Биомеханические параметры фиброзной оболочки глаза на фоне проведения разгрузочных проб при первичной открытоугольной глаукоме

Такие биомеханические свойства, как эластичность, вязкость, упругость, а также их взаимоотношения определяют функциональные особенности органов и тканей, их нормальную физиологию, сохранность, устойчивость к различным воздействиям. Все уровни — от молекулярного и клеточного до организменного — обладают определенными физическими свойствами, изменяющимися во времени и под воздействием патологических факторов. Изучение и оценка изменений биомеханических свойств тканей при патологии не только может быть ключом к усовершенствованию способов ранней диагностики, но и в дальнейшем служить важным звеном в определении новейших методов лечения. Глаукома относится к тяжелым заболеваниям органа зрения, одной из патофизиологических причин которого является изменение биомеханических свойств фиброзной оболочки глаза (ФОГ) [1—5]. Известно, что патологический фактор повышенного внутриглазного давления (ВГД) может служить причиной истончения ФОГ, а также снижения ее упругих, вязкоэластических свойств и увеличения ригидности [1, 5, 6].

В современной отечественной и зарубежной литературе в последние годы значительное количество научных исследований посвящено изучению биомеханических свойств ФОГ у здоровых людей различного возраста [7—16], а также при установленном диагнозе глаукомы [1—6, 17—19]. При деформации любого тела возникает сила, которая стремится восстановить прежние размеры и форму. Ее и называют силой упругости. При малых деформациях сила упругости пропорциональна деформации тела и направлена в сторону, противоположную направлению перемещения частиц тела при деформации. Это выражает известный закон Гука, где присутствует коэффициент жесткости К, который зависит от размеров и формы тела, и коэффициент Е — модуль Юнга, который оценивает свойства материала. Таким образом, сила упругости, ответственная за поддержание определенной формы, зависит от размеров глазного яблока и от характеристики тканей его оболочек. Соответственно, материал или в данном случае свойства оболочек глаза можно оценивать при их деформации, т. е. при изменении уровня ВГД (при условии отсутствия значимых различий в размерах глаза). При повышении ВГД неминуемо возникает деформация оболочек глаза и аналогично при снижении офтальмотонуса оболочки глаза должны стремиться к первоначальной форме. И сила этого «стремления», т. е. упругости, будет зависеть от эластических свойств ткани [20]. Такие исследования возможно провести с помощью медикаментозных проб, повышая или снижая уровень ВГД, одновременно оценивая свойства оболочек глаза до и после эксперимента.

Для ранней диагностики глаукомы разработано большое количество различных нагрузочных и разгрузочных проб (вакуум-компрессионная проба Розенгрена—Эриксона [21], компрессионно-тонометрическая проба М.Б. Вургафта [22], проба Хаймса [23], ортоклиностатическая проба М.М. Краснова [24], медикаментозные пробы J. Flammer и S. Drance [25], G. Tsamparlakis, 1964 [26], А.М. Водовозова, 1975, 1989 [27], В.В. Волкова, 1981 [28]). Однако в ходе разработанных и представленных в литературе проб не изучались изменения жесткости и эластичности тканей, т. е. не оценивались биомеханические свойства ФОГ, что в современном видении патогенеза глаукомы является немаловажным. Прежде всего барьерными структурами на пути изменений уровня ВГД являются наиболее плотные роговица и склера, т. е. ФОГ. Как при проведении различных проб изменяются биомеханические свойства роговицы, склеры, фиброзной оболочки в целом, какую роль эти изменения играют в патогенезе глаукомы, как прогнозировать устойчивость этих тканей к повышению уровня ВГД у пациентов с первичной открытоугольной глаукомой (ПОУГ) — эти вопросы остаются неизученными.

Цель работы — изучить влияние разгрузочных медикаментозных проб на биомеханические параметры ФОГ — на изменения фактора резистентности роговицы (ФРР), корнеального гистерезиса (КГ) и их соотношение у пациентов с диагнозом ПОУГ I—III стадии.

Обследовано 150 человек (202 глаза), из них 120 пациентов (166 глаз) с установленным диагнозом ПОУГ I—III стадии и 30 (36 глаз) — группа здоровых добровольцев. Средний возраст пациентов составил 62±8,2 года. Группы были стандартизированы по полу и возрасту, диапазону исходного роговично-компенсированного ВГД (21—30 мм рт.ст.), а также по величине переднезадней оси глаза (ПЗО). Всем пациентам проводили стандартное офтальмологическое обследование, включавшее визометрию, биомикроскопию, гониоскопию, офтальмоскопию и компьютерную статическую периметрию Humhprey. ПЗО глаза измеряли с помощью ультразвукового А-сканирования с использованием прибора Ocuscan RxP («Alcon», США) в режиме 10 МГц.

Все пациенты с ПОУГ были разделены на подгруппы по двум критериям:

1) наличию или отсутствию гипотензивной терапии;

2) выраженности морфофункциональных изменений (стадия глаукомы).

Основные данные по распределению пациентов по этим критериям представлены в табл. 1.

Критерии включения в группу с ПОУГ: роговично-компенсированное ВГД (IOP_cc) выше 21 мм рт.ст. по результатам исследования с применением прибора ORA, открытый угол передней камеры (УПК) при гониоскопии, отсутствие каких-либо причин для развития вторичной глаукомы, типичные для глаукомы изменения диска зрительного нерва (ДЗН) с наличием глаукомной экскавации и потерей ткани нейроглиального кольца, дефекты в поле зрения, соответствующие по степени выраженности изменениям ДЗН.

Критерии исключения из данной группы: роговично-компенсированное ВГД (IOP_cc) менее 21 мм рт.ст. по результатам исследования с помощью прибора ORA, наличие каких-либо первичных заболеваний глазного яблока, способных спровоцировать вторичную глаукому, острота зрения менее 0,4, величина ПЗО глаза менее 21,5 и более 25 мм, антиглаукомные операции в анамнезе, системные аутоиммунные заболевания.

Всем пациентам до и после медикаментозных проб проводили исследование с использованием прибора ORA (Ocular Response Analyzer) («Reichert», США): роговично-компенсированного офтальмотонуса (IOP_сc), КГ, который отражает способность роговицы поглощать энергию воздушного импульса, т. е. вязкоэластические свойства, и ФРР, характеризующего ее упругие свойства. А.А. Антонов [4] оценивал уровень компенсации ВГД по соотношению КГ и ФРР (КГ/ФРР): приближение его к 1,0 свидетельствует о компенсации ВГД. Известно, что при повышенном офтальмотонусе имеет место снижение КГ и повышение ФРР. Таким образом, при проведении разгрузочных проб значения КГ должны увеличиваться, а ФРР — снижаться. Однако в ходе проведенных исследований и статистической обработки материала были выявлены различия в исследуемых группах по изменению КГ и ФРР на фоне снижения уровня ВГД, т. е. соотношение КГ/ФРР становилось близким к 1,0 в одних случаях в большей степени за счет изменения значений КГ, в других — за счет изменения величины ФРР. Для оценки изменяемости того или иного фактора (КГ или ФРР) был введен коэффициент соотношения разницы их изменений — ΔCH/ΔCRF. Соответственно, значения этого коэффициента были более высокими при большей изменяемости КГ, что характеризовало изменяемость вязкоэластических свойств ФОГ, и меньшими — при большей чувствительности ФРР, что характеризовало изменяемость упругих свойств ФОГ.

При проведении разгрузочных проб у пациентов без медикаментозного режима в качестве гипотензивного препарата применяли в инстилляциях фиксированную комбинацию дорзоламида гидрохлорида и тимолола малеата (косопт). Через 2 ч выполняли повторные исследования. Пациенты, получавшие максимальную гипотензивную терапию в каплях и имевшие высокий уровень ВГД, принимали внутрь глицероаскорбат из расчета 1,5 г на 1 кг массы тела. В этом случае контрольные исследования проводили через 1 ч. Для стандартизации оценки изменений биомеханических свойств ФОГ все пациенты были рандомизированы по уровню снижения ВГД в результате проведения разгрузочных проб: в исследование вошли больные с изменением роговично-компенсированного ВГД в диапазоне от 5 до 10 мм рт.ст., группы достоверно не различались по этому параметру (p>0,05). Пробу считали положительной при снижении уровня ВГД на 5 мм рт.ст. и более. Все пациенты с сомнительными и отрицательными результатами проб исключались из исследования.

У лиц контрольной группы, по данным статической периметрии Humphrey и конфокальной лазерной офтальмоскопии, патологических изменений головки зрительного нерва выявлено не было. Проводили разгрузочную пробу с фиксированной комбинацией растворов дорзоламида гидрохлорида и тимолола малеата (косопт). Через 2 ч повторяли измерение уровня ВГД с помощью прибора ORA.

Как видно из табл. 2, ВГД достоверно снизилось после проведения разгрузочной медикаментозной пробы (18,52±2,6 мм рт.ст. — до пробы, 11,85±2,2 мм рт.ст. — после пробы, p<0,05), дельта IOP_cc составила 6,7±1,92 мм рт.ст. Уровень снижения IOP_cc достоверно не различался с таковым в остальных группах (p>0,05). Соотношение КГ/ФРР в результате разгрузочных проб достоверно не изменилось, однако наблюдалась тенденция к его увеличению: до пробы оно составляло 0,97±0,07, после пробы на фоне снижения уровня ВГД — 1,17±0,09 (p>0,05). Изменения К.Г. и ФРР достоверно не различались, т. е. компенсация IOPcc происходила примерно в равной степени за счет увеличения КГ и уменьшения ФРР. Соотношение ΔКГ/ΔФРР составило 1,03±0,41 и было принято за условную норму.

У пациентов с ПОУГ (120 человек, 166 глаз) разгрузочные пробы выявили достоверное снижение уровня ВГД (IOP_cc). На фоне его снижения во всех группах достоверно увеличивалось соотношение КГ к ФРР (за исключением группы контроля), что свидетельствовало о тенденции к компенсации ВГД. У пациентов с ПОУГ начальной и развитой стадий на фоне снижения уровня ВГД соотношение КГ/ФРР приближалось к 1,0, у пациентов с далеко зашедшей стадией глаукомы (в большей степени при осуществлении пробы на максимальном медикаментозном режиме) наблюдались самые низкие его значения (табл. 3, 4).

При анализе полученных результатов разгрузочных проб выявлено, что в начальной и развитой стадиях ПОУГ в сравнении с группой контроля при отсутствии достоверных различий между группами в уровне снижения IOP_cc, а также в уровне начального IOP_cc при тенденции к компенсации ВГД большему изменению подвергается КГ (изменения КГ у пациентов с начальной стадией глаукомы без лечения составили 1,79±0,62 мм рт.ст., на фоне лечения — 2,32±043 мм рт.ст., у пациентов с развитой стадией глаукомы без лечения — 1,2±0,47 мм рт.ст., на фоне лечения — 1,87±0,43 мм рт.ст.), что выражается в более высоких значениях соотношения ΔКГ/ΔФРР (у пациентов с начальной стадией глаукомы без лечения — 1,06±0,48, на фоне лечения — 1,26±0,52, у пациентов с развитой стадией глаукомы без лечения — 2,03±2,41, на фоне лечения — 2,12±1,07) по сравнению с аналогичным показателем в других группах (у пациентов с далеко зашедшей стадией глаукомы без лечения — 0,27±0,32, на фоне лечения — 0,16±1,29). У пациентов с ПОУГ начальной стадии параметр ΔКГ/ΔФРР по сравнению с таковым в группе контроля достоверно не различался (p>0,05).

В развитой стадии ПОУГ по сравнению с начальной значение изменения ФРР для компенсации ВГД падает (у пациентов с развитой стадией глаукомы без лечения изменение ФРР составило 1,04±0,42 мм рт.ст., на фоне лечения — 0,59±0,38 мм рт.ст.), значение КГ возрастает (у пациентов с развитой стадией глаукомы без лечения изменение КГ равнялось 1,2±0,47 мм рт.ст., на фоне лечения — 1,87±0,43 мм рт.ст.).

Таким образом, с увеличением стадии ПОУГ от начальной до развитой снижается роль ФРР в пользу больших изменений К.Г. Возможно, такие изменения предполагают снижение упругих свойств ФОГ и компенсаторное увеличение ее вязкоэластических свойств в начальной и развитой стадиях глаукомы. В далеко зашедшей стадии ПОУГ наблюдается обратная закономерность: приближение соотношения КГ/ФРР к 1,0 происходит в большей степени за счет ФРР (у пациентов с далеко зашедшей стадией глаукомы без лечения изменение ФРР составило 1,98±1,06 мм рт.ст., на фоне лечения — 2,15±0,9 мм рт.ст.), а изменения КГ резко падают (у пациентов с далеко зашедшей стадией глаукомы без лечения изменение КГ равнялось 0,45±0,6 мм рт.ст., на фоне лечения — 0,35±1,27 мм рт.ст.), в некоторых случаях изменения КГ имели даже отрицательные значения. Полученные данные подтверждаются резким снижением соотношения ΔКГ/ΔФРР у пациентов с далеко зашедшей стадией глаукомы (без лечения — 0,27±0,32, на фоне лечения — 0,16±1,29) (см. табл. 3). Можно предположить, что снижение значимости изменения КГ для компенсации ВГД у таких пациентов свидетельствуют о декомпенсации вязкоэластических характеристик и более глубоких изменениях биомеханических свойств ФОГ. Учитывая, что пациенты, получавшие гипотензивную терапию, имели большую длительность заболевания, можно предположить, что уменьшение соотношения ΔКГ/ΔФРР у них связано как с большей длительностью заболевания, так и с возможным влиянием медикаментозных средств.

Для большей наглядности соотношения изменений ΔКГ/ΔФРР в группах исследования представлены схематично (см. табл. 4).

1. У пациентов с начальной стадией ПОУГ не выявлено достоверных изменений биомеханических свойств роговицы — соотношение ΔКГ/ΔФРР в результате снижения ВГД достоверно не отличалось от такового в группе контроля.

2. У пациентов с развитой стадией ПОУГ снижается значимость изменений фактора резистентности роговицы (ФРР) для компенсации ВГД на фоне большей изменяемости корнеального гистерезиса (КГ). Данные результаты подтверждаются более высокими показателями соотношения ΔКГ/ΔФРР, что, возможно, свидетельствует о снижении упругих свойств роговицы в пользу включения вязкоэластических резервов ФОГ для достижения компенсации ВГД.

3. У пациентов с далеко зашедшей стадией ПОУГ на фоне снижения уровня ВГД соотношение КГ/ФРР не во всех случаях достигало 1,0. Значения соотношения ΔКГ/ΔФРР были самыми низкими по сравнению с таковыми в начальной и развитой стадиях ПОУГ. Резкое снижение изменяемости КГ в пользу больших изменений ФРР может служить признаком декомпенсации вязкоэластических резервов ФОГ.

4. Разработанный коэффициент ΔКГ/ΔФРР отражает степень влияния изменений КГ и ФРР на уровень компенсации ВГД и дает возможность уточнить стадию ПОУГ (заявка на патент РФ «Способ определения стадии первичной открытоугольной глаукомы по состоянию биомеханических свойств фиброзной оболочки глаза» № 2016128489 от 13.07.2016).

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.