Ефективність медикаментозної корекції глутатіонового статусу організму при віковій катаракті

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Вступ

Актуальність теми. Медико-соціальне значення вікової катаракти важко переоцінити - в теперішній час вона є найбільш частою причиною сліпоти. Щорічно, більше двох мільйонів людей в світі втрачають зір внаслідок катаракти. В перспективі, кількість таких хворих, по всій ймовірності, буде зростати в зв'язку із збільшенням тривалості життя населення. А в зв'язку із збільшенням рівня загального фону радіації на земній кулі, можна очікувати не тільки підвищення частоти виникнення катаракти, а й розвитку її у осіб більш молодого віку [Сергієнко Н.М., 1995; Федірко П.А., 2000].

В нинішній час, завдяки широкому фронту фізико-хімічних, біохімічних, біофізичних досліджень органа зору і, зокрема, кришталика, а також обширним епідеміологічним дослідженням катаракти в різних регіонах земної кулі, виявлено основні механізми патогенезу вікових, спадкових і набутих катаракт [Багіров Н.А., 2000; Taylor A., 2000; Яценко О.В., 2002].

Знання пускових механізмів і конкретних факторів екзо- і ендогенної природи, що сприяють, в різному ступені, виникненню і прогресуванню катаракти, дасть можливість розробити способи підвищення стійкості тканин ока до дії катарактогенів, а стимуляція антирадикальної і дезінтоксикаційної системи буде сприяти сповільненню процесів фізіологічного і патологічного старіння кришталика.

Однак, необхідно відзначити, що, не дивлячись на значні успіхи, досягнуті у вивченні процесів формування катаракти, залишається незрозумілим цілий ряд питань. Так, основні фізико-хімічні і біохімічні параметри катарактогенеза досліджені, головним чином, на кінцевих стадіях розвитку катаракти, не зрозуміла ступінь оборотності початкових змін метаболізму та передкатарактальні пошкодження білкових компонентів. Поряд з вивченням молекулярних механізмів катарактогенеза, вкрай необхідно поглиблене вивчення пускових механізмів і конкретних факторів зовнішнього і внутрішнього середовища організму, що сприяють в різній мірі виникненню і прогресуванню даного захворювання. На сучасному етапі вивчення основ катарактогенеза, головна роль в якості пускового механізму відводиться вільно-радикальним реакціям. В організмі вільні радикали постійно утворюються в процесі обміну речовин, однак наявність чіткої інтеграції метаболічних процесів у тканинах попереджує небажані реакції радикалів з їх біоструктурами. В тканинах ока вагомим додатковим фактором, що стимулює утворення вільно-радикальних сполук, є світло і, в особливості, короткохвильова частина його спектра (300 - 400 нм.).

В механізмах вільно-радикальних пошкоджень білків велике значення має стан сульфідних груп, рівень яких у білках катарактальних кришталиків різко понижений, при цьому кількість дисульфідних зв'язків, як правило, підвищена.

За цих обставин особливої актуальності набуває вивчення глутатіон-трипептіда, головною функціональною особливістю якого є підтримання у відновленому стані сульфгідрильних груп білків, усунення вільних радикалів, знешкодження чужорідних організму сполук. В теперішній час інтенсивно проводяться дослідження по виявленню істинної функціональної ролі глутатіона в кришталику і інших тканинах ока. В кришталику відзначається сама висока концентрація відновленої форми глутатіона, при цьому, з віком його рівень помітно знижується. Глутатіон є центральною ланкою ензимо-коферментної системи погашення вільних радикалів і знешкодження токсичних речовин.

Дослідження можливої ролі глутатіона в підтримці сульфгідрильних груп білків кришталика і участь його в погашенні вільних радикалів в кришталику, а також попередні результати вивчення привінтивної дії глутатіона на розвиток катаракти in vitro, переконує нас в тій виключній ролі, яку відіграє глутатіон у підтримці нативної конформації білкових структур кришталика.

Особливий інтерес в цьому напрямку представляють дослідження, присв'ячені регуляції рівня глутатіона та інших тіолових сполук в кришталику і камерній волозі ока при розвитку катаракти. В останні роки отримано чіткі докази існування активного транспорту глутатіона і амінокислот-попередників до кришталика з камерної вологи. Таким чином, можна вважати, що рівень глутатіона в кришталику залежить як від стану кришталикових ферментів, що здійснюють його біосинтез, так і від поступу амінокислот і глутатіона з камерної вологи. Джерелом, як амінокислот, так і глутатіону в камерній волозі є плазма крові. Таким чином, рівень глутатіона в крові може бути зв'язаний з його концентрацією в кришталику. І якщо цей зв'язок буде підтверджено у хворих з віковою катарактою, тоді цілком резонно припущення про можливість регулювати рівень тіоловых сполук в кришталику за допомогою модуляції їх рівня у крові.

Мета дослідження. Підвищення ефективності лікування хворих віковою катарактою на пiдставi з'ясування ролі глутатіонового статуса організму в катарактогенезі.

Задачі дослідження.

1. Вивчити особливості розвитку експериментальної світлової катаракти в умовах зниження рівня глутатіону в організмі тварин за допомогою ксенобіотика - ацетоамінофена (ААФ).

2. Дослідити катарактогенну дію світлової енергії високої інтенсивості при підвищенні концентрації глутатіона в організмі експериментальних тварин за допомогою амінокислотної суміші, що входить до складу препарата “Факовіт”.

3. Вивчити концентрацію відновленої та окисленої форм глутатіона в крові хворих з різними клінічними формами вікової катаракти.

4. Дослідити взаємозв'язок між рівнем різних форм глутатіона в крові і кришталиках хворих з віковою катарактою.

5. Вивчити ефективність медикаментозної корекції глутатіонового статусу організму хворих з різними формами вікової катаракти.

1. Матеріали і методи досліджень

Для дослідження використовувались кролики породи Шиншилла, статевозрілі самці, вагою від 1,9 до 2,5 кг, які утримуються на стандартному раціоні віварію. Всього було використано 109 тварин.

Світлову катаракту викликали способом, розробленим в НДІ очних хвороб і тканинної терапії ім. акад. В.П. Філатова (Леус Н.Ф., Метелицина И.П., Дрожжина Г.И., 1991, патент “Спосіб моделювання променевої катаракти” № 1684803). В умовах моделювання катаракти у тварин досліджувались кришталики при різних впливах: ксенобіотика ацетоамінофену і препарату “Факовіт”, що містить амінокислоти-попередники синтезу глутатіона. Тварин було розділено на 4 експериментальні групи: 1 групу тварин піддавали тільки світловому впливу (20 кроликів); 2 група - впливу світла + препарату “Факовіт” (15 кроликів); 3 група - тварини, у яких відтворення світлової катаракти здійснювалося на фоні ксенобіотика ацетоамінофена (20 кроликів); у 4 групи тварин катаракта моделювалася при поєднаному впливі світла, ксенобіотика і “Факовіта” (19 кроликів). Контрольні групи: а) інтактні тварини, що не зазнавали ніякого впливу (20 кроликів), б) тварини, що отримували ксенобіотик без світлового впливу (15 кроликів). Експеримент тривав 40 тижнів.

На протязі всього експерименту кришталики тварин досліджували за допомогою біомікроскопії (щілинна лампа фірми Карл Цейс).

При оцінці змін в кришталиках експериментальних тварин було виділено 5 стадій, що являють собою почерговий розвиток порушень оптичних властивостей кришталика в різні періоди світлового впливу (Павлюченко К.П., Эль-Бишара Рамзи Адель, 2000).

В клініці під нашим спостереженням знаходилось 194 хворих віковою катарактою середнього віку 58 років (від 50 до 60 років) і 26 чоловік-волонтерів середнього віку 55 років (від 45 до 65 років) з прозорими кришталиками, в яких були відсутні зміни, підтверджені біомікроскопічно.

В проведенні клініко-біохімічних досліджень брали участь пацієнти з різними формами катаракт: ядерною (56 чоловік), субкапсулярною (60 чоловік) і змішаною (ядерно-корково-субкапсулярними катарактами) (78 чоловік).

Було вивчено кришталики, камерна волога і кров у 84 хворих, яким проводилась операція екстракції катаракти, а також у 18 пацієнтів, що перенесли енуклеацію ока у відділенні мікрохірургії ока Донецького державного медичного университету. Для визначення відновленого і окисленого глутатіону використовували венозну кров і камерну вологу. Для виміру використали спектрофотометр СФ-26.

В крові і кришталиках хворих віковою катарактою визначали концентрацію окисленої і відновленої форм глутатіону і тіолових груп білків за допомогою методів ензиматичного аналізу і спектрофотометрії.

В крові хворих віковою катарактою і осіб контрольної групи проводилось також визначення сульфгідрильних груп за допомогою колориметричного методу з використанням 5,5?-дітіобіс-2-нітробензойної кислоти.

У всіх пацієнтів проводили визначення гостроти зору здалека та зблизька за звичайною методикою за допомогою таблиці В. Є. Шевальова, поміщеної в апарат Рота. Рефракцію досліджували об'єктивно на рефрактометрі Хартінгера фірми “Карл Цейс”.

Дослідження оптичних середовищ здійснювали в прохідному світлі за звичайною методикою.

Біомікроскопію кришталика виконували на щілинній лампі фірми Inami (Япониія).

Офтальмоскопія дна ока проводилась прямим офтальмоскопом.

Отримані при експериментальних дослідженнях кількісні дані були піддані математичній обробці з використанням t-критерія Стьюдента і коефіцієнта парної кореляції на комп'ютері IBM по програмі “Statistica”. Результати біомікроскопічної оцінки стану кришталиків у експериментальних тварин обробляли з використанням непараметричного критерію Вілкоксона-Манна-Уітні, а при оцінці біохімічних показників у пацієнтів, що отримували “Факовіт”, було застосовано непараметричний критерій Вілкоксона для зв'язаних виборок (Боровиков В., 2003).

2. Результати та їх обговорення

Оскільки в літературі відсутні відомості про дію світлової енергії на кришталик при різних станах глутатіонового статусу організму, нами було виконано три серії експериментальних досліджень, в одній з яких в організмі опромінюваних тварин ми знижували рівень глутатіону за допомогою перорального введення ацетоамінофену, в іншій - експериментальні тварини отримували препарат “Факовіт”, що містить амінокислоти, які входять до складу глутатіона, що й приводило до підвищення рівня глутатіону в організмі, а в третій - використали змішаний вплив світла і ксенобіотика в умовах застосування Факовіта. У тварин контрольної групи за весь період спостереження не було виявлено достовірних патологічних змін в кришталиках.

В умовах зниження рівня глутатіону в організмі експериментальних тварин за допомогою ксенобіотика ацетоамінофена, зниження стійкості кришталиків до впливу світла, що спостерігалось при цьому, було виразним і заключалось в прискоренні появи перших порушень прозорості - великих вакуолей в різних шарах кришталика. Варто також відзначити розвиток перших дифузних помутнінь ядра кришталика в групі тварин, що отримували ацетоамінофен на 20 тижні (2 група) і їх відсутність в ці ж строки тільки при світловому впливі (1 група).

Аналіз одержаних результатів в цій серії експерименту свідчить, що зниження рівня глутатіону в організмі через дію ксенобіотика приводить до зниження стійкості кришталика до катарактогенної дії світлової енергії високої інтенсивності. При цьому збільшується частота появи перших патологічних змін в кришталику в початковий період спостереження в 7,5 раза, і зростає швидкість розвитку найбільш виражених помутнінь кришталика в заключний період спостереження в 3,5 раза.

Розглядаючи результати дослідів з опроміненням тварин, що отримували “Факовіт”, необхідно відмітити, що до 40 тижня експерименту в групі тварин, що піддавалися тільки світловому впливу, прозорі кришталики були відсутні і відповідно у 100 % спостерігались патологічні зміни, а в 10,5 % випадків сформувалась початкова ядерна катаракта, тоді як в групі тварин, що отримувала на фоні опромінення Факовіт, значна кількість кришталиків залишалась прозорими і в жодному випадку не виявлено ознак початкової ядерної катаракти.

Таким чином, введення експериментальним тваринам препарату “Факовіт”, що містить амінокислоти-попередники синтезу глутатіона, підвищує стабільність кришталика до дії катарактогенного фактору. Цей ефект особливо виразно проявляється при тривалому світловому впливі, коли кількість прозорих кришталиків складає 40 % при їх повній відсутності в опромінюваній групі без застосування “Факовіта”.

В останньому випадку, отримані дані чітко свідчать про захисний ефект “Факовіта” по відношенню до шкідливої дії світла на кришталик, яка підсилюється ксенобіотиком. Цей факт дає підґрунття вважати, що додаткове введення в організм препарату “Факовіт”, що приводить до збільшення утворення глутатіона, грає важливу роль в механізмах стійкості кришталика до шкідливої дії катарактогенних факторів (світло і ксенобіотик).

Із представлених даних видно, що в крові хворих віковою катарактою при всіх її формах відзначається статистично вірогідне зниження загального вмісту глутатіону, найбільш виражене у хворих із змішаною формою катаракти. В той же час у хворих з ядерною і задньою субкапсулярною катарактою вміст загального глутатіона в крові було знижено в меншій мірі, і статистично достовірних відмінностей між цими групами хворих виявлено не було. Аналогічна тенденція спостерігалась і в зміні рівня відновленого глутатіона в крові пацієнтів з різними формами катаракти: найбільш значно концентрація цього кофермента знижувалась при змішаній формі катаракти - більш ніж в 1,5 рази порівняно з нормою. Варто зазначити, що у тієї ж групи хворих рівень окисленого глутатіона виявився підвищеним майже в півтора рази. Значно збільшена концентрація цієї форми глутатіона також в крові хворих з ядерною катарактою (майже на третину).

Співставляючи дані рівня тіолових сполук в кришталику і в крові хворих з різними формами вікової катаракти, ми виявили високий ступінь корелятивної залежності між рівнем окисленого та відновленого глутатіону в кришталиках і крові хворих катарактою.

Як видно із представлених даних, рівень відновленого глутатіону в кришталиках знижується при всіх клінічних формах вікової катаракти. При цьому найбільш різке падіння концентрації глутатіона спостерігалось при змішаній і задньокапсулярній формах катаракт. В то же час вміст окисленої форми глутатіону збільшувався при ядерній і, в меньшій мірі, задньокапсулярній катарактах, а при змішаній формі - знижувався.

Аналізуючи дані про стан тіолового статусу організму у хворих з різними клінічними формами вікової катаракти, ми вже відзначали, що найбільш значні порушення рівня і співвідношення окислених і відновлених форм глутатіону відзначаються у хворих із змішаною формою катаракти.

Співставлення величин зниження рівня відновленого глутатіону і підвищення окисленої форми при ядерній і задньокапсулярній катарактах показує, що окислення вільної форми глутатіону не може пояснити настільки різке падіння його відновленої форми в кришталиках при цих видах катаракт.

Вірогідно, це явище може бути пов'язано з порушенням проникності капсули кришталика по відношенню до глутатіону (відновленої і окисленої форм).

Таким чином, на основі аналізу даних клініко-біохімічних досліджень виявлено взаємозв'язок між вмістом глутатіону в крові і кришталиках хворих віковою катарактою. При цьому найбільш висока ступінь корелятивної залежності характерна для змішаної і ядерної форм катаракт (коефіцієнт кореляції рівня відновленого і окисленого глутатіону складав 0,83 - 0,93 і 0,81 - 0,72 відповідно).

При дослідженні крові і кришталиків у хворих віковою катарактою, що отримували до оперативного лікування препарат “Факовіт”, було виявлено підвищення рівня відновленого глутатіона в крові у хворих з ядерною і задньокапсулярною катарактою. У хворих зі змішаною катарактою не було виявлено достовірних змін в концентрації відновленого глутатіона в крові, тоді як рівень окисленої його форми достовірно збільшувався.

За цих же умов нами виявлено достовірне підвищення концентрації глутатіону тільки в кришталиках з ядерною катарактою (125%), при цьому в кришталиках із змішаною катарактою відзначалось підвищення окисленого глутатіону. В камерній волозі у хворих віковою катарактою після курсового застосування “Факовіта” рівень відновленого глутатіону достовірно підвищувався тільки при ядерній катаракті, тоді як при змішаній формі катаракти в цих же умовах підвищувалась окислена форма глутатіону.

Інформація про ефективність корекції глутатіонового статусу за допомогою препарату “Факовіт”, що свідчить про достовірне підвищення рівня відновленої форми і загального вмісту глутатіону в крові хворих з ядерними і задньо-капсулярними катарактами, і недостовірній зміні цих показників у хворих із змішаною формою катаракти, також переконує нас в наявності значних особливостей патогенеза різних клінічних форм цього захворювання.

Зокрема, ці дані доводять, що змішана форма катаракти развивається у хворих із значним ступенем порушення глутатіонового статусу організму, який не вдається відкоректувати за допомогою препарату “Факовіт” в стандартних дозах.

Таким чином, є підстави передбачати, що змішана форма вікової катаракти развивається у пацієнтів із значним порушенням глутатіонового статусу організму, який носить досить стійкий характер.

Що стосується механізмів виявленого нами порушення глутатіонового статусу організму у хворих з віковою катарактою, то важливу роль тут можуть грати порушення ензиматичних систем, що здійснюють окислювально-відновні перетворення глутатіону, які були виявлені в цілому ряді клініко-біохімічних досліджень [Дрожжина Г.И., 1991 Метелиціна I.П., 1998]. Крім того, відповідне значення у вказаному механізмі можуть мати також дані про зниження загального рівня гідрофільних і ліпофільних антиоксидантів в крові хворих віковою катарактою [Метелицына И.П., Коломийчук С.Г., Кравченко Л.И., Леус Н.Ф., 1996].

В свою чергу, зниження відновлювального потенціалу глутатіонової системи може приводити до підвищення швидкості перекисного окислення ліпідів і, перш за все, до накопичення в організмі хворих кінцевих продуктів цього процесу - дієнових кон'югатів і МДА; регенерації перекисних форм ліпідів за допомогою ферменту глутатіон-пероксидази [Гунько В.А., 1989; Delcourt C., Cristol J.P., Leder C.L., 1999].

Таким чином, виявлені нами порушення глутатіонового статусу організму хворих віковою катарактою з урахуванням тієї ролі, яку відіграє глутатіон в захисно-пристосувальних процесах, можна розглядати, як дуже важливу ланку патогенезу вікової катаракти. Це набуває особливої актуальності в зв'язку з тим, що при багатьох патологічних станах організму, а також при прийомі ряду лікарських препаратів і впливу негативних виробничих факторів (професійні шкідливості), відбувається зниження рівня глутатіону в організмі і порушується функціональний стан його окислювально-відновної системи.

В цілому, результати проведених клініко-біохімічних досліджень показали, що застосування препарату “Факовіт” хворим віковою катарактою приводить до помітної нормалізації глутатіонового статусі в крові пацієнтів з ядерною і субкапсулярною формами катаракт. Тоді, як при змішаній формі захворювання не відзначалось достовірного підвищення рівня глутатіону в крові після курсового застосування “Факовіта”.

Отриманні дані також свідчать про можливості медикаментозної корекції глутатіонового статусу організму хворих віковою катарактою і обґрунтовують доцільність диференційованого підходу до застосування медикаментозної корекції рівня глутатіону в крові хворих з різними формами вікової катаракти.

Вірогідно, наші дані про стан глутатіонового статусу у хворих віковою катарактою можна розглядати, як вагому ланку системного порушення метаболізму, прояв якого грає значну роль в патогенезі такого вікового захворювання, як катаракта.

Висновки

катаракта глутатіон ксенобіотик медикаментозний

1. Вікова катаракта є однією з найбільш поширених хвороб ока. Недосконалість існуючих методів її терапевтичного лікування пов'язана, в першу чергу, з недостатністю наших знань про патогенез цього захворювання. Не дивлячись на те, що роль глутатіонової системи кришталика в катарактогенезі доведено, застосування препаратів цього типу у вигляді крапель для очей не дає позитивного результату. Таким чином, недостатня вивченість ролі метаболічного і, зокрема, глутатіонового статусу організму в патогенезі вікової катаракти і неефективність місцевого застосування метаболітних препаратів обумовлюють актуальність досліджень в даному напрямку.

2. Експериментально доведено, що при впливі світла високої інтенсивності в умовах зниження рівня глутатіону в організмі через введення ксенобіотика - ацетоамінофену збільшується частота появи початкових помутнінь в кришталику в ранній період спостереження в 7,5 раза, і зростає швидкість розвитку найбільш виражених помутніть кришталика в заключний період спостереження в 3,5 раза.

3. Доведено, що введення експериментальним тваринам препарату “Факовіт”, що містить амінокислоти-попередники синтезу глутатіону, підвищує стійкість кришталика до катарактогенної дії світлової енергії. Цей захисний ефект особливо виразно проявляється при тривалому світловому впливі, коли кількість прозорих кришталиків у кроликів, що отримували “Факовіт”, складає 40%, при їх повній відсутності в опромінюваній групі без застосування вказаного препарату.

4. Доповнені знання про порушення тіолдисульфідної системи глутатіону в крові хворих віковою катарактою. Встановлено чіткий зв'язок глутатіонового статусу організму хворих віковою катарактою з її клінічною формою. Найбільш значне зниження рівня відновленого глутатіону виявлено в крові хворих із змішаною формою катаракти (більш, ніж в 1,5 рази) і ядерною формою катаракт (більш, ніж в 1,3 рази).

5. Виявлено, що рівень відновленого глутатіону в кришталиках залежить від стану глутатіонового статусу організму хворих віковою катарактою. При цьому найбільш високий ступінь корелятивної залежності характерний для хворих із змішаною і ядерною формами катаракт.

6. Встановлено, що курсове застосування препарату “Факовіт” хворим віковою катарактою приводить до підвищення вмісту відновленого глутатіону в крові пацієнтів тільки з ядерною і субкапсулярною формами катаракт; тоді як при змішаній формі захворювання в цих же умовах не відмічалось достовірної корекції глутатіонового статусу.

7. Результати проведених досліджень свідчать, що важливою ланкою патогенезу вікової катаракти є порушення глутатіонового статусу організму, ефективність медикаментозної корекції якого залежить від клінічної форми захворювання.

Література

1. Павлюченко К.П., Мохаммед Зухейр Махфуз Ибрагим. Исследование уровня тиоловых соединений в крови пациентов с различными клиническими формами возрастной катаракты // Офтальмол. журн. - 2003. - № 6. - С. 21 - 24.

2. Павлюченко К.П., Мохаммед Зухейр Махфуз Ибрагим. Влияние уровня тиоловых соединений в организме на устойчивость хрусталика к световому воздействию //Офтальмол. журн. - 2004. - № 5. - С. 57 - 61.

3. Павлюченко К.П., Мохаммед Зухейр Махфуз Ибрагим. О возможности коррекции тиолового статуса у больных возрастной катарактой // Офтальмол. журн. - 2004. - № 6. - С. 41 - 44.

4. Павлюченко К.П., Мохаммед Зухейр Махфуз Ибрагим. Соотношение уровня тиоловых соединений в крови и хрусталике больных возрастной катарактой // Збірник наукових праць: Проблеми екологічної та медичної генетики і клінічної імунології. - 2004. - Вип. 9 (62). - С. 189 - 197.

5. Павлюченко К.П., Мохаммед Зухейр Махфуз Ибрагим. Исследование уровня тиоловых соединений в крови пациентов с различными клиническими формами возрастной катаракты // Тези доп. наук.-практ. конф. офтальмологів з міжнародною участю, присвяч. 100-річчю кафедри і клініки очних хвороб “Досягнення та перспективи розвитку сучасної офтальмології”. - Одеса, 2003. - С. 25 - 27.

6. Павлюченко К.П., Мохаммед Зухейр Махфуз Ибрагим. О взаимосвязи тиолового статуса хрусталика и организма у больных возрастной катарактой // Тези 2 міжнародної наукової конференції офтальмологів Причорномор'я. - Одеса, 2004. - С. 56 - 57.

Размещено на Allbest.ru