Биомеханические и биохимические нарушения склеры при прогрессирующей близорукости и методы их коррекции

Описание

Прогрессирующая близорукость продолжает оставаться одной из самых актуальных проблем офтальмологии, поскольку, несмотря на несомненные успехи в профилактике и лечении, достигнутые в последние годы, это заболевание нередко приводит к развитию необратимых изменений глазного дна и существенному снижению зрения в молодом трудоспособном возрасте.

В настоящее время не вызывает сомнения тот факт, что прогрессирующая миопия связана с аксиальным удлинением глазного яблока. Однако механизм, лежащий в основе этого процесса, до сих пор остается не до конца ясным для раскрытия патогенеза прогрессирующего увеличения размеров глазного яблока при миопии, изменения его формы и истончения оболочек предложены различные биомеханические подходы. В качестве основных биомеханических факторов, в той или иной степени участвующих в формировании миопической рефракции, рассмотрены аккомодация, конвергенция, внутриглазное давление (ВГД) и склеральная оболочка глаза.

Теории развития миопии. Чрезмерное и длительное напряжение аккомодации вследствие напряженного зрительного труда на близком расстоянии, по мнению многих авторов, способствует формированию миопической рефракции. Предлагаются различные биомеханические механизмы, посредством которых осуществляется связь между аккомодацией, зрительной работой и развитием миопии: натяжение сосудистой оболочки, повышение ВГД, органические изменения формы хрусталика, застой крови и др. На возможную роль локальных биомеханически нарушений процесса аккомодации в генезе прогрессирующей миопии указывают, например, данные о временной остановке прогрессирования при применении циклоплегических (т.е. временно «выключающих» аккомодацию) медикаментозных средств, в первую очередь атропина. Однако клинические наблюдения, а также данные экс пери ментальных исследований, посвященных развитию миопии у животных в отсутствие аккомодации и даже при пересечении зрительного нерва, свидетельствуют о том, что не аккомодация сама по себе, а, видимо, существование оптической дефокусировки (и нечеткого изображения на сетчатке) вследствие нарушения аккомодационной способности может явиться григгерным механизмом развития миопии.

Натяжение же сосудистой оболочки глаза, возрастающее в процессе аккомодации, вопреки гипотезе F. Vewmann (1929) и F. Young (1981), не может привести к удлинению переднезадней оси глаза. Это убедительно показал G. Van Alphen (1986), проведший на трупных глазах тщательные эксперименты по измерению растяжения хороидеи под действием ВГД.

Полученные им данные свидетельствуют о том, что, хотя аккомодация и увеличивает механическое напряжение в сосудистой оболочке, в норме это не может привести к развитию миопии, поскольку одновременно уменьшается давление в супрахороидальном пространстве и соответственно снижается механическое воздействие на склеральную оболочку глаза.

Конвергенцию, которая, как и аккомодация, представляет собой нормальный физиологический механизм, активно участвующий в работе глаз на близком расстоянии, некоторые авторы рассматривают в качестве патогенетической причины развития миопии. Считают, что в основе удлинения глазного яблока в переднезаднем направлении лежит механическое воздействие на склеру во время конвергенции экстраокулярных мышц (в частности, наружной прямой мышцы), причем речь идет как о механическом давлении мышц, вызывающем повышение ВГД (и, как следствие, растяжение склеры), так и о натяжении склеры в задней полусфере глазного яблока, а именно в участках прикрепления мышц, вследствие сокращения последних. Активный сторонник этой гипотезы Р. Green (1980, 1991) считает, что силы и механические напряжения, вызванные чрезмерной работой наружных мышц (по его мнению, преимущественно косых) приложены именно в задней половине глазного яблока. Обусловленные этим постоянное повышение ВГД и растяжение склеры приводят к деформации глазного яблока, которое приобретает форму вытянутого эллипсоида, что в свою очередь усугубляет ситуацию, поскольку, чем выше давление и больше радиус кривизны поверхности заднего полюса и соответственно тоньше оболочки глаза, тем больше механическое напряжение. Расчеты В. Friedman (1966) показывают, что с увеличением степени миопии разница в уровне механического напряжения (по сравнению с эмметропическим глазом) может составить около 60 %. Однако, как подчеркивает E.S. Perkins (1981), расчетная величина напряжения не соответствует той степени удлинения глазного яблока, которая наблюдается в реальности при миопии высокой степени, что ставит под сомнение «конвергентную» гипотезу.

Достаточно полная математическая модель A. Arciniegas и L.E. Amaya (1986), в которой глазное яблоко рассматривается в виде двух сопряженных тонких сферических оболочек (роговица и склера) разного диаметра и толщины, разделенных внутри напряженной диафрагмой, описывает взаимодействие двух механических факторов: внутреннего — ВГД и внешнего — упругих оболочек и наружных мышц (в том числе при конвергенции). Показано, что в норме лаже повышенное ВГД не должно вызывать необратимой деформации оболочек глаза. Что касается механического напряжения окуломоторных мышц, то это воздействие на глазное яблоко в основном ограничивается областью их прикрепления и полностью компенсируется соответствующим морфологическим строением этого участка нормальной склеры.

Следовательно, для развития такой неблагоприятной ситуации, как деформация глазного яблока (удлинение в переднезаднем направлении), важны фактор длительности и кумуляции напряжений, а также изначальные аномальные механические характеристики оболочек глаза, в первую очередь склеры.

Внутриглазное давление как фактор риска развития миопии. Что касается влияния напряжения аккомодации и конвергенции на повышение ВГД и как возможное следствие на развитие миопии и вообще патогенетической роли последнего в этом процессе, то здесь пока нет окончательного ответа.

С одной стороны, имеются данные об относительно более высоком (хотя и в рамках возрастной нормы), уровне офтальмотонуса в миопических глазах по сравнению с эмметропическими и гиперметропическими. Косвенным подтверждением этого обстоятельства, возможно, является относительно частое сочетание миопии с глаукомой и сходство некоторых сопутствующих этим заболеваниям клинических особенностей. К ним относятся в первую очередь наличие аномалий в углу передней камеры миопических глаз, а также положительный ответ в виде повышения ВГД на стеровидный провокационный тест у лиц с высокой миопией. Существует даже радикальная точка зрения T.S.B. Kelly (1981), который считает миопию одной из разновидностей глаукомы.

С другой стороны, имеется ряд работ, в которых роль ВГД в генезе миопии подвергается сомнению. Во-первых, поиск общих для высокой миопии и глаукомы ультраструктурных аномалий трабскулярной сети либо не увенчался успехом, либо показал наличие нений угла передней камеры (причем лишь в темпоральной его части) у пациентов с высокой миопией.

В.И. Лапочкин (1997) обнаружил органическую патологию угла передней камеры только у 7 % пациентов с миопией разной степени. Во-вторых, достоверная связь между уровнем ВГД и рефракцией в настоящий момент не выявлена, а тенденция к его повышению, отмечаемая перечисленными выше авторами, может быть следствием миопии (из-за увеличенного объема мистического глаза), а не ее причиной. M.N. Edwards и В. Brown (1996) делают вывод, что миопия гораздо больше может служить фактором риска повышения ВГД, чем наоборот. По их данным, до появления миопии у детей в возрасте 7 лет и старше (в Китае) ВГД не было повышенным, по несколько повысилось после ее возникновения (в среднем с 13,4до 14,6 мм рт.ст.). Если считать относительно повышенный офтальмотонус фактором риска прогрессировавши миопии у детей, то тогда применение р-блокаторов должно снижать его темп, а Е. Goldschmidt (1990) и Н. Jensen (1992) убедительно показали, что этого не происходит. Хотя, по данным этих авторов, относительно высокий уровень офтальмо- тонуса и сочетался с более высокой скоростью прогрессирования близорукости, но его достоверное снижение под действием тимолола не привело к снижению темпов прогрессирования, а применение этого препарата у детей с исходно низким ВГД даже ускорило процесс прогрессирования по сравнению с контрольной группой. Комплексное исследование факторов риска перехода миопии в осложненную форму, проведенное недавно в МНИИ глазных болезней им. Гельмгольца, не выявило достоверной причинной роли ВГД в этом процессе.

Наконец, целенаправленное экспериментальное исследование по моделированию миопии у обезьян показало, что существенное удлинение глазного яблока (на 2—3 мм) не сопровождалось повышением ВГД, но вызывало структурные изменения в склере, подобные тем, которые описаны в глазах людей с высокой миопией. В эксперименте на цыплятах непосредственное (интравитреальное) измерение ВГД также не выявило его увеличения в процессе развития миопии. В то же время многие сторонники гипотезы причинной роли повышения ВГД в развитии миопии подчеркивают, что этот фактор может сыграть роль только в случае ослабленной, генетически неполноценной или истонченной склеры.
[banner_centerrs] {banner_centerrs} [/banner_centerrs]

Трехфакторная теория патогенеза миопии Э.С. Аветисова (1974, 1999), обобщающая обширный клинический и экспериментальный материал, считает ослабленную аккомодационную способность глаза пусковым звеном возникновения и развития близорукости. Этот фактор сложно взаимодействует с генетической детерминированностью уже на первом этапе развития близорукости. Третье звено — взаимосвязь патологически измененной, ослабленной склеры и ВГД — обычно проявляет себя в стадии развитой миопии, однако не исключена возможность формирования миопии, начиная и с этого звена. В связи с этим изучение биомеханических особенностей миопической склеры представляется необходимой частью комплексного исследования такой сложной и многосторонней офтальмологической проблемы, как прогрессирующая близорукость.

К настоящему времени накоплен большой фактический материал, подтверждающий участие склерального фактора в патогенезе прогрессирующей миопии. В опытах in vitro установлена выраженная анизотропия и неоднородность механических свойств нормальной склеры как упруго-вязкого тела, а также выявлены некоторые особенности ее биомеханических характеристик при миопии. Оказалось, в частности, что растяжимость склеры глаз у взрослых при высокой степени миопии заметно больше, чем при эмметропии, особенно в области заднего полюса.

Исследование упруго-прочностных характеристик склеральной ткани в возрастном аспекте позволило установить снижение прочности и модуля упругости экваториальной и задней областей склеры глаз у взрослых при миопии средней и высокой степени по сравнению с возрастной нормой.

Кроме того, обнаружено, что в части детских склер также наблюдаются подобные изменения. Этот факт свидетельствует о потенциальной «биомеханической уязвимости» склеральной оболочки у этих детей, которые могут составить группу повышенного риска возникновения и развития близорукости (рис. 8.1).

По величине секущего модуля упругости Е* склера глаз у взрослых с миопией средней и высокой степени не отличается от нормы лишь в передней области, в то время как в области экватора и заднего полюса величина Е* снижена почти до уровня, характерного для детских глаз. Видимо, более позднее физиологическое созревание этих областей склеры создает предпосылки для определенных структурных нарушений, связанных с развитием миопии. Полученные данные позволяют заключить, что растяжение склеральной оболочки при миопии, очевидно, начинается именно с экваториальной области и только затем в процесс вовлекается задний полюс глаза.

Показатели прочности и секущего модуля упругости характеризуют биомеханические свойства склеры лишь в области больших, предельных нагрузок, а наибольший интерес с позиций диагностики представляет изучение биомеханического поведения склеры при нагрузках, близких к физиологическим.

Анализ кривых зависимости напряжение — деформация, полученных для нормальной и миопической склеры, показал, что она состоит из двух участков, соответствующих области обратимых деформаций (небольшой начальный нелинейный участок и более протяженная область линейной зависимости) ?; области необратимых деформаций, где указанная зависимость носит, выражено нелинейный характер (рис. 8.2).

Оказалось, что при миопии средней и высокой степени область обратимых деформаций в экваторе и, особенно в заднем полюсе глаза сокращается в 1,5—2 раза, а диапазон необратимых деформаций в 1,5—2,5 раза возрастает. При этом пороговые значения напряжений, при которых происходит переход зависимости напряжение — деформация в область необратимых, пластических, деформаций достоверно ниже нормального, Г.С. этот переход для миопической склеры происходит, е отличие от нормальной ткани, уже при физиологических или субфизиологических нагрузках. Можно считать, что соотношение величины напряжения и соответствующей ему величины деформации, при котором зависимость напряжение — деформация переходит в область необратимых деформаций, является тем биомеханическим критерием, который позволяет отличить нормальную склеру от патологически измененной в условиях живого глаза.

Указанный критерий был использован при разработке клинического метода исследования биомеханических свойств оболочек глаза — офтальмомеханографии, а также специального устройства — офтальмомеханографа (ОМГ), позволяющего в циклическом режиме задавать силу, воздействующую на участок склеры и независимо измерять его смещение (прогиб), т.е. получить непрерывную зависимость напряжение — деформация. Программное обеспечение ОМГ позволяет задавать рабочие параметры: величину, скорость и продолжительность нагружения и разгрузки, число циклов и их конфигурацию, а также анализировать полученные данные, которые в графическом виде выводятся на экран.

Определение остаточной деформации склеры после двух последовательных циклов нагружения позволяет установить соотношение между показателями ее упругости и вязкости у обследуемого пациента. Исследуют доступный верхненаружный участок склеры, расположенный в пределах потенциально наиболее уязвимой при миопии экваториальной области. Результаты клинического использования методики показали, что у обследованных детей и подростков с миопией диаграммы отличаются от нормы по ряду количественных и качественных параметров (форма гистерезисных петель, их взаиморасположение, площадь), характеризующих соотношение упругих и пластических свойств склеральной капсулы глаза (рис. 8.3, а, б).

Эти данные объективно свидетельствуют об изменении биомеханических свойств склеры в процессе развития миопии.

Таким образом, биомеханические исследования позволили установить, что при прогрессировании миопии сокращается диапазон упругих деформаций склеры и даже при физиологических нагрузках происходит постепенное накопление ее пластических деформаций, что в результате приводит к необратимому растяжению оболочек и к увеличению переднезадней оси глаза. Раскрытие этого биомеханического механизма дает ключ к более глубокому пониманию патогенеза миопии и разработке обоснованных мер профилактики ее прогрессирующего и осложненного течения.

Нарушение при миопии биомеханических свойств склеры взаимосвязано с патологическим изменением се соединительнотканных структур. Комплексные гистоморфологические исследования показали, что по мере прогрессирования миопии в склере развивается дистрофический процесс, характеризующийся изменением ее клеточного состава и деструкцией фибриллярных элементов, преимущественно в экваториальном отделе и в области заднего полюса глаза. В основе этих морфологических и биомеханических нарушений лежит расстройство метаболизма склеры.

Обнаружено, что в заднеэкваториальном отделе склеры глаз с миопией средней и высокой степени снижено содержание общего коллагена — основного фибриллярного белка — и одновременно повышен уровень его растворимых фракций, что свидетельствует об относительной незрелости миопической склеры (табл. 8.1).

Нарушение обмена коллагена сопровождается значительным снижением как содержания основного компонента цементирующей субстанции склеры — гликозаминогликанов (ГАГ), так и уровня поперечных внутри- и межмолекулярных связей, стабилизирующих соединительнотканные структуры склеры. Процессы биосинтеза и катаболизма коллагена, протеогликановых и гликопротеиновых комплексов, а также формирование поперечных сшивок регулируются сложными ферментными системами, изменение активности которых вследствие внутренних или внешних причин может привести к нарушению структуры и функции соединительнотканных образований. В частности, такое повреждающее воздействие могут оказывать продукты свободнорадикального окисления и активные формы кислорода.

Как известно, важную роль в метаболизме соединительной ткани играют некоторые микроэлементы. Целенаправленный микроэлементный анализ выявил существенные различия между миопической и нормальной склерой по составу и концентрации микроэлементов. В первую очередь при миопии средней и высокой степени в склере понижено содержание цинка, меди, железа, алюминия, хрома, т.е. тех элементов, которые, являясь кофакторами важнейших ферментов, участвуют как в построении полноценных соединительнотканных структур, так и в системе перекисного окисления липидов (ПОЛ) и функционировании антиоксидантной защитной системы.

В связи со сказанным выше естественно предположить, что информация о состоянии метаболизма соединительной ткани и антиоксидантной защиты как в органе зрения, так и в целостном организме у детей и подростков с миопией может быть полезна для диагностики прогрессирующего характера ее течения, прогноза развития осложнений, а также для выбора средств адекватной терапии.

Для оценки состояния склеральной оболочки глаза и риска значительного усиления («скачка») миопической рефракции необходимо исследовать следующие показатели метаболизма соединительной ткани:

• содержание оксипролина — маркерной аминокислоты коллагена – в сыворотке крови по методу J. Bergman и R. Loxley (1963) в модификации Т.П. Кузнецовой и соавт. (1982);
  
  
• активность гиалуронидазы — лизосомального фермента, расщепляющего ГАГ и характеризующего состояние цементирующей субстанции соединительной ткани, в сыворотке крови по методу W. Воппег и Е. Cantey (1966) в модификации И.В. Виха и соавг. (1973);
  
  
• экскрецию оксипролина и ГАГ по методам Э.С. Аветисова и соавт. (1975), М.И. Винецкой, E.H. Иомдиной (1983).
  
  При высоком градиенте прогрессирования миопии (ГГП>1,0 дптр) необходимо оценить риск ее осложненного течения, т.е. появления патологических изменений глазного дна или дальнейшего развития уже имеющихся дистрофий.
  
  С этой целью исследуют следующие показатели системы ПОЛ и антиоксидантной защиты:
  
  
• общую антиокислительную активность плазмы крови по методу Е.Б. Спекгор и соавт. (1984) в модификации М.И. Винецкой, З.К. Болтаевой (1987);
  
  
• активность супероксиддисмутазы (СОД) эритроцитов — медьсодержащего антиокислительного фермента—по методу J.M. McCord и I. Fridovich (1969) в модификации В.З. Ланкина и соавт. (1982);
  
  
• антиокислительную активность и уровень радикалообразования в пробах слезной жидкости по методу И.А. Арефьевой и соавт, (1998) и М.Ш. Промыслова и М.Л. Демчук (1990).
  
  Для назначения системной и местной склероукрепляюшей и антиоксидантной терапии, направленной на стабилизацию миопического процесса и профилактику развития дистрофических изменений глазного дна, необходимо исследовать:
  
  
• содержание микроэлементов (медь, цинк, железо, алюминий, хром) в пробах волос и слезной жидкости но методам R. Giordano и соавт. (19S3), A.B. Скального и соавт. (1989), М.И. Винецкой и E.H. Иомдиной (1994).
  

При миопии, характеризующейся медленно прогрессирующим течением, — с ГГП, не превышающим 1,0 дптр, активность гиалуронидазы коррелирует со степенью миопии и при миопии слабой степени составляет 1,99 + 0,09 мкмоль/мл за 18 ч, средней — 2,12 ± 0,15 мкмоль/мл за 18 ч, и высокой — 2,18 + 0,14 мкмоль/мл за 38 ч, что несколько превышает уровень этого показателя при эмметропии (1,85 ± 0,05 мкмоль/мл за 18 ч). В период быстрого прогрессирования миопии (ГГП выше 1,0 дптр) показатель гиалуронидазной активности крови существенно повышается, составляя соответственно 2,04 ± 0,13 мкмоль/мл за 18 ч при слабой миопии, 2,52 ± 0,06 мкмоль/мл за 18 ч при средней и 2,37 ±0,11 мкмоль/мл за 18 ч — при высокой. Нетрудно заметить, что наиболее выраженное повышение этого показателя наблюдается в группе детей с быстро прогрессирую шей миопией средней степени. Коэффициент корреляции между активностью гиалуронидазы сыворотки крови детей с прогрессирующей миопией и ГГП составляет 0,716 ±0,95, что указывает на весьма тесную связь между этими параметрами.

Эти данные совпадают с динамикой содержания в сыворотке крови свободного оксипролина. Некоторые сдвиги этого показателя по сравнению с эмметропией (2,09 ± 0,10 мкг/мл) отмечаются при медленно прогрессирующей миопии слабой (2,11 ± 0,10 мкг/мл) и высокой (2,25 + ± 0,04 мкг/мл) степени, однако статистически достоверное его повышение наблюдается лишь при миопии средней степени (2,63 ± 0,12 мкг/мл). В то же время при быстро прогрессирующей миопии содержание свободного оксипролина повышается уже при миопии слабой степени (2,51 ±0,10 мкг/мл), существенно увеличиваясь при средней (3,43 ± 0,11 мкг/мл) и высокой (2,98 ± 0,14 мкг/мл) степени. Коэффициент корреляции между содержанием свободного оксипролина в сыворотке крови детей с прогрессирующей миопией и ГПП составляет 0,652 ± 0,157, что указывает на тесную связь между этими параметрами.

Таким образом, повышение уровня свободного оксипролина, как и гиалуронидазы, свидетельствующее об интенсификации катаболических процессов в системе соединительной ткани, наиболее выражено в период активного развития миопического процесса.

Подтверждением определенной дезорганизации и разрушения надмолекулярных коллагеновых структур и протеогликановых комплексов соединительной ткани, в том числе и органа- мишени — склеральной оболочки глаза, служит наблюдаемая при прогрессировании миопии повышенная экскреция оксипролина и ГАГ. В то время как у детей с нормальной рефракцией уровень экскреции ГАГ составляет 5,9 + 0,45 мг гексуроновой кислоты, при прогрессирующей миопии этот показатель резко возрастает до 11,0 ± 0,83 мг/сут; при этом у детей со стационарной миопией достоверных изменений суточной экскреции ГАГ не выявляется. У детей с миопией и описанными выше нарушениями катаболизма соединительной ткани впоследствии наблюдался «скачок» в усилении рефракции, что свидетельствует о высокой прогностической ценности изучаемых показателей.

При наличии у детей и подростков с прогрессирующей миопией тех или иных форм периферических витреохориоретинальных дистрофий (ПВХРД) активность гиалуронидазы составляет 2,33 ± 0,13 мкмоль/л за 18 ч, а содержание свободного оксипролина в крови — 2,74 ± 0,22 мкг/мл. Эти показатели, хотя и достоверно превышают норму, но не позволяют однозначно диференцировать осложненную форму миопии.

Достоверный прогноз развития при миопии патологических изменений глазного дна может быть сделан на основании оценки показателей ПОЛ и состояния антиокислительной системы, как на уровне организма, так и непосредственно в органе зрения, поскольку, как отмечено выше, продукты свободнорадикального окисления и активные формы кислорода оказывают повреждающее действие на соединительнотканные и другие структуры оболочек глаза. Для определения прогностической значимости этих показателей у детей с миопией разной степени, осложненной ПВХРД, и без изменений на глазном дне исследовали общую антиокислительную активность (АОА) плазмы крови, которая отражает содержание жиро- и водорастворимых антиоксидантов, инактивирующих свободные радикалы.

Обнаружено, что по мере увеличения степени миопии АОА закономерно снижается с 34,6 + 2,17 % при слабой до 30,3 + ± 1,25 % при средней и 28,9 ± 1,89 % при высокой степени миопии, в то время как при эмметропии АОА составляет 35,2 + 1,13 %. Однако наиболее низкие значения этого показателя отмечены при осложненной миопии — 25,8+ 1,54 %, что позволяет сделать вывод о связи осложненного течения миопии с нарушением общих антиоксидантных защитных механизмов. Ключевую роль в этих процессах играет антиокислительный фермент СОД (КФ 1.15.1.1), активность которого, в норме составляющая 3,60 + 0,20 ед на 1 мг Нb, снижается при осложненной миопии до 2,70 ± 0,21 ед. на 1 мг Нb, в то время как при отсутствии ПВХРД статистически достоверное снижение этого показателя отмечено только при миопии средней степени (2,97 + 0,18 ед на 1 мг Нb).

Полученные данные, свидетельствующие об активизации процессов ПОЛ и ослаблении антиоксидантной защиты в организме у детей и подростков при переходе миопии в осложненную форму, послужили основой ДЛЯ выделения прогностического критерия, связывающего возможное развитие ПВХРД при миопии с состоянием баланса между уровнем свободнорадикальных реакций и антиокислительной активностью слезной жидкости (СЖ).

Для определения этого показателя исследуют следующие биохимические параметры СЖ: уровень радикалообразования, определяемый по величине хемилюминесценции (ХЛ), и АОА. Отношение АОА/ХЛ характеризует резистентность сред и тканей глаза к повреждающему действию свободных радикалов. Этот параметр и используют в качестве прогностического критерия, поскольку средние показатели АОА/ ХЛ при неосложненном и осложненном течении близорукости достоверно различаются. Так, у детей с осложненной миопией АОА/ХЛ составляет 24,3 ± 1,63, в то время как при неосложненной миопии этот показатель достоверно выше — 32,2 ± 2,63. При этом наиболее существенное снижение резервов антиоксидантной защиты отмечается в группе детей с прогрессирующей осложненной миопией слабой степени: при неосложненном течении АОА/ХЛ составляет 36,3 ± 2,34, при ПВХРД - 20,6 + 3,51. Такое различие показателей отражает характер течения миопического процесса: наличие патологических изменений на глазном дне уже при начальной миопии соответствует наиболее неблагоприятному варианту заболевания. Низкие резервы антиокислительной защиты характерны также для осложненной миопии средней и высокой степени — соответственно 25,0 ± 2,34 и 26,4 ± 2,76, при неосложненном течении эти показатели составляют соответственно 30,9 ± + 2,27 и 33,0 ± 2,80.

Коэффициент корреляции между формой близорукости и величиной АОА/ХЛ г = -0,51 указывает на выраженную зависимость между этими параметрами.

Выявленная количественная связь характера течения миопии у детей и подростков с нарушением баланса между интенсивностью ПОЛ и АОА слезной жидкости дает основание прогнозировать патологические изменения глазного дна при AOA/XJI менее 30,0. Динамическое наблюдение за детьми (каждые 6 мес в течение 3 лет) показало, что сдвиг АОА/ХЛ ниже этого граничного значения в 85 % случаев предшествовал возникновению или дальнейшему развитию ПВХРД.

Как отмечено выше, важную роль в метаболизме оболочек глаза и формировании миопической рефракции играют некоторые микроэлементы, поэтому данные прижизненных исследований микроэлементного баланса могут быть полезны для выработки адекватной лечебной тактики. В связи с этим у детей и подростков с прогрессирующей миопией целесообразно оценить как общие показатели обмена микроэлементов в организме (по концентрации в волосах), так и уровень их содержания в органе зрения (по содержанию в слезной жидкости).

Использование волос для неинвазивного исследования особенностей метаболизма микроэлементов в организме считается вполне обоснованным и во многих случаях предпочтительным, поскольку этот биологический материал, обладая высокой информативностью, может быть легко получен в достаточных количествах. В настоящее время волосы используют не только в судебно-медицинских или экологических исследованиях, но и при оценке общего состояния здоровья, а также для диагностики различных заболеваний анализ проб волос мальчиков и девочек с прогрессирующей миопией средней и высокой степени показывает постоянное наличие в них таких элементов, как алюминий, хром и бор, в то время как при эмметропии эти микроэлементы в пробах волос отсутствуют. Так, уровень алюминия у мальчиков с миопией с оставляет 64—179 мг/л, у девочек. — 72—210 мг/л, уровень хрома в основном повышается по мере усиления рефракции и находится в пределах 9,5-46,0 мг/л у мальчиков и 15,2¬53,7 мг/л у девочек, аналогичные колебания наблюдаются и в содержании бора: 18,0—59,1 мг/л у мальчиков и 17,9—63,5 мг/л у девочек. Кроме того, при миопии, особенно высокой степени, изменяется баланс таких элементов, как кальций, никель, кремний, титан и барий. Достоверные сдвиги выявлены в уровне цинка: у мальчиков с прогрессирующей миопией содержание цинка (189,2—385,2 мг/л) повышено по сравнению с нормой (152,3— 167,0 мг/л) в среднем в 2 раза, а у девочек (соответственно 175,0—324,8 и. 163,7—201,8 мг/л) — в 1,7 раза. Отмечены сдвиги в уровне железа, особенно у мальчиков 12—15 лет с миопией средней степени (74,3 + 3,9 мг/л), его концентрация возрастает в среднем по сравнению с нормой (40,6 ± 2,2 мг/л) в 2 раза, а при высокой миопии (438,6 ± 14,2 мг/л) — даже в 10 раз; у девочек той же возрастной группы (81,2 ± 2,8 мг/л и 535,5 ± 12,8 мг/л при норме 53,1 + 2,9 мг/л) — соответственно а 1,5 и в 10 раз. Значительно изменяется также содержание меди: у мальчиков 12—15 лет с прогрессирующей миопией средней степени уровень мели в волосах (23,2+ 1,1 мг/л) повышается по сравнению с контролем (6,3 ± 0,3 мг/л) в среднем в 3,5 раза, а при миопии высокой степени (36,8 ± 1,7 мг/л) — почти в 6 раз; аналогичный дисбаланс наблюдается и у девочек (29,1 ± 1,2 и 49,9 ± 1,2 мг/л при норме 8,2 ± 0,4 мг/л). Достоверные изменения уровня микроэлементов, дефицит которых отмечен в склеральной ткани, дают основание сделать вывод о значительном нарушении обмена железа и меди в организме детей и подростков с прогрессирующей миопией, особенно выраженном в возрастном периоде от 12 до 15 лет, когда наблюдается пик усиления рефракции и развития миопических осложнений.

Поскольку перечисленные выше элементы (в первую очередь медь, железо, цинк, кремний, алюминий, хром и титан) в той или иной степени участвуют в метаболизме соединительной ткани и обеспечении ее структурной стабильности, можно предположить, что нарушение их обмена взаимосвязано с интенсификацией катаболических процессов и разрушением соединительнотканных структур склеры. Высвобождение и потеря микроэлементов протекают на фоне повышенной экскреции ГАГ и коллагена, что в целом приводит к развитию дистрофического процесса в миопической склере. Необходимо отметить также, что те или иные проявления патологии в системе соединительной ткани (плоскостопие, нарушения осанки, гастроптоз и др.) занимают ведущее место среди общих заболеваний, отмечаемых у детей с прогрессирующей миопией. При врожденной миопии высокой степени в подавляющем большинстве случаев также наблюдается патология опорно-двигательного аппарата.

Для целенаправленного выбора системной и местной патогенетической коррекции выявленных при прогрессирующей миопии метаболических нарушений микроэлементный анализ волос должен сочетать с исследованием содержания микроэлементов в слезной жидкости.

Слезная жидкость предоставляет единственную возможность неинвазивной прижизненной оценки ряда обменных показателей сред и тканей глаза, поскольку она, состоящая на 98 % из воды, содержит также белки и другие азотсодержащие соединения, углеводы, ферменты, липиды, гормоны, медиаторы, витамины, а также не- 174 органические вещества (макро- и микроэлементы), источником которых является не только слезная железа, но и ткани глаза.

У детей 12—15 лет с быстро прогрессирующей миопией, характеризующейся наибольшими системными отклонениями в балансе элементов, сопровождающими прогрессирование миопии, обнаружены достоверные различия в содержании нескольких микроэлементов, в первую очередь бария, хрома, меди, цинка и железа. Барий (существенные сдвиги, в содержании которого при миопии были обнаружены в склере, сосудистой оболочке и в пробах волос) в слезной жидкости пациентов с прогрессирующей миопией вообще не определяется, в то время как у мальчиков и девочек с эмметропией обнаруживается в достаточно высоких концентрациях (соответственно 3,95 ± 1,7 и 2,82 ± 0,92 мкг/мл). Значимое (в 2 раза) повышение отмечено в уровне хрома: с 0,18 ± 0,03 мкг/мл при эмметропии до 0,40 ± 0,03 мкг/мл при миопии у мальчиков и с 0,12 ± + 0,01 при эмметропии до 0,24 + ± 0,05 мкг/мл при миопии у девочек. Дисбаланс хрома выявлен при исследовании миопической склеры, сосудистой оболочки, а также проб волос детей и подростков с прогрессирующей близорукостью. Возможно, это связано с активизацией при миопии процессов ПОЛ, поскольку хром обладает окислительными свойствами и в определенных условиях может выступать как фактор, индуцирующий липидную пероксидацию. Нарушение обмена хрома, по мнению B.C. Lane (1981), может отрицательно влиять на функциональную устойчивость цилиарной мышцы и тем самым способствовать развитию миопии.

Однако наибольший интерес представляет изучение содержания в слезной жидкости детей и подростков с прогрессирующей миопией таких микроэлементов, как медь, цинк и железо, непосредственно участвующих в метаболизме соединительнотканных структур (в первую очередь коллагена) и в функционировании антиоксидантной системы. Анализ результатов определения уровня меди, цинка и железа в слезной жидкости мальчиков и девочек в возрасте от9 до 15 лете эмметропией и прогрессирующей миопией позволил сделать вывод о достоверном снижении уровня мели в 1,5—2 раза как у девочек (с 0,69 ± 0,08 мкг/мл при эмметропии до 0,33 ±0,14 мкг/мл при миопии высокой степени), так и у мальчиков (с 0,75 + 0,09 мкг/мл при эмметропии до 0,49 ± 0,10 мкг/мл при миопии высокой степени). Этот факт, а также дефицит меди, обнаруженный в миопической склере, и существенные сдвиги в содержании этого микроэлемента в волосах свидетельствуют о выраженном дисбалансе меди как в организме в целом, так и в органе зрения.

Очевидно, изменение уровня меди в период прогрессирования близорукости у детей может быть патогенетическим фактором развития дистрофического процесса в склеральной ткани вследствие нарушения метаболизма коллагена, поскольку медьсодержащий фермент лизилоксидаза участвует в образовании поперечных сшивок в молекуле коллагена, т.е. в процессах его синтеза и созревания. Кроме того, понижение содержания меди ослабляет активность медьзависимого фермента СОД, играющего, как отмечено выше, важную роль в механизме защиты клеток от повреждающего действия ПОЛ и активных форм кислорода.

Ослабление антиоксидантной защиты тканей глаза у обследованных детей и подростков с высокой прогрессирующей миопией подтверждается снижением (в 1,3 раза) содержания в слезной жидкости цинка, известного своими антиокислительными свойствами. Концентрация цинка, составляющая при эмметропии у мальчиков 10,38 + ± 3,14 мкг/мл и у девочек 9,12 ± 2,35 мкг/мл, при миопии высокой степени существенно ниже — соответственно 8,34 ± 1,65 и 7,02 ± 1,81 мкг/мл. Одновременно (в 1,5 раза) повышается (по сравнению с эмметропией) уровень железа, обладающего определенной прооксидантной активностью: с 0,72 ± 0,09 до 1,10 + 0,17 мкг/мл у мальчиков и с 0,61 +0,11 до 0,96 ±0,13 мкг/мл у девочек.

Приведенные данные подтверждают практическую значимость микроэлементного анализа слезной жидкости для диагностики состояния обменных процессов в структурах глаза и прогнозирования прогрессирующего течения миопического процесса. Результаты микроэлементного анализа проб волос и слезной жидкости могут служить объективным критерием для выбора адекватной склероукрепляющей терапии соединениями микроэлементов с целью профилактики прогрессирования миопии и развития ее осложнений.

Необходимо подчеркнуть, что выявленные нарушения баланса цинк — железо, сдвиги в обмене меди, хрома и других микроэлементов, свидетельствующие о нарушении обмена коллагена в тканях глаза, а также об активизации ПОЛ и снижении антиоксидантных резервов в системе глазного метаболизма, происходят на фоне снижения в процессе прогрессирования миопии АОА и уровня СОД в циркулирующей крови и повышенной экскреции основных компонентов соединительной ткани. В связи с этим системное и местное применение антиоксидантов в комплексе с соединениями микроэлементов (в первую очередь меди и цинка) весьма целесообразно для стабилизации миопического процесса и предотвращения его осложненного течения.

Для осуществления целенаправленного и пролонгированного воздействия на метаболизм склеральной ткани биологически активных компонентов предложено вводить их в теноново пространство на базе вспенивающейся полимерной композиции, широко применяющейся для склероукрепляющих инъекций.

Наряду с возможностью введения упомянутой полимерной композиции безоперационным путем этот материал обладает еще одним достоинством: он длительное время находится в непосредственном контакте со склерой и в связи с этим может служить основой для депонирования лекарственных веществ, а значит, использоваться для направленной и пролонгированной медикаментозной коррекции патологических состояний склеральной ткани.

С этой целью в состав полимерной композиции вводили компоненты, направленные на ускорение формирования новообразованной соединительной ткани и стимулирование образования поперечных связей в соединительнотканных структурах склеры. В качестве первого патогенетического средства воздействия на склеру испытано координационное соединение меди с пиридоксином — препарат купир.

Выявлено, что в результате воздействия этого соединения, введенного под тенонову капсулу на базе пенокомпозиции для склероукрепляющих инъекций, повышается концентрация меди в склере и активируются процессы биосинтеза коллагена, что приводит к его накоплению в склеральной ткани (табл. 8.2).

В результате повышается модуль упругости и снижается растяжимость склеры. В то же время морфологическое изучение внутренних оболочек и зрительного нерва показало, что при всех сроках наблюдения не отмечалось повреждающего, токсического или раздражающего действия на них введенного состава. Проведенные экспериментальные исследования послужили основой успешного применения этого состава в клинической практике для склероукрепляюшего лечения при прогрессирующей близорукости.

Нарушение обмена соединительнотканных структур склеры при миопии, прежде всего, сказывается на состоянии ее цементирующей субстанции, в которой начинается распад протеогликановых комплексов и в первую очередь разрушение и потеря ГАГ. Как было отмечено выше, содержание ГАГ в заднеэкваториальном отделе склеры глаз с миопией средней и высокой степени существенно снижено, что, безусловно, отражается на ее опорных

В связи с этим в эксперименте изучена возможность влияния на состоя- склеральной ткани биогенного препарата хонсурида, действующим началом которого является высокомолекулярный ГАГ — хондроитинсерная кислота, которая стимулирует синтез коллагена и участвует в построении ее основной межуточной субстанции, а также обладает антиоксидантными свойствами.

Достоинством хонсурида также является его микроэлементный состав. Препарат содержит практически все основные элементы, необходимые для построения соединительнотканных структур, в частности, алюминий, бор и хром, а также Другие элементы, концентрация которых в миопической склере понижена: барий, медь, железо, цинк, кальций. Для осуществления пролонгированного воздействия препарата было предложено включить хонсурид в состав пенокомпозиции для склероукрепляюших инъекций.

Проведенные морфологические исследования показали, что инъекция в теноновом пространство пен оком позиции с хонсуридом оправдана. Эта композиция стимулирует накопление ГАГ в ткани склеры, а также формирование, созревание и перестройку новообразованной соединительной ткани, улучшает трофику оболочек глаза. Введение препарата стимулирует синтез коллагена и ускоряет процессы формирования комплекса склера — соединительная ткань. После склероукренляющей инъекции с хонсуридом в склере изменяется баланс микроэлементов. Отмечено повышение по сравнению с контролем уровня меди (в 1,7 раза), железа и бария (в 1,4 раза), в меньшей степени цинка (в 1,2 раза). Введение в состав пенокомпозиции хонсурида позволяет также повысить в 1,4 раза поперечную связанность коллагенового волокна склеры. В результате по сравнению с контролем (введением базовой пенокомпозиции) повышается предел прочности и уменьшается растяжимость склеральной ткани, в первую очередь за счет снижения доли пластической деформации.

Это обосновывает целесообразность дальнейшего испытания описанного состава в клинической практике для лечения прогрессирующей близорукости.

Длительное применение полимерной композиции в клинической практике в качестве средства для склероукрепляющих инъекций показало, что в отдаленном периоде наблюдений стабилизация миопического процесса достигается в среднем у 60 % детей и подростков с прогрессирующей близорукостью. В случае продолжающегося прогрессирования может потребоваться повторная медикаментозная коррекция. Несмотря на щадящий характер терапии, повторное проведение этого вмешательства требовало предварительной экспериментальной проверки его безопасности, а также оценки эффективности воздействия на биомеханические характеристики сформированного после повторной инъекции комплекса склера — новообразованная соединительная ткань.

Пепоматериал, применяемый для скпероукрепляющих инъекций, способен длительно, а в сочетании с купиром или хонсурвдом — еще и более активно стимулировать образование соединительной ткани. Однако проведенные экспериментальные исследования отдаленных (более 2 лет) результатов показали, что в эти сроки, когда введенный пеноматериал полностью рассосался, а сформированная соединительная ткань плотно прилежит к склере, образуя единый комплекс склера — соединительная ткань, наблюдается некоторое снижение упругопрочностных показателей и уровня общего коллагена склеры по сравнению с более ранним (11— 15 мес) сроком наблюдения. Это указывает на начало инволютивных процессов в комплексе.

Морфологические исследования показали, что повторное введение пеноматериала замедляет эти процессы в первично сформированном комплексе, а также приводит к образованию более мощной соединительнотканной «пломбы» на поверхности склеры.

Экспериментальные исследования свидетельствуют о безопасности и достаточной эффективности повторного введения полимерной композиции, а также позволяют установить оптимальный интервал между инъекциями: он должен составлять не менее 12—15мес. Именно в этот срок на месте первичной гранулемы наблюдается новообразованная соединительная ткань, уровень содержания общего коллагена достигает максимума, а интенсивность биосинтеза коллагена начинает снижаться, что является признаком возможного дальнейшего снижения эффективности первого вмешательства. Ухудшение упруго-прочностных показателей склеры, обычно наблюдающееся через 1,5 года после первой инъекции, удается предотвратить, если через 12—15 мес произвести повторное вмешательство.

Проведенная в этот период повторная инъекция, вновь активируя процессы биосинтеза и накопления коллагена, улучшает биомеханические свойства склеры и тем самым не только продлевает, но и повышает эффективность вмешательства.

Местная метаболическая терапия нарушенных при прогрессирующей миопии биомеханических свойств склеры, являющаяся, на наш взгляд, наиболее перспективным методом стабилизации миопического процесса, пока находится в стадии экспериментально-клинической разработки. В широкой клинической практике для укрепления склеры используют различные виды хирургических вмешательств, которые считают наиболее эффективным на данный момент и признанным методом лечения прогрессирующей близорукости.

С целью повышения эффективности оперативного укрепления склеры предложен новый способ склеропластики, отвечающий следующим условиям: повышение прочностных показателей и увеличение площади самого трансплантата, улучшение его фиксации и контакта со склерой, а также стимуляция его приживления и новообразования сосудов в заинтересованных участках склеры за счет специальной предварительной обработки трансплантата полимерной композицией. После 30-минутной обработки полимерной композицией предел прочности образцов склеры повышается в среднем на 12 %, а предельная продольная деформация снижается в среднем на 20 %. Видимо, этот эффект обусловлен высокими адгезивными свойствами композиции, за счет которых снижается количество поверхностных микропол остей, уменьшающих прочность ткани. В свою очередь улучшение упругопрочностных показателей трансплантата способствует повышению механической устойчивости к растяжению комплекса склера — трансплантат, формирующегося в результате склеропластики. Морфологические исследования показали, что приживление трансплантата происходит путем замещения его фибробластов и коллагенового остова. Обработанный трансплантат плотно прилежит к склере хозяина, он полностью срастается со склерой, его коллагеновые волокна постепенно переходят в волокна склеры, и порой их трудно дифференцировать. Сохранившиеся сосуды играют определенную роль в улучшении питания склеры и усилении метаболической активности.

Происходит утолщение склеральной оболочки глазного яблока, повышается ее биомеханическая стабильность, что обеспечивает более выраженный склероукрепляющий эффект операции и способствует прекращению прогрессирования близорукости.

Полученные данные позволили рекомендовать данный способ укрепления склеры в клиническую практику, и в настоящее время он успешно применяется для лечения близорукости у детей и подростков с повышенным риском ее прогрессирования.



Статья из книги: Зрительные функции и их коррекция у детей | С.Э. Аветисов, Т.П. Кащенко, А.М. Шамшинова.