Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА I. Обзор литературы. 10
1.1. Строение хрусталика. Химический состав 11
1.2. Некоторые теории катарактогенеза 21
1.3. Исследование механической твердости хрусталика 29
1.З. Заключение 31
ГЛАВА II. Материалы и методы исследования 32
2.1. Принципы формирования групп пациентов 32
2.2. Методы обследования пациентов 35
2.3. Исследование состава жирных кислот секрета серных желез наружного слухового прохода 41
2.4. Экстракапсулярная экстракция катаракты (ЭЭК) 43
2.5. Исследование ядра хрусталика in vitro 43
ГЛАВА III. Результаты исследования физиологических параметров хрусталика и их взаимосвязь. 48
3.1. Острота зрения и внутриглазное давление пациентов 48
3.2. Объем аккомодации 49
3.3. Исследование оптических характеристик хрусталика 49
3.4. Результаты ультразвукового исследования хрусталика 51
3.5. Результаты исследования твердости хрусталика 51
3.6. Оценка взаимосвязей между физиологическими параметрами хрусталика и его твердостью 52
3.7 Заключение 64
Глава IV. Результаты биохимического исследования ядра хрусталика в норме и при катаракте 65
4.1. Результаты исследования состава высших жирных кислот в хрусталике 65
4.2. Результаты изучения перекисного окисления липидов в прозрачных хрусталиках и при катаракте 65
4.3. Изменение биохимического состава хрусталика при созревании катаракты 68
4.4. Влияние биохимического состава хрусталика на его твердость 72
4.4. Заключение 76
Глава V. Жирнокислотный состав секрета серных желез наружного слухового прохода. Соотношение содержания высших жирных кислот хрусталика и ушной серы.
Корреляция между составом высших жирных кислот ушной серы и твердостью ядра хрусталика 78
5.1. Результаты исследования. 78
5.2. Соотношение между содержанием некоторых жирных кислот и твердостью хрусталика 87
5.3. Заключение 89 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 90 ВЫВОДЫ 95 ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ 96 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 97 ПРИЛОЖЕНИЕ 1 112 ПРИЛОЖЕНИЕ 2 116 ПРИЛОЖЕНИЕ 3 117
- Строение хрусталика. Химический состав
- Принципы формирования групп пациентов
- Острота зрения и внутриглазное давление пациентов
- Изменение биохимического состава хрусталика при созревании катаракты
- Соотношение между содержанием некоторых жирных кислот и твердостью хрусталика
Введение к работе
Актуальность работы
Благодаря увеличению средней продолжительности жизни, постоянно возрастает процент пожилых людей среди населения. Как следствие неуклонно растет заболеваемость возрастной катарактой. Болезни хрусталика в структуре глазной патологии, ведущей к инвалидности, составляют от 13,4% до 18% и являются одними из основных причин слепоты и слабовидения наряду с глаукомой и заболеваниями сетчатки [39,47,64,102]. Патология хрусталика является одной из важнейших проблем офтальмологии, а больные катарактой составляют основную группу пациентов офтальмологического стационара.
Медикаментозное лечение катаракты не дает радикального решения этой проблемы,, так как способно только замедлить прогрессирование катаракты в начальной ее стадии [6,11,38,41,43] и основным методом лечения является хирургический [54,56,69,74]. В связи с развитием технических возможностей, в настоящее время значительно расширились показания к операции. Сегодня нет необходимости ждать полного созревания катаракты и снижения зрения до светоошущения. Оперативное вмешательство может быть произведено на любой стадии, в том числе и на начальной, когда еще сохранена относительно высокая острота зрения. Ведущее значение имеют типы операций, при которых используется малый тоннельный разрез фиброзной оболочки глаза, а ядро хрусталика разрушается различными способами, внутри глаза (использование ультразвука, лазерной энергии, механическое разрушение). При этом сокращается реабилитационный период, уменьшается послеоперационный индуцированный астигматизм, что позволяет добиваться высокой остроты зрения, причём в кратчайшие сроки после операции. Малый разрез понижает уровень повреждения эндотелия, сокращает время операции, объем интра- и послеоперационных осложнений и уменьшает количество используемого шовного материала [57,62,63,65].
Главной задачей этих методик является разрушение ядра хрусталика, без повреждения окружающих тканей. Поэтому механическая твердость ядра приобретает одно из первостепенных значений. Основные исследования хрусталика направлены на изучение механизмов его помутнения, среди которых важную»роль занимают процессы перекисного окисления липидов [19]. В то же время, сегодня имеет значение не столько степень помутнения хрусталика, сколько еге механическая твердость и понимание процессов, ведущих к увеличению твердости хрусталика, имеет большое практическое значение. В литературе, к сожалению, имеется ограниченное количество публикаций, которые, в основном, касаются зависимости твердости хрусталика от зрелости катаракты, цвета ядра, содержания воды и возраста пациента [ИЗ]. По данным авторов [91,94], чем темнее ядро, тем оно тверже, даже если хрусталик мутный только частично, в то время как полностью зрелая катаракта, но имеющая светлый цвет, может иметь низкую механическую твердость. Молекулярные процессы, ведущие к изменению механических характеристик хрусталика, раскрыты далеко недостаточно.
Представляло интерес изучить, как изменяется химический состав, и какие физиолого-биохимические факторы влияют на свойства хрусталика. Более точное определение степени твердости хрусталика перед операцией будет способствовать выбору оптимальной методики экстракции катаракты.
Цель работы: Изучить основные физиолого-биохимические механизмы, приводящие к изменению механических свойств хрусталика, уточнить отдельные звенья патогенеза развития катаракты. Для достижения цели работы были поставлены следующие:
Задачи исследования:
Оценить физиологические свойства и биофизические параметры ядра хрусталика: аккомодацию, механическую твердость, прозрачность, цвет, акустическую плотность в норме и при патологии.
Изучить качественный и количественный состав основных высших жирных кислот ядра хрусталика различной твердости у человека.
Исследовать уровень перекисного окисления липидов и состояние антиоксидантной системы в хрусталиках различной твердости.
Изучить состав высших жирных кислот в секрете серных желез наружного слухового прохода у пациентов с катарактой, провести статистические параллели между содержанием высших жирных кислот в хрусталике и ушной сере.
5. Разработать способ неинвазивного дооперационного определения механической твердости хрусталика.
Научная новизна
Впервые установлена связь между качественным и количественным составом высших жирных кислот и механической твердостью ядра хрусталика. Выявлено, что по мере увеличения интенсивности процессов перекисного окисления липидов существенно повышается степень твердости хрусталика. Установлено, что качественные и количественные изменения содержания высших жирных кислот в хрусталике коррелируют с составом жирных кислот секрета серных желез наружного слухового прохода. По результатам исследований разработан метод контроля твердости хрусталика по содержанию ПНЖК в ушной сере (Заявка № 2003109208 от 31.03.2003). Разработан метод прогнозирования твердости хрусталика, определяя относительную акустическую плотность. Предложено оригинальное устройство для определения твердости ядра хрусталика in vitro (Заявка № 2004110302 от 07.04.2004).
Теоретическая и практическая значимость
На основании комплексного подхода к изучению физиологических и биохимических параметров хрусталика при катаракте и оценки оптических, акустических и механических его характеристик в контексте биохимических изменений получены новые сведения о факторах, ведущих к увеличению механической твердости хрусталика. Разработан метод дооперационного прогнозирования твердости ядра хрусталика при выборе тактики оперативного вмешательства, который позволяет существенно сократить время операции, нахождения больного в стационаре и послеоперационной реабилитации.
Публикации
По материалам диссертации опубликовано 9 работ в сборниках научных трудов, журналах, тезисах и докладах Международных и Всероссийских конференций.
Основные положения, выносимые на защиту
Одним из основных факторов, определяющих механическую твердость хрусталика, является содержание в нем полиненасыщенных жирных кислот (ПНЖК).
Установлено, что твердость хрусталика зависит от интенсивности процессов перекисного окисления липидов.
Выявленная корреляционная связь между составом ПНЖК хрусталика и ПНЖК ушной серы позволяет предложить неинвазивный метод оценки механической твердости хрусталика по содержанию ПНЖК в ушной сере.
Определение относительной акустической плотности является высокоинформативным клиническим методом прогнозирования механических свойств хрусталика.
Строение хрусталика. Химический состав
Хрусталик представляет собой прозрачное, двояковыпуклое в виде диска полутвердое: образование, расположенное между радужкой и стекловидным телом [26]. Хрусталик делит глазное яблоко на два неравнозначных отдела - меньший передний и больший задний; он является разделительным барьером между камерами глаза и защищает нежные структуры переднего отдела от давления большой массы стекловидного тела [26]. Хрусталик является весьма необычным органом [39]. Уникальными особенностями хрусталика являются прозрачность, отсутствие ядер и многих органоидов в основной массе его клеток, отсутствие иннервации и кровоснабжения [39]. Он является единственным «органом» тела человека, состоящим из одного типа-клеток на всех стадиях эмбрионального развития и: постнатальной жизни вплоть до смерти. Существенным отличием его является отсутствие в нем кровеносных сосудов и нервов [12,50]. Прозрачность, эластичность, сферичность поверхностей и правильное положение — вот все, что требуется от хрусталика для обеспечения нормального функционирования глаза. Прозрачный хрусталик наряду с роговицей, камерной влагой и стекловидным телом составляют светопроводящий и преломляющий аппарат глаза. Важной функцией хрусталика является участие его в аккомодации глаза к получению отчетливого изображения равноудаленных предметов, таким образом обеспечивается динамичность рефракции глаза. В этом процессе важную роль играет эластичность хрусталика. Выполнение функций хрусталика достигается тонкой сбалансированностью всех звеньев его метаболизма при относительно простом строении [39]і
Хрусталик растет непрерывно на протяжении всей жизни человека, в основном увеличивается его диаметр. Фактором, способствующим увеличению диаметра, является уплотнение ядра [12] J Толщина хрусталика зависит от аккомодационной способности; глаза [81].
В хрусталике, имеющем форму двояковыпуклой линзы, различают передний и задний полюса, а также экватор, которым хрусталик условно разделяется на переднюю и заднюю поверхности. При биомикроскопии в условиях мидриаза детализируются особенности структурной организации хрусталика, видна его многослойность: капсула, подкапсулярная светлая зона, светлая зона неоднородного рассеивания, полупрозрачная зона коры, затем - ядро: зона эмбрионального ядра, фетальное ядро [22,104,118]. Ядро рассматривают как пренатальную часть хрусталика. Оно также обладает слоистостью.
Принципы формирования групп пациентов
Для исследования отобраны 114 пациентов в возрасте от 55 до 78 лет, с катарактой различной степени зрелости.
Из сопутствующей соматической патологии отмечены гипертоническая болезнь в различной стадии, ишемическая болезнь сердца, из заболеваний глаз - макулодистрофия, глаукома I - II стадии, миопия I - II степени. В группу исследования не включали пациентов с системными заболеваниям соединительной ткани, онкологической патологией, воспалением сосудистой оболочки глаза, травматическими катарактами. Детальный состав группы исследования представлен в таблицах 2.1,2.2,2.3.
Группой контроля служили прозрачные хрусталики (15 хрусталиков), которые забирали из энуклеированных глаз трупов, не позднее 1 суток после смерти. Кадаверные глаза энуклеировали по стандартной методике у доноров в возрасте до 40 лет. Причиной смерти доноров являлись травмы, асфиксия при суициде. Данные таблицы 2.2 наглядно представлены на рисунке 2.1.
В первую очередь были выполнены необходимые неинвазивыые исследования для получения сведений о физиологических и некоторых биофизических параметрах хрусталика.
Для этого пациенты были обследованы по следующему плану: измерение остроты зрения, тонометрия, определение объема аккомодации:;, биомикроскопия на щелевой лампе в условиях медикаментозного мидриаза, ультразвуковое исследование хрусталика. Затем производили забор секрета серных желез наружного слухового прохода. Ушная сер а нами была принята за показатель общего старения и выбрана по следующим причинам: проста в получении, содержит большое количество высших жирных кислот.
После проведения вышеперечисленных обследований производили: забор ядра хрусталика во время стандартной экстракции катаракты, вьшолняли его биохимическое исследование с целью изучения состава, высших жирных кислот и интенсивности перекисного окисления липидов и оценку механической твердости ядра хрусталика.
Между полученными данными приведены статистические параллели для выявления корреляционных зависимостей.
Острота зрения и внутриглазное давление пациентов
Острота зрения пациентов находилась в пределах от светоошущения с правильной проекцией до 0,4.
Как видно из результатов, приведенной таблицы наибольшее количество пациентов было с остротой зрения равной светоощущению.
Среднее значение внутриглазного давления составило 20 ± 3 mm Hg (Норма 16- 26 mm Hg) [45].
У всех пациентов с глаукомой уровень внутриглазного давления был компенсирован медикаментозно или хирургическим путем.
Зрелость катаракты оценивали по классификации, основанной на степени помутнения хрусталика и остроте зрения. Наибольшее количество пациентов было со зрелой катарактой - 44%. Пациенты с начальной катарактой составили 19%, с незрелой -31%, с перезрелой - 6%. Эти данные говорят о том, что, несмотря на расширение показаний к оперативному лечению, зрелая катаракта является самой частой причиной хирургического вмешательства. Распределение пациентов по степени зрелости катаракты указано на диаграмме (рисунок 3.4).
Изменение биохимического состава хрусталика при созревании катаракты
С возрастом в органах и тканях начинают изменяться все виды обмена. В хрусталике происходят изменения, которые можно рассматривать как признаки старения, наиболее выраженные в ядре хрусталика. Они лежат в основе физико-химического механизма образования катаракты. В то же время результаты клинических наблюдений и экспериментальных исследований показывают, что изменения, возникающие при старении, не всегда приводят к развитию катаракты, а катаракта, по сути, является патологически протекающим процессом старения хрусталика [12]. Предполагается, что «виновниками» снижения прозрачности хрусталика являются его клеточные мембраны. Согласно концепции A.Spector (1985) дисбаланс между эффекторами и протекторами окисления приводит к нарушению барьерных свойств мембран и образованию белковых агрегатов за счет дисульфидных связей. Основное внимание исследователей уделяется белковому обмену. По нашему мнению, изменения липидного обмена при развитии катаракты недостаточно изучены, в то время как липиды мембран волокон способны оказывать огромное влияние на их проницаемость и правильную упаковку волокон, что приводит к ухудшению функций хрусталика за счет изменения его физико-химических параметров.
Действительно, при развитии катаракты значительно изменяется содержание белка в ядре хрусталика. По нашим данным существует обратная сильная зависимость между содержанием белка и зрелостью катаракты (коэффициент корреляции Спирмена равен - 0,91, р 0,01). Наглядно эта зависимость показана на рисунке 4.11.
Кроме того, при созревании катаракты несколько уменьшается масса ядра хрусталика (коэффициент корреляции Спирмена равен - 0,6, р 0,05). (рисунок 4.12).
При развитии катаракты существенно изменяется состав высших жирных кислот. Как известно, ВЖК являются основой биологических мембран. Следовательно, повреждение их при перекисном окислении липидов приводит к нарушению функций мембран, которые являются одними из основных факторов светорассеяния в хрусталике.
Достоверно изменяется процентное содержание:увеличивается содержание пальмитиновой кислоты (16:0) коэффициент корреляции Спирмена равен 0,52 (р 0,05); - уменьшается содержание линолевой кислоты (18:2) коэффициент корреляции Спирмена равен -0,6 (р 0,05); стеариновой - коэффициент корреляции Спирмена равен -0,35 (р 0,05). Из выше приведенных данных можно сделать вывод, что с развитием катаракты увеличивается содержание пальмитиновой и уменьшается содержание линолевой кислоты, содержание остальных вьывленных ВЖК не меняется.
class5 Жирнокислотный состав секрета серных желез наружного слухового прохода. Соотношение содержания высших жирных кислот хрусталика и ушной серы.
Корреляция между составом высших жирных кислот ушной серы и твердостью ядра хрусталика class5
Соотношение между содержанием некоторых жирных кислот и твердостью хрусталика
Для расчетов выбраны высшие жирные кислоты ушной серы, имеющие высокую степень корреляционной связи с жирными кислотами хрусталика и те ВЖК хрусталика, которые по расчетам оказывают статистически значимое влияние на твердость хрусталика. Это позволило выявить жирные кислоты, по содержанию которых в сере можно косвенно судить о механической твердости хрусталика. На рисунке 5.21 для наглядности совмещены графики для ушной серы и хрусталика. По этим параметрам подходят полиненасыщенные высшие жирные кислоты.
Степень корреляционной связи между содержанием ПНЖК в ушной сере и твердостью хрусталика высокая. Коэффициент Пирсона равен -0,86 (р 0,01).
Процессы старения происходят одновременно, поэтому нами была сделана попытка провести параллели между изменением липидного обмена в хрусталике и в других системах организма на примере секрета серных желез наружного слухового прохода. Ушная сера была выбрана по следующим причинам: содержит большое количество липидов и проста в получении. По нашему мнению, полученные результаты показывают, что изменения содержания ПНЖК в хрусталике происходят параллельно с изменением содержания ПНЖК в ушной сере. ПНЖК являются субстратом для перекисного окисления липидов, а интенсификация процессов перекисного окисления является патогенетическим признаком многих заболеваний, в том числе и развития катаракты [19].
Исследования показали, что по содержанию полиненасыщенных жирных кислот можно судить об изменениях липидного обмена в хрусталике.
На основании содержания ПНЖК в секрете серных желез наружного слухового прохода нами был разработан метод для прогнозирования твердости ядра хрусталика и оценки изменения липидного обмена в хрусталике. Метод основан на наличии корреляции между процентным содержанием ПНЖК в ушной сере и твердости ядра хрусталика. Определять твердость хрусталика предлагается по следующий формуле:
Распределение твердости по степени указано в главе III. На данный метод подтвержден приоритет от 31.03.2003 (Заявка № 2003109208). 5.3. Заключение
Таким образом, по результатам нашего исследования выявлена сильная корреляция между содержанием ПНЖК в хрусталике и ушной сере с высокой степенью достоверности. Этим, по нашему мнению, подтверждена общность процессов, происходящих при старении организма.
Разработан способ для прогнозирования твердости ядра хрусталика и оценке изменений липидного обмена, происходящих в хрусталике по содержанию ПНЖК в ушной сере (Заявка № 2003109208 от 31.03.2003).
Похожие диссертации на Физиолого-биохимические факторы, влияющие на механические свойства хрусталика
