содержания ионов кальция в водорастворимой фракции клеток коры катарактальннх хрусталиков (табл.2). Но исключено, что феномен накопления ионов кальция является результатом нарушения ионной проницаемости плазматических мембран, обусловленного структурной реорганизацией этих мембран в ходе катарактогенеза. Применение специфического блокатора кальциевых каналов верапамила позволило доказать важную роль трансмембранного переноса ионов кальция в регуляции синтеза белка в клетках коры катарактальннх хрусталиков. Активирующее влияние верапамила на биосинтез белка в клетках коры помутневших хрусталиков, на наш взгляд, позволяет объяснить положительные результаты применения отого фармакологического препарата у животных с экспериментально вызванной катарактой (?гоу , Г1ес.кепв+е1п , 1985). Таким образом, положительнтй эффект ингибиторов кальциевых каналов на прозрачность хрусталиковой линзы может быть приписан предотвращению поступления внеклеточного кальция в цитозоль моток коры хрусталика.

В аспекте выяснения молекулярных механизмов нарушения биосинтеза белка при катаракте заслуживает особого р,таяния полученные нами данные о значительном уменьшении содетг-;:э1ШЯ кальмо-дулина в метках кори помутневших хрусталиков по сравнению с нормальными. Сущэстлование тесной функциональной связи между иошми калыия и калъмодуллном позволяет выдвинуть прсдположе-шю, что Са^* -кальмодулияовая система, несомненно, вовлечена в регуляцию процессов трансляции при катаракте. Это прэдполше-гше доказано нами в опытах с использованием специфического антагониста кальмодулшш - трифторлеразина.

Исследование внутриклеточного содержания циклических нук-леотидов (табл.2), а также изучение влияния дибутирилъпых производных цАШ и цГМО на интенсивность синтеза белка в клетках коры катарактальных хрусталиков позволили показать, что помутнение хрусталиковой линзы при возрастной катаракте гложет быть сопряжено с цАМЗ-зависимыми механизмами. Этот ш-вед находится в согласии с работами, свидетельствующими о том, что культивирование хрусталиков в питательной среде, обогащенной цАМЗ, и применение раствора ц/ЛВ у экспериментальных хитюткос приводит к задержке развития катаракты (йогатами , 1981).

Таблица 2

Содержание циклических иуклеотидов, простагландинов, кальмодулина и ионов кальция в коре нормальных и катаракталышх хрусталиков

Показатель : ' Нормально : хрусталик : М±т п Катаракталышй хрусталик М+т п

Циклические нук-лаотиды. пкМ на I г ткани цАМФ цП© цАШ/цШФ 32,9+3,5 3,9+0,8 ~8,4 6 6 7,9+0.9* 49 7,9^0,5* 48 1,0

Простагландины, пкГ на I г ткани 271,9+50,8 6 421,5+48, (Я 41

ПГЕ 259,6к96,1 6 820,5+102,1* 40

Кальыодулин, нг на I мг белка 4,1+0,7 5 1,5+0,2* 8

Ионы кальция (мМ) 2,3+0,2 8 4,а*0,3* 38

к - различия ыеаду нормой и катарактой статистически достоверны (Р< 0,05)

Даншы о стимулирующем влиятга суммарного препарата дроя-кевой тГНК на интенсивность синтеза белка в клетках кори катаракта ньгх хрусталиков свидетельствуют о том, что нарушение регуля-торных механизмов при возрастной катаракте находится не только на трансляционном, но и транскрипционном уровнях. Этот вывод подтверждается положительными результатами применения ищроли-зата ШК(Б.Б.Фукс и соавт., 1984) при катаракте.

Особый интерес представляют полученные нами данные, свидетельствующие о значительном увеличении простагланлинов группы Е и Р в коре катаракталышх хрусталиков по сравнению с нормальными (табл.2).

Не исключено, что обнаруженное наш; увеличение зну-ртглеточ-ного содериаши простагланлинов в клэтаах коры катаракталышх хрусталиков может быть обусловлено активацией их синтеза.

Каковы жз возможные последствия накопления проотагландшгов группы Е и F 2<к в К0Р° катарактгш.них хрусталиков?

Прежде всего, следует принять, во внимание, что прустогльн-дины реализуют свое действие на уровне клеточных мембран.

Весьма важно отметить такке влияние простагландиьоа на кон-формацию калъций-снязывагощих белков, приводящую к неспособности последних связывать ионы кзлшпя (НоггоМп ,1077). Привлекают внимание та касс приводимые в литературе сведения о том, что накопление простагланлинов мокет сопровождаться изрукснлем активности тргыспортшх АТФ-аз, встроенных в мембрану клэтю. и обосш^тваю-пих энергетически зависимый активный транспорт ионов через мембраны (А.А.Еолдирос, 1981).

На наш взгляд, существенно важно отметить тот фдаг, что ин-гибировапие синтеза простаглондичо» ацетилсалициловой кислотой и другим аналготикагли оказывает завдтноо влияние на с-сстояше хруоталиковой линзы при катаракто (Cotlior , I98I;Von Heyuiiir een, Hording ,1906).

Таким образом, развитие помутнений хрустелшсовой линзы при возрастной катаракте сопровождается сгачи .ш.нкм угнетением сшттеза белка, накоплением ионов кальция, уме пытанном осдерта-ния кальмодулинп, ц№3, изменением соотпопезшя цЛ'й/цга^ и накопленном простагланлинов группы Е и F в клетках ¡'.ори катара«-тальных хрусталшсов. В механизмы катарактогенеза возраотго;* катаракты вовлечена кальций-кальмодулиновак система и трансг.-е;лб-

рашша потоки ионов кальция, как одни из участников цАЖ-зависимых процессов, контролирующих биосинтез белка в клетках коры катарактальных хрусталиков. При возрастной катаракте нарушение регуляторных механизмов находится как на трансляционном, так и транскрипционном уровнях.

Учитывая важную роль нарушений биосинтеза белков хрусталика при возрастной катаракте существенное значение имело сравнительное исследование физико-химических свойств водорастворимых бел-коз нормальных и катарактальных хрусталиков.

Стремление к установлению взаимосвязи мекду физико-химическим состоянием водорастворимых белков и развитием помутнений хрусталика продиктовано тем, что выяснение структурно-функциональных зависимостей белков хрусталика необходимо как для понимания особенностей катарактогенеза, так и для разработки патогенетически ориентированных мер профилактики помутнений хрусталико-вой линзы.

На основании исследования содержа}щя общего количества водорастворимых белков нами установлено, что их содержание в коре нормальных хрусталиков составляет 0,24+0,07 г/г веса хрусталика, а в катарактальных 0,13+0,07 г/г веса хрусталика. 01(ной из возможных причин, приводящих к уменьшению содержания водорастворимых белков в коре катарактальных хрусталиков является переход растворимого белка в нерастворимое состояние. Дашше гель-хроматографии показали, что в ходе катарактогенеза наблюдается значительное уменьшение объема выхода высокомолекулярной фракции водорастворимого белка. Доля белковых агрегатов при катаракте, элюирутащихся в объема выхода колонки, от общего содержания водорастворимых белков составляет 32,2$, а в коре прозрачных хрусталиков - 15,9$. Накопление водорастворимых белков с большой молекулярной массой является одним из факторов, увеличивающих рас-сеягае света и способствующих сшшению остроты зрения.

Спектры собственной флуоресценции водорастворимых белков коры нормальных и катарактальных хрусталиков характеризуются положением полосы флуоресценции с максимумом при 332,0+1,0 нм и полушириной спектра, равной 59,0+0,5 нм. Обращает на себя внимание меньшая интенсивность этой полосы флуоресценции в водорастворимых белках коры катарактальных хрусталиков. Последнее обстоятельство может быть объяснено увеличением содержания s- s -

связей, обладающих тушащим эффектом на триптофаиовую флуоресценцию (Е.АЛерницкий, 1972).

Полоса флуоресценции водорастворимых белков коры нормальных и катарактальннх хрусталиков в видимой области (л в=340 нм) характеризовалась максимумом при 420-440 нм, причем ее интенсивность в водорастворимых белках коры катаракталышх хрусталиков превосходит таковую в водорастворимых белках кори нормальных хрусталиков.

Проведенные кинетические измерения флуоресценции водорастворимых белков коры нормальных и катаракталышх хрусталиков выявили выраженный неэкспоненциальный закон затухания, характеризующийся как минимум двумя экспоненциальными процессами. В суммарной интенсивности собственной флуоресценции вклад короткожи-вущей компоненты (т = 0,70-0,71 нее к) составляет 43,в водорастворимых белках коры нормальных хрусталиков и 26,8$ в растворимых белковых агрегатах коры катарактальннх хрусталиков. Вклад длинноживущей компоненты (3,24-3,30 нсек), напротив, больше в белках коры катарактальннх хрусталиков (63,2/5) по сравнению с белками коры нормальных хрусталиков.

В видимой области ( возб. = 340 нм, >> рэг. = 420 нм) ' вклад короткоживущей экспоненты в водорастворимых белках коры нормальных хрусталиков (30,5^) превышает таковую в катарактальннх хрусталиках (25,9$). Обращает на себя внимание также увеличение вклада длиннояивущей компоненты до 74,1$ в водорастворимых белках коры катаракталышх хрусталиков по сравнению с нормальными хрусталиками (69,5%).

Для оценки структурного состояния белков хрусталика наш был использован метод избирательного тушения триптофоновой флуоресценции водорастворимых белков коры нормальных и катарактальннх хрусталиков ионами 1~ и СЬ+. Данные по тушению флуоресценции белков коры хрусталиков указывают, что эффективность тушения флуоресценции ионами (Ъ+ вше, а ионами 1"икке для водорастворимых белков катарактальннх хрусталиков по сравнению с водорастворимыми белками коры нормальных хрусталиков. Эти результаты свидетельствуют о различном электростатическом окружении остатков триптофана в водорастворимых белках коры катарактальннх хрусталиков по сравнению с норма льны?,от.

В этой связи представляло интерес оценить свойства нативтшх

водорастворимых балков хрусталика по их чувствительности к различного рода окислителям. Как известно, в подобных случаях широко используется спонтанная и индуцированная биохемилшинесценция (А.И.Журавлав, 1983).

В таблице 3 представлены данные с хемилюминесценции водорастворимых белков коры нормальных и катарактальных хрусталиков.

Таблица 3

Интенсивность хемилюминесценции (отн.ед.) водорастворимых белков коры нормальных и катарактальных хрусталиков (имп/10 сек)

Водорастворимые; белки ; п :Интенсив№>.ть спонтанной хемнлюминес-:ценции : М+ т •.Интенсивность инду-¡цироетнной Н'2О'Л хе~ :милюмшгасцснции : М+т

Нормальных хрусталиков II 125,2+20,2 232,3+28,1

Мутных хрусталиков 41 184,2+18,0* 421,6+26,2*

Концентрация белка - 0,5 мг/мл Концентрация Н202 - 1СГ3 М

Обращает на себя внимание большая интенсивность спонтанной хемилюминесценции в водорастворимых белках коры катарактальных хрусталиков, что, вероятно связало с понижением содержания таких серусодержащих аминокислот, гак цистеин, метионин. Кроме того, на интенсивности спонтанной хемилвдинесцешцш может сгл-зываться наличие в большом количестве в белках коры катарак-талышх хрусталиков продуктов деградации ароматических аминошс-лот, которые могут фуккциониротлгь как эмиттеры хемилюминесценции.

При воздействии на водорастворимые белки коры хрусталиков перекисью водорода отмечается усиление интенсивности индуцированной хемилюминесценции, причем в водорастворимых белках коры катарактальных хрусталиков она превышает норму в 1,4 раза. Эти данные представляют особый интерес, поскольку интенсивность хемилюминесценции, индуцированной перекисью водорода, связано с ■

наличием биоантиокислителей (А.И.Куравлев, 1983) и, следовательно, свидетельствует, что в ходе катарактогенеза одной из причин изменения хегошоминесценции в водорастворимых белках коры катаракталышх хрусталиков метет быть снинение содержания биоантиокислителей.

Таким образом, представленные данные о спонтанной и индуцированной хемилюмикесценции указывают, что происходящие в ходе катарактогенеза нарушения молекулярной организации водорастворимых белков коры хрусталиков сопровождаются изменением их физико-химического состояния, выражающегося в снижении способности притивостоять влиянию окислителей и способного участвовать в модификации водорастворимых белков хрусталика.

Особый интерес представляли данные ЭПР-спектроскопии водорастворимых белков хрусталика под влиянием ультрафиолетового освещения о длиной волны более 320 нм. Проведенные исследования показали, что под воздействием УФО (> 320 нм) происходит образование парамагнитных центров, в том числе с участием активных форм кислорода.

Для подтверждения природы образующихся радикалов под влиянием длинноволнового ультрафиолета в ВИЗ хрусталиков были проведены электрофоретические исследования в талиакриламидном геле. Наш показано, что под влиянием длинноволнового ультрафиолета в водорастворимых белках хрусталиков (в присутствии сенсибилизаторов) идет образование между субъединицаш полтептщ-ной пепи ковалентной сшивки не дисульфидной природы, которое ингибируется антиоксидантами (аскорбиновой гаслотой, суперок-сиддисмутазой и глютатионом). В последующих опытах с тиомочеви-ной и водорастворимыми белками хрусталиков установлено, что под влиянием ультрафиолетового освещения (> 320 юл) в ВРБ хрусталиков происходит генерация активных форм кислорода, в частности сянглетного кислорода, что может являться важным фактором катарактогенеза.

йлаеприведешше факты и соображения легли в основу разработанной нами схемы молекулярных механизмов развития возрастной катаракты (рис. ). Схема представляет собой обобщенные данные о характере метаболических нарушений в коре хрусталиков больных возрастной катарактой и показывает, что в ходе катарактогенеза генерация и накопление активных форм кислорода является факто-

Рис. Гипотетическая схема молекулярных механизмов возрастной катаракты

ГИПОТЕТИЧЕСКАЯ СХЕМА МОЛЕКУЛЯРНЫХ МЕХАНИЗМОВ ВОЗРАСТНОЙ. КАТАРАКТЫ'

изменение стэтшр«

ВРБ

у6елучение «соим-1 таены* свсбсгдв^б!

i уменьшение ( пуя»ерб

ОКИСЛИТИЬНЫЙ СГРЕСС

I -

0КМСАГЫЕ АРОМАТИЧЕСКИХ 1

ждтил*м>*нои>»сцлнь«зст>ткое в?б {

Активация пол

увеличение кнд1*са к4смшс«нос»' фл

^<нгкс'нг-са г-гпути- }

*М£НЬШ1ГЮ.£ тг-хучагг*

клеточных

О-

¡ингхьиссаАмие

УмГНЬШЕИИЕ ] УЯ39Ю ч дцф I

УВЕЛИЧЕН« и.итоэс:&- [ него Са^*_£

I

повышение уродцэ и Гмф

| Акт и а лай«

5-«УММг^кзь/

ГйнгибйРОВАнге 1синт£эд нушогудаз

1- «К

шиадцгя проста- i г/ццдиж^нтилзы)

I УГНЕТЕН и Е СИНТЕЗ» М_Р н К_

>

УГНЕТЕНИЕ СИНТЕЗА БЕЛКА_

М М

изменение функционального состояния клеток црусгеник»

ром, инициирующим каскад последующих реакций. Согласно предлагаемой схеме усиление процессов ПСИ составляет первое звено в патогенезе возрастной катаракты, в связи с чем целесообразно включение в патогенетическую терапию антиоксадантов прямого и непрямого действия (флакумин, эмоксишш, тауфон, глутаминовая кислота, ксантинола никотинат). Вторым звеном патогенеза является структурная реорганизация мембран клеток коры хрусталиков и накопление в них ионов кальция. Изменение ультраструктуркой организации клеток коры хрусталиков проявляется в разжкхешш ци-тозольного матрикса, нарушении морфологической упорядоченности мембран, накоплении глобулярных тел и тел липофпльной природы. Происходит снижение текучести липидной компоненты мембран клеток коры хрусталиков больных возрастной катарактой (табл.1); в лппидной компоненте клеток коры хрусталиков увеличивается содержание холестерина, соотношение холестернн/фосфолипиды, уменьшается индекс ненасыщенности жирных кислот общих фосфолипидоз,содержание фосфатидилэтаколамина и фосфатидилинозитола. Приведенные данные говорят о том, что включение в комплексную терапию возрастной катаракты препаратов,, обладающих мембранотрошшм действием (эссенциале, мисклерон и др.) является целесообразным. Как указывалось ранее, в ходе катарактогенеиа в клетках коры хрусталиков происходит накопление ионов кальция (табл.2;. Известно, что повышенное содержание ионов кальция приводит к нарушению прозрачности кортикального слоя за счет образования высокомолекулярных белков ( 01ЪИп ot ai., 1984), кроме того, ионы кальция инициируют реакции ПОЯ в мембранах ( Sushil , Short , 1981) и уменьшают текучесть лкпидов в плазматических мембранах ( storch , Shachter , 1985). Применение специфического бло-катора кальциевых каналов верапамила показало важную роль трансмембранных переносов ионов кальция в регуляции синтеза белка в клетках коры катарактальных хрусталиков. Литературные данные ( Frey , Fleckeiistein , 1985) также говорят о положительном влиянии верапамила у животных с экспериментально вызванной катарактой. Приведенные собственные и литературные данные свидетельствуют о необходимости включения кальций-антагонистических препаратов в комплексную терапию возрастной катаракты (циинаризин, колинфар, зерапамил).

Третьим звеном в патогенезе возрастной катаракты является

уменьшение внутриклеточного содержания кальмодулина и цАШ. а такке накопление хЩ>® и простагланданов группы Eni g - основных внутриклеточных регуляторов метаболической активности клеток. Проведенными нами исследованиями по влиянию дибути-рильных производных цА1«й и цШ& на интенсивность синтеза белка в клетках коры катаракталышх хрусталиков показано, что помутнение хрусталиков при возрастной катаракте мояет быть сопрякено с цАШ-зависимыми мохашхзмами. Литературные данные такжо свидетельствуют о том, что применение раствора цАМФ у экспериментальных животных приводит к задеркко помутнений хрусталика (Kord-maim , ISÖI). Следует принять во внимание также тот факт, что не наркотические аналготккк - аспирин, парацетамол, ибупрофон и др. стабилизируя развитие катаракты ( Hnrdlug , Heyningen, 1983), по мнению исследователей, оказывают влияние на обмен простагландшюв. Таким образом, приведенные дяшшз говорят о возможности включения в комплексную терапию больных возрастной катарактой препаратов, оказывающих влияние на содержание внутриклеточных регуляторов - ненаркотических аналготиков, никосша-на, кавинтона.

Четвертое звено молекулярных мвха:шз:.юв возрастной катаракты - угнетенно белок-синтетической активности в клетках коры катарактальных хрусталиков, обусловленное нарушением ре гулятор-1йк механизмов трансляции и транскрипции. Проведенные нами исследования показали, что культивирование клеток коры катарак-тальшяс хрусталиков с суммарным препаратом дрожхевои „РПХ приводит к усилению,интенсивности синтеза белка. Эти данные хорошо согласуются с результатами применения гидролиза та РНК при катаракте (Б.Б.Фукс и соазт., 1984). Исходя из этою, молото полагать, что включение в комплексную терапию возрастной катаракты препаратов, влияющие на тканевый обмен, являотся патогенетически обоснованным. К донной группе препаратов можно отнести гидролиза? IHK, рибоксин, 20$ раствор карниткна хлорида, тканевые препараты.

Пятым звеном патологического процесса при возрастной катаракте являотся увеличение ассоциативных свойств водорастворимых белков коры хрусталиков. В связи с эти,? патогенетически обоснованно включение в терапию ряда восстановителей (унитиола, тиосульфата натрия).

Предлагаемая схема молекулярных изменений может служить отправной точкой для патогенетически обоснованного применения антиоксидантов, кальций-антагонистических средств, а так&е препаратов, стимулирующих метаболические процессы в клетках хрусталиков при комплексном консерзативном лечении возрастной катаракты.

При рассмотрении вопросов патогенеза возрастной катаракты обращает на себя внимание связь катаракты с общими заболеваниями которые оказывают влияние на развитие помутнений. По нашил данным, среди сопутствующих заболеваний у больных с помутнениями хрусталика доминируют атеросклероз (41,15?), гипертоническая болезнь (23,4/0, заболевания желудочно-кишечного тракта, печени, желчного пузыря (19,4$), заболевания, способствующие нарушению метаболических процессов, микроциркуляции в различных структурах, в том числе и структурах глазного яблока (А.А.Вочкарева.О.В.Су-тягина, 1980).

При осмотре переднего отрезка глазного яблока у больных возрастной катарактой были выявлены дистрофические изменения. В 78,6$ наблюдались изменения сосудов конъюнктивы различной степени выраженности: неравномерность калибра, извилистость сосудов, наличие микроаневризм, венозный стаз, зернистость кровотока.Отмеченные нами сопутствующие заболевания привлекают внимание,так как для них характерна активация процессов свободнорадикального окисления, нарушение структуры и катионтранспортных функций кле-точныг мембран (Ю.М.Лопухин, ^983; Ф.З.Меерсон, 1984; О.Н.Воскресенский, 1986).

В большинстве случаев среди обследованных нами больных преобладали лица 51-70 лет. Известно, что возрастные сдвиги нейро-гуморальной реакции, изменяя характер деятельности сердечно-сосудистой системы, способствуют развитию патологических нарушений в организме; которые с учетом процессов старения, могут привести к грубым расстройствам деятельности клэтки (В.В.Фролькис,1988). В качестве одной из возможных причин отмеченных нарушений могут быть процессы свободнорадикального окисления. В связи с этим мы считали целесообразным провести исследование интенсивности процессов ПОЛ и липидкого спектра кдови больных возрастной катарактой.При исследовании лшшдов сыворотки крови у больных о помутневшими хрусталиками по сравнению с контрольной группой наблюдается

уменьшение содержания эфиров .холестерина и соответствующее этому показателю уменьшение отношения эфиры холестерина / свободный холестерин, накопление триглицеридов' . Это может быть обусловлено целым рядом причин: нарушением функции гепатоцятов, снижением лшюлиткческой функции подаалудочной ямлезы, расстройствами процессов абсорбции липидов в кишечнике, а также следствием сопутствующей патологии.

Анализ вероятных механизмов изменения гомеостаза больных возрастной катарактой был бы недостаточным без оценки вклада со стороны процессов перекисного окисления липидов, так как свобод-норадикальные реакции зашагают центральное место в геронтологии. Данныо о содержании продуктов ПСД в крови представлены в табл.4. Обращает на себя внимание почти двухкратное накопление диановых конъюгатоз в крови больных возрастной катарактой, что свидетельствует о выраженном возрастании реакций ПОЛ. у больных данной группы.

Как известно, при усилении переокисления в мембранах натапливаются необратимые повравдешш типа внутри- и мехыолекулярных сшивок белков и липидов, снижается доля жтдккх линвдов в бислое, резко ограничивается подвижность йосфолипидоэ, создаются условия для накопления ионов кальция в клетках (В.Е.Каган, 1933).

Для оценки процессов, происходящих во влаге передней камеры глаз использовали методхешлшинесценции, которую инициировали 1^2 в концентрации 10~?' М. Данные представлены в табл. 5.

Полученные результаты свидетельствуют, что интенсивность хемилюминесцещин влаги передней камеры, иницкрованкой перекисью водорода у пациентов с контролем. Учитывая тот факт, что интенсивность .хешлюмзшесценции, инициированной П^отрагает наличие биоантиокислитолай (А.И.Еуравлез, 1933), полученные данныо позволяют сделать предположение о снижении их лровня у пациентов о возрастной катарактой. Отмеченные нами изменения инициированной хемилшинесценции, по-видимому, являются отражением повышенного содержания во внутриглазной жидкости продуктов одноэлокт-ронного восстановления, что может приводить не только к повреждению хрусталика, но к структур дренаккой зоны. В литературе приводятся сведения о том, что ингибироваше в экспериментальных условиях биогенных антиоксидантов глаза приводит к ухудшению оттока внутриглазной кидкости ( Ke.hu в* ах. ,1983). Право-*

Таблица 4

Содержание продуктов перекисного окисления липидов в крови больных возрастной катарактой

Условия Диеновые конью-: гаты, ед.опт. : пл/мл : М+т : Содержание об-щюс липидов, г/л М+т Дк/кг липидов М+т

Контрольная

группа

' п=24 2,1+0,2 7,9+0,3 0,26+0,02

Больные возрастной катарактой п=51 3,9+0,2* 8,2+0,3 0,47+0,03*

ж - различия статистически достоверны (Р<0,05)

Таблица 5

Интенсивность хемилюминесценции влаги передней камеры больных возрастной катарактой (шш./Ю сек)

Условия

: Интенсивность спон-

п : танной хемилюминес-

: ценции : М+т

Интенсивность индуцированной НоОо хемилюминесценции М+т

Контрольная груша II 192,6+27,0 239,5+26,3

Катаракта 30 229,2+ 15,7 398,6+42,4* '

к - различия статистически достоверны (Б<.0,05)

денные нами исследования состояния гидродинамики глаз показали, что у больных возрастной катарактой наблюдается снижение скорости оттока внутриглазной жидкости (0,16+0,01) по сравнению с контролем (0,21+0,1), что, по-видимому, является одним из факторов угнетения метаболических процессов в хрусталике.

Совокупность вышеприведенных данных свидетельствует, что возрастная катаракта сопровождается дистрофическими изменениями со стороны переднего отрезка глазного яблока, а также изменениями лилидиого спектра крови, накоплением в ней продуктов ПОЛ, уменьшением уровня биоантиокислителей во влаге пере,дней камеры, ухудшением оттока внутриглазной жидкости, что свидетельствует о вовлеченности общих и локальных метаболических нарушений в процессы катарактогенеза.

Резюмируя вышеприведенные факты и соображения ыояио полагать патогенетически обоснованным включение в комплексную консервативную терапию больных возрастной катарактой: I - антиокси-дантных; 2 - кальций-антагонистических препаратов; 3 - препаратов, влияющих на тканевый обмен.

Согласно предлагаемой нами схеме молекулярных изменений хрусталика при возрастной катаракте и концепции комплексной консервативной терапии помутнений хрусталика при лечении каждому пациенту с учетом противопоказаний на курс лечения длитгтьностью 2-3 недели назначались: антиокевдантн прямого и непрямого действия: флакумин, глута,минован кислота, ксантинола никотинат -внутрь, тауфон, эмоксипин-субконыонктивально; кальций-антагонистические препараты: цаниаризяи, кориифар, вэрапамил; препараты, влияющие на тканевый обмен - эссенциале форте, карнитина хлорид 20$ раствор, никошпан, кавинтон.УиБС, экстракт г.лоэ. Спустя 2/3 месяца после курса лечения больным рехсомендовали прием глу-тамевита в течшше 3-4 недель.

Иод нашим наблюденном находилось 112 больных с начальными помутнениями хрусталика. Средний возраст пациентов составлял 64,4^2,7 лет. Большинство больных женщин (58,7$), мужчин -42,352. Среди сопутствующих заболеваний доминировала патология сердечно-сосудистой системы - 65,Ъ$, заболевания келудочно-ки-шечного тракта, печени и желчного пузыря - 34,5$. У большинства больных помутнения хрусталика наблюдались в кортикальной зоне -67,®?. Чаще больные нуждались в гиперметрошетеской коррекции - '

30,6;?, чем в мистической - 24, СЙ. Длительность наблюдения за больными колебалось в пределах 2-3 лет. Использование в комплексном медикаментозном лечении больных возрастной катарактой антиоксвдантов, кальций-антагонистических препаратов и средств, влияющих на тканевый обмен показало, что под влиянием консервативной терапии происходит сшяэнио уровт продуктов ПСЛ и стабилизация зрительных функций в 78,2$ случаев в течение 2-3 лет наблюдения.

Таким образом, положительный результат, достигнутый в лечении больных возрастной катарактой связан с оптимизацией медикаментозного лечения на основе обоснованного прчменения кальций-антагонистических, антиоксидантных и влияющих на тканевый обмен препаратов.

ВЫВОДЫ

1. Разработана схема метаболических наруиений при возрастной катаракте и обосновано применение в консервативной терапии возрастных помутнений хрусталика антиоксидантных, калышк-акта-гонистичеоких препаратов и средств, влияющих на тканевый обмен в результате проведенных комплексных клинических и экспериментальных исследований 788 больных возрастной катарактой, 250 хрусталиков доноров, 671 катарактальных хрусталиков на основании новых методических подходов изучения состояния метаболической активности хрусталика, а также методов проникающей и сканирующей микроскопии, радиоизотопного, радиоиммунологического

и спектрально-флуоресцентного анализа в сочетании с традиционными методами.

2. Развитие возрастной катаракты происходи? на фоне общих и локальных метаболических нарушений, характеризующихся увеличением молярного отношения холестерик/фосфолипздц в сыворотке крови больных, накоплением в крови диеновых ко.чыогатов, снижением аатиокяслите;а>ной активности влаги передней камеры,уменьшением скорости ее оттока и активацией процессов ПОЛ в хрусталике. Фотохимическая активация окислительного стресса приводит к генерации активных форм кислорода и образованию в водорастворимых белках хрусталиков ковалентных связей дисульфидной и не-дисульфидной природы.

3. Установлено проведенными морфологическими исследования-

ми, что при возрастной катаракте в кортикальной зоне хрусталиков происходят изменение ультраструктурной организации клеток, проявляющееся в разкашении цитозольного матрикса, нарушении морфологической упорядоченности мембран, накоплении глобулярных тел и тел липофильной природы.

4. Установлен характер структурно-функциональной реорганизации мембран клеток коры катарактальных хрусталиков, выражающийся ь снижении чекучести их липидной компоненты, увеличении содержания холестерина, соотношения холестерин/^осфо.'пшиды, уменьшении кодекса ненасыщенности нирных кислот общих фоейоли-г.идов, содержания фосфаткдилзтаноламина и фосфатндилиноэитола, уменьшении активности V -глутаиилтранспоптвдазы к активации 5^-куклеотидоэы. Уменьшение полкненаенцелных жирны/, кислот в фосфолмиидах меморал клеток корн хрустаишов и активация процессов перзкксного окислония лтидов, способствуя уг.юныдешпо току-чссти липидной фазы клеточных мембран хрусталиков, является од-гаи из ва^нойшх пусковых механизмов катарактогоноза.

5, Развитие возрастной катаракты характеризуется нарушением молекулярной организации водорастворимых белков коры хрусталиков, проявляющейся в увеличегош их ассоциативных свойств, соотношения высокомолекулярные белкк/низкоьслэкулярнке, порорасп-пределении отрицательного ззряда вблизи триптофапилов в трехмерной структуре водорастворимых белков, снижении их антиокисли-тельнол активности.

Показано, что в клетках коры хрусталиков больных возрастной катарактой наблюдается угнетение синтеза балка. Актшоми-циноэий блок и насыщение кгаток коры кдтарзктальных хрусталиков транспортными ПК оказывают активирующее влияние на их белок-сиятотичоскую активность. Эти результаты свидетельствуют о том, что нарушение регуляторкых механизмов при возрастной катяракто находится как на трансляционном, так и транскрипционном уровнях.

7. Установлено, что при возрастной катаракте в коре хрусталиков наблюдается уволиче:ие концентрации исков кальция, ц1Т.№, прсстаглавдинов группы В и * , в также уменьшение цАМЗ? и кальмодулинэ, что служит аргументом в пользу представлений о сущесгввйной роли калъций-кадьмодулиноаой системы, циклических нуклеотидов я простагландинов в патогенезе возрастной катаракты. Верзпамил к цШИ оказывает активирующее влияние на синтез оелка

в клетках коры хрусталиков больных возрастной катарактой. Эти данные свидетельствуют в пользу того, что биосинтез белка в клетках коры хрусталиков находится под контролем ионов кальция и цАМ5-зависимых процессов.

8. На основании проведенных исследований разработана схз-ма молекулярных изменений в коре хрусталиков при Еозрастнол катаракте, согласно которой генерация и накопление активных форм кислорода, инициирующих каскад метаболических нарушений в хрус- . талике, составляют первое звено процесса, приводящее к двум взаимосвязанным и наиболее существенным сдвигам, определяющим второе, ключевое звено процесса, а именно: к накоплению в клетках коры хрусталиков ионов кальция и структурной реорганизации мембран, обусловленной модификацией лилидного состава и измени-ем физического состояния их липидной компоненты и активности мембраносвяаанных ферментов. Уменьшение внутриклеточного содержания кальмодулина и цАШ, а такяе накопление цШ5 и простаглан-динов группы Е и У 2о( ~ внутриклеточных регуляторов метаболической активности клеток - третье звено. Угнетение белок-синтетической активности клеток коры хрусталиков, обусловленное нарушением регуляторных механизмов трансляции и транскрипции, составляет четвертое звено. Пятым звеном патологического процесса является увеличение ассоциативных свойств водорастворимых белков коры хрусталиков и изменение их фракционного состава. В конечном итоге, клетки коры хрусталиков переходят в новое функциональное состояние, что способствует развитию помутнений хру-сталиковой линзы.

9. Обоснованы показания для включения в комплексную медикаментозную терапию больных возрастной катарактой антиоксидант-ных, кальций - антагонистических препаратов и средств, влияющих на тканевый обмен. Применение этих препаратов в комплексной терапии возрастной катаракты приводит к снижению интенсивности реакций свободнорадикального окисления и оказывает положительное влияние на стабилизацию остроты зрения у 78,2$ больных, в то время как в группе больных, проходивших лечение по традиционной схеме, стабилизация составляет 38,2$. Предложенная схема медикаментозного лечения больных возрастной катарактой предлагается для использования в амбулаторных условиях. .

10. Вся совокупность"полученных в работе результатов сви-

детельствует о том, что развитие возрастной катаракты происходит не только на фоне значительных изменений метаболической активности клеток коры хрусталиков, но и общих метаболических нарушений. Катарактогенез оказывает влияние на основные характеристики клеток коры хрусталиков, включая биосинтез белка, функционирование мембран, внутриклеточную концентрацию ионов кальция, содержание калылодулина, циклических нуклеотидов и проста-гландинов, определяющих их функциональную активность. Применение анткоксвдантных, кальций-антагонистических препаратов и средств, влияющих на тканевый обмен, является патогенетически обоснованным, так как их назначение направлено на коррекцию реакций сво-боднорадикального окисления, структурно-функционального состояния мембран, ионного гомеостаза и интенсивности бэлок-синтези-рующей активности клеток коры хрусталика больных возрастной катарактой.

СПИСОК РАБОТ АВТОРА ПО TELE ДИССЕРТАЦИИ

1. Флуоресцентно-спектроскопическое исследование белков хрусталика при катаракте // Материалы Всосоюз.совещания "Люми-несценишй анализ в медицине и биологии: Тез. докл. - Рнга:1981. - С.45-46. - /Соавт. Т.В.Бирич/.

2. Водорастворимые белки нормальных и катарактальнш: хрусталиков человека и их устойчивость к действию ультрафиолетового и видимого света // Весги. офтальмол. - 1984, J5 4. - С.64-66. -/Соавт. Т.В.Бир-.гс, Н.Л.Прокошна, С.Н.Черенкеилч/.

3. Индуцированные ультрафиолвтовьг.1 освещением измене шгя белков хрусталика при возрастной катаракте //УП съоед офтальмол. УССР: Тез.докл. - Одесса, 1984. - С. 64-65. - / Соавт. Н.А.Прокопшда, С.Н.Черенкевич/.

4. Рль структурного состояния водорастворимых белков глаз человека в образовании активных форм кислорода при реавдш с перекисью водорода // Кислородные радикалы в химии и биологии: Минск, наука и техника, 1934. - С.15-18. - /Соавт.: Т.В.Бирич, Н.А.Прокошина, С.НЛеренкевич/.

5. Флуоресцентно-поляризационные свойства хромофоров водорастворимых белков хрусталиков глаз человека в норме и при катаракте // Докл. АН БССР. - 1985. - Т.29, № 28. - С. 757-759. -/Соазт.: Т.В.Бирич, Н.А.Прокошина, С.Н.Черенкевич/.

6. К вопросу об участии синглетного кислорода в образовании возрастной катаракты // Офтаяьмол.нурн. - 1985. - Ъ 7. -C.38&-39I. -/Соавт.: Т.В.Бирич, И.М.Бытева, З.А.Лука, И.И.Уго-лев/.

7. iluorazenz der menschlichen Augenllaae und ihrer wasaer-lffaliohen Blweibe bei Katarakt // Augenoptik.- 1985.- Vel.X02,

В 5.- Р.136-137.-/ C.Schrodel, D. Schweitier, A. Jutte, N.A. Prokoschina, S.E, Teohurenkewltseh /,

8. Свободные радикалы в патогенезе старческой катаракты// У1 Всесоюз.съезд офтальмол.: Тез.докл. - М., 1985. - Т.6. -

С. III-112.

9. Хемилюминесценция влаги передней камеры глаза больных открытоугольиой глаукомой и возрастной катарактой// У конф. офтальмол. Белорусской ССР: Тез.докл. - Горки, 1986. - С.63-64. /Соавт.: Т.А.Бирич, А.Я.Рубенчик/.

10. Внутриклеточные регуляторы в патогенезе возрастной катаракты // Вестн.офтальмол. - 1987, J5 5. - С.56-57. - /Соалт.: л.О.Панченко/.

11. Элактрошо-микроскопическая характеристика хрусталик при катаракте // Здравоохр.Белорус сип. - 1987. - $ 7. - С.30-33 /Соавт.: А.Я.Рубенчик/.

12. Роль циклических нуклеотидов в регуляции репликативно-го синтеза ДНК в клетках хрусталика // Молекулярные механизмы регуляции метаболических процессов; Тез.докл. - Минск, 1987. -С.69. - /Соавт.: С.В.Петренко,■ Н.Н.Гомолко/.

13. Поляризационные методы исследования в биологии и медицине // Изд-во Ин-та физики АН БССР, 1988. - 53 с. - /Соавт.: А.С.Прищепов, С.Астанов, Б.Д.Зарияов/.

14. Структурные изменения водорастворимых белков коры хрусталиков при возрастной катаракте // Люминесцентный анализ в медицине и биологии и его аппаратурное обеспечение: Тез.докл. Рига, 1983. - С. 138-139.

15. Внутриклеточные регуляторы и синтез белка в клетках -коры хрусталиков при возрастной катаракте // Мат.н.тр. п Моск. мединститута, 1990. - С.84-87 /Соавт.: Т.А.Бирич, Е.В.Барков-. ский/.

16. Яилвды коры хрусталика при возрастной катаракте// Деп. в ВИНИТИ 01.90, В . - (Соавт. Т.А.Бирич, Е.В.Бар-

ковский/.

17. Способ определения метаболизма хрусталика //Полок, решение от 09.11.88 по заявке 4247ОТ8/28-14. - /Соавт.: Е.В.Бар-ковский, В.А.Сятковский/.

18. Способ определения состояния хрусталика // Полож.решение от 29.05.1989 по заявке 4296761/30-14/130534. - /Соавт.: А.С.Прищепов/.

ATIS 03509. Подписано в печать I7.ai.40r. Формат 60,:84/1б. Обьём 2 печ.л. Заказ II, тиран ТОО. Бесплатно. Отпечатано на ротапринте МГМИ. г.Минск, ул.Ленинградская.б.