Молекулярные механизмы нейроретинопротекции при первичной открытоугольной глаукоме

Глаукома — мультифакторное нейродегенеративное заболевание, характеризующееся прогрессирующей оптиконейропатией [1]. Одним из ведущих патогенетических механизмов развития глаукомной оптиконейропатии является гибель ганглиозных клеток сетчатки (ГКС). Среди основных причин, приводящих к этому состоянию, выделяют: нейротрофиновую недостаточность вследствие блокады ретроградного аксонального транспорта, глутаматную эксайтотоксичность, свободнорадикальное повреждение, нейротоксичность, связанную с оксидом азота, и апоптоз [2, 3].

Наиболее перспективным среди консервативных методов лечения глаукомы, наряду с местной гипотензивной терапией, оказывается нейропротекция, призванная обеспечить защиту нейронов сетчатки и нервных волокон зрительного нерва от повреждающего действия различных факторов. Нейропротекторная терапия направлена прежде всего на коррекцию метаболических нарушений, возникающих при глаукоме в головке зрительного нерва. Кроме того, целью лечения являются улучшение местной микроциркуляции и трофики тканей, нормализация реологических свойств крови, увеличение основного и коллатерального кровообращения [1, 2, 4, 5].

Широко применяемый в офтальмологии препарат Ретиналамин представляет собой комплекс пептидов, выделенных из сетчатки крупного рогатого скота. Ретиналамин уменьшает деструктивные изменения в пигментном эпителии сетчатки и регулирует внутриклеточный белковый синтез в клетках сетчатки при различных формах дегенерации, модулирует активность клеточных элементов сетчатки, улучшает эффективность функционального взаимодействия пигментного эпителия и наружных сегментов фоторецепторов при развитии патологических процессов. Препарат влияет на метаболизм и предотвращает окислительный стресс и эксайтотоксичность, предупреждая в конечном итоге гибель клетки (апоптоз) [2].

В настоящее время существует много разных способов оценки эффективности нейропротекторного лечения глаукомы, которые подразделяют на функциональные и структурные [6, 7]. Известно использование Ретиналамина в комплексном лечении атрофии зрительного нерва в детском возрасте и осложненной прогрессирующей миопии, при непролиферативной диабетической ретинопатии, позволяющее получить высокие функциональные результаты [1, 8]. Однако молекулярные механизмы нейроретинопротекции при глаукоме с помощью Ретиналамина мало изучены. Речь идет прежде всего о механизмах повреждения и адаптации ГКС при разных вариантах течения патологического процесса, расшифровке особенностей компенсаторных реакций, противостоящих ускорению дегенерации нейронов и зрительных нервных волокон.

В этой связи целью данной работы явилась оценка эффективности нейропротекторной терапии у пациентов с первичной открытоугольной глаукомой (ПОУГ) на основе определения специфических биохимических маркеров нейротрофики и нейродегенерации.

Проведено исследование слезной жидкости (СЖ) у 23 пациентов (46 глаз) с ПОУГ. Среди больных было 20 женщин, 3 мужчин, средний возраст составил 66,3±10,8 года. Со II стадией ПОУГ было 16 больных (32 глаза), с III — 7 человек (14 глаз). Всем пациентам выполнено стандартное офтальмологическое обследование — визометрия, бесконтактная тонометрия (NT-3000 компании «Nidek», Япония), периметрия, биомикроскопия и прямая офтальмоскопия. Для сравнений биохимических маркеров была набрана контрольная группа из практически здоровых лиц (12 образцов СЖ). Наряду с местной гипотензивной терапией в комплексном лечении пациентов использовали стерильный лиофилизированный порошок Ретиналамина (ООО «Герофарм», Санкт-Петербург). Курс лечения включал 10 внутримышечных инъекций раствора Ретиналамина по 5 мг 1 раз в сутки.

В СЖ определяли (в нг/мл) нейротрофический фактор головного мозга (BDNF) и нейронспецифическую энолазу (NSE) методом ИФА с помощью аппарата Multiskan (Финляндия). Использовали набор для определения нейротрофического фактора мозга SEA011Hu («Cloude-clone Corp.», США) и набор реагентов для определения концентрации нейронспецифической энолазы (АО «Вектор-Бест», Россия). Исследуемые маркеры определяли в СЖ до и после лечения Ретиналамином.

Статистический анализ был выполнен с помощью программы Statistica 12.0 («Statsoft, Inc.», США). Количественные данные представлены в виде средней арифметической и ее стандартного отклонения. Достоверность различий подтверждена методами непараметрической статистики (критерии Манна—Уитни, Уилкоксона), коэффициентом корреляции Спирмена, достоверность различий и корреляций считалась установленной при уровне значимости меньше 0,05.

Средние показатели остроты зрения без коррекции равнялись 0,51±0,05, корригируемая острота зрения составила 0,70±0,05. Динамика остроты зрения после лечения Ретиналамином была несущественна. Средний уровень внутриглазного давления (ВГД) у больных с ПОУГ составил 19,50±2,52 мм рт.ст. Все пациенты получали различные виды локальной гипотензивной терапии.

На сегодняшний день ПОУГ позиционируется как нейродегенеративный процесс, который захватывает не только сетчатку и зрительный нерв, но и весь зрительный путь. При развитии глаукомной оптической нейропатии основным моментом является потеря ГКС и их аксонов (преимущественно в результате апоптоза).

Важную роль при данном обстоятельстве играет содержание нейротрофинов для поддержания жизнеспособности и функционирования нейронов. Очень важный механизм апоптоза ГКС — дефицит нейротрофических факторов. Это семейство небольших пептидов, которые секретируются как самой сетчаткой, так и головным мозгом. Нейротрофические факторы ретроградно поступают к телам клеток и их аксонам. Как известно, BDNF стимулирует рост нервной ткани, влияет на метаболизм и внутреннюю структуру нейронов, а NSE является надежным маркером нейрональной деструкции.

Содержание в CЖ BDNF у здоровых лиц было равно 0,83±0,06 нг/мл, NSE — 0,51±0,06 нг/мл, что согласуется с данными литературы [9, 10]. У пациентов с ПОУГ до лечения Ретиналамином (СЖ 46 глаз) отмечались высокие значения NSE (p<0,05) и увеличение уровня BDNF (соответственно 4,31±2,02 и 1,39±0,85 нг/мл).

Наиболее важным фактором в окулярной нейропротекции и выживании ГКС считается BDNF. Существует мнение, что усиление выработки или активация специфических рецепторов некоторых нейротрофиков, подобных нейротрофическому фактору, выделенному из мозга (BDNF), свидетельствует о наличии восстановительных резервов ГКС, уменьшении структурных повреждений сетчатки [5, 11]. И, возможно, повышение содержания данного нейротрофина обусловлено повышенной потребностью глаза в защите и направлено на компенсацию каскада патологических изменений, возникающих при ПОУГ, таких как гибель ганглиозных клеток в фазе дегенерации и дистрофии аксонов. Гибель нейронов сетчатки и зрительных нервных волокон при глаукоматозном их повреждении, вероятно, приводит к выходу нейронспецифических ферментов во внеклеточный матрикс, что отражает степень гипоксии, деструкции и является показателем дегенерации ГКС.

Результаты исследования маркеров в СЖ у пациентов с ПОУГ в динамике — до и после лечения ретиналамином — представлены в табл. 1.

Отмечалось снижение уровня NSE (p<0,05), что можно расценить как признак уменьшения процессов нейродегенерации. Уровень BDNF, являющегося важным фактором защиты нейронов сетчатки и их аксонов, после лечения ретиналамином также имел тенденцию к снижению, что свидетельствует о щадящей адаптации потенциала нейротрофической защиты при глаукоме. Оптимизация содержания маркера нейротрофики на фоне лечения ретиналамином подтверждает тканеспецифическое многофункциональное действие препарата на сетчатку (ретинотрофический эффект и в целом ретинопротекция с улучшением функций органа зрения).

Анализ содержания BDNF и NSE в СЖ показал, что имеются некоторые его различия у пациентов с ПОУГ с разными стадиями заболевания (табл. 2 и табл.

Было установлено, что достоверно высокая исходная концентрация (p<0,05) маркера нейтротрофики BDNF отмечалась у пациентов со II и III стадиями ПОУГ, что свидетельствует о наличии компенсаторных возможностей на вышеуказанных стадиях заболевания. По данным литературы известно, что BDNF способен повысить устойчивость ГКС при повреждениях зрительного нерва [12]. Возможно, активация продукции нейротрофического фактора головного мозга у пациентов со II и III стадиями ПОУГ является компенсаторной реакцией организма, противостоящего ускорению апоптоза ГКС. Не исключается, что именно этот механизм антиапоптотической защиты позволяет предотвратить потерю и гибель ГКС.

После лечения Ретиналамином отмечается снижение уровня BDNF до значений контрольной группы.

При определении маркера нейродегенерации в СЖ у пациентов с ПОУГ также была выявлена зависимость его уровня от стадии заболевания (табл. 3).

При II стадии ПОУГ содержание NSE в СЖ было повышенным в 8,2 раза, при III стадии — в 11,3 раза относительно показателей группы контроля. После проведения нейропротекторной терапии Ретиналамином содержание NSE в СЖ больных с ПОУГ изменилось в сторону уменьшения — в 9,7 раза у пациентов со II стадией заболевания до значений группы контроля и в 3,4 раза у пациентов с III стадией, но не достигая показателей контроля (р<0,05).

Не исключено, что оптимальное терапевтическое окно для назначения Ретиналамина находится во II стадии ПОУГ, так как наилучший эффект в виде нормализации содержания NSE и BDNF в динамике лечения по сравнению с показателями контроля был зафиксирован в СЖ пациентов с данной стадией.

Проведен корреляционный анализ по Спирмену уровня BDNF, NSE и остроты зрения пациентов. Обнаружена статистически значимая слабая отрицательная корреляция остроты зрения с BDNF (r= –0,31) и NSE (r= –0,34) (p<0,05), что свидетельствует о низком содержании BDNF и NSE у пациентов с высокой остротой зрения (рис. 1, 2).

По мере снижения зрения наблюдается компенсаторное увеличение содержания BDNF. Анализ корреляции остроты зрения и стадии глаукомы выявил среднюю положительную связь (r=0,50) (p<0,05).

Проведенный корреляционный анализ по Спирмену между уровнем BDNF и данными полей зрения также выявил отрицательную слабую связь изучаемых показателей (r= –0,39) (p<0,05), что свидетельствует об изменении содержания BDNF при прогрессировании глаукомы (рис. 3).

Нормальная жизнедеятельность сетчатки определяется функционированием гематоофтальмического барьера (ГОБ). Выявлена увеличенная проницаемость ГОБ при глаукоме [1]. Представляется, что тканеспецифическое многофункциональное действие Ретиналамина на сетчатку осуществляется путем его проникновения через ГОБ: оказывается стимулирующее действие на фоторецепторы, улучшается функциональное взаимодействие пигментного эпителия и наружных сегментов фоторецепторов.

Общеизвестно, что ретиналамин регулирует процессы метаболизма в сетчатке, стимулирует функции клеточных элементов, оказывает нормализующее влияние на проницаемость сосудов. На наш взгляд, выраженное цитопротекторное свойство препарата оптимизирует функции внутриглазной нейрональной цепи зрительного анализатора и позволяет стабилизировать прогрессирование глаукомного процесса в глазу.

1. Развитие ПОУГ сопровождается незначительным компенсаторным повышением в СЖ уровня нейротрофического фактора головного мозга и патологическим увеличением содержания маркера нейродегенерации — нейронспецифической энолазы.

2. Специфические маркеры нейротрофики и нейродегенерации находятся в зависимости от стадии ПОУГ и отражают возможности компенсаторно-приспособительной и/или патологической реакции организма в условиях глаукоматозного процесса.

3. Включение Ретиналамина в комплексную терапию пациентов с ПОУГ способствует нормализации концентраций BDNF и NSE в СЖ у больных со II стадией заболевания.

4. Положительная динамика содержания нейрональных маркеров в СЖ при комплексной терапии ПОУГ с использованием Ретиналамина служит доклиническим показателем улучшения функционального состояния зрительного анализатора в целом.

5. Для предотвращения прогрессирования гибели ганглиозных клеток сетчатки при ПОУГ рекомендуется проведение своевременной нейроретинальной терапии с препаратом Ретиналамин.

Участие авторов:

Концепция и дизайн исследования: А.Г., С.К.

Сбор и обработка материала: Г. А., Л.А., А.Г., С.К.

Статистическая обработка данных: А.Г., С.К.

Написание текста: А.Г., С.К., Г. А.

Редактирование: А.Г., Л.А., С.К.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

Сведения об авторах

Курбанов Садырбек Абдувакасович — канд. мед. наук, врач-офтальмолог отделения микрохирургии глаза №2 ГБУЗ РБ ГКБ №10

e-mail: srbek@mail.ru

https://orcid.org/0000-0002-3724-9411