Файзрахманов Р.Р.

ГБУ "Уфимский НИИ глазных болезней" АН РБ

Будзинская М.В.

ФГБУ "Научно-исследовательский институт глазных болезней" РАМН, Москва

Макулярные пигменты при дегенеративных процессах сетчатки

Журнал: Вестник офтальмологии. 2018;134(5): 135-140

Просмотров : 19

Загрузок :

Как цитировать

Файзрахманов Р. Р., Будзинская М. В. Макулярные пигменты при дегенеративных процессах сетчатки. Вестник офтальмологии. 2018;134(5):135-140. https://doi.org/10.17116/oftalma2018134051135

Авторы:

Файзрахманов Р.Р.

ГБУ "Уфимский НИИ глазных болезней" АН РБ

Все авторы (2)

Макулярная область — основная часть сетчатки, определяющая функциональные параметры зрительного анализатора [1]. Важную роль в работе фовеолярной части играют макулярные пигменты (МП) — каротиноиды, определяющие структуру центрального отдела сетчатки [2, 3]. На сегодняшний день выделяют три основных изомера каротиноидов: мезо-зеаксантин (МЗ), лютеин (Л) и зеаксантин (З). Основная локализация МП сконцентрирована в волокнах Генле в фовеоле и внутреннем ядерном слое в парафовеа [4]. На сегодняшний день роль МП полностью не изучена, тем не менее установлено, что каротиноиды являются оптическим фильтром для синего цвета и обеспечивают антиоксидантную защиту сетчатки, подавляя перекисное окисление длинноцепочечных полиненасыщенных жирных кислот [2]. Данные функции подчеркивают важность роли МП в акте зрения человека, что определяет интерес современных исследователей к этому вопросу [5]. С развитием новых диагностических приборов, позволяющих оценить уровень каротиноидов при различной патологии сетчатки, установлена способность МП влиять на хроматические аберрации [6], в частности у пациентов с возрастной макулярной дегенерацией (ВМД). Учитывая снижение уровня МП при дегенеративных процессах макулярной зоны, роль основных изомеров широко изучалась в международных исследованиях, что определило развитие важного направления профилактики и терапии макулярной патологии, основанной на нутрицевтических параметрах ретинальной ткани [7, 8].

Свойства макулярных пигментов. Несмотря на то что МЗ, Л и З являются изомерами одной молекулы, распределение этих форм в центральном отделе сетчатки неравномерно [2]. Так, от фовеолы к периферии макулярной зоны каротиноиды располагаются в максимальной концентрации в порядке МЗ/З/Л. Рядом исследователей доказано, что в фовеоле концентрация Л: З составляет 1:2,5, а ближе к аркадам сосудистого русла — 2:1 [3].

При исследовании биохимических процессов в сетчатке многими учеными было высказано предположение о том, что МЗ не является отдельной формой М.П. Такое предположение основывалось на том, что выделить данный каротиноид было очень проблематично, в результате чего длительное время считали, что это переходная форма З/Л, которая образовывается в процессе биохимических реакций в сетчатке [2]. Тем не менее в результате исследований содержания МП в сыворотке крове МЗ был обнаружен в свободном состоянии. Кроме того, при приеме МЗ в виде пищевой добавки выявлена его способность накапливаться в организме без увеличения концентрации Л/З. Этот факт определяет возможность существования МЗ в виде самостоятельной изоформы МП [9].

По своей химической структуре каротиноиды являются группой молекул, объединяющих:

— каротины, к которым относятся β-каротин и ликопин;

— ксантофиллы, такие как Л, З и МЗ.

Ксантофиллы, как и другие каротиноиды, являются изопреноидами, состоящими из 8 изопреновых фрагментов (С40), но в отличие от каротинов ксантофиллы содержат гидроксильные и/или кето- и/или эпоксидные группы [10]. Основной особенностью строения ксантофиллов является возможность проникать через гематоэнцефалический барьер, в отличие от каротинов [11].

Ксантофиллы имеют желтую окраску различных оттенков, обусловленную характерным спектром поглощения с тремя более или менее выраженными пиками в фиолетово-синей области спектра (400 ~ 500 нм), кристаллизуются в призматические кристаллы желтого цвета. Способность ксантофиллов проникать через физиологические барьера организма определена, с одой стороны, важным функциональным значением, с другой — отсутствием возможности синтеза в организме [12]. Практически все МП поступают в организм с пищей.

Значение макулярных пигментов. На сегодняшний день в офтальмологии получил широкое распространение термин «фотостресс», определяющий время восстановления функций сетчатки после засвета [13]. Гистологически фотостресс определяет регенераторные свойства МП после воздействия яркого света. Рядом авторов проведены исследования по определению поглощения спектра света каротиноидами [14]. В основе своего функционала, как было приведено выше, МП обеспечивают поглощение света длиной волны 400 ~ 500 нм, что соответствует синему спектру, в результате чего уменьшаются хроматические зрительные аберрации. Эта функция влияет на остроту зрения, контрастную чувствительность сетчатки, а также подавляет дискомфорт, связанный с хроматическими бликами. На сегодняшний день выявлена прямая корреляция между уровнем содержания МП в центральной зоне сетчатки и возможностью восприятия коротковолнового света. С другой стороны, уровень каротиноидов в макулярной области определяет устойчивость фовеолы к фотострессу [13].

Учитывая, что ксантофиллы не синтезируются в организме, важным моментом является определение устойчивости к фотострессу в зависимости от поступления МП в качестве пищевых добавок. Так, в своих работах J. Stringham и В. Hammond [15] доказали, что при ежедневном поступлении в организм Л/З в дозах 10 и 2 мг соответственно через год в сыворотке крови возрастает уровень МП, что в свою очередь способствует увеличению контрастной чувствительности сетчатки и повышает устойчивость к фотострессу. Подобные исследования определяют важность потребления МП перорально. Противоположные результаты в своих исследованиях получил J. Nolan [16]. При подобном дизайне исследования он определил отсутствие статистически достоверной разницы по уменьшению цветовых аберраций у пациентов, получавших каротиноиды. Тем не менее он продемонстрировал выраженное влияние МП на показатели темновой адаптации, показав снижение ее возможности при дефиците Л/З.

Таким образом, основная функция МП — обеспечение полного функционала сетчатки в макулярной зоне, базирующегося на возможности снижения цветовых аберраций на фоне поглощения синего спектра света, а также способности обеспечить темновую адаптацию пациентов. При рассмотрении данного вопроса более глобально необходимо отметить корреляцию уровня МП в центральном отделе сетчатки с проявлениями катарактогенеза и параметрами работы зрительного анализатора в целом, что оценить довольно трудно. Этот факт определяет сложность механизма работы МП и дополнительно подчеркивает важность их роли в организме.

Исследование функции макулярных пигментов. Возрастная макулярная дегенерация — это заболевание, характеризующееся поражением сетчатки в центральном отделе, что приводит к развитию необратимой слепоты у людей старшей возрастной группы [17]. Среди патогенетических звеньев развития макулярной дегенерации важное значение уделяется реактивным формам кислорода, запускающим окислительные процессы в макулярной зоне. Этот факт определил возможную роль каротиноидов в лечении данной нозологии, так как МП обладают мощной антиоксидантной защитой [18].

По изучению факторов, способствующих развитию ВМД, проведено множество исследований (см. таблицу),

Исследования по влиянию факторов на развитие макулярной дегенерации
среди которых есть работы, определяющие влияние Л/З на развитие ВМД [18, 19]. На сегодняшний день доказано, что потребление МП практически не влияет на развитие дистрофии сетчатки на раннем этапе, тем не менее определена прямая корреляция между уровнем МП в крови и развитием поздней стадии ВМД, а также развитием неоваскуляризации [7].

Так, исследование CARMA (The Carotenoids in Age-Related Maculopathy) представляет собой рандомизированное двойное слепое исследование, целью которого являлось определение влияния З/Л в сочетании с витаминами С, Е и цинком на функциональные параметры сетчатки у лиц с ВМД [20]. Кроме того, дополнительной целью исследования было изучение влияния антиоксидантов на переход ВМД из ранней стадии в позднюю. Оценка результатов проводилась через 1 год исследования, которое доказало, что антиоксиданты в дозах: Л (6 мг), З (0,3 мг), витамины С и Е (75 и 7,5 мг соответственно), цинк (10 мг), медь (0,2 мг) при ежедневном поступлении в организм снижают развитие дистрофических процессов в сетчатке, препятствуя переходу патологического процесса в позднюю стадию.

Чтобы выяснить механизм влияния МП на функциональные параметры сетчатки, было проведено исследование LUNA (Lutein Nutrition effects measured by Auto-fluorescence), целью которого было изучение оптической плотности МП (ОПМП) в зависимости от потребления антиоксидантов в дозах: Л (12 мг), З (1 мг), витамины С и Е (120 и 17,6 мг соответственно), цинк (10 мг), селен (40 мг) при ежедневном поступлении с пищей [21]. В результате было установлено повышение ОПМП в зависимости от поступления в организм. Учитывая, что не у всех пациентов получили подобный результат, был исследован уровень МП в сыворотке крови. На основании полученных данных исследователи сделали вывод о том, что поступление МП в ретинальную ткань зависит в большей степени от способности клеток сетчатки адсорбировать каротиноиды из периферической крови, чем от показателей всасывания в кишечнике. Результаты исследования LUNA подтвердили эффективность длительного приема нутрицевтиков: значительное увеличение ОПМП наблюдалось после 4 мес приема биологически активной добавки Окувайт Лютеин Форте и сохранялось в течение 3 мес по окончании лечения.

Несмотря на то что по результатам исследований была доказана роль каротиноидов при приеме с пищей на функциональные и структурные параметры сетчатки, для многих исследователей оставался открытым вопрос о роли влияния микроэлементов на функциональные параметры сетчатки.

Так, исследование AREDS I (Age-Related Eye Disease Study), проведенное некоммерческой организацией — Национальным институтом здоровья США (National Institutes of Health), продемонстрировало разное влияние микроэлементов и каротиноидов на функциональный потенциал сетчатки [7]. Все участники исследования (3640 пациентов старше 55 лет) были разделены на 4 группы в зависимости от приема микроэлментов или каротиноидов: 1-я группа принимала антиоксиданты (витамины С 500 мг, Е 400 МЕ, β-каротин 15 мг), 2-я — микроэлементы (цинк 80 мг, медь 2 мг), 3-я — антиоксиданты и микроэлементы в тех же дозах, 4-я — группа контроля. По результатам проведенного исследования выяснили, что в 3-й группе при комбинированном прием антиоксидантов и микроэлементов снижается риск прогрессирования ВМД на 28%, риск потери зрения — на 27%, переход патологического процесса в позднюю стадию — на 38%.

Несмотря на то что в исследовании получены положительные результаты, в 2006 г. было инициировано мультицентровое рандомизированное двойное слепое плацебо контролируемое клиническое исследование AREDS II (Age-Related Eye Disease Study), включавшее более 4203 участников с ВМД [22], целью которого была коррекция формулы антиоксидантов и микроэлементов для снижения риска развития неофтальмологических заболеваний и повышения эффективности терапии, в частности исключение β-каротина из состава оригинальной формулы AREDS, снижение дозы цинка с 80 до 25 мг, включение в состав Л (10 мг), З (2 мг), омега-3 полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК).

Исключение β-каротина из состава основывалось на том, что при приеме данного каротиноида онкологические заболевания бронхов возрастали в 2,23 раза, тогда как по результатам AREDS II, Л/З не оказывают влияния на данную нозологию. Важно подчеркнуть, что в отличие от других каротиноидов β-каротин имеет гораздо более широкое распределение в организме, что коррелирует с широкой экспрессией ферментов расщепления в различных тканях. Кроме того, механизм поглощения тканями β-каротина не полностью изучен. Включение в формулу ПНЖК основывалось на их тесной связи с МП, где они выполняют транспортную функцию, повышая тем самым эффективность Л/З. По результатам исследования AREDS II, анализируя показатель вероятности прогрессирования ВМД в течение 5 лет, формула с ПНЖК оказалась эффективнее всего лишь на 4%, что не является статистически достоверным. Тем не менее данный вопрос еще обсуждается. При сравнении групп Л/З vs исключение Л/З было доказано снижение риска прогрессирования неоваскуляризации при приеме Л/З, однако данная терапия не показала эффективность в плане снижения риска развития географической атрофии.

Несмотря на разработку оптимальной формулы терапии и профилактики ВМД, оставался вопрос о возможности коррекции уровня МП в случае генетически запрограммированного развития дегенерации сетчатки. Для решения данного вопроса было инициировано исследование Rotterdam Study, которое включало большую популяционную когорту и длилось в течение 8,6 года. В результате было установлено, что употребление в пищу веществ с высоким содержанием Л/З, β-каротина, ПНЖК, цинка снижает риск развития ранней ВМД у пациентов с генетической предрасположенностью [23]. На основании исследований TOZAL study определено, что для достижения функциональной эффективности прием Л/З должен длиться не менее 6 мес [24].

В последние десятилетия активно изучается роль МП в процессах зрительной активности у пациентов с различной патологией центрального отдела сетчатки. Эпидемиологические исследования показали прямую корреляцию низкого уровня МП с повышением риска развития ВМД. Тем не менее глобальные исследования по этому вопросу, такие как CARMA, AREDS I, AREDS II, Rotterdam Study, TOZAL study, доказали возможность коррекции уровня МП в сетчатке при использовании их в качестве добавок к пище, тем самым снижая риск развития дегенеративных процессов в сетчатке.

Кроме того, исследования определили оптимальную формулу пищевых добавок для стабилизации функционала макулярной области. В составе добавки наиболее важным является содержание лютеина, зеаксантина, аскорбиновой кислоты, селена, цинка, α-токоферола ацетата.

Несмотря на это, многие вопросы по данному аспекту остаются неизученными, в частности механизм абсорбции сетчаткой Л/З из периферической крови, влияние Л/З на процессы неоваскуляризации, механизм снижения прогрессирования ВМД при приеме Л/З. Решение этих вопросов является актуальным. Кроме того, важным моментом является изучение механизма снижения уровня Л/З при прогрессировании катарактогенеза. Дальнейшие исследования по данным вопросам являются актуальными, так как позволят полностью понять роль МП в профилактике и лечении патологии макулярной области.

Материал подготовлен при поддержке компании «Valeant Pharmaceuticals International». Компания не оказывала влияния на сбор и анализ данных литературы, написание и редактирование текста статьи.

Сведения об авторах

Файзрахманов Ринат Рустамович — д-р мед. наук, зав. центром офтальмологии ФГБУ «НМХЦ им. Н. И. Пирогова»

e-mail: rinatrf@gmail.com

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