Автореферат и диссертация по медицине (14.01.07) на тему:Склеральный компонент в глаукомном процессе

На

Журавлева Анастасия Николаевна

СКЛЕРАЛЬНЫЙ КОМПОНЕНТ В ГЛАУКОМНОМ ПРОЦЕССЕ

14.01.07 - Глазные болезни

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Москва-2010

1 7 ИЮН 2010

004605848

Работа выполнена в ФГУ «Московский научно-исследовательский институт глазных болезней им. Гельмгольца Росмедтехнологий» (директор - заслуженный деятель науки РФ, д.м.н., профессор В.В. Нероев).

Научный руководитель -

доктор медицинских наук, профессор

Официальные оппоненты:

доктор медицинских наук, профессор доктор медицинских наук, профессор

Нероев Владимир Владимирович

Максимов Игорь Борисович Астахов Юрий Сергеевич

Ведущая организация -

ГОУ ВПО «Российский государственный медицинский университет Росздрава».

Защита состоится « » 2010 г. в 14 часов на заседании диссерта-

ционного совета Д 208.042.01 при ФГУ «Московский НИИ глазных болезней им. Гельмгольца Росмедтехнологий» по адресу: 105062, Москва, ул. Садовая-Черногрязская, д. 14/19.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ФГУ «Московский НИИ глазных болезней им. Гельмгольца Росмедтехнологий» по адресу: 105062, Москва, ул. Садовая-Черногрязская, д. 14/19.

Автореферат разослан 2010 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор медицинских наук

И.А. Филатова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Слепота и слабовидение при глаукоме остается одной из нерешенных проблем современной офтальмологии (Либман Е.С., 2009).

В литературе представлено немало концепций патогенеза первичной откры-тоугольной глаукомы (ПОУГ), однако по отдельным его звеньям полной ясности по-прежнему нет (Нестеров А.П., 2008). Возможно, поэтому не удается часто решить основную задачу - предотвратить или остановить процесс глаукомной оптической нейропатии (ГОН): значительная часть больных глаукомой, несмотря на снижение внутриглазного давления (ВГД) до нормальных значений, продолжает терять зрительные функции (Волков В.В., 2008). Эта проблема и определяет актуальность дальнейшего поиска не раскрытых ранее патогенетических звеньев ПОУГ и возможностей воздействия на них.

Одно из направлений в изучении патогенеза ПОУГ представлено работами, в которых исследуется соединительная ткань глаза. О ведущей роли дистрофических изменений трабекулярного аппарата в нарушении гидродинамики и развитии ПОУГ известно достаточно давно (Смирнов В.Б., 1975; Затулина Н.И., 1979; Нестеров А.П., 1982; Сеннова Л.Г., 1983; Бунин А.51., 2000). Однако структурная дезорганизация была обнаружена и в склере (Андреева Л.Д., Бару Е.Ф., 1988). По результатам многолетних исследований, Н.И. Затулина, Н.В. Панормова, Л.Г. Сеннова (2000) пришли к выводу, что «начальным звеном в патогенезе ПОУГ является нарастающая дезорганизация, деструкция соединительной ткани, как переднего, так и заднего отрезков глаза».

Ключевую роль в организации соединительной ткани играет экстрацеллю-лярный матрикс (ЭЦМ). Среди основных компонентов ЭЦМ особый интерес вызывают структурный фибриллярный белок коллаген, представленный разными генетическими типами, гликопротеин фибронектин (ФН), гликозаминогликаны (ГАГ). Коллаген I, II и III типов в органах и тканях, испытывающих постоянную или периодическую механическую нагрузку, в составе волокон обеспечивает каркасную функцию. Изменение соотношения типов коллагена в тканевой структуре приводит к нарушению механической устойчивости (Никитин В.Н., Перский Е.Э., Утевская Л.А., 1977; Серов В.В., Шехтер А.Б., 1981; Albon J. et al., 2000).

Коллаген собственного вещества склеры относится к I, VI, VIII типам при доминирующем преобладании в ней коллагена I типа; в эписклере представлен коллаген III типа (Серов В.В., Шехтер А.Б., 1981; Вит В.В., 2003). Разницы по типовому составу коллагена склеры между передним и задним отделами глазного яблока нет (Keeley F., Morin T., Vaseley S., 1984).

Регуляторную и стабилизирующую функции в межклеточных взаимодействиях выполняет ФН, который является общей адгезивной молекулой для соединительной ткани (тканевая форма), плазмы крови и других биологических жидкостей (плазменная форма) (Стуров В.Г., 2003). Содержание ФН в трабекулярном аппарате глаза при ПОУГ повышено (Бродская М.В., Бабижаев М.А., Ермолин Г.А., 1988).

Метаболизм основных компонентов ЭЦМ при ПОУГ нарушен (Касавина Б.С., Винецкая М.И., 1976; Лебедев О.И., 1990; Степанова Е.А., 2006; Farndale R. et al., 1986; Tezel G., 2005).

Также известно, что у больных глаукомой выявляются те или иные иммунные сдвиги. Определены, в частности, изменения антигенной структуры трабеку-лярных тканей, обнаружено повышение содержания аутоантител к ГАГ, ДНК и РНК, коллагену (Захарова И.А., 1988; Краморенко Ю.С., 1992; Балашова JI.M., 1998; Ловпаче Д.Н., 2000; Курышева Н.И., 2006; Tezel G., Edward D„ Wax M., 1999; Репа J. et al., 2001), показан ряд других нарушений.

Склера, испытывая постоянное воздействие давления изнутри, имеет необходимый диапазон прочностных и эластических свойств. Однако при ПОУГ биомеханические характеристики фиброзной капсулы глаза изменяются (Страхов В.В., Алексеев В.В., 2009; Sigal I. et al., 2004; Burgoyne С. et al., 2005).

Таким образом, для склеры при ПОУГ актуальными представляются инволюционно-дистрофический, метаболический, аутоиммунный, типогенетический, биомеханический факторы.

Цель исследования - комплексное изучение (морфологическое, иммунологическое, биомеханическое) соединительной ткани склеры при ПОУГ для оценки патогенетической и диагностической значимости в глаукомном процессе скле рального компонента.

Задачи исследования:

1. Изучить иммуногистохимичеекие особенности соединительной ткани склеры больных ПОУГ в сравнении со склерой лиц пожилого возраста: накопление коллагена I и III типов, ФН, ГАГ.

2. Изучить взаимосвязь между структурной дезорганизацией склеры глау-комных глаз и особенностями накопления коллагена I и III типов, ФН, ГАГ.

3. Изучить концентрации антител к коллагену I, III типов, содержание ФН в сыворотке крови (CK) и слезной жидкости (СЖ) и сопоставить их с выраженностью иммуноморфологических изменений в склере, клиническими характеристиками ПОУГ (стадия, длительность заболевания, тип течения).

4. Изучить взаимосвязи между иммуноморфологическими изменениями склеры больных ПОУГ и клинико-биомеханическими показателями фиброзной капсулы глаза при различном клиническом течении глаукомного процесса.

Научная новизна

При комплексном изучении склеральных образцов (иммуногистохимический, гистохимический, гистологический методы) впервые установлена специфика иммуноморфологических изменений соединительной ткани склеры при ПОУГ. Показано, что интенсивное очаговое накопление коллагена I, III типов, ФН и ГАГ соответствует слоям с наиболее выраженными структурными изменениями склеры и может свидетельствовать об имеющейся взаимосвязи при ПОУГ между процессом дезорганизации и метаболическими нарушениями в склеральной ткани.

У больных ПОУГ в собственном веществе склеры впервые обнаружено очаговое накопление несвойственного коллагена III типа. Выявленное изменение типового состава коллагена склеры и интенсивная очаговая экспрессия коллагена I типа, ФН и ГАГ показывают, что метаболические изменения в соединительной ткани склеры при ПОУГ отличаются от инволюционных и имеют специфическую природу.

При ПОУГ впервые установлена взаимосвязь между повышенным содержанием антител к коллагену III типов IgG в СЖ и выраженностью его накопления в склере, определена зависимость между содержанием антител к коллагену III типа в CK и длительностью заболевания.

Впервые установлена взаимосвязь интенсивности экспрессии тканевой формы ФН в склере с прогрессированием глаукомного процесса, содержания плазменной формы ФН в СК с длительностью заболевания, что может свидетельствовать о существенной роли ФН в патогенезе ПОУГ.

Впервые при ПОУГ установлена взаимосвязь между морфологическими проявлениями метаболических нарушений в склеральной ткани и биомеханическими характеристиками фиброзной капсулы глаза, влияющими на тип течения глаукомного процесса.

Комплексный анализ полученных результатов свидетельствует о высокой патогенетической и диагностической значимости в глаукомном процессе склерального компонента.

Практическая значимость

Результаты проведенного исследования расширяют возможности диагностики и лечения больных ПОУГ.

Предложенный иммуногистохимический маркер, характеризующийся совокупностью специфических изменений в склере глаукомного глаза, является новым диагностическим признаком ПОУГ, дополнительной основой для интерпретации нарушений биомеханических характеристик фиброзной капсулы и клинических проявлений глаукомного процесса.

Выявленные при ПОУГ метаболические нарушения в соединительной ткани склеры обосновывают целесообразность изучения клинической эффективности использования в лечении ПОУГ средств медикаментозной коррекции обмена коллагена и других компонентов ЭЦМ измененной соединительной ткани склеры.

Основные положения, выносимые па защиту

1. При ПОУГ имеется специфика иммуноморфологических изменений соединительной ткани склеры, выражающаяся в интенсивном очаговом накоплении коллагена I, III типов, ФН и ГАГ в средних и глубоких слоях структурно измененной склеральной ткани, что может свидетельствовать об имеющейся взаимосвязи между процессом дезорганизации и метаболическими нарушениями в соединительной ткани склеры глаукомных глаз.

2. Типовой состав коллагена склеры при ПОУГ изменен. Выявление в собственном веществе склеры коллагена III типа, несвойственного возрастной норме, и повышенная концентрация в СЖ антител к нему, интенсивная очаговая экспрессия в склеральной ткани коллагена I типа, ФН и ГАГ, взаимосвязь между содержанием в CK плазменной формы ФН и длительностью заболевания показывают, что метаболические нарушения при ПОУГ имеют специфическую природу и отличаются от инволюционных процессов. Важная роль в дезорганизации соединительной ткани склеры при ПОУГ принадлежит коллагену III типа и ФН.

3. Иммуиоморфологические изменения в соединительной ткани склеры при ПОУГ, нарушения клинико-биомеханических характеристик фиброзной капсулы глаза и тип течения глаукомного процесса взаимосвязаны.

4. Совокупность иммуноморфологических изменений и биомеханических нарушений склеры, сопровождающихся локальными и системными проявлениями и оказывающих влияние на клиническое течение глаукомного процесса, может быть представлена понятием «склеральный компонент», который следует рассматривать одним из патогенетических звеньев ПОУГ. Полученные результаты целесообразно использовать как дополнительные основания для разработки новых средств метаболической коррекции измененной склеральной ткани в лечении ПОУГ.

Внедрение результатов работы в практику

Результаты исследования внедрены в практику работы отделения глаукомы ФГУ «Московский НИИ глазных болезней им. Гельмгольца Росмедтехнологий», в учебный и клинический процессы кафедр и клиник глазных болезней Ярославской государственной медицинской академии, Воронежского государственного медицинского университета.

Апробация работы

Материалы работы и основные положения диссертации доложены на IV Всероссийской научной конференции молодых ученых с участием иностранных специалистов «Актуальные проблемы офтальмологии» (Москва, 2009), VIII Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Федоровские чтения-2009» (Москва, 2009), XIV Международной научно-практичес-кой конференции «Пожилой больной. Качество жизни» (Москва, 2009), VIII Международной конференции «Глаукома: теории, тенденции, технологии. HRT Клуб

7

Россия-2009» (Москва, 2009), межотделенческой конференции Московского НИИ глазных болезней им. Гельмгольца (Москва, 2010).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 14 работ, из них три - в центральных научных журналах.

Структура и объем диссертации

Диссертация изложена на 145 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, четырех глав собственных исследований, заключения, выводов и практических рекомендаций. Работа иллюстрирована 17 таблицами и 43 рисунками. Список литературы содержит 211 источников, из них 108 -отечественных и 103 - иностранных.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Материал и методы исследования

Общая характеристика пациентов и материала для исследования, критерии отбора и принципы формирования групп

Работа выполнялась на базе отделения глаукомы Института (руководитель -д.м.н. O.A. Киселева). Все обследованные нами пациенты представляли две основные категории - с установленным диагнозом первичной открытоугольной глаукомы и без диагноза ПОУГ.

Из больных ПОУГ было отобрано 65 человек (33 женщины и 32 мужчины), имеющих II и III стадии на одном или обоих глазах при медикаментозной нормализации ВГД. Эти наблюдения составили 1-ю (основную) исследовательскую группу. Распределение по стадиям ПОУГ представлено следующим образом: II ст. - 69 глаз, III ст. - 36 глаз; подозрение на глаукому (фактор риска по другому глазу) - 7 и I ст. - 18 глаз.

Дополнительными критериями отбора служили отсутствие какой-либо иной манифестной офтальмопатологии, а также анамнестических данных о болезня соединительной ткани. Возраст больных находился в диапазоне 48-76 лет (сред ний 62,7 ± 2,5 лет). Сопутствующая общесоматическая патология имела преиму щественно возрастной характер и была представлена, в основном, ишемическо"

болезнью сердца, атеросклеротнческнми поражениями, гипертонической болезнью 1-Й стадий, остеохондрозом. Допустимая при отборе сопутствующая офталь-мопатология - начальная катаракта. Сроки наблюдения составили от 1,5 до 3 лет (с ретроспективной оценкой по анамнестическим документированным данным -до 5 лет).

Всем пациентам при поступлении и в динамике проводилось стандартное офтальмологическое обследование с дополнительным выполнением специальных исследований (статическая компьютерная периметрия, конфокальная лазерная сканирующая офтальмоскопия), определением биомеханических характеристик фиброзной капсулы глаза. Также у всех больных этой группы производился забор крови и СЖ и у большей части - образцов склеры, полученных в ходе антиглау-комных операций (при условии отсутствия в анамнезе каких-либо офтальмохи-рургических вмешательств). Склеральный материал для морфологического исследования фиксировали в формалине и заключали в парафин. В пред- и послеоперационном периоде ведение больных было стандартным.

В зависимости от характера клинического течения ПОУГ - по критерию ста-билизации/прогрессирования глаукомного процесса (диагностические критерии приведены ниже) - были сформированы две подгруппы. В первую из них — со стабилизированной глаукомой (подгруппа 1-А) - включены 38 больных, у которых при диагностике клинических данных за прогрессирование получено не было (всего 76 глаз). К подгруппе 1-Б - с прогрессированием процесса - были отнесены 27 человек. В этой подгруппе 14 пациентов имели прогрессирующий характер глаукомы на обоих глазах (28 глаз) и 13 - только на одном (13 глаз): всего 41 глаз. Состояние еще 13 парных глаз у пациентов этой подгруппы не соответствовало критерию «прогрессирование», поэтому такими наблюдениями была дополнена другая выборка. Таким образом, общую выборку «стабилизация» составили 89 наблюдений (76 +13 глаз), выборку «прогрессирование» -41 наблюдение/глаз. По уровню ВГД они в целом оказались сопоставимы: 23,7 ± 1,98 и 25,4 ± 2,31 мм рт. ст. (по Маклакову). Операция была выполнена на 67 глазах. Основанием для хирургического лечения считали клиническое прогрессирование процесса, а также гипотензивную цель, в том числе и как альтернативу гипотензивной медикаментозной терапии. Пробы СК и СЖ, склеральные образцы были разделены для ана-

лиза и обработки в соответствии с изложенным выше принципом, однако полученные при исследованиях данные анализировались по каждому пациенту индивидуально, с учетом всей совокупности клинических особенностей в каждом конкретном случае.

Во 2-ю, дополнительную, группу (группа сравнения) - для возможности непосредственного сопоставления результатов применяемых методик - были включены 35 пациентов (70 глаз), не имеющих диагноз ПОУГ, но аналогичных с 1-й группой по сопутствующей патологии и возрасту (в среднем он составил 64,1 ± 2,7 лет). ВГД соответствовало нормальным значениям (21,3 ± 1,82 мм рт. ст. по Мак-лакову). Лиц с системными заболеваниями соединительной ткани и сахарным диабетом, с миопией более 3-х дптр, при стойком снижении зрительных функций из-за патологии сетчатки и зрительного нерва (в частности, при возрастной маку-лодистрофии, передней ишемической нейропатии и др.) в группу не включали. У всех этих пациентов также производился забор крови и СЖ.

Для изучения склеральных образцов нами проведены иммуноморфологиче-ские исследования, для тестирования проб CK и СЖ - иммунологические, для получения биомеханических характеристик фиброзной капсулы глаза - клинико-биомеханические.

Клинико-диагностические методы исследований

Стандартные офтальмологические методы исследований", визо- и рефрактометрия, тонометрия по Маклакову, тонография, биомикроскопия, гониоскопия, офтальмоскопия, кинетическая периметрия.

Специальные офтальмологические методы исследований (для уточнения стадии и динамики глаукомного процесса): статическая компьютерная периметрия (анализатор Humphrey Visual Field Analyzer II - HFA II), конфокальная лазерная сканирующая офтальмоскопия (прибор Heidelberg Retina Tomograph II фирмы Heidelberg Engenering - HRT-II).

Для уточняющей оценки стадии ПОУГ и определения прогрессирующего характера процесса использовали данные конфокальной лазерной сканирующей офтальмоскопии и статической компьютерной периметрии в динамике, а также результаты стандартного офтальмологического обследования (офтальмоскопическая

оценка диска, состояние периферических границ, электрическая чувствительность (ЭЧ) и др.) и объективные данные из амбулаторных карт.

В качестве наиболее значимых выбрали морфометрические параметры диска зрительного нерва (ДЗН), ретинотомографические показатели перипапиллярной зоны и состояние полей зрения (по данным анализатора Humphrey и кинетической периметрии). В качестве функциональных критериев рассматривались периметрические изменения: сужение периферических границ полей зрения, увеличение количества и размеров локальных дефектов в центральном поле зрения (ЦПЗ) по индексу PSD, снижение светочувствительности сетчатки по индексу MD. Сроки наблюдения составили 1,5 до 3 лет (с учетом анамнестических данных - до 5 лет). Клинико-морфологическими критериями прогрессирования считали увеличение хотя бы одного из осевых размеров (Linea Cap/Disk Ratio) и относительной площади экскавации (Cup/Disk Area Ratio) или нейро-ретинального пояска (НРП), а также изменение толщины слоя нервных волокон сетчатки (СНВС), расширение зоны перипапиллярной атрофии, наличие кровоизлияний на поверхности или по краю ДЗН.

Морфологические методы исследований

Исследования выполнялись в отделении патологической анатомии и гистологии глаза Института (руководитель - засл. деятель науки РФ, д.м.н., проф. И.П. Хорошилова-Маслова) при участии к.б.н. Л.Д. Андреевой.

Для комплексной оценки склеральной ткани были использованы иммуноги-стохимический, гистохимический и гистологический методы.

Материалом для исследования служили образцы склеры больных ПОУГ, полученные в ходе антиглаукомных операций, и образцы склеры глаз из архивного материала (26 и 10 образцов, соответственно). Биоптаты фиксировали в нейтральном 10%-ном забуференном формалине, заключали в парафин, готовили срезы. Подготовленные препараты склеры изучали под световым микроскопом Leica при разных увеличениях, производили фоторегистрацию.

Иммуногистохимический метод (для оценки характера накопления белков). Использовали типоспецифические моноклональные антитела к коллагену I, III типов и ФН фирмы «ИМТЕК» (Россия).

Гистохимический метод (для оценки характера накопления ГАГ). Проводили реакцию с альциановым синим.

Гистологический метод (для оценки структуры ткани). Препараты окрашивали гематоксилином и эозином.

Иммунологические методы исследований

Исследования проводились в лаборатории иммунологии и вирусологии Института (руководитель - д.б.н., проф. О.С. Слепова) при участии д.м.н., проф. JI.E. Теплинской и лаборатории иммунохимической диагностики (руководитель -д.м.н. Н.Е. Ястребова) ГУ НИИ вакцин и сывороток им. И.И. Мечникова РАМН при участии к.м.н. Н.П. Ванеевой.

Материалом для исследования служили 125 образцов СК (90/35) и 245 образцов СЖ (175/70) больных ПОУГ и группы сравнения.

Методом иммуноферментного анализа (ИФА) определяли уровни ФН и ау-тоантител к коллагену I, III типов в СК и СЖ. Использовали тест-системы фирмы «ИМТЕК» (Россия).

Расчеты проводили по оригинальной формуле: qj-j дн

ОП ср. (гр. К)+ 0,15 (0,05), где ОП Ан. - оптическая плотность (ОП) анализируемого образца; ОП ср. (гр. К) -средняя ОП для группы сравнения; 0,15 (0,05) - коэффициент, суммированный со средними значениями ОП в группе сравнения, определяющий точку отсечения отрицательных показателей для СК и СЖ.

Клшшко-биомеханические методы исследований

Для клинической оценки состояния соединительной ткани склеры и получения основных биомеханических характеристик фиброзной капсулы глазного яблока использовали анализатор биомеханических свойств глаза Ocular Response Analyzer (ORA), Reichert.

Методы статистической обработки.

Статистическая обработка материалов исследования проводилась на персональном компьютере с использованием пакетов прикладных программ STAT-GRAFICS 7.0, DATA ANALIZER табличного процессора Exellfor WindowsХР.

Результаты исследований

Морфологическая оценка склеры

Комплексное изучение склеральных образцов позволило установить специфику патоморфологических изменений соединительной ткани склеры при ПОУГ.

Иммуногистохилшческие исследования

В склере глаукомных глаз в сравнении со склерой лиц пожилого возраста были выявлены существенные отличия в характере накопления изучаемых компонентов ЭЦМ: коллагена I и III типов, ФН.

Характер накопления в склеральной ткани коллагена.

Коллаген I типа. Этот тип коллагена выявлялся как при ПОУГ, так и в группе сравнения. Однако в склеральной ткани глаукомных глаз обнаружен особый характер его распределения - выраженная иммунореактивность в средних и глубоких слоях. Накопления коллагена имели вид грубых глыбистых образований, которые, сливаясь, представляли собой очаговые уплотненные массы желтовато-коричневого цвета.

В склеральных образцах группы сравнения, в отличие от глаукомных глаз, отмечалась равномерная мелкозернистая экспрессия коллагена I типа во всех слоях склеры (Табл. 1).

Таблица 1

Степень накопления антител к коллагену в слоях склеры в норме (склера лиц пожилого возраста) и при ПОУГ

Слои склеры Коллаген I типа Коллаген III типа

ПОУГ Группа сравнения ПОУГ Группа сравнения

Эписклера + + + +

Средние и глубокие (собственно склера) +++ ++ +++ -

Коллаген III типа. У больных ПОУГ в собственном веществе склеры впервые было обнаружено выраженное накопление коллагена III типа, несвойственного для него в норме. Распределение коллагена имело специфику - на фоне единичных иммунореактивных волокон в наружных склеральных слоях интенсивная экс-

прессия распространялась на средние и глубокие, где этот тип коллагена был представлен в виде грубых глыбистых очагов.

В группе сравнения коллаген III типа выявлялся только в эписклере, а также в виде тонкой полоски вдоль бурой пластинки. В средних и глубоких слоях склеры коллаген этого типа обнаружен не был (Рис. 1 А, Б).

Рис. 1. Накопление коллагена III типа в переднем отделе склеры.

ИГХ. Парафиновые срезы. Биотин-стрептавидиновый пероксидазный метод.

А - Первичная открытоугольная глаукома. Очаговая экспрессия коллагена III типа в коллагеновых волокнах средних и глубоких слоев склеры. Ув. 200.

Б - Склера лиц пожилого возраста. Коллаген III типа в коллагеновых волокнах эписклеры. Ув. 200.

Характер накопления в склеральной ткани фибронектина.

При ПОУГ в изучаемых склеральных образцах было обнаружено интенсивное накопление ФН с особым характером экспрессии по слоям. Доминирующая локализация накопления ФН соответствовала средним и глубоким слоям склеры. Выявляемые иммуногистохимически отложения этого гликопротеина, сопровождающие коллагеновые структуры ЭЦМ, имели очаговый характер, вид зернистых и зернисто-волокнистых уплотненных масс желтовато-коричневого цвета (Рис. 2 А, Б).

В образцах склеры группы сравнения ФН был представлен равномерным и -мелкозернистым накоплением в наружных слоях и встречался в виде следов в средних и глубоких слоях.

Полученные данные свидетельствуют об участии тканевой формы ФН в патологических процессах, происходящих при глаукоме в склере, и его существенной роли в патогенезе ПОУГ.

f

Рис. 2. Накопление фибронектина в переднем отделе склеры.

ИГХ. Парафиновые срезы. Биотин-стрептавидиновый пероксидазный метод. А - Первичная открытоугольная глаукома. Активная экспрессия фибронектина в средних и глубоких

слоях склеры. Ув. 200. Б - Склера лиц пожилого возраста. Фибронектин в наружных слоях склеры. Ув. 150.

Таким образом, проведенные иммуногистохимические исследования склеральных образцов позволили впервые установить отличительные особенности характера накопления коллагена I, III типов и ФН при ПОУГ - активную очаговую экспрессию этих компонентов ЭЦМ в средних и глубоких слоях склеры.

Гистохимические исследования

Характер накопления в склеральной ткани гликозаминогликанов. По результатам гистохимических исследований было установлено, что при ПОУГ происходит интенсивное очаговое накопление свободных ГАГ в средних слоях склеры. В склеральных образцах группы сравнения экспрессия ГАГ была выражена слабо и представлена равномерно в наружных и средних слоях при незначительном усилении в глубоких.

Гистологические исследования

Характер структурной дезорганизации склеральной ткани. В исследуемых образцах склеры больных ПОУГ дезорганизация выявлялась в виде неравномерного уплотнения соединительной ткани. При этом изменения оказались наиболее выраженными в средних и глубоких слоях склеры. В средних слоях среди волокнистых структур встречались необычные образования в виде за-

крученных волокон («завитой» коллаген), описанные ранее при ПОУГ в трабекуле (Нестеров А.П., 1982; Vegee Т., Ringvold А., 1971) и склере (Андреева Л.Д., Бару Е.Ф., 1988). Клеточные элементы были представлены в незначительном количестве фиброцитами, среди них встречались гибнущие клетки с пикнотическими, разрушенными ядрами.

Проведенные гистологические исследования показали, что места активного накопления коллагена I, III типов, ФН и ГАГ соответствуют наиболее значительным нарушениям структурной организации склеры глаукомных глаз.

Таким образом, в соединительной ткани склеры при ПОУГ определяются взаимосвязи между обменными нарушениями и дезорганизацией, что отличает эти процессы от изменений инволюционного характера.

Результаты иммунологических исследований

Сыворотка крови. В CK больных ПОУГ и лиц из группы сравнения антитела к коллагену I типа IgG и Ig А (Ат К I - IgG; Ат К I - IgA) обнаруживались во всех образцах. В группе больных ПОУГ концентрация Ат КI - IgG составила в среднем 54,9 ± 2,6 усл. ед., средняя концентрация Ат КI - IgA - 20,1 ± 2,0 усл. ед. (Табл. 2). В группе сравнения средние значения Ат К I - IgG и Ат К I - IgA составляли в среднем 62,5 ± 9,5 усл. ед. и 25,0 ± 9,8 усл. ед., соответственно. Антитела к коллагену III типа IgG и IgA (Ат К III - IgG; Ат К III - IgA) были обнаружены также у всех обследованных из обеих групп. В группе больных ПОУГ концентрация Ат К III - IgG составляла в среднем 93,2 ± 3,3 усл. ед., средняя концентрация Ат К III -IgA - 30,2 ± 2,4 усл. ед. В группе сравнения концентрации Ат К III - IgG, Ат К III -IgA составляли 84,5 ± 3,5 усл. ед. и 22,0 ± 3,3 усл. ед., соответственно. Как показала статистическая обработка, существенных различий между группами по показателям концентраций антител к коллагену I, III типов IgG и IgA в CK не оказалось, за исключением Ат К III - IgA, где различия определились на уровне статистических тенденций.

Слезная жидкость. В СЖ глаз обеих групп Ат К I - IgG обнаруживались во всех образцах: в глазах больных ПОУГ концентрация Ат К I - IgG составила в среднем 11,10 ± 0,17 усл. ед., в группе сравнения - 8,29 ± 1,57 усл. ед. При ПОУГ Ат КI - IgA определялись в 25,0% глаз, у лиц из группы сравнения - в 27,9%, при

этом средние концентрации составили 5,44 ± 2,0 усл. ед. и 10,29 ± 4,67 усл. ед., соответственно. У больных ПОУГ Ат К III - IgG обнаруживались в 98,3% глаз и во всех образцах группы сравнения: средние концентрации при ПОУГ составили 19,50 ± 1,45 усл. ед. и были достоверно выше (р>0,05), чем в группе сравнения -12,10 ± 1,59 усл. ед.). Ат К III - IgA в группе ПОУГ определялись в 78,9% глаз при средних концентрациях 6,68 ± 1,04 усл. ед. и в 64,7% глаз в группе сравнения, составляя в среднем 11,80 ± 1,47 усл. ед. Достоверность различий оказалась на уровне статистических тенденций (р=0,08).

Таблица 2

Концентрации антител к коллагену I, III типов и содержание ФН в CK и СЖ больных ПОУГ и группы сравнения

Показатель Образцы СК/СЖ Больные ПОУГ Группа сравнения Достоверность различий, р

Ат КI - IgG, усл. ед. CK 54,9 ± 2,6 62,5 ± 9,5 0,28

СЖ 11,10 ± 0,17 8,29 ± 1,57 0,13

Ат К I - IgA, усл. ед. CK 20,1 ±2,0 25,0 ± 9,8 0,45

СЖ 5,44 ±2,0 10,29 ±4,67 0,47

Ат К III - IgG, усл. ед. CK 93,2 ± 3,3 84,5 ± 3,5 0,28

СЖ 19,50 ± 1,45 12,10 ± 1,59 0,008

Ат К III - IgA, усл. ед. CK 30,2 ± 2,4 22,0 ±3,3 0,09

СЖ 6,68 ± 1,04 11,80 ± 1,47 0,08

Фибронектин, мкг/мл CK 311,1 ±7,7 296,7 ± 13,1 0,40

СЖ 1,11 ±0,22 1,65 ±0,61 0,24

усл.ед.25

20 15 10 5 0

Рис. 3. Содержание антител к коллагену I, III типов IgG в слезной жидкости.

.................. ........................................

и коллаген 1 типа

щш И коллаген III типа

t if

ПОУГ гРУ"па сравнения

Таким образом, в СЖ достоверные различия между группами были установлены по концентрациям Ат К III - IgG. По показателю Ат К III - IgA различия определились на уровне статистических тенденций. При этом по IgG аутоиммунные реакции к коллагену III типа были более выраженными, чем к коллагену I типа {Рис. 3).

Сравнительное изучение при ПОУГ содержания антител к коллагену III типа в СЖ и степени его накопления в склере выявил достоверную взаимосвязь: более выраженному накоплению в склере соответствовали более высокие концентрации антител (Рис. 4).

усл. ед.

++ умеренное накопление коллагена III типа в склере

Рис. 4. Сравнительная оценка значений концентраций антител к коллагену III типа IgG в СЖ

и степень накопления коллагена III типа в склере глаукомных глаз.

Результаты дисперсионного анализа моделей влияния стадии, длительности заболевания и типа течения ПОУГ на уровень антител к коллагену I, III типов в СК и СЖ показали, что наиболее значимой являлась взаимосвязь, отражающая длительность глаукомы и содержание антител к коллагену III типа в СК (Табл. 3).

Фибронектин в сыворотке крови и слезной жидкости. Наличие ФН определялось в СК у всех обследованных лиц из обеих групп. У больных ПОУГ его содержание составляло в среднем 311,1 ±7,7 мкг/мл, что соответствует диапазону нормальных показателей (200-400 мкг/мл).

В группе сравнения концентрации ФН также находились в пределах нормальных значений и составляли в среднем 296,7 ±13,1 мкг/мл. Статистически достоверной разницы между группами не установлено (Табл. 2).

Результаты дисперсионного анализа моделей влияния стадии, длительности заболевания и типа течения глаукомы на уровень антител к коллагену III типа IgG в CK и СЖ больных ПОУГ

ПОУГ модель влияния Ат К III -IgG в образцах Достоверность модели, р Коэффициент детерминации, D Сила взаимосвязи, г

Стадия СК 0,69 0,017 0,13

СЖ 0,73 0,019 0,14

Длительность СК 0,043 0,09 0,30

СЖ 0,57 0,03 0,17

Тип течения СК 0,09 0,054 0,23

СЖ 0,88 0,004 0,06

В СЖ у больных глаукомой ФН выявлялся только в 35,1% глаз при концентрации 1,11 ± 0,22 мкг/мл. При этом более 60% всех позитивных тестов оказалось в диапазоне крайне малых значений, не превышающих 0,5 мкг/мл, остальные значения имели низкий уровень встречаемости.

В группе сравнения ФН обнаруживался значительно чаще - в 69,2% глаз, при средней концентрации 2,03 ± 0,62 мкг/мл, однако статистически достоверной разницы по содержанию также нет.

Полученные результаты дают основание полагать, что при глаукоме, в отличие от группы сравнения, может происходить переход растворимой формы ФН в тканевую.

Результаты дисперсионного анализа моделей влияния стадии, длительности и типа течения глаукомы на уровень ФН в СК и СЖ показали, что наиболее значимой являлась взаимосвязь, отражающая длительность ПОУГ и содержание ФН в СК (Табл. 4).

Таким образом, при ПОУГ имеется взаимосвязь между повышенным содержанием антител к коллагену III типов в СЖ и выраженностью его накопления в склере, определяется зависимость между содержанием антител к коллагену III типа в СК и длительностью заболевания, взаимосвязь интенсивности экспрессии тканевой формы ФН в склере с прогрессированием глаукомного процесса, содержанием плазменной формы ФН в СК - с длительностью заболевания.

Результаты дисперсионного анализа моделей влияния стадии, длительности заболевания н типа течения глаукомы на уровень ФН в СК и СЖ больных ПОУГ

ПОУГ модель влияния ФН в образцах Достоверность модели, р Коэффициент детерминации, D Сила взаимосвязи, г

Стадия CK 0,85 0,0093 0,096

СЖ 0,38 0,04 0,20

Длительность CK 0,024 0,11 0,31

СЖ 0,139 0,068 0,26

Тип течения CK 0,069 0,061 0,25

СЖ 0,86 0,004 0,06

Полученные результаты могут свидетельствовать о существенной роли коллагена III типа и ФН в патогенезе ПОУГ.

Клинико-биомеханическая диагностика и оценка значимости склерального компонента в глаукомном процессе

Склера, выполняющая каркасную функцию, имеет биологически целесообразный диапазон прочностных и эластических свойств, что обеспечивает в норме необходимую устойчивость и адаптацию к физиологическим нагрузкам, ее участие в регуляции ВГД.

При сравнительном изучении иммуноморфологических изменений соединительной ткани склеры при ПОУГ в 1-А и 1-Б подгруппах с различным типом течения процесса (стабилизация, прогрессирование) было установлено, что среди основных компонентов ЭЦМ соединительной ткани достоверные различия между подгруппами определялись по ФН. В частности, в 72% анализируемых наблюдений с прогрессированием ПОУГ степень накопления тканевой формы ФН в склере оценивалась как выраженная, в остальных наблюдениях - как умеренная. Эти склеральные образцы характеризовались более выраженными деструктивными изменениями фибриллярных структур и основного вещества.

Была установлена взаимосвязь между биомеханическими характеристиками фиброзной капсулы глаза и типом течения ПОУГ. Из исследуемых нами биомеханических показателей наиболее значимым оказался корнеальный гистерезис (КГ).

В подгруппе больных с нестабилнзированной глаукомой (1-Б) средние значения КГ составили 6,7 ± 1,4 мм рт. ст, при стабилизации процесса (подгруппа 1-А) эти показатели находились в пределах 9,5 ± 1,3 мм рт. ст. На наш взгляд, это может быть обусловлено как нарушением обменных процессов (очаговое накопление несвойственного слоям собственного вещества склеры коллагена III типа, повышенная экспрессия в средних и глубоких слоях коллагена I типа и адгезивного белка ФН), так и структурной дезорганизацией соединительной ткани. Таким образом, патоморфологические изменения склеральной ткани могут через нарушения биомеханики фиброзной капсулы глаза влиять на клиническое течение глаукомного процесса.

Эти взаимосвязи, возможно, объясняются следующими обстоятельствами. Все большее значение в патогенетических механизмах развития ГОН и прогрес-сирования глаукомного процесса придается особой структуре склеры - решетчатой пластинке (РП). Изменения в РП ДЗН, по мнению ряда авторов, представляются определяющим фактором в клиническом течении ПОУГ. Основным компонентом волокнистых структур РП является коллаген (Goldman М. et al., 1989), при этом коллаген I типа обеспечивает прочность, коллаген III типа и эластин - эластичность (Hernandes М., 1998). Известно, что к нарушению механической устойчивости ткани приводят изменения соотношения в ней типов коллагена (Никитин В.Н. и соавт., 1977; Серов В.В., Шехтер А.Б., 1981; Albon J. et al., 2000) и его распределение в ткани по толщине (Parry D., 1988; Ottani V. et al., 2001). Отличий по типовому составу коллагена склеры между передним и задним отделами нет (Кее-ley F., Morin Т., Vaseley S., 1984), каркасную основу РП образуют глубокие слои склеры (Вит В.В., 2003). При этом, согласно нашим результатам, наиболее выраженные метаболические (накопление коллагена III типа, интенсивная очаговая экспрессия и перераспределение коллагена I типа, ФН, ГАГ) и структурные нарушения при ПОУГ локализуются в средних и глубоких слоях склеры.

Можно предположить, что при ПОУГ в РП происходят процессы, аналогичные тем, что описаны нами в склере, которые приводят к уменьшению механической устойчивости РП к деформации и, следовательно, к компрессии волокон зрительного нерва и развитию ГОН. Это согласуется с предложением выделять так называемую мембранодистрофическую форму первичной глаукомы (Волков

В.В., 2004) и концепцией о системности поражения соединительной ткани глаза и существенной роли склеропатии в патогенезе ПОУГ (В.В. Страхов, В.В. Алексеев, 2009).

Таким образом, совокупность иммуноморфологических изменений и биомеханических нарушений склеры, сопровождающихся локальными и системными проявлениями, и оказывающих влияние на клиническое течение глаукомного процесса, может быть представлена понятием «склеральный компонент». Получены достаточно значимые основания, чтобы рассматривать склеральный компонент одним из звеньев патогенеза ПОУГ.

Учитывая патогенетические механизмы деструкции соединительной ткани склеры при ПОУГ, возможным и целесообразным направлением терапии могла бы стать метаболическая коррекция нарушенного обмена коллагена и других основных компонентов ЭЦМ соединительной ткани, что требует дальнейшего изучения.

ВЫВОДЫ

1. В соединительной ткани склеры при ПОУГ иммуногистохимически определяются изменения, связанные с обменом основных компонентов ЭЦМ: интенсивное очаговое накопление коллагена I, III типов, ФН и ГАГ.

Выявляемые изменения представлены в средних и глубоких слоях склеры.

2. Места активной экспрессии коллагена I, III типов, ФН и ГАГ в склеральной ткани глаукомных глаз соответствуют слоям, где наиболее выражены структурные изменения соединительной ткани, что может свидетельствовать о взаимосвязи между процессом дезорганизации и метаболическими нарушениями в склере при ПОУГ.

3. При ПОУГ в слоях собственного вещества склеры выявляется несвойственный для него коллаген III типа.

Измененный типовой состав коллагена склеры глаукомных глаз и интенсивная очаговая экспрессия коллагена I типа, ФН и ГАГ показывают, что метаболические нарушения в склеральной ткани при ПОУГ отличаются от инволюционных процессов, имеют специфическую природу и могут рассматриваться патогенетическим звеном. Важная роль в дезорганизации соединительной ткани склеры принадлежит коллагену III типа и ФН.

4. У больных ПОУГ концентрация в СЖ антител к коллагену III типа IgG повышена. Имеется взаимосвязь между уровнем антител и выраженностью накопления коллагена III типа в склере.

В CK определяется зависимость между содержанием плазменной формы ФН, антител к коллагену III типа и длительностью заболевания.

5. Патоморфологические изменения в соединительной ткани склеры при ПОУГ, нарушения биомеханических характеристик фиброзной капсулы глаза и тип течения глаукомного процесса взаимосвязаны.

Между интенсивностью экспрессии тканевой формы ФН в склере и прогрес-сированием заболевания имеется зависимость. Выраженным метаболическим нарушениям (усиленное накопление коллагена I, III типов и адгезивного белка ФН) и дезорганизации волокнистых структур соответствуют меньшие значения КГ (характеризует вязко-упругие свойства склеры): при стабилизации глаукомного процесса этот показатель составляет в среднем 9,5 ± 1,3 мм рт. ст., при нестабилизи-рованном течении - 6,7 ± 1,4 мм рт. ст., что может свидетельствовать о влиянии морфологических проявлений метаболических нарушений в склеральной ткани на биомеханические параметры фиброзной капсулы.

6. Иммуноморфологические и клинико-биомеханические изменения склеры, влияющие на особенности клинического течения глаукомного процесса, могут иметь в основе как генетическую предрасположенность и связанные с ней и инволюционными процессами нарушения фибриллогенеза, так и адаптационные механизмы на изменившуюся при ПОУГ механическую нагрузку на склеру с переключением синтеза коллагена с одного типа на другой. Этот вопрос требует дальнейшего изучения.

7. Полученные в работе результаты обосновывают целесообразность изучения клинической эффективности использования в лечении ПОУГ средств медикаментозной коррекции обмена коллагена и других компонентов ЭЦМ измененной соединительной ткани склеры.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Иммуногистохимический метод является информативным исследованием для определения в склере содержания коллагена и ФН, дает дополнительную диагностическую информацию.

2. Интенсивное очаговое накопление коллагена I и Ш типов, ФН и ГАГ в средних и глубоких слоях структурно измененной склеры можно расценивать как иммуногистохимический маркер склеры глаукомного глаза для уточняющей диагностики при исследовании склеральных образцов, иссекаемых по методике анти-глаукомных операций.

3. Повышенные концентрации антител к коллагену III типа в СЖ могут служить дополнительным диагностическим признаком глаукомного процесса.

4. Иммуногистохимическая диагностика является дополнительной основой для интерпретации биомеханических характеристик склеры при ПОУГ и клинических проявлений глаукомного процесса.

Список работ, опубликованных по теме диссертации

1. Журавлева А.Н. Аутоиммунные процессы при глаукоме II Офтальмоиммунология. Итоги и перспективы: Материалы научно-практической конференции, 22-23 ноября 2007 г., Москва (под ред. В.В. Нероева). - М.: МНИИГБ им. Гельмгольца, 2007. - С. 117-120.

2. Нероев В.В., Журавлева А.Н. Нарушения обмена основных компонентов соединительной ткани при глаукоме // Глаукома: теории, тенденции, технологии. НЛТ Клуб Россия - 2007: Сборник научных статей V Международной конференции, 7 декабря 2007 г., Москва (под ред. А.П. Нестерова). - М.: 2-й Центральный военный клинический госпиталь им. П.В. Мандрыка, Российское глаукомное общество, 2007. - С. 426-430.

3. Журавлева А.Н., Андреева Л.Д. Структурные и иммуногистохимичсские изменения склеры при первичной открытоугольной глаукоме // Российский общенациональный офтальмологический форум (РООФ): Сборник трудов научно-практической конференции с международным участием, 9-10 октября 2008 г., Москва (под ред. В.В. Нероева). - М.: МНИИГБ им. Гельмгольца, 2008. - С. 388-392.

4. Журавлева А.Н., Теплинская Л.Е. Показатели гуморального иммунитета у больных первичной открытоугольной глаукомой // Глаукома: теории, тенденции, технологии. НЯТ Клуб Россия - 2008: Сборник научных статей VI Международной конференции, 5 декабря 2008 г., Москва (под ред. А.П. Нестерова). - М.: 2-й Центральный военный клинический госпиталь им. П.В. Мандрыка, Российское глаукомное общество, 2008. - С. 240-243.

5. Журавлева А.Н., Андреева Л.Д. Иммуноморфологические особенности склеры при первичной открытоугольной глаукоме // Глаукома: теория и практика: Материалы научно-практической конференции офтальмологов Северо-Запада России, поев, памяти профессора А.Н. Добромыслова, 26-27 февраля 2009 г., Санкт-Петербург (под ред. В.Н. Алексеева и В.И. Садкова). - СПб: СПбГМА им. И.И. Мечникова, 2009. - С. 55-57.

6. Журавлева А.Н., Нероев В.В., Шустов Е.Б. Показатели местного и системного иммунного ответа на коллаген у больных первичной оифытоуголыюй глаукомой // VIII Всероссийская школа офтальмолога, 12-15 марта 2009 г., Москва: Сборник научных трудов (под ред. Е.А. Егорова). - М.: РГМУ, 2009. - С. 91-98.

7. Журавлева А.Н. Иммуногистохимические маркеры дезорганизации соединительной ткани склеры при глаукоме // IV Всероссийская научная конференция молодых ученых с участием иностранных специалистов «Актуальные проблемы офтальмологии», 30 июня 2009 г., Москва, ФГУ «МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова Росмедтехнологии»: Сборник научных работ (под ред. Х.П. Тахчиди). - М.: Изд-во «Офтальмология», 2009. - С. 36-39.

8. Журавлева А.Н., Нероев В.В. Показатели дезорганизации соединительной ткани склеры в оценке глаукомного процесса.// VIII Всероссийская научно-практическая конференция с международным участием «Федоровские чтения - 2009», 1-3 июля 2009 г., Москва, ФГУ «МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова Росмедтехнологии»: Сборник тезисов (под общей ред. Х.П. Тахчиди). - М.: Изд-во «Офтальмология», 2009. - С. 561-562.

9. Андреева Л.Д., Журавлева А.Н. Распределение основных типов коллагена в склере глау-комных глаз // Рос. офтальм. жури. - 2009. - Т. 2. - № 2. - С. 4-8.

10. Журавлева А.Н., Нероев В.В., Андреева Л.Д. Изучение фибронектина склеры при первичной открытоугольной глаукоме (Иммуногистохимическое исследование) // Вести, офтальмол. -2009.-Т. 125. 3. - С. 12-15.

11. Журавлева А.Н., Андреева Л.Д., Нероев В.В. Коллагеновая теория старения и генетический код в патогенезе глаукомы // Клиническая геронтология. - 2009. - Т. 15. - № 8-9. — С. 78. XIV Международная научно-практическая конференция «Пожилой больной. Качество жизни», 1-2 октября 2009 г., Москва.

12. Журавлева А.Н., Нероев В.В., Андреева Л.Д. Морфологические основы для клинических интерпретаций в изучении ПОУГ // Российский общенациональный офтальмологический форум (РООФ): Сборник трудов научно-практической конференции с международным участием, 8-9 октября 2009 г., Москва (под ред. В.В. Нероева). - М.: МНИИГБ им. Гельмгольца, 2009. — Т. 2. -С. 135.

13. Журавлева А.Н., Нероев В.В., Теплинская Л.Е., Андреева Л.Д. Изучение тканевого и плазменного фибронектина при первичной открытоугольной глаукоме // Офтальмология. -2009.-№3.- С. 15-19.

14. Журавлева А.Н. Склеральный компонент в глаукомном процессе // Глаукома: теории, тенденции, технологии. HRT Клуб Россия - 2009: Сборник научных статей VII Международной конференции, 4 декабря 2009 г., Москва (под ред. А.П. Нестерова). - М.: 2-й Центральный военный клинический госпиталь им. П.В. Мандрыка, Российское глаукомное общество, 2009. - С. 195-200.

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВГД - внутриглазное давление

ГАГ - гликозаминогликаны

ГОН - глаукомная оптическая нейропатия

ДЗН - диск зрительного нерва

ИГХ — иммуногистохимия

ИФА - иммуноферментный анализ

КГ - корнеальный гистерезис

ОП - оптическая плотность

ПОУГ - первичная открытоугольная глаукома

РП - решетчатая пластинка

СЖ - слезная жидкость

СК - сыворотка крови

ФН - фибронектин

ЭЦМ — экстрацеллюлярный матрикс

Подписано в печать 30.04.2010. Тираж 100 экз. Усл. п.л. 1,0. Заказ №820 Отпечатано в ООО «Копитан» 105062, г. Москва, ул. Машкова, 17

Актуальность проблемы. Слепота и слабовидение при глаукоме остается одной из нерешенных проблем современной офтальмологии (Либман Е.С., Шахова Е.В., 2005; Либман Е.С., 2009; Kingman S., 2004; Quigley Н., 2006).

В литературе представлено немало концепций патогенеза первичной от-крытоугольной глаукомы (ПОУГ), однако по отдельным его звеньям полной ясности по-прежнему нет (Нестеров А.П., 2008). Возможно, поэтому не удается часто решить основную задачу — предотвратить или остановить процесс глаукомной оптической нейропатии (ГОН): значительная часть больных глаукомой, несмотря на снижение внутриглазного давления (ВГД) до нормальных значений, продолжает терять зрительные функции (Волков В.В., 2008). Эта проблема и определяет актуальность дальнейшего поиска не раскрытых ранее патогенетических звеньев ПОУГ и возможностей воздействия на них.

Одно из направлений в изучении патогенеза ПОУГ представлено работами, в которых исследуется соединительная ткань глаза. О ведущей роли дистрофических изменений трабекулярного аппарата в нарушении гидродинамики и развитии ПОУГ известно достаточно давно (Смирнов В.Б., 1975; Затулина Н.И., 1979; Нестеров А.П., 1982; Сеннова Л.Г., 1983; Бунин А.Я., 2000). Однако структурная дезорганизация была обнаружена и в склере (Андреева Л.Д., Бару Е.Ф., 1988). По результатам многолетних исследований, Н.И. Затулина, Н.В. Панормова, Л.Г. Сеннова (2000) пришли к выводу, что «начальным звеном в патогенезе ПОУГ является нарастающая дезорганизация, деструкция соединительной ткани, как переднего, так и заднего отрезков глаза».

Ключевую роль в организации соединительной ткани играет экстрацеллю-лярный матрикс (ЭЦМ). Среди основных компонентов ЭЦМ особый интерес вызывают структурный фибриллярный белок коллаген, представленный разными генетическими типами, гликопротеин фибронектин (ФН), гликозаминог-ликаны (ГАГ). Коллаген I, II и III типов в органах и тканях, испытывающих постоянную или периодическую механическую нагрузку, в составе волокон обеспечивает каркасную функцию. Изменение соотношения типов коллагена в тканевой структуре приводит к нарушению механической устойчивости (Никитин В.Н., Перский Е.Э., Утевская Л. А., 1977; Серов В.В., Шехтер А.Б., 1981; Albon J. et al., 2000).

Коллаген собственного вещества склеры относится к I, VI, VIII типам при доминирующем преобладании в ней коллагена I типа; в эписклере представлен коллаген III типа (Серов В.В., Шехтер А.Б., 1981; Вит В.В., 2003). Разницы по типовому составу коллагена склеры между передним и задним отделами глазного яблока нет (Keeley F., Morin Т., Vaseley S., 1984).

Регуляторную и стабилизирующую функции в межклеточных взаимодействиях выполняет ФН, который является общей адгезивной молекулой для соединительной ткани (тканевая форма), плазмы крови и других биологических жидкостей (плазменная форма) (Стуров В.Г., 2003). Содержание ФН в трабе-кулярном аппарате глаза при ПОУГ повышено (Бродская М.В., Бабижаев М.А., Ермолин Г.А., 1988).

Метаболизм основных компонентов ЭЦМ при ПОУГ нарушен (Касавина Б.С., Винецкая М.И., 1976; Лебедев О.И., 1990; Степанова Е.А., 2006; Tezel G., 2006).

Также известно, что у больных глаукомой выявляются те или иные иммунные сдвиги. Определены, в частности, изменения антигенной структуры трабекулярных тканей, обнаружено повышение содержания аутоантител к ГАГ, ДНК и РНК, коллагену (Захарова И.А., 1988; Краморенко Ю.С., 1992; Балашова Л.М., 1998; Ловпаче Д.Н., 2000; Курышева Н.И., 2006; Tezel G., Edward D., Wax M., 1999; Репа J., Agapova О., 2001), показан ряд других нарушений.

Склера, испытывая постоянное воздействие давления изнутри, имеет необходимый диапазон прочностных и эластических свойств. Однако при ПОУГ биомеханические характеристики фиброзной капсулы глаза изменяются (Страхов В.В., Алексеев В.В., 2009; Sigal I. et al., 2005; Burgoyne С. et al., 2005).

Таким образом, для склеры при ПОУГ актуальными представляются инволюционно-дистрофический, метаболический, аутоиммунный, типогенетиче-ский, биомеханический факторы.

Цель исследования - комплексное изучение (морфологическое, иммунологическое, биомеханическое) соединительной ткани склеры при ПОУГ для оценки патогенетической и диагностической значимости в глаукомном процессе склерального компонента.

Задачи исследования:

1. Изучить иммуногистохимические особенности соединительной ткани склеры больных ПОУГ в сравнении со склерой лиц пожилого возраста: накопление коллагена I и III типов, ФН, ГАГ.

2. Изучить взаимосвязь между структурной дезорганизацией склеры глау-комных глаз и особенностями накопления коллагена I и III типов, ФН, ГАГ.

3. Изучить концентрации антител к коллагену I, III типов, содержание ФН в сыворотке крови (СК) и слезной жидкости (СЖ) и сопоставить их с выраженностью иммуноморфологических изменений в склере, клиническими характеристиками ПОУГ (стадия, длительность заболевания, тип течения).

4. Изучить взаимосвязи между иммуноморфологическими изменениями склеры больных ПОУГ и клинико-биомеханическими показателями фиброзной капсулы глаза при различном клиническом течении глаукомного процесса.

Научная новизна

При комплексном изучении склеральных образцов (иммуногистохими-ческий, гистохимический, гистологический методы) впервые установлена специфика иммуноморфологических изменений соединительной ткани склеры при ПОУГ. Показано, что интенсивное очаговое накопление коллагена I, III типов, ФН и ГАГ соответствует слоям с наиболее выраженными структурными изменениями склеры и может свидетельствовать об имеющейся взаимосвязи при ПОУГ между процессом дезорганизации и метаболическими нарушениями в склеральной ткани.

У больных ПОУГ в собственном веществе склеры впервые обнаружено очаговое накопление несвойственного коллагена III типа. Выявленное изменение типового состава коллагена склеры и интенсивная очаговая экспрессия коллагена I типа, ФН и ГАГ показывают, что метаболические изменения в соединительной ткани склеры при ПОУГ отличаются от инволюционных и имеют специфическую природу.

При ПОУГ впервые установлена взаимосвязь между повышенным содержанием антител к коллагену III типов IgG в СЖ и выраженностью его накопления в склере, определена зависимость между содержанием антител к коллагену III типа в СК и длительностью заболевания.

Впервые установлена взаимосвязь интенсивности экспрессии тканевой формы ФН в склере с прогрессированием глаукомного процесса, содержания плазменной формы ФН в СК с длительностью заболевания, что может свидетельствовать о существенной роли ФН в патогенезе ПОУГ.

Впервые при ПОУГ установлена взаимосвязь между морфологическими проявлениями метаболических нарушений в склеральной ткани и биомеханическими характеристиками фиброзной капсулы глаза, влияющими на тип течения глаукомного процесса.

Комплексный анализ полученных результатов свидетельствует о высокой патогенетической и диагностической значимости в глаукомном процессе склерального компонента.

Практическая значимость

Результаты проведенного исследования расширяют возможности диагностики и лечения больных ПОУГ.

Предложенный иммуногистохимический маркер, характеризующийся совокупностью специфических изменений в склере глаукомного глаза, является новым диагностическим признаком ПОУГ, дополнительной основой для интерпретации нарушений биомеханических характеристик фиброзной капсулы и клинических проявлений глаукомного процесса.

Выявленные при ПОУГ метаболические нарушения в соединительной ткани склеры обосновывают целесообразность изучения клинической эффективности использования в лечении ПОУГ средств медикаментозной коррекции обмена коллагена и других компонентов ЭЦМ измененной соединительной ткани склеры.

Основные положения, выносимые на защиту

1. При ПОУГ имеется специфика иммуноморфологических изменений соединительной ткани склеры, выражающаяся в интенсивном очаговом накоплении коллагена I, III типов, ФН и ГАГ в средних и глубоких слоях структурно измененной склеральной ткани, что может свидетельствовать об имеющейся взаимосвязи между процессом дезорганизации и метаболическими нарушениями в соединительной ткани склеры глаукомных глаз.

2. Типовой состав коллагена склеры при ПОУГ изменен. Выявление в собственном веществе склеры коллагена III типа, несвойственного возрастной норме, и повышенная концентрация в СЖ антител к нему, интенсивная очаговая экспрессия в склеральной ткани коллагена I типа, ФН и ГАГ, взаимосвязь между содержанием в СК плазменной формы ФН и длительностью заболевания показывают, что метаболические нарушения при ПОУГ имеют специфическую природу и отличаются от инволюционных процессов. Важная роль в дезорганизации соединительной ткани склеры при ПОУГ принадлежит коллагену III типа иФН.

3. Иммуноморфологические изменения в соединительной ткани склеры при ПОУГ, нарушения клинико-биомеханических характеристик фиброзной капсулы глаза и тип течения глаукомного процесса взаимосвязаны.

4. Совокупность иммуноморфологических изменений и биомеханических нарушений склеры, сопровождающихся локальными и системными проявлениями и оказывающих влияние на клиническое течение глаукомного процесса, может быть представлена понятием «склеральный компонент», который следует рассматривать одним из патогенетических звеньев ПОУГ. Полученные результаты целесообразно использовать как дополнительные основания для разработки новых средств метаболической коррекции измененной склеральной ткани в лечении ПОУГ.

Внедрение результатов работы в практику

Результаты исследования внедрены в практику работы отделения глаукомы Московского НИИ глазных болезней им. Гельмгольца, кафедр и клиник глазных болезней Воронежской и Ярославской государственных медицинских академий.

Апробация работы

Материалы работы и основные положения диссертации доложены на IV Всероссийской научной конференции молодых ученых с участием иностранных специалистов «Актуальные проблемы офтальмологии» (Москва, 2009), VIII Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Федоровские чтения-2009» (Москва, 2009), XIV Международной науч-но-практичес-кой конференции «Пожилой больной. Качество жизни» (Москва, 2009), VIII Международной конференции «Глаукома: теории, тенденции, технологии. HRT Клуб Россия-2009» (Москва, 2009), межотделенческой конференции Московского НИИ глазных болезней им. Гельмгольца (Москва, 2010).

Публикации

По теме диссертации опубликовано 14 работ, из них три - в центральных научных журналах.

выводы

1. В соединительной ткани склеры при ПОУГ иммуногистохимически определяются изменения, связанные с обменом основных компонентов ЭЦМ: интенсивное очаговое накопление коллагена I, III типов, ФН и ГАГ.

Выявляемые изменения представлены в средних и глубоких слоях склеры.

2. Места активной экспрессии коллагена I, III типов, ФН и ГАГ в склеральной ткани глаукомных глаз соответствуют слоям, где наиболее выражены структурные изменения соединительной ткани, что может свидетельствовать о взаимосвязи между процессом дезорганизации и метаболическими нарушениями в склере при ПОУГ.

3. При ПОУГ в слоях собственного вещества склеры выявляется несвойственный для него коллаген III типа.

Измененный типовой состав коллагена склеры глаукомных глаз и интенсивная очаговая экспрессия коллагена I типа, ФН и ГАГ показывают, что метаболические нарушения в склеральной ткани при ПОУГ отличаются от инволюционных процессов, имеют специфическую природу и могут рассматриваться патогенетическим звеном. Важная роль в дезорганизации соединительной ткани склеры принадлежит коллагену III типа и ФН.

4. У больных ПОУГ концентрация в СЖ антител к коллагену III типа IgG повышена. Имеется взаимосвязь между уровнем антител и выраженностью накопления коллагена III типа в склере.

В СК определяется зависимость между содержанием плазменной формы ФН, антител к коллагену III типа и длительностью заболевания.

5. Патоморфологические изменения в соединительной ткани склеры при ПОУГ, нарушения биомеханических характеристик фиброзной капсулы глаза и тип течения глаукомного процесса взаимосвязаны.

Между интенсивностью экспрессии тканевой формы ФН в склере и прогрессированием заболевания имеется зависимость. Выраженным метаболическим нарушениям (усиленное накопление коллагена I, III типов и адгезивного белка ФН) и дезорганизации волокнистых структур соответствуют меньшие значения КГ (характеризует вязко-упругие свойства склеры): при стабилизации глаукомного процесса этот показатель составляет в среднем 9,5 ±1,3 мм рт. ст., при нестабилизированном течении — 6,7 ±1,4 мм рт. ст., что может свидетельствовать о влиянии морфологических проявлений метаболических нарушений в склеральной ткани на биомеханические параметры фиброзной капсулы.

6. Иммуноморфологические и клинико-биомеханические изменения склеры, влияющие на особенности клинического течения глаукомного процесса, могут иметь в основе как генетическую предрасположенность и связанные с ней и инволюционными процессами нарушения фибриллогенеза, так и адаптационные механизмы на изменившуюся при ПОУГ механическую нагрузку на склеру с переключением синтеза коллагена с одного типа на другой.

7. Полученные в работе результаты обосновывают целесообразность изучения клинической эффективности использования в лечении ПОУГ средств медикаментозной коррекции обмена коллагена и других компонентов ЭЦМ измененной соединительной ткани склеры.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

1. Иммуногистохимический метод является информативным исследованием для определения в склере содержания коллагена и ФН, дает дополнительную диагностическую информацию.

2. Интенсивное очаговое накопление коллагена I и III типов, ФН и ГАГ в средних и глубоких слоях структурно измененной склеры можно расценивать как иммуногистохимический маркер склеры глаукомного глаза для уточняющей диагностики при исследовании склеральных образцов, иссекаемых по методике антиглаукомных операций.

3. Повышенные концентрации антител к коллагену III типа IgG в СЖ могут служить дополнительным диагностическим признаком глаукомного процесса.

4. Иммуногистохимическая диагностика является дополнительной основой для интерпретации биомеханических характеристик склеры при ПОУГ и клинических проявлений глаукомного процесса