CC BY
54
Халимов А.Р., Бикбова Г.М., Катаев В.А.*
ГУ «Уфимский НИИ глазных болезней» АН РБ, г. Уфа *ГБОУ ВПО «Башкирский государственный медицинский университет», г. Уфа
E-mail: ufaeyenauka@mail.ru
ВЛИЯНИЕ КРОССЛИНКИНГА РОГОВИЧНОГО КОЛЛАГЕНА НА ПРОЦЕССЫ СВОБОДНО-РАДИКАЛЬНОГО ОКИСЛЕНИЯ
В ТКАНЯХ ГЛАЗА
Представлены сведения о влиянии кросслинкинга коллагена роговицы у пациентов с керато-конусом на процессы свободно-радикального окисления в слезной жидкости, которые оценивались по величине светосуммы железоиндуцированной хемилюминесценции и содержанию малонового диальдегида. Полученные результаты указывают о незначительной активации процессов свободно-радикального окисления в тканях глаза в послеоперационном периоде.
Ключевые слова: кератоконус, кросслинкинг, свободно-радикальное окисление.
Актуальность
Прогрессирующие, дистрофические врожденные и приобретенные заболевания органа зрения, связанные с ослаблением функциональных свойств коллагеновых фибрилл в тканях глаза, являются одной из причин слабовидения и нередко слепоты. Такая офтальмопатология (кератопатии, эктазии и краевая дегенерация роговицы, миопия, отслойки сетчатки и др.) сопровождается, как правило, дисплазией соединительной ткани (ДСТ) - аномалией, проявляющейся снижением содержания коллагеновых волокон и нарушением их соотношения. Качественные и количественные изменения состава коллагена органа зрения отрицательно сказываются на его структуре и проявляются в различных сочетаниях симптоматики болезни [5]. Патогенез таких заболеваний обусловлен, в частности, избыточным апоптозом кератоцитов, повышенной активностью коллагеназных ферментов. При этом наблюдается выраженное снижение биомеханических свойств роговицы.
Хирургическое лечение офтальмодисплазии соединительной ткани нередко сопровождается осложнениями, не останавливает развития заболевания, а лишь способствует замедлению его прогрессирования. Новейшая тактика лечения ДСТ - использование современной медицинской технологии перекрестного сшивания молекул коллагена, которое предполагает обязательное применение светочувствительного вещества, обеспечивающего эффективность выполнения процедуры и защиту внутриглазных структур от негативного воздействия ультрафиолетового излучения.
Фотосенсибилизаторы - вещества, повышающие чувствительность биологических тка-
ней к действию солнечных лучей или искусственного ультрафиолетового излучения. Молекулы таких соединений поглощают свет и индуцируют химические реакции, которые в их отсутствии обычно не происходят. Способность к светопоглощению обусловлена наличием хромофорных группировок, содержащих, как правило, циклические ядра в молекулах фотосенсибилизаторов. Последние, при этом, поглощая энергию фотонов, переходят в возбужденное состояние, образуя активные формы кислорода (свободные радикалы, перекиси). Некоторые фотосенсибилизаторы действуют только в присутствии кислорода, вызывая фотодинамичес-кий эффект. Известно более 400 светочувствительных соединений синтетического и природного происхождения (хлорофиллы, порфири-ны, фикобилины и промежуточные продукты их синтеза, ряд антибиотиков, рибофлавин, хинин и др.). Свободные радикалы, в свою очередь, участвуют во многих биохимических процессах - модификации биологических мембран, аккумуляции и трансформации энергии, обеспечивают защитные функции, детоксикацию чужеродных соединений как поступающих, так и образующихся в организме, обладают микробицидными свойствами [8], являются необходимыми промежуточными продуктами при биосинтезе простагландинов и прогестерона [11], участвуют в гидроксилировании сте-рольного ядра холестерина [7] и т.д. Имеются данные о генерации свободных радикалов во время пролиферации лимфоцитов [4]. Выявлен иммуномодулирующий эффект свободно-радикального окисления и его продуктов. Они инициируют реакции полимеризации, окисле-
ния и восстановления, лежащие как в основе синтеза, так и наоборот, разрушения различных соединений. При действии разнообразных факторов, при облучении, метаболизме некоторых вводимых в организм лекарственных препаратов и окислении чужеродных соединений, а также при стрессе и различных заболеваниях - скорость свободно-радикального окисления и содержание свободных радикалов изменяется [10].
Новый, малоинвазивный способ лечения дистрофической патологии роговицы, в частности кератоконуса, - коллагеновый кросслин-кинг, основанный на облучении роговицы источником диодного ультрафиолетового излучения и одновременном использовании раствора рибофлавина в качестве светочувствительного фактора. При этом укрепляющий эффект соединительной ткани возникает посредством перекрестного связывания коллагеновых фибрилл за счет образования в молекулах полимера новых химических связей под действием свободно-радикальных процессов, инициируемых ультрафиолетовым излучением и действием биофотосенсибилизаторов. Выполнение данной процедуры способствует замедлению прогрессирования заболевания за счет укрепления биомеханических свойств роговицы, обусловленного фотополимеризацией коллагена.
Однако не следует забывать, что образующиеся в избыточном количестве свободные радикалы, способны непосредственно взаимодействовать с органическими соединениями, что ведет к потере биологической активности белков, ферментов, нуклеиновых кислот, т.е. приводит к окислительному стрессу.
Цель - изучить влияние кросслинкинга роговичного коллагена на свободно-радикальные процессы в тканях глаза.
Материал и методы
Процедуру кросслинкинга выполняли по традиционной методике - под местной анесте-зей, после деэпителизации роговицы диаметром 7 мм, в течение 20-30 минут проведены инстилляции протектора роговицы «Декстралинк» (регистрационное удостоверение № ФСР2010/ 09071) [2], содержащего 0,1 % рибофлавин в изо-осмотичном буфере с последующим шестикратным облучением продолжительностью по 5 минут ультрафиолетовым источником устройства
офтальмологического «УФалинк» (регистрационное удостоверение № ФСР2009/05489) [1]. Общая продолжительность облучения - 30 минут. В послеоперационном периоде проводилась местная антибактериальная и дегидратацион-ная терапия. В клинические наблюдения были включены 14 больных (8 мужчин и 6 женщин) в возрасте от 32 до 44 лет с диагнозом: Кератоко-нус II стадии. Пациенты были сопоставимы по частоте общих и сопутствующих заболеваний. Слезную жидкость собирали за 1 день до операции и на 3 сутки после кросслинкинга.
Свободно-радикальные процессы оценивали по данным светосуммы железоиндуцированной хемилюминесценции на хемилюминомере ХЛМ-003 [10]. Определяли содержание малонового диальдегида (МДА) по реакции с тио-барбитуровой кислотой [9], адаптированной к малому объему жидкости [6].
Результаты и обсуждение
Баланс про- и антиоксидантной систем гомеостаза является объективным критерием оценки величины адаптационных гомеостатических резервов организма и регионарной системы глаза [3].
В связи с этим нами был проведен анализ особенностей свободно-радикального окисления и антиоксидантной защиты слезной жидкости у пациентов до и после операции крос-слинкинга.
У пациентов после кросслинкинга показатели светосуммы хемилюминесценции, характеризующие интенсивность свободно-радикальных процессов (0,204±0,1 у.ед.), были выше исходных дооперационных значений (0,182±0,1 у.ед.), однако находились в пределах статистической погрешности. Содержание малонового диальдегида в слезе в постоперационном периоде также превышало исходные значения (до операции - 0,96±0,08 нмоль/мл; после операции - 1,42±0,1 нмоль/мл; (р<0,05)). Т.е. после перекрестного сшивания коллагена роговицы имеется тенденция к повышению процессов пе-роксидации, проявляющихся увеличением концентрации первичных продуктов перекисного окисления липидов (МДА), что, вероятно, связано с механизмом действия кросслинкинга (активация свободно-радикальных процессов и деэпителизация роговицы). Рост исследуемых показателей после проведенной операции крос-
слинкинга не носит выраженный характер, что в определенной мере можно отнести к антиок-сидантным свойствам рибофлавина, применяемого для «насыщения» стромы роговицы.
Следует отметить, что сравнение настоящих результатов с данными здоровых лиц, полученных нами ранее, указывает на имеющийся дисбаланс в системе про- и антиоксидантной систем у пациентов с кератоконусом, вызванных хроническим течением эктатической патологии.
Заключение
Проведение кросслинкинга коллагена у пациентов с кератоконусом приводит к незначительному увеличению содержания малонового диальдегида и росту светосуммы железоиндуцированной хемилюминесценции в слезной жидкости, что можно характеризовать как тенденцию к активации процессов свободно-радикального окисления в тканях глаза в послеоперационном периоде.
--------------------------- 7.10.2011
Список литературы:
1. Бикбов М.М., Бикбова Г.М., Ахметов И.Р. Устройство для перекрестного связывания коллагена роговицы // Патент на полезную модель № 72401. 2008.
2. Бикбов М.М., Халимов А.Р., Бикбова Г.М. Офтальмологическое средство для кросслинкинга // Патент РФ № 2412707. 2011.
3. Владимиров Ю.А. Свечение, сопровождающее биохимические реакции // Соросовский образовательный журнал. 1999. №6. - С. 25-32.
4. Вольский Н.Н., Кашлакова Н.В., Козлов В.А. Цитология // 1988. С. 898-902.
5. Кадурина Т.И. Наследственные коллагенопатии. Клиника, диагностика, лечение, диспансеризация // 2000. - 272 с.
6. Камилов Ф.Х., Винькова Г.А., Орлова Н.С. Активность перекисного окисления липидов и антиоксидантные ферменты // Здравоохранение Башкортостана. 2000. №3. - С. 26-30.
7. Козлов Ю.П. Биоантиокислители // М., 1975. С.5-14.
8. Маянский А.Н., Маянский Д.Н. Очерки о нейтрофиле и макрофаге // Новосибирск, 1989. -344с.
9. Стальная И.Д., Гаришвили Т.Г. Метод определения малонового диальдегида с помощью тиобарбитуровой кислоты // Современные методы в биохимии. М., 1977. - С. 66-68.
10. Фархутдинов Р.Р., Лиховских В.А. Хемилюминесцентные методы исследования свободно-радикального окисления в биологии и медицине // Уфа, 1995. - 90с.
11. Till G.O., Guilds L.S., Mahrougui M. et al. // Amer. J. Pathol. 1989. - Р.135, 195-202.
UDC 617.713-002-085
Khalimov A.R., Bikbova G.M., Kataev V.A.
INFLUENCE OF CORNEAL COLLAGEN CROSSLINKING ON PROCESSES OF FREE-RADICAL OXIDATION IN EYE TISSUES
The investigation purpose is to determine the impact of cornea crosslinking in patients with keratoconus to free radical oxidation in the tear fluid process. The main methods are assessed value measures of chemilumines-cence and malondialdehyde content. The results indicate a slight activation of free radical oxidation in eye tissues in the postoperative period.
Key words: keratoconus, crosslinking, free radical oxidation.
Bibliography
1. Bikbov M.M., Bikbova G.M., Akhmedova I.R. Device for cross- linking of cornea collagen/ Patent on useful model 72401. 2008.
2. Bikbov M.M., Khalimov A.R., Bikbova G.M. Ophthalmological device for crosslinking // Patent RF № 2412707. 2011.
3. Vladimirov Yu.A. Fluorescence accompanying biochemical reactions // Srosovskiy educational journal. 1999. №6. - P. 25-32.
4. Volskiy N.N., Kashlakova N.V., Kozlov V.A. Cytology// 1988. - P. 898-902.
5. Kadurina T.I. Congenital collagenopathy. Clinic, diagnostics, treatment, follow-up care // 2000. - 272 p.
6. Kamilov F.Kh., Vinkova G.A., Orlova N.S. Activity of peroxide oxidation of lipids and antioxidant ferments // Healthcare of Bashkortostan. 2000. №3. - P. 26-30.
7. Kozlov Yu.P. Bioantioxidisers // M., 1975. - P. 5-14.
8. Mayanskiy A.N., Mayanskiy D.N. Essays about neutrophil and macrophage // Novosibirsk, 1989. - 344p.
9. Stalnaya I.D., Garishvili T.G. Method of malondialdehyde definition using thiobarbituric acid. // Modern methods in biochemistry. M., 1977. - P. 66-68.
10. Farkhutdinov R.R., Likhovskikh V.A. OapxyTfli/iHOB P.P., .TIuxobckhx B.A. Chemiluminescent investigation methods of free radical oxidation in biology and medicine // Ufa, 1995. - 90 p.
11. Till G.O., Guilds L.S., Mahrougui M. et al. // Amer. J. Pathol. 1989. -P135, 195-202.
