Влияние биомеханических свойств корнеосклеральной капсулы глаза на гидродинамику внутриглазной жидкости

Предполагают, что нарушение биомеханических свойств склеры в области диска зрительного нерва и корнеосклеральной оболочки глаза в целом может играть существенную роль в патогенезе первичной открытоугольной глаукомы (ПОУГ). Цель работы: экспериментальное изучение влияния биомеханиче- ских свойств склеры на состояние гидродинамики внутриглазной жидкости (ВЖ). Для этого определяли механические характеристики и уровень поперечных сшивок коллагена склеры, а также гидродина- мические показатели 1) интактных глаз молодых (2-х-месячных) и старых (2-х-летних) кроликов; 2) глаз, подвергнутых in vivo воздействию треозы, повышающей поперечную связанность коллагена; 3) глаз молодых и старых кроликов, а также кроликов, подвергнутых in vivo воздействию треозы, по- сле воздействия in vivo протеолитическим ферментом (коллализином). Гидродинамические показатели оценивали с помощью Глаутест 60. Для определения уровня поперечной связанности коллагена скле- ры использовали метод дифференциальной сканирующей калориметрии. Биомеханические показате- ли склеры оценивали с помощью Autograph AGS-H. Показано, что нормальное возрастное увеличение жесткости (модуля упругости) склеры с 23,1±4,2 МПа до 41,4±6,3 МПа сопровождается умеренным ростом поперечных сшивок и незначительным снижением оттока ВЖ. В то же время повышение жест- кости склеры (до 65,4±6,0 МПа), вызванное воздействием треозы, т.е. патологическим ростом уровня поперечной связанности, сопровождается небольшим повышением внутриглазного давления и значи- мым ухудшением оттока ВЖ. Под воздействием коллализина у старых животных снизилась жесткость склеры (до 27,9±4,9 МПа) и улучшилась гидродинамика ВЖ, соответствующие показатели у молодых животных изменились незначительно. Жесткость склеры, обработанной треозой и содержащей избы- точные поперечные сшивки, также снизилась под воздействием коллализина (до 43,4±4,5 МПа), при этом улучшилась гидродинамика ВЖ. Очевидно, биомеханические свойства склеры оказывают влияние на гидродинамику глаза: при повышении жесткости склеры за счет избыточного формирования по- перечных связей в ее коллагеновых структурах отток ВЖ снижается, что может быть риск-фактором развития ПОУГ. Протеолитическая терапия с помощью коллализина дает возможность снизить число таких сшивок, уменьшить жесткость склеры и улучшить гидродинамические показатели глаза.

склера, внутриглазная жидкость, коллаген, поперечные связи, модуль упругости, глаукома, sclera, intraocular fluid, collagen, crosslinking, elasticity modulus

1. Акопян А.И., Еричев В.П., Иомдина Е.Н. Ценность биомеханических параметров глаза в трактовке развития глаукомы, миопии и сочетанной патологии // Глаукома. 2008. № 1. С. 9-14.

2. Арутюнян Л.Л. Роль вязко-эластических свойств глаза в определении давления цели и оценке развития глаукоматозного процесса // Автореф. дис. … канд. мед. наук. М. 2009. 24 с.

3. Вит В.В. Строение зрительной системы человека. М. 2003. 727 с.

4. Волков В.В. Глаукома открытоугольная. М. 2008. 348 с.

5. Данилов Н.А. Состояние коллагена в тканях глаза и его целенаправленная модификация // Автореф. дис. … канд. хим. наук. М. 2011. 24 с.

6. Данилов Н.А., Игнатьева Н.Ю., Иомдина Е.Н., Гроховская Т.Е., Обрезкова М.В., Руденская Г.Н., Лунин В.В. Увеличение стабильности склерального коллагена в в ходе гликозилирования треозой in vitro // Журнал физ. химии. 2010. т. 84. № 1. С. 131-137.

7. Игнатьева Н.Ю. Термическая стабильность коллагена в соединительных тканях // Автореф. дис. … докт. хим. наук. М. 2011. 51 с.

8. Иомдина Е.Н., Арутюнян Л.Л., Игнатьева Н.Ю. и др. Структурнобиомеханические особенности склеры у больных с разными стадиями ПОУГ // Сб. конф. «Рос. общенациональный офтальмол. форум». М. 2008. С. 540-544.

9. Иомдина Е.Н., Арутюнян Л.Л., Катаргина Л.А. и др. Взаимосвязь корнеального гистерезиса и структурнофункциональных параметров зрительного нерва при разных стадиях первичной открытоугольной глаукомы // Рос. офтальмол. журн. 2009. № 3. С. 17-23.

10. Иомдина Е.Н., Игнатьева Н.Ю., Данилов Н.А. и др. Биомеханика корнеосклеральной оболочки глаза при миопии и глаукоме: сходство и различия //«Биомеханика глаза 2009». М. 2009. С. 110-114.

11. Кошиц И.Н., Светлова О.В., Котляр К.Е. и др. Биомеханический анализ традиционных и современных представлений о патогенезе первичной открытоугольной глаукомы // Глаукома. 2005. № 1. С. 41-62.

12. Нестеров А.П. Глаукома: основные проблемы, новые возможности // Вестн. офтальмол. 2008. № 1. С. 3-5.

13. Офтальмология: национальное руководство / под ред. С.Э.Аветисова, Е.А. Егорова, Л.К. Мошетовой, В.В. Нероева, Х.П. Тахчиди. М.: ГЭОТАР-Медиа. 2011. 944 с.

14. Светлова О.В., Балашевич Л.И., Засеева М.В. и др. Физиологическая роль ригидности склеры в формировании уровня внутриглазного давления в норме и при глаукоме // Глаукома. 2010. № 1. С. 26-40.

15. Страхов В.В., Алексеев В.В. Динамическая ригидометрия // Вестн. офтальмол. 1995. Т. 111. № 1. С. 18-20.

16. Страхов В.В., Алексеев В.В. Патогенез первичной глаукомы - все или ничего // Глаукома. 2009. № 2. С. 40-52.

17. Anand A., De Moraes C., Teng C. et al. Hysteresis and Visual Field Asymmetry in Open Angle Glaucoma // Invest. Ophthal. Vis. Sci. 2010. V. 51. N. 12. P. 6514-6518.

18. Burgoyne C.F., Downs J.C., Bellezza A.J. et al. The optic nerve head as a biomechanical structure: a new paradigm for understanding the role of IOP-related stress and strain in the pathophysiology of glaucomatous optic nerve head damage // Prog Retin Eye Res. 2005. V. 24. P. 39-73.

19. Ethier C.R. Scleral biomechanics and glaucoma – a connection? // Can J Ophthalmol. 2006. V. 41. P. 9-12.

20. Fratzl P. Collagen. Structure and mechanics. Potsdam. Springer. 2008. 506 p.

21. Gottanka J., Johnson D. Severity of optic nerve damage in eyes with POAG is correlated with changes in the trabecular meshwork // J. Glaucoma. 1997. V. 6. P. 23-132.

22. Hommer A., Fuchsjäger-Mayrl G., Resch H. et al. Estimation of Ocular Rigidity Based on Measurement of Pulse Amplitude Using Pneumotonometry and Fundus Pulse Using Laser Interferometry in Glaucoma // IOVS. 2008. V. 49. P. 4046- 4050.

23. Kim J., Lindsey J., Wang N. Increased Human Scleral Permeability with Prostaglandin Exposure // IOVS. 2001. V. N 7. P. 1514-1521.

24. Last J., Pan T., Ding Y. Elastic Modulus Determination of Normal and Glaucomatous Human Trabecular Meshwork // IOVS. 2011. Р. 10-6342

25. Lindsey J.D. Kashivagi K., Kashivagi F., Weinreb R.N. Prostaglandin action on ciliary smooth muscle extracellular matrix metabolism: implication for uveoscleral outflow // Surv Ophthalmol. 1997. V. 41. (suppl 2). P. 53-59.

26. Quigley H. A., Broman A.T. The number of people with glaucoma worldwide in 2010 and 2020 // Br. J. Ophthalmol. 2006. Vol. 90. № 3. P. 262-267.

27. Sigal I.A., Flanagan J.G., Ethier C.R. Factors influencing optic nerve head biomechanics. // Invest Ophthalmol Vis Sci. 2005. V. 46. P. 4189-4199.

28. Sullivan-Mee M., Pensyl D., Halverson K. et al. Rigidity in Primary Open-Angle Glaucoma // ARVO 2010, Suppl. E. Poster 5548.

29. Wodzinska J. M. // Mini Rev. Med. Chem. 2005. V. 5. P. 279-292.

30. Wollensak G., Iomdina E. Longterm biomechanical properties after collagen crosslinking of sclera using glyceraldehyde // Acta Ophthalmol. Scand. 2008. Vol. 86. Issue 8. P. 887-893.

31. Zeeman R. Cross-linking of collagen-based materials. Thesis University of Twente, Enschede, The Netherlands. 1998.