Роль оксида азота и свободнорадикального окисления в патогенезе посттравматической субатрофии глаза

Актуальность, проблемы. Травматизм органа зрения остается актуальной проблемой офтальмологии. Первое место в структуре причин первичной инвалидности по зрению в России, занимают последствия травм органа зрения 22,8% [Н.М. Эфендиев, 1998].

Данные литературы свидетельствуют об' увеличении и утяжелении травматизма органа зрения за последние годы в результате ухудшения военно-политической, криминальной и социально-бытовой ситуации в стране [Р.А. Гундорова, А. В. Степанов, 1999; Н. М. Марачева, 1999; И. Б. Максимов, 2000]. Несмотря на достижения современной офтальмотравматологии в области реконструктивной микрохирургии и фармакотерапии, позволившие значительно улучшить анатомические и функциональные исходы, после травмы, раневой процесс в 14−28% случаев осложняется вялотекущим воспалительным процессом, а в 12−18% - развитиемвнутриглазной инфекции [Р.А. Гундорова с соавт., 1996]. Поскольку травмы глаза, чаще отмечаются у людей молодого (до 40 лет — 78−92,56%), наиболее трудоспособного возраста и приводят к. резкому снижению зрения и как правило к инвалидности, социальная значимость глазного травматизма чрезвычайно высока. [И.Б. Алексеева, 1985; Р. А. Гундорова, 1986; Л. Ф. Галимова, 1998].

Посттравматический увеит: (ПТУ) является наиболее частым [JT.K. Ях-ницкая, 1992] и серьезным осложнением прободных ранений глаза, одним из факторов риска развития^ субатрофии глазного яблока. E. Hl Вериго, 1985; Н. С. Зайцева и др., 1991]. В России отмечается постепенныйрост удельного веса субатрофии в структуре тяжелых посттравматических осложнений с 722% [Е.Н. Вериго, 1986] до 29,6−36,9% [Р.А. Гундорова с соавт., 1994; П. В. Макаров, 1994]. Субатрофия глаза после травмы является наиболее частой причиной удаления органа зрения в связи с опасностью симпатического воспаления [Вериго Е.Н., 1986; Мошетова JT.K., 1993]. Травматический увеит и субатрофия глазного яблока представляют собой взаимосвязанный процесс, 6.

1 поэтому решение проблемы, развития: субатрофии невозможно без рассмотрения ключевых вопросов патогенеза травматического увеита. ' В литературе сравнительно полно описаны морфологические изменения раневого процесса, охарактеризована роль иммунных и других медиато-.) ров воспаления, обоснована аутоиммунная теорияразвития заболевания [Л.Т.

Архипова, 1985, 1999; Е. И. Волик, 2000; О.G. Олепова, 1998; М.В. Черешне-5 ва, 1996], показана значимость нарушений регионарной’гемодинамики, системного и местного метаболизма и иммунитета [Г.А. Винькова, 2000; Т. Н. Киселева, 1995]. В’то же время-многие стороны этой проблемы остаются, не-| достаточно выясненными. Раскрытие молекулярных механизмов, развития тяжелых осложнений проникающих ранений' глаза может явиться, основой для поиска новых путей патогенетического, лечения, поскольку высокий уровень энуклеации, случаев затяжных форм течения посттравматического — увеита (ПТУ) указывает на недостаточную эффективность имеющихся методов терапии. Своевременная диагностика осложнений прободных’травмчглаза, расширение арсенала объективных методов прогнозирования характера течения и исходов ПТУ остается актуальным.

Особое внимание исследователей привлекает оксид азота. (NO), яв-L ляющийся одним из ведущих факторов в области клеточной сигнализации и межклеточного взаимодействия в биологических системах. Так, NO регулирует сосудистый тонус, ингибирует агрегацию тромбоцитов и их адгезию к I клеточной стенке, стимулирует ангиогенез, функционирует как сигнальная молекула в центральной и вегетативной нервной системе, обладает цитоток-сическим действием, участвуя, таким образом в противомикробном, проти-f вовирусном и противоопухолевом-иммунитете [А.Ф. Ванин, 1998, 2000; В.П.

Г Реутов, 2003; S. Moncada, 1991].

На сегодняшний день не вызывает сомнения участие молекулы NO в — патогенезе целого ряда глазных заболеваний [М.М. Архипова, 2000; О.А.

Горбачева, 2002; С. М. Косакян, 2002; Н. И. Курышева с соавт., 2001]. i • '!•¦1 ¦

7 '.

Установлена патогенетическая>роль NO в развитии различных заболеваний глаз, например диабетическая ретинопатия, тромбоз вен: сетчатки, увеиты, глаукома и др. [I.F. Haefliger, J. Flamer, 1998; Y. Kozak, 1998; G. Donati, G. Pournaras, 1998, 1999 с соавт.].

С этих позиций представляют интерес данные, характеризующие роль N0 в патогенезе тяжелых осложнений после проникающих ранений глазного яблока.

Цель исследования.

Определить роль оксида азота в патогенетических механизмах развития посттравматической субатрофии глазного яблока на основе определения уровня конечных метаболитов N0, показателей интенсивности свободнора-дикальных процессов и уровня, цитокинов у больных с проникающими ранениями глаза. Задачи исследования.

1. Определить уровень конечных стабильных метаболитов оксида азота (N0X) — нитрит/нитратов в слезе к плазме крови у экспериментальных животных с проникающими ранениями глаз в разные сроки после травмы. '.

2. Изучить изменения содержание стабильных метаболитов оксида? азота, показателей оксидантно-антиоксидантной системы слезной жидкости и плазмы крови больных в разные сроки после травмы, при субатрофии глазногояблока и у пациентов, перенесших операцию реваскуляризацию цилиарного тела и бандажа глазного яблока с применением биоматериала «Аллоплант». на субатрофичном глазу в ближайшие и отдаленные сроки.

3. Определить состояние цитокинового профиля провоспалительного (ИЛ-ip, ИЛ-б, ФНОа) и противовоспалительного (ИЛ-4) действия в раннем периоде после проникающего ранения, посттравматической субатрофии глазного яблока и после комплекса хирургического лечения с использованием биоматериалов «Аллоплант» для бандажа глазного яблока и реваскуляризации цили-арного тела в ближайшие и отдаленные сроки.

4. Изучить гидродинамические изменения в субатрофичных глазах до и после хирургического лечения и провести корреляционный' анализ с уровнем конечных стабильных метаболитов оксида азота и показателями свободнора-дикальных процессов.

Научная новизна. Впервые представлены материалы, характеризующие' изменения содержания конечных стабильных метаболитов оксида азота в слезной жидкости и плазме крови в зависимости от периода и тяжести проникающей травмы глаза и ее исходов. Установлено, значительное снижение их содержаниям слезе в первые трое суток поел е. проникающего ранения-глаза при неблагоприятном исходе, некоторое падение уровня: метаболитов > при благоприятном исходе травмы, с последующим повышением, к периоду заживления раны. На этой основе предложен способ прогнозирования течения травматического увеита (патент на. изобретение № 2 236 007 (2 003 118 152) от 10.09.2004 г.).

Показано, что травма, глаза и развитие ПТУ сопровождаетсяинтенсификацией свободнорадикального окисления: с. повышением в плазме, крови' продуктов липопероксидации, уровень которых зависит от тяжести травмы. Начальные фазы раневого' процесса (первые трое сутокпослепроникающих ранений глаза) характеризуются снижением содержания цитокинов в периферической крови (ИЛ-1(3, ИЛ-6, ФНОа и ИЛ-4), выраженность которого имеет значение для прогноза исходов заболевания.

Впервые выявлен характер изменений уровня продукции NOx, интенсивности свободнорадикальных процессов и состояния антиокислительной защиты при субатрофии и после оперативного лечения с бандажем глазного яблока с применением биоматериалов «Аллоплант» и реваскуляризации ци-лиарного тела. Установлено, что: развитие: субатрофии глаза характеризуется увеличением в слезе уровня: конечных стабильных продуктов оксида азота, усилением свободнорадикального окисления и снижением антиоксидантной активности. Цитокиновый профиль плазмы крови при субатрофии глаза: существенно не отличается от такового у здоровых лиц. В’поздние сроки после оперативного лечения, (2−3 года) уровень цитокинов ." провоспалительного" профиля (ФНОа, ШТ6) остается несколько повышенным, нормализуется баланс оксидантно-антиоксидантной системы с интенсификацией продукции оксида азота в слезной жидкости и восстановлением гидродинамических показателей поврежденного глаза.

Теоретическое и практическое значение работы. Определены закономерности изменений уровня-конечных стабильных метаболитов оксида азота, позволяющих оценить патогенетическое значение NO! в развитии-посттравматической субатрофии глаза, и эффективности хирургического лечения заболевания с применениембиоматериалов «Аллоплант» .

Выяснение патогенетической роли N0 в развитии неблагоприятных осложнений ПТУ является основанием для предложения определения' уровня конечных стабильных метаболитов оксида азота с целью прогнозирования исхода ПТУ.

Адаптирован способ Емченко Н: Л.(1994) определения нитратов и> нитритов в биологических средах к малым объемам. Предложен и внедрен: в клиническую офтальмологическую практику удобный неинвазивный способ определения уровня конечных стабильных метаболитов' оксида азота при глазных заболеваниях. Подана заявка № 2 006 118 092 на изобретение," Способ определения нитратов и, нитритов вбиологических средах малых: объемов" с приоритетом от 25.05.06 г.

Установлены некоторые молекулярные механизмы эффективности операции бандажа глазного яблока с применением дермального аллотранс-плантата, проводимой в, комплексе с реваскуляризацией цилиарного тела при субатрофии глазного яблока.

Положения, выносимые на защиту. 1. Оксид азота участвует в патогенетических механизмах развития посттравматической субатрофии глазного яблока. Понижение NOx < 1,0 мкмоль /л в слезной’жидкости в первые трое суток после травмы являются^ пусковым ме.

I 10 ханизмом развития затяжных вялотекущих посттравматических увеитов с ' последующим развитием субатрофии глазного яблока.

I 2. Повышение уровня конечных стабильных метаболитов оксида азота в слезной жидкости с 4 — 20 сутки после травмы коррелирует с активацией.

I ПОЛ, АОА. Развитие субатрофии глазного яблока сопровождается изменением взаимодействия этих показателей. ' i 3. Усиление выработки NOx при посттравматической субатрофии глаза указывает на активацию неспецифической защиты организма, что подтверждается обнаружением: прямой корреляционной взаимосвязи между уровнями { конечных стабильных метаболитов оксида азота и провоспалительными (ИЛ.

1(3, ИЛ-6, ФНОа)^ противовоспалительным: (ИЛ-4) цитокинами, интенсивно.

I1, ¦ .¦¦.'' стью хемилюминесценции слезной жидкости.

I 4. Применение’комплекса хирургического лечения с использованием биомаi ¦ ' ' ¦ 3 териалов «Аллоплант» для реваскуляризации цилиарного тела и> бандажа.

I глазного яблока приводит к повышению уровня NOx, который участвует в молекулярных механизмах стимуляции трофики глазаи повышения внутри.

1}, глазного давления.

Апробация работы. Основные положения диссертации доложены на | XI научно-практической конференции Екатеринбургскогоцентра МНТК.

Микрохирургия глаза" (Екатеринбург, 2003), на Межрегиональной конференции офтальмологов, посвященная 40-летию детской глазной Краснояр-| ского края. (Красноярск, 2003), на межрегиональной конференции «Актуальные вопросы патологии», посвященной 70-летию кафедры патологической анатомии и физиологии БГМУ (Уфа, 2004), на V научной конференции мо-| лодых ученых «Аспирантские чтения-2004», посвященной 85-летию Сам.

I ГМУ (Самара, 2004), на: юбилейной XV Российской научно-практической конференции, посвященной 15-летию Оренбургского филиала ГУ МНТК.

I «Микрохирургия глаза» именш академика С. Н. Федорова, «Новые технологии jмикрохирургии глаза» (Оренбург, 2004), на межрегиональной научнопрактической конференции «Новая:идеология в единстве фундаментальной и клинической медицины» (Самара, 2005), на 4-ой национальной научно-практической конференции с международным участием «Активные формы кислорода, оксид азота, антиоксиданты и здоровье человека» (Смоленск, 2005), на совместном заседании кафедры биологической и биоорганической химии и кафедры глазной и пластической хирургии института последипломного образования ГОУ ВПО «Башгосмедуниверситет Росздрава».

Внедрение результатов исследования в практику. Результаты диссертационной работы внедрены в учебный процесс кафедры биологической и биоорганической химии ГОУ ВПО «Башгосмедуниверситет Росздрава». Практические рекомендации, разработанные при выполнении диссертации, используются в практике Всероссийского центра глазной и пластической хирургии. Материалы диссертации включены в учебную программу для курсантов и слушателей кафедры глазной и пластической хирургии института последипломного образования ГОУ ВПО «Башгосмедуниверситет Росздрава».

Публикации. По теме диссертации опубликовано 9 работ, из них 3 в центральной печати. Получен патент на изобретение № 2 236 007 (2 003 118 152) от 10.09.2004 г. «Способ прогнозирования течения' травматического увеита «.

ВЫВОДЫ.

1. Травмы органа зрения сопровождаются на 1−3 сутки снижением уровня конечных продуктов оксида азота, в слезной жидкости травмированного глазаВыраженность падения продукции NOx зависит от тяжести травмы. Содержание стабильных метаболитов оксида азота: в. слезной жидкости менее 1,0 мкмоль/л в первые трое суток после травмы является неблагоприятным прогностическим признаком развития, хронической формы посттравматического увеита, способным быть причиной субатрофии глазного яблока.

2. Травма глаза и развитие посттравматического увеита сопровождается интенсификацией, перекисного окисления липидов с повышением содержания в плазме крови ТБК-активных продуктов, выраженность которого зависит от тяжести ранения.

3. Субатрофия глазного яблока характеризуется увеличением-в слезношжид-кости уровня стабильных продуктов N0, усилением перекисного окисления липидов, снижением антиоксидантной. активности. В плазме крови у больных выявляется повышение содержания NOx и ТБК-активных продуктов на. фоне ингибирования интенсивности радикалообразования с активацией антиокислительной системы.

4. У больных с проникающими, ранениями глаза в первые трое: суток при благоприятном течении процесса уровень цитокинов крови (ФНОа, ИЛ-1р, И J1−6 и ИЛ-4) имеет тенденцию к снижению, при неблагоприятном развитии посттравматического увеита наблюдается статистически значимое снижение их содержания. При субатрофии глаза цитокиновый профиль плазмы крови пациентов и здоровых лиц не имеет существенных различий.

5. После операции реваскуляризации цилиарного тела с бандажом глазного яблока с использованием биоматериалов «Аллоплант «в первые 10 суток в слезной жидкости и плазме крови больных повышается содержание NOx, резко усиливаются процессы свободнорадикального окисления на фоне снижения антиокислительной активности биологических жидкостей и возрастания «прои противовоспалительных» цитокинов в плазме крови: В поздние сроки после оперативного лечения (2−3 года) уровень, цитокинов «провоспалительного» действия (ФНОа и ИЛ-6) остается несколько повышенным, нормализуется баланс прои антиоксидантнойсистемы с, интенсификацией продукции N0 в слезной жидкости и восстановлениемгидродинамических показателей поврежденного глаза.

6. Изменения содержания стабильных продуктов NO в слезной жидкости имеет корреляционную связь средней силы с тяжестью травмы глаза, с показателями процессов свободнорадикального окисления (светосумма, максимальная светимость), уровнем ТБК-реагирующих продуктов и цитокинов (ФНОа, ИЛ-ip, ИЛ-6 и ИЛ-4) в плазме крови, обратную — с показателями антиокислительной защиты. При субатрофии глаза корреляционные связи N0X с цитокиновым профилемснижаются и усиливаются с показателями перекисного окисления липидов и антирадикальных процессов.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ.

1. Рекомендуется определять уровень конечных стабильных метаболитов оксида азота в слезной жидкости в первые 3 суток после травмы глаза, это поможет офтальмологам определить исход посттравматического увеита и своевременно начать адекватную комплексную терапию. Содержание N0X менее 1,0 мкмоль/л является прогностическим неблагоприятным фактором.

2. Модифицированный метод определения уровня конечных стабильных метаболитов оксида азота по Емченко Н. Л. (1994) для слезной жидкости ре. комендуется использовать в лечебных учреждениях, имеющих биохимическую лабораторию как дополнительный’диагностический тест при глазных заболеваниях.

3. В комплексной терапии посттравматической субатрофии глазного яблока рекомендуется хирургическое лечение с применением биоматериала «Аллоплант» и реваскуляризации цилиарного тела, способствующее восстановлению формы и объема глазного яблока, сохранения его как анатомического органа, приводящего к усилению продукции водянистой влаги, повышению внутриглазного давления.