Павленко Т.А.

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр глазных болезней им. Гельмгольца» Минздрава России, Москва, Россия

Ким А.Р.

ФГБУН «Институт биологии развития им. Кольцова» РАН, ул. Вавилова, 26, Москва, 119334, Российская Федерация

Курина А.Ю.

ФГБУН «Институт биологии развития им. Кольцова» РАН, ул. Вавилова, 26, Москва, 119334, Российская Федерация

Давыдова Н.Г.

ФГБУ "Московский НИИ глазных болезней им. Гельмгольца" Минздрава РФ

Коломойцева Е.М.

ФГБУ «Московский НИИ глазных болезней им. Гельмгольца» Минздрава России, ул. Садовая-Черногрязская, 14/19, Москва, 105062, Российская Федерация

Чеснокова Н.Б.

ФГБУ Московский научно-исследовательский институт глазных болезней им. Гельмгольца Минздрава РФ, Москва

Угрюмов М.В.

Институт биологии развития им. Н.К. Кольцова РАН, Москва

Эндотелины и дофамин в слезной жидкости в оценке нейроваскулярных нарушений при глаукоме

Журнал: Вестник офтальмологии. 2018;134(4): 41-46

Просмотров : 23

Загрузок :

Как цитировать

Павленко Т. А., Ким А. Р., Курина А. Ю., Давыдова Н. Г., Коломойцева Е. М., Чеснокова Н. Б., Угрюмов М. В. Эндотелины и дофамин в слезной жидкости в оценке нейроваскулярных нарушений при глаукоме. Вестник офтальмологии. 2018;134(4):41-46. https://doi.org/10.17116/oftalma201813404141

Авторы:

Павленко Т.А.

ФГБУ «Национальный медицинский исследовательский центр глазных болезней им. Гельмгольца» Минздрава России, Москва, Россия

Все авторы (7)

В прогрессировании оптической нейропатии при глаукоме большую роль играет нарушение нейроваскулярных взаимодействий [1]. Состояние микроциркуляторного русла в глазу определяется как факторами, локально выделяющимися из эндотелия сосудов, так и нейрогуморальными факторами [2]. Эти системы регуляции гемоциркуляции взаимодействуют друг с другом, и важную роль в их координации играют эндотелины (ЭТ) и катехоламины, в метаболизме которых имеется много точек соприкосновения.

Среди семейства ЭТ эндотелин-1 (ЭТ-1) является самым мощным вазоконстриктором — на порядок более сильным, чем ангиотезин II. В настоящее время ЭТ-1 рассматривается как маркер и предиктор тяжести и исхода многих заболеваний, связанных с патологией сосудов. Вазоактивным пептидом является также big-эндотелин (big-ЭТ) — предшественник ЭТ-1 [3]. ЭТ способны оказывать локальное влияние на близлежащие ткани. Так, ЭТ-1 потенцирует синтез и секрецию различных ростовых факторов (например, фактора роста фибробластов, эпирегулина), может инициировать воспаление за счет усиления продукции цитокинов [4].

Компоненты эндотелиновой системы обнаружены в глазу. ЭТ-1 и рецепторы к нему выявлены в стекловидном теле, сетчатке, хориоидее, радужке, цилиарном теле; показано присутствие ЭТ-1 во влаге передней камеры и в слезной жидкости [5]. Эндотелинпревращающий фермент, преобразующий big-ЭТ в ЭТ-1, выявлен в эпителии роговицы, эндотелии сосудов, в гладкомышечных клетках цилиарного тела, мышцах дилататора и сфинктера радужки, в сетчатке и зрительном нерве [6]. В слезу, возможно, ЭТ попадают из эндотелия сосудов слезной и мейбомиевых желез, конъюнктивы, эпителия роговицы [7]. Данные о содержании big-ЭТ в тканях и жидких средах глаза нами не были найдены.

ЭТ осуществляют ряд различных функций в глазу. Основная их роль — влияние на микроциркуляцию в тканях глаза. Они участвуют в ауторегуляции сосудов сетчатки. Повышение концентрации ЭТ приводит к дисфункции ретинальных сосудов, способствующей возникновению оптической нейропатии [1]. ЭТ принимают участие в росте кровеносных сосудов при ретинопатии недоношенных, о чем свидетельствует их высокий уровень в новообразованных сосудах [8]. Показано, что высокая концентрация ЭТ в сетчатке вызывает увеличение содержания ангиогенных факторов, включая фактор, индуцированный гипоксией-1α (HIF-1α) и фактор роста эндотелия сосудов (VEGF) [8]. ЭТ способны изменять ионный ток в перицитах сосудов сетчатки и их размер, что оказывает влияние на микроциркуляцию в сетчатке [9]. Другая важная функция ЭТ в глазу — регуляция уровня внутриглазного давления (ВГД) путем влияния на сократимость всех контрактильных элементов переднего отдела глаза (цилиарной мышцы, трабекулярной сети, радужки) [10]. Имеются данные о том, что в тканях глаза ЭТ выполняют роль нейропептидов. Так, обнаружено, что высокий уровень ЭТ-1 в стекловидном теле ухудшает аксональный транспорт в зрительном нерве и способствует формированию оптической нейропатии [11].

Дофамин (ДА) также принимает активное участие в нейроваскулярной регуляции в тканях глаза. ДА и его метаболиты обнаружены в пигментном эпителии цилиарного тела, склере, роговице, сосудистой оболочке, ретинальном пигментном эпителии и в самой сетчатке [12, 13]. Высокое содержание ДА и его метаболитов в глазу объясняется тем, что многие структуры глаза иннервируются симпатической нервной системой, а в сетчатке присутствуют дофаминергические клетки. В слезную жидкость ДА и его метаболиты могут поступать из нервных окончаний, находящихся в конъюнктиве, слезной и мейбомиевых железах, а также из роговицы, где ДА стимулирует транспорт ионов в эпителии [13, 14]. ДА выполняет значимую роль в восприятии зрительной информации сетчаткой благодаря взаимодействию дофаминергических амакриновых клеток (где более всего синтезируется ДА) с палочками, колбочками и биполярными клетками. ДА образуется не только в амакриновых клетках, но и в фоторецепторах, биполярных, интерплексиформных и горизонтальных клетках [15]. Важной функцией ДА в глазу является регуляция локального кровотока, проницаемости сосудов. Выявлено участие ДА в неоваскуляризации при патологических процессах в сетчатке [12]. ДА, соединяясь с ДА1-рецепторами перицита, изменяет его мембранный потенциал, что влияет на микроциркуляцию [16]. Активация агонистами ДА2-рецепторов в ретинальном пигментном эпителии сетчатки глаза человека стимулирует процесс неоваскуляризации в хориоидее [17]. Одним из значимых свойств ДА является контроль уровня ВГД. Показано, что ДА влияет на производство и отток внутриглазной жидкости. Имеются данные о частом сопутствии глаукоме болезни Паркинсона, в патогенезе которой основную роль играет дофаминергическая система [18].

Итак, компоненты эндотелиновой и дофаминергической систем в глазу играют важную роль в регуляции тонуса и роста сосудов, нейрофизиологических процессов и уровня ВГД, и исследование содержания эндотелинов и катехоламинов в слезной жидкости может позволить оценить наличие и степень нейроваскулярных нарушений при глаукоме.

Цель работы — оценить возможность выявления нейроваскулярных нарушений в глазу при глаукоме по содержанию в слезной жидкости эндотелинов (ЭТ-1, big-ЭТ) и катехоламинов (адреналина, норадреналина, ДА, диоксифенилаланина (L-ДОФА), диоксифенилуксусной кислоты (ДОФУК)).

Материал и методы

Исследовано 47 больных (19 мужчин и 28 женщин) с ПОУГ (I—II стадии) без оперативного вмешательства, средний возраст 67±4,3 года. В группу контроля вошли 16 добровольцев без глаукомы соответствующего возраста. Пациентам проведено офтальмологическое обследование (визометрия, периметрия, тонометрия по Маклакову, биомикроскопия, офтальмоскопия, гониоскопия с линзой Гольдмана, тонография), на основании данных которого был поставлен диагноз и установлена стадия глаукомы.

Слезу брали утром с помощью стерильной фильтровальной бумаги (шириной 5 мм), которую закладывали за нижнее веко — как при проведении теста Ширмера. За 1 день до взятия слезы пациенты не закапывали лекарственные препараты. Компоненты слезы элюировали с помощью физиологического раствора, после чего элюат исследовали. Биопробы хранили при температуре — 70 °C.

Содержание ЭТ-1 и big-ЭТ определяли иммуноферментным методом («Biomedica», Австрия) с помощью планшетного анализатора («LM 01A, Immunotech», Чехия), содержание катехоламинов — методом высокоэффективной жидкостной хроматографии с электрохимической детекцией (хроматографическая система LC20 («Shimadzu», Япония)) [19]. Концентрацию рассчитывали с помощью программы LabSolutions («Shimadzu», Япония).

Статистическую обработку результатов проводили по программе Statistica. Достоверность различий определяли с помощью t-критерия Стьюдента.

Результаты

Нами впервые выявлено наличие в слезной жидкости человека big-ЭТ. У лиц без глаукомы концентрация big-ЭТ составляет 0,54±0,1 фмоль/мл, что практически в 2 раза меньше концентрации ЭТ-1 — 1,1±0,4 фмоль/мл. При глаукоме содержание big-ЭТ и ЭТ-1 в слезе значительно повышается (рис. 1).

Рис. 1. Содержание (в фмоль/мл) в слезе здоровых людей и пациентов с ПОУГ big-эндотелина (а) и эндотелина-1 (б). По оси абсцисс — группы здоровых людей и пациентов с ПОУГ; по оси ординат — содержание эндотелинов. Здесь и на рис. 2: * — различия по сравнению с данными группы здоровых лиц статистически достоверны.
У пациентов с ПОУГ содержание ЭТ-1 было выше в 2,7 раза (р<0,03), а big-ЭТ — в 1,5 раза (р<0,025) по сравнению с аналогичными показателями в контрольной группе.

Концентрация норадреналина в слезной жидкости в контрольной группе составила 14±1,3 пмоль/мл, а у больных глаукомой — 15±1,4 пмоль/мл, т. е. различий в концентрации норадреналина в слезе больных с глаукомой и лиц контрольной группы не обнаружено (рис. 2, б).

Рис. 2. Содержание (в пмоль/мл) в слезе здоровых людей и пациентов с ПОУГ катехоламинов: дофамина (а), норадреналина (б), L- диоксифенилаланина (в) и диоксифенилуксусной кислоты (г). По оси абсцисс — группы здоровых людей и пациентов с ПОУГ; по оси ординат — содержание катехоламинов.

Содержание ДА у лиц без глаукомы составило 1,1±0,1 пмоль/мл, а при глаукоме достоверно ниже — на 35% (р<0,05) (рис. 2, а). Концентрация ДОФА (предшественник ДА) не изменялась (контроль — 1,1±0,25 пмоль/мл, глаукома — 1±0,3 пмоль/мл), и отмечена тенденция к снижению содержания ДОФУК (продукт метаболизма ДА) (контроль — 3,07±0,6 пмоль/мл, глаукома — 2,01±0,5 пмоль/мл) (рис. 2, в, г).

Адреналин в слезе как в группе контроля, так и у больных с ПОУГ не выявлен. Различий значений исследуемых параметров между мужчинами и женщинами, а также между парными глазами не выявлено.

Итак, наши данные показывают, что у больных с ПОУГ имеется локальное изменение концентрации ЭТ и Д.А. Если в слезе содержание ЭТ увеличивается, что является показателем нарушения функции эндотелия сосудов, то содержание ДА снижается, что характерно для нейродегенеративных процессов.

Заключение

Мы впервые обнаружили наличие в слезной жидкости вазоактивного пептида big-ЭТ и значительное увеличение его содержания у больных с глаукомой. Поэтому повышение содержания ЭТ-1 в слезе у больных с ПОУГ можно объяснить как усилением его образования из предшественника big-ЭТ, так и увеличением секреции самого big-ЭТ, о чем свидетельствуют полученные нами данные. Показано, что big-ЭТ менее мощный вазоконстриктор, но имеет более продолжительный период полураспада, чем ЭТ-1 [3]. Возможно, за счет повышения содержания big-ЭТ микроциркуляция в глазных тканях может нарушаться в течение продолжительного времени. Поэтому можно полагать, что не только ЭТ-1, но и big-ЭТ может оказаться значимым показателем для оценки состояния местной микроциркуляции.

Повышение концентрации ЭТ-1 у больных глаукомой было обнаружено в плазме крови, слезе, водянистой влаге (ВВ), стекловидном теле [20]. Содержание ЭТ-1 в ВВ у пациентов с ПОУГ с повышенным уровнем ВГД было выше, чем у пациентов с нормотензивной глаукомой [21], что свидетельствует о взаимосвязи между высокой концентрацией ЭТ-1 в жидких средах глаза при глаукоме и увеличением показателей ВГД.

ЭТ-1 регулирует уровень ВГД, по-видимому, в основном за счет действия на трабекулярную сеть, которое зависит от того, с каким рецептором связывается данный пептид. Например, при присоединении к ЭТ-А-рецепторам тормозится синтез оксида азота (NO) и происходит сужение сосудов [22]. В то же время при связывании ЭТ-1 с рецепторами ЭТ-В1 происходит расширение сосудов, так как тормозится образование циклического аденозинмонофосфата и усиливается синтез NO. Существует зависимость эффектов ЭТ-1 и от его концентрации. В условиях физиологической нормы эндотелины образуются в небольшом количестве и соединяются с рецепторами ЭТ-В1, что приводит к вазодилатации. При повышении концентрации ЭТ-1 последний соединяется с рецепторами ЭТ-А и вызывает вазоконстрикцию [23].

Параллельно с повышением содержания эндотелинов в слезе больных с ПОУГ мы обнаружили снижение концентрации ДА и тенденцию к уменьшению содержания его метаболита (продукта деградации ДА) — ДОФУК. Известно, что ДА действует на периферические сосуды как вазодилататор, а ЭТ-1 и big-ЭТ — как вазоконстрикторы; следовательно, снижение содержания ДА и его метаболитов и повышение уровня эндотелинов в слезе указывает на усиление вазоконстрикции и нарушение микроциркуляции в тканях глаза. Возможно, эндотелины влияют на концентрацию ДА за счет регулирования активности тирозингидроксилазы (фермента, участвующего в образовании ДА) [24]. Дофаминергическая система выполняет важную роль в глаукоматозном процессе [25]. Установлено, что ДА может оказывать комплексное влияние на уровень ВГД, как прямое (на постсинаптическом уровне), так и непрямое (на пресинаптическом уровне). Действие Д.А. зависит от того, с каким рецептором он связывается. Так, на постсинаптическом уровне в глазу ДА действует через α-, β-адренорецепторы и ДА1-рецепторы цилиарного тела. Это ведет к усиленной продукции ВВ, повышая уровень ВГД. При этом непрямой эффект осуществляется путем соединения ДА с α2-адренорецепторами, ДА2— и ДА3-рецепторами, что снижает значения ВГД [25].

Таким образом, при глаукоме в слезной жидкости изменяется содержание эндотелинов и дофамина, которые участвуют и взаимодействуют при процессах, играющих важную роль в патогенезе глаукомы, — нарушении микроциркуляции в глазу, повышении уровня внутриглазного давления, апоптозе нервных клеток сетчатки. Поэтому есть все основания полагать, что измерение в слезе концентрации эндотелинов и дофамина может позволить своевременно выявлять нейроваскулярные нарушения при глаукоме и оценивать их степень.

Работа выполнена в рамках программы Президиума РАН «Фундаментальные исследования для разработки биомедицинских технологий».

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования: Н.Ч., М.У.

Сбор и обработка материала: Н.Д., Е.К., А.Р.К., А.Ю.К., Т.П.

Статистическая обработка: Т.П.

Написание текста: Т.П.

Редактирование: Н.Ч., М.У., А.Р.К.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Сведения об авторах

Павленко Татьяна Аркадьевна — канд. мед. наук

e-mail: tanya1975_@inbox.ru

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо с ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail