Введение к работе
Актуальность проблемы. Слепота и слабовидение при глаукоме остается одной из нерешенных проблем современной офтальмологии (Либман Е.С., 2009).
В литературе представлено немало концепций патогенеза первичной открытоугольной глаукомы (ПОУГ), однако по отдельным его звеньям полной ясности по-прежнему нет (Нестеров А.П., 2008). Возможно, поэтому не удается часто решить основную задачу – предотвратить или остановить процесс глаукомной оптической нейропатии (ГОН): значительная часть больных глаукомой, несмотря на снижение внутриглазного давления (ВГД) до нормальных значений, продолжает терять зрительные функции (Волков В.В., 2008). Эта проблема и определяет актуальность дальнейшего поиска не раскрытых ранее патогенетических звеньев ПОУГ и возможностей воздействия на них.
Одно из направлений в изучении патогенеза ПОУГ представлено работами, в которых исследуется соединительная ткань глаза. О ведущей роли дистрофических изменений трабекулярного аппарата в нарушении гидродинамики и развитии ПОУГ известно достаточно давно (Смирнов В.Б., 1975; Затулина Н.И., 1979; Нестеров А.П., 1982; Сеннова Л.Г., 1983; Бунин А.Я., 2000). Однако структурная дезорганизация была обнаружена и в склере (Андреева Л.Д., Бару Е.Ф., 1988). По результатам многолетних исследований, Н.И. Затулина, Н.В. Панормова, Л.Г. Сеннова (2000) пришли к выводу, что «начальным звеном в патогенезе ПОУГ является нарастающая дезорганизация, деструкция соединительной ткани, как переднего, так и заднего отрезков глаза».
Ключевую роль в организации соединительной ткани играет экстрацеллюлярный матрикс (ЭЦМ). Среди основных компонентов ЭЦМ особый интерес вызывают структурный фибриллярный белок коллаген, представленный разными генетическими типами, гликопротеин фибронектин (ФН), гликозаминогликаны (ГАГ). Коллаген I, II и III типов в органах и тканях, испытывающих постоянную или периодическую механическую нагрузку, в составе волокон обеспечивает каркасную функцию. Изменение соотношения типов коллагена в тканевой структуре приводит к нарушению механической устойчивости (Никитин В.Н., Перский Е.Э., Утевская Л.А., 1977; Серов В.В., Шехтер А.Б., 1981; Albon J. et al., 2000).
Коллаген собственного вещества склеры относится к I, VI, VIII типам при доминирующем преобладании в ней коллагена I типа; в эписклере представлен коллаген III типа (Серов В.В., Шехтер А.Б., 1981; Вит В.В., 2003). Разницы по типовому составу коллагена склеры между передним и задним отделами глазного яблока нет (Keeley F., Morin T., Vaseley S., 1984).
Регуляторную и стабилизирующую функции в межклеточных взаимодействиях выполняет ФН, который является общей адгезивной молекулой для соединительной ткани (тканевая форма), плазмы крови и других биологических жидкостей (плазменная форма) (Стуров В.Г., 2003). Содержание ФН в трабекулярном аппарате глаза при ПОУГ повышено (Бродская М.В., Бабижаев М.А., Ермолин Г.А., 1988).
Метаболизм основных компонентов ЭЦМ при ПОУГ нарушен (Касавина Б.С., Винецкая М.И., 1976; Лебедев О.И., 1990; Степанова Е.А., 2006; Farndale R. et al., 1986; Tezel G., 2005).
Также известно, что у больных глаукомой выявляются те или иные иммунные сдвиги. Определены, в частности, изменения антигенной структуры трабекулярных тканей, обнаружено повышение содержания аутоантител к ГАГ, ДНК и РНК, коллагену (Захарова И.А., 1988; Краморенко Ю.С., 1992; Балашова Л.М., 1998; Ловпаче Д.Н., 2000; Курышева Н.И., 2006; Tezel G., Edward D., Wax M., 1999; Pena J. et al., 2001), показан ряд других нарушений.
Склера, испытывая постоянное воздействие давления изнутри, имеет необходимый диапазон прочностных и эластических свойств. Однако при ПОУГ биомеханические характеристики фиброзной капсулы глаза изменяются (Страхов В.В., Алексеев В.В., 2009; Sigal I. et al., 2004; Burgoyne C. еt al., 2005).
Таким образом, для склеры при ПОУГ актуальными представляются инволюционно-дистрофический, метаболический, аутоиммунный, типогенетический, биомеханический факторы.
Цель исследования – комплексное изучение (морфологическое, иммунологическое, биомеханическое) соединительной ткани склеры при ПОУГ для оценки патогенетической и диагностической значимости в глаукомном процессе склерального компонента.
Задачи исследования:
1. Изучить иммуногистохимические особенности соединительной ткани склеры больных ПОУГ в сравнении со склерой лиц пожилого возраста: накопление коллагена I и III типов, ФН, ГАГ.
2. Изучить взаимосвязь между структурной дезорганизацией склеры глаукомных глаз и особенностями накопления коллагена I и III типов, ФН, ГАГ.
3. Изучить концентрации антител к коллагену I, III типов, содержание ФН в сыворотке крови (СК) и слезной жидкости (СЖ) и сопоставить их с выраженностью иммуноморфологических изменений в склере, клиническими характеристиками ПОУГ (стадия, длительность заболевания, тип течения).
4. Изучить взаимосвязи между иммуноморфологическими изменениями склеры больных ПОУГ и клинико-биомеханическими показателями фиброзной капсулы глаза при различном клиническом течении глаукомного процесса.
Научная новизна
При комплексном изучении склеральных образцов (иммуногистохимический, гистохимический, гистологический методы) впервые установлена специфика иммуноморфологических изменений соединительной ткани склеры при ПОУГ. Показано, что интенсивное очаговое накопление коллагена I, III типов, ФН и ГАГ соответствует слоям с наиболее выраженными структурными изменениями склеры и может свидетельствовать об имеющейся взаимосвязи при ПОУГ между процессом дезорганизации и метаболическими нарушениями в склеральной ткани.
У больных ПОУГ в собственном веществе склеры впервые обнаружено очаговое накопление несвойственного коллагена III типа. Выявленное изменение типового состава коллагена склеры и интенсивная очаговая экспрессия коллагена I типа, ФН и ГАГ показывают, что метаболические изменения в соединительной ткани склеры при ПОУГ отличаются от инволюционных и имеют специфическую природу.
При ПОУГ впервые установлена взаимосвязь между повышенным содержанием антител к коллагену III типов IgG в СЖ и выраженностью его накопления в склере, определена зависимость между содержанием антител к коллагену III типа в СК и длительностью заболевания.
Впервые установлена взаимосвязь интенсивности экспрессии тканевой формы ФН в склере с прогрессированием глаукомного процесса, содержания плазменной формы ФН в СК с длительностью заболевания, что может свидетельствовать о существенной роли ФН в патогенезе ПОУГ.
Впервые при ПОУГ установлена взаимосвязь между морфологическими проявлениями метаболических нарушений в склеральной ткани и биомеханическими характеристиками фиброзной капсулы глаза, влияющими на тип течения глаукомного процесса.
Комплексный анализ полученных результатов свидетельствует о высокой патогенетической и диагностической значимости в глаукомном процессе склерального компонента.
Практическая значимость
Результаты проведенного исследования расширяют возможности диагностики и лечения больных ПОУГ.
Предложенный иммуногистохимический маркер, характеризующийся совокупностью специфических изменений в склере глаукомного глаза, является новым диагностическим признаком ПОУГ, дополнительной основой для интерпретации нарушений биомеханических характеристик фиброзной капсулы и клинических проявлений глаукомного процесса.
Выявленные при ПОУГ метаболические нарушения в соединительной ткани склеры обосновывают целесообразность изучения клинической эффективности использования в лечении ПОУГ средств медикаментозной коррекции обмена коллагена и других компонентов ЭЦМ измененной соединительной ткани склеры.
Основные положения, выносимые на защиту
1. При ПОУГ имеется специфика иммуноморфологических изменений соединительной ткани склеры, выражающаяся в интенсивном очаговом накоплении коллагена I, III типов, ФН и ГАГ в средних и глубоких слоях структурно измененной склеральной ткани, что может свидетельствовать об имеющейся взаимосвязи между процессом дезорганизации и метаболическими нарушениями в соединительной ткани склеры глаукомных глаз.
2. Типовой состав коллагена склеры при ПОУГ изменен. Выявление в собственном веществе склеры коллагена III типа, несвойственного возрастной норме, и повышенная концентрация в СЖ антител к нему, интенсивная очаговая экспрессия в склеральной ткани коллагена I типа, ФН и ГАГ, взаимосвязь между содержанием в СК плазменной формы ФН и длительностью заболевания показывают, что метаболические нарушения при ПОУГ имеют специфическую природу и отличаются от инволюционных процессов. Важная роль в дезорганизации соединительной ткани склеры при ПОУГ принадлежит коллагену III типа и ФН.
3. Иммуноморфологические изменения в соединительной ткани склеры при ПОУГ, нарушения клинико-биомеханических характеристик фиброзной капсулы глаза и тип течения глаукомного процесса взаимосвязаны.
4. Совокупность иммуноморфологических изменений и биомеханических нарушений склеры, сопровождающихся локальными и системными проявлениями и оказывающих влияние на клиническое течение глаукомного процесса, может быть представлена понятием «склеральный компонент», который следует рассматривать одним из патогенетических звеньев ПОУГ. Полученные результаты целесообразно использовать как дополнительные основания для разработки новых средств метаболической коррекции измененной склеральной ткани в лечении ПОУГ.
Внедрение результатов работы в практику
Результаты исследования внедрены в практику работы отделения глаукомы ФГУ «Московский НИИ глазных болезней им. Гельмгольца Росмедтехнологий», в учебный и клинический процессы кафедр и клиник глазных болезней Ярославской государственной медицинской академии, Воронежского государственного медицинского университета.
Апробация работы
Материалы работы и основные положения диссертации доложены на IV Всероссийской научной конференции молодых ученых с участием иностранных специалистов «Актуальные проблемы офтальмологии» (Москва, 2009), VIII Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Федоровские чтения–2009» (Москва, 2009), XIV Международной научно-практичес-кой конференции «Пожилой больной. Качество жизни» (Москва, 2009), VIII Международной конференции «Глаукома: теории, тенденции, технологии. HRT Клуб Россия–2009» (Москва, 2009), межотделенческой конференции Московского НИИ глазных болезней им. Гельмгольца (Москва, 2010).
Публикации
По теме диссертации опубликовано 14 работ, из них три – в центральных научных журналах.
Структура и объем диссертации
Диссертация изложена на 145 страницах машинописного текста, состоит из введения, обзора литературы, четырех глав собственных исследований, заключения, выводов и практических рекомендаций. Работа иллюстрирована 17 таблицами и 43 рисунками. Список литературы содержит 211 источников, из них 108 – отечественных и 103 – иностранных.