The state of the oxidation-reduction system in patients with primary open angle glaucoma

Cover Page


Cite item

Abstract

Aim. To study the state of the oxidation-reduction system in patients with primary open-angle glaucoma. Methods. Conducted were biochemical studies of the state of the oxidation-reduction system in 30 patients with primary open-angle glaucoma. The level of lipid peroxidation of cell membranes was determined in blood serum by the method of accumulation of malondialdehyde based on its interaction with thiobarbituric acid. The state of the antioxidant system was assessed according to the activity of superoxide dismutase, catalase, glutathione reductase and the content of thiol disulfide groups in the blood. The concentration of lactate in the blood serum was determined using an automated analyzer. Results. In patients with a chronic course of glaucoma elevated levels of oxidized thiol groups of proteins, increased activity of antioxidant enzymes, activation of lipid peroxidation processes, increased lactate content have been identified. Conclusion. Changes in the oxidation-reduction system in patients with primary open-angle glaucoma may be a sign of mitochondrial dysfunction.

Full Text

В последние годы первичную открытоугольную глаукому (ПОУГ) относят к нейродегенеративным заболеваниям [1-3, 5]. Основной причиной развития оптической невропатии и гибели аксонов зрительного нерва при глаукоме принято считать повышенное внутриглазное давление. Актуальный вопрос офтальмологии - изучение факторов прогрессирования данного заболевания, таких как нарушения процессов тканевого дыхания, окислительно-восстановительных реакций и перекисного окисления липидов. Все вышеперечисленные патогенетические изменения возникают при нарушениях функций митохондрий как основной энергетической единицы клетки [5, 6, 8, 9]. При болезнях Паркинсона и Альцхаймера первичное патогенетическое поражение митохондрий уже доказано [4]. Клетка с повреждёнными митохондриями не способна производить достаточное количество энергии для своей жизнедеятельности, не может поддерживать необходимую концентрацию кальция и синтезирует повышенное количество повреждающих её молекул-окислителей [1, 10]. Идёт активное изучение не зависящих от уровня внутриглазного давления факторов риска оптической невропатии при ПОУГ. Наиболее значимые из них - системная артериальная гипотензия (в том числе и позиционные или ночные гипотензии), сердечно-сосудистые заболевания, спазм сосудов (мигрень, болезнь Рейно), дефекты факторов сосудистой ауторегуляции, синдром ночного апноэ и церебральная ишемия [7]. В основе патологических изменений при данных заболеваниях лежит нарушение метаболизма и энергообмена клетки при недостатке кислорода [7, 10]. Целью нашего исследования было изучение функциональных изменений митохондрий у больных ПОУГ. Под нашим наблюдением находились 84 больных в отдалённые сроки (от 1 года до 8 лет) после проведённых гипотензивных операций на поражённых глазах. Из числа обследованных больных было сформировано две группы. В первую вошли больные ПОУГ со стабилизацией глаукомного процесса - 34 пациента (20 женщин и 14 мужчин), вторую группу составили пациенты с отсутствием стабилизации глаукомного процесса - 50 человек (36 женщин и 14 мужчин). Возрастной и половой состав групп достоверно не различался, в обеих группах преобладали больные старше 60 лет. Внутриглазное давление у всех больных было в пределах статической нормы. В контрольную группу вошли пациенты той же возрастной группы с диагнозом «возрастная катаракта». Уровень перекисного окисления липидов клеточных мембран определяли в сыворотке крови по накоплению малонового диальдегида методом, основанным на его взаимодействии с тиобарбитуровой кислотой. Состояние собственной антиоксидантной системы оценивали по активности супероксиддисмутазы, каталазы, глутатионредуктазы и содержанию тиолдисульфидных групп в крови. Концентрацию лактата в сыворотке крови определяли на автоматическом анализаторе. Среди сопутствующих заболеваний наиболее часто были отмечены гипертоническая болезнь, атеросклероз, ишемическая болезнь сердца, стенокардия, артериальная гипотензия и сахарный диабет (табл. 1). Эти заболевания в группе лиц со стабилизированным глаукомным процессом были отмечены у 38,2% больных ПОУГ. Необходимо отметить, что в этой же группе больных 55,9% пациентов оказались без видимых соматических заболеваний. В группе пациентов с нестабилизированным течением ПОУГ у 76,0% больных в анамнезе присутствовали гипертоническая болезнь и атеросклероз. У больных ПОУГ были выявлены повышение в крови количества сульфгидрильных SH-групп и снижение содержания дисульфидных SS-групп (табл. 2), а также изменение их соотношения, что отражает преобладание катаболических процессов. Уровень малонового диальдегида в группе больных ПОУГ был в 2 раза выше по сравнению с контрольной группой обследуемых пациентов того же возраста (р <0,05). Активность ферментов антиоксидантной защиты у больных ПОУГ также была выше, чем в контрольной группе (см. табл. 2). У пациентов контрольной группы количество лактата в крови в среднем составило 2,78 ммоль/л, а у больных ПОУГ - около 4,33 ммоль/л (норма 1,33-1,80 ммоль/л). ВЫВОДЫ 1. Существенную роль в развитии микроциркуляторных нарушений при ПОУГ играют сопутствующие заболевания. В группе пациентов с нестабилизированным глаукомным процессом заболевания, которые приводят к недостатку кислорода аксонов зрительного нерва, диагностируют в 76% случаев. 2. Выявленные изменения биохимических показателей окислительно-восстановительной системы у пациентов с ПОУГ свидетельствуют о нарушении функций митохондрий. Хотя умеренная дисфункция митохондрий не может проявляться как самостоятельное заболевание, она сказывается на характере течения глаукомной оптической невропатии при ПОУГ. Таблица 1 Наличие общей сопутствующей патологии в группах больных, n (%) Группы больных Соматическая патология Атеросклероз, гипертоническая болезнь Артериальная гипотензия Другие заболевания Без общей сопутствующей патологии Всего больных Со стабилизацией глаукомного процесса 13 (38,2%) 1 (2,9%) 1 (2,9%) 19 (55,9%) 34 (100%) С нестабильным глаукомным процессом 38 (76,0%) 10 (20,0%) 2 (4,0%) - 50 (100%) Таблица 2 Результаты биохимических исследований сыворотки крови больных первичной открытоугольной глаукомой, М±m Биохимические показатели Первая группа (контрольная), n=18 Вторая группа (глаукома), n=30 SH- (тиолдисульфидные группы), ммоль/л 6,52±0,23 8,67±0,24* SS- (тиолдисульфидные группы), ммоль/л 4,21±0,24 3,11±0,3* SH/SS 1,66±0,12 3,01±0,3* Глутатионредуктаза, ммоль/с в 1 г 8,87±0,5 10,1±0,65* Супероксиддисмутаза, ед.акт. в 1 г 38,2±2,75 40,8±2,94 Каталаза, ммоль/с в 1 г 458±30,8 533±40,6* Малоновый диальдегид, мкмоль/л 0,07±0,008 0,14±0,006* Примечание: *р <0,05 в сравнении с контролем.
×

About the authors

I R Gazizova

Bashkir State Medical University, Ufa, Russia

Email: ilmira_ufa@rambler.ru

References

  1. Алексеев В.Н., Мартынова Е.Б., Малеванная О.А. и др. Значение митохондриальной патологии в медицине и в офтальмологии // Глаукома: теория и практика. Рос. глаукомная школа: Сб. научн. тр. - СПб.: Человек и его здоровье, 2011. - С. 3-5.
  2. Волков В.В. Глаукома при псевдонормальном давлении: Руководство для врачей. - М.: Медицина, 2001. - 352 с.
  3. Нестеров А.П. Первичная открытоугольная глаукома: патогенез и принципы лечения // Клин. офтальмология. - 2000. - №1. - С. 4-5.
  4. Browne S.E., Beal M.F. The energetics of Huntington’s disease // Neurochem. Res. - 2004. - Vol. 29. - Р. 531-546.
  5. Calandrella N., Scarsella G., Pescosolido N. et al. Degenerative and apoptotic events at retinal and optic nerve level after experimental induction of ocular hypertension // Mol. Cell. Biochem. - 2007. - Vol. 301 - Р. 155-163.
  6. Carelli V., Ross-Cisneros F.N., Sadun A.A. Mitochondrial dysfunction as a cause of optic neuropathies // Prog. Retin. Eye Res. - 2004. - Vol. 23. - Р. 53-89.
  7. Danesh-Meyer H.V. Neuroprotection in glaucoma: recent and future directions // Curr. Opin. Ophthal. - 2011. - Vol. 22. - P. 78-86.
  8. George Y.X., Van Bergen N.J., Trounce I.A. et al. Mitochondrial Dysfunction and Glaucoma // J. Glaucoma. - 2009. - Vol. 18. - Р. 93-100.
  9. Kujoth G.C., Hiona A., Pugh T.D. et al. Mitochondrial DNA mutations, oxidative stress, and apoptosis in mammalian aging // Science. - 2005. - Vol. 309. - Р. 481-484.
  10. Schmiedel J., Jackson S., Schefer J., Reichmann H. Mitochondrial сytopathies // J. Neurol. - 2003. - Vol. 250. - P. 267-277.

© 2012 Gazizova I.R.

Creative Commons License

This work is licensed
under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.





This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies