Развитие возрастной катаракты с точки зрения современной офтальмологии
15 мин.
3422
Возрастная катаракта считается одной из наиболее распространенных причин излечимой слепоты в мире. По данным Всемирной Организации Здравоохранения она составляет около 48% от общего числа заболеваний глаз у лиц старше 50 лет. По прогнозам отдела народонаселения ООН к 2025 году около 50 млн лиц старше 60 лет будут страдать катарактой различной степени выраженности. При этом прослеживается тенденция к увеличению числа пациентов трудоспособного возраста (до 55 лет). Например, в Китае ожидается значительный прирост заболеваемости катарактой до 16,6 млн случаев к 2050 году.
В настоящее время наиболее эффективным методом лечения возрастной катаракты продолжает оставаться хирургическое вмешательство. Несмотря на появление новых технологий хирургии катаракты, оперативное лечение является непростой задачей из‑за его стоимости и растущего числа пациентов. Ряд авторов отмечают необходимость увеличения частоты хирургических вмешательств по поводу катаракты, так как этот показатель в среднем составляет 1700 операций на 1 млн случаев в год, при этом 10 000 операций на 1 млн случаев выполняется в экономически развитых странах и лишь 500 операций — в странах с невысоким уровнем дохода.
Во многих странах снижение данного показателя обусловлено дефицитом специалистов-офтальмохирургов и отсутствием возможности своевременного хирургического вмешательства по поводу катаракты у пожилых пациентов. Учитывая социальную значимость этой патологии и значительный рост заболеваемости в мире, вопросы патогенеза и определения новых подходов к профилактике и лечению возрастной катаракты являются актуальными на сегодняшний день.
Причины развития катаракты
Наряду с дальнейшим изучением механизмов развития катаракты продолжается поиск и разработка препаратов для медикаментозной коррекции возрастных изменений хрусталика. Известно, что в состав хрусталика входят специфические белки (35–40%), вода (60–65%) и минеральные вещества (2%).
Различают несколько типов белков, из которых состоит хрусталик: водорастворимые α‑, β‑ и γ‑кристаллины (80–90 %) и водонерастворимые белки (10–20 %). При этом распределение белков в хрусталике является неравномерным: α‑ и β‑кристаллины преобладают в корковом веществе, γ‑кристаллины и водонерастворимые белки — в ядре хрусталика.
Эти белки в течение всей жизни человека подвергаются ремоделированию или модификации для восстановления структуры хрусталиковых волокон, однако такая способность значительно снижается с возрастом. Катаракта считается многофакторным заболеванием. Системные факторы, влияющие на возникновение и прогрессирование изменений кристаллинов хрусталика:
- возраст,
- генетическая предрасположенность,
- сахарный диабет,
- курение,
- дефицит эстрогенов у женщин,
- водно‑электролитный дисбаланс на фоне длительного приема кортикостероидов,
- воздействие ионизирующего излучения и радиации,
- нарушение обмена веществ, воздействие ряда химических агентов.
Кроме того, хрусталик постоянно подвергается окислительному стрессу как эндогенными, так и экзогенными путями, включая воздействие ультрафиолетового излучения, металлов и лекарственных средств.
Также на развитие возрастной катаракты влияют некоторые местные факторы:
- миопическая рефракция,
- хронические воспалительные заболевания глаз,
- длительное локальное применение кортикостероидов,
- витрэктомия,
- травмы,
- глаукома.
Некоторые авторы представили данные об усилении окислительного стресса в роговице и хрусталике под действием аргонфторидного эксимерного лазера с длиной волны 193 нм (диапазон УФ‑излучения) и установили в эксперименте in vivo изменение показателей преломления и молекулярной массы кристаллинов хрусталика.
Механизм развития заболевания
Патогенез катаракты, несмотря на многолетние исследования, остается малоизученным. В настоящее время ведущей является теория окислительного стресса, описывающая дисбаланс между свободнорадикальным окислением клеточных мембран и их антиоксидантной защитой. Продукция активных форм кислорода (АФК) инициирует все типы катаракты: кортикальную, ядерную и заднюю субкапсулярную. К основным антиоксидантам хрусталика относятся глутатион и аскорбиновая кислота. Глутатион поддерживает прозрачность хрусталика в результате следующих механизмов:
- защита тиоловых групп кристаллинов и предотвращение образования дисульфидных связей между белковыми комплексами;
- регуляция электролитов за счет сохранения тиоловых групп в мембране клеток хрусталика;
- противодействие окислительному повреждению, вызванному перекисью водорода (H2O2).
С возрастом уровень глутатиона, а также активность антиоксидантных ферментов — супероксиддисмутазы и каталазы (CAT) в хрусталике, особенно в ядре, значительно снижаются. Другой антиоксидант, аскорбиновая кислота, считается прооксидантом в присутствии свободного железа (Fe2+) и отсутствии глутатиона. Аскорбиновая кислота играет ведущую роль в метаболизме железа, восстанавливая Fe3+ в Fe2+.
Трехвалентное железо ускоряет выработку АФК с последующим формированием условий для окислительного стресса. Эти процессы считаются физиологическими в период старения, на что указывает увеличение уровня железа в хрусталике у пожилых лиц с диагнозом катаракты
Другой теорией развития возрастной катаракты является хиноидная теория, которая рассматривает катарактогенное воздействие хиноидных соединений, образующихся в результате нарушения метаболизма ароматических аминокислот (триптофана, тирозина и др.).Под действием хиноидных продуктов начинается денатурация водорастворимых белков и превращение их в непрозрачные субстанции.
Третья теория патогенеза касается помутнения хрусталика при диабетической катаракте. Она связана с активацией фермента альдоредуктазы с последующим накоплением сорбитола, образованием АФК, дисфункцией Na+/K+ насоса и кальций‑АТФазы, что приводит к повышению уровня внутриклеточного Na+и Ca2+ и осмотическому стрессу. Кроме того, в хрусталике происходит накопление липидов и изменение их состава. Образование липидов в хрусталике идет крайне медленно, преимущественно за счет глюкозы.
При этом наиболее интенсивно синтез липидов осуществляется в эпителии хрусталика, происходят изменения в соотношении холестерин/фосфолипиды, которое возрастает до 4,2–4,5 (норма 3,4–3,5), а также в соотношении свободные липиды/липопротеиды в сторону нарастания первых, что отражает потерю липидов из организованных мембран клеток и переход их в аморфные межклеточные отложения.
Исходя из вышеизложенного, можно отметить, что представленные теории патогенеза возрастной катаракты связаны между собой и базируются на возрастных изменениях метаболизма белков (большинство ядерных α‑кристаллинов нерастворимы), глюкозы (неферментативное гликозилирование белков), липидного обмена, активности ферментов и потери мембранного потенциала клеток.
Образование высокомолекулярных белковых комплексов, ковалентно связанных дисульфидными связями — ключевое звено всех теорий патогенеза катаракты. Наличие таких белковых агрегантов обусловливает то, что свет в этих участках рассеивается и прозрачность хрусталика снижается.
Лечение катаракты
До сих пор не существует стандартного консервативного лечения катаракты, а результаты клинических исследований эффективности различных препаратов противоречивы.
В литературе имеется большое число публикаций, демонстрирующих выраженное антикаратактальное влияние Пиреноксина, который впервые был использован в 1958 году для профилактики развития катаракты. Экспериментальные исследования in vitro и in vivo продемонстрировали влияние Пиреноксина на все известные звенья патогенеза катаракты. Прежде всего, он обладает антиоксидантными свойствами: снижает уровень конечных продуктов свободнорадикального окисления липидов (гидроперекись липидов и малоновый диальдегид) и стабилизирует состояние клеточных мембран.
Пиреноксин нормализует обмен глюкозы в хрусталике и препятствует отложению сорбита, поэтому ряд исследований был посвящен изучению влияния Пиреноксина в отношении предотвращения развития диабетической катаракты. Ученые сделали выводы:
- Пиреноксин влияет на метаболизм глюкозы хрусталика, снижает активность фермента альдозоредуктазы, предотвращает синтез сорбитола и истощение запасов никотинамидадениндинуклеотидфосфата (НАДФ) и уменьшает дальнейшее осмотическое повреждение.
- Происходит регулирование уровней Na+ и K+ посредством нормализации катионного насоса в капсуле хрусталика.
- Антиоксидантное действие Пиреноксина обусловлено повышением уровня глутатиона и защитой белков хрусталика от окисления за счет связывания с сульфгидрильной группой.
Существуют результаты клинических исследований, которые показали эффективность Пиреноксина с помощью объективных диагностических методов (оптическая денситометрия с помощью Шаймпфлюг‑камеры).
В настоящее время имеются достоверные сведения о снижении или стабильности показателей оптической плотности во всех слоях хрусталика при длительном применении Каталина (Пиреноксин 0,005 %).
Единичные сообщения посвящены исследованию влияния Пиреноксина на физические свойства хрусталика, включая форму его поверхности, показатель преломления и спектр пропускания света. Вероятно, это связано со снижением агрегации белковых молекул и влиянием этого процесса на интенсивность прохождения света и светорассеяние хрусталика.
Таким образом, поддержание метаболизма хрусталика является важным фактором сохранения его основного свойства — прозрачности.
В настоящее время исследования этиопатогенеза катаракты проводятся на стыке медицины, биохимии, биофизики и молекулярной биологии. Биохимические и метаболические изменения хрусталика предоставляют информацию для разработки способов профилактики возрастной катаракты.
Патофизиологические процессы, протекающие в начале этого заболевания, не полностью раскрыты, и во всем мире интенсивно ведутся исследования причин и механизмов развития этой патологии.
Требуется дальнейшее изучение антикатарактальных препаратов с патогенетически обоснованным механизмом действия, поскольку это расширяет возможности для практикующих врачей‑офтальмологов в области профилактики преждевременного возникновения и прогрессирования катаракты.
