БИОХИМИЧЕСКИЕ И ГИСТОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ МЕМБРАННОГЛИМФАТИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ЭТИОПАТОГЕНЕЗА ПЕРВИЧНОЙ ГЛАУКОМЫ

Бессосудистые структуры глаза, такие как роговица, хрусталик, аваскулярная макулярная зона, трабекулярный аппарат и склера, больше всего зависят от состава внутриглазной жидкости и заметно изменяют свою структуру и функции при первичной глаукоме. Нарушение циркуляции водянистой влаги и внутриглазной интерстициальной жидкости лежит в основе патогенеза первичной глаукомы. При глаукоме нарушение водно-метаболической функции пигментного ретинального и/или цилиарного эпителия приводит к образованию интерстициальной жидкости, богатой кислородом и белками, которая окисляет экстрацеллюлярный матрикс трабекулярной сети и нейросенсорной сетчатки. Каскад биохимических изменений в тканях глаза в виде повышения уровня матриксных металлопротеиназ, цитокинов, глутамата, признаков оксидативного стресса приводит к изменению структуры гликопротеинов и протеогликанов и, следовательно, структуры склеры, роговицы, сетчатки и стекловидного тела. В результате этих сдвигов гомеостаза активируется синтез белков экстрацеллюлярного матрикса в трабекулярной сети и решетчатой пластинке, а также активируются астроциты преламинарной части зрительного нерва. Мюллеровы клетки играют огромную роль во взаимодействии сетчатки и стекловидного тела, и в процессе глимфатического оттока жидкости из толщи сетчатки.

глаукома, глимфатический ток, глутамат, астроциты, пигментный эпителий сетчатки, интегрины, экстрацеллюлярный матрикс

1. Lymphatic clearance of the brain: perivascular, paravascular and significance for neurodegenerative diseases / E.N. Bakker [et al.] // Cell. Mol. Neurobiol. - 2016. - Vol. 36, № 2. - P. 181-194

2. Патогенез нейродегенеративной патологии и новые концепции транспортно-метаболических систем головного мозга и глаза / А.А. Должиков [и др.] // Курский научно-практический вестник «Человек и его здоровье». - 2020. - № 1. - С. 43-57

3. Reduced cerebrospinal fluid flow to the optic nerve in glaucoma / E. Mathieu [et al.] // Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. - 2018. - Vol. 59, № 15. - P. 5876-5884

4. An ocular glymphatic clearance system removes ß-amyloid from the rodent eye / X. Wang [et al.] // Sci. Transl. Med. - 2020. - Vol. 12, № 536. - P. eaaw3210

5. Hydrostatic pressure gradients and a new membrane-glymphatic theory of primary glaucoma /j. Beisekeeva [et al.] // Int. Journal of Ophthalmol. and Vis. Sci. - 2022. - Vol. 7, № 1. - P. 14-25

6. Neuroinflammation in primary open-angle glaucoma / S. Vernazza [et al.] //j. Clin. Med. - 2020. - Vol. 9, № 10. - P. 3172-3195

7. Characteristic profiles of inflammatory cytokines in the aqueous humor of glaucomatous eyes / T. Kokubun [et al.] // Ocul. Immunol. Inflamm. - 2018. - Vol. 26, № 8. - P. 1177-1188

8. Местный воспалительный процесс как возможное проявление нарушений увеолимфатического оттока внутриглазной жидкости при глаукоме. Часть 2 / В.В. Черных [и др.] // Национальный журнал «Глаукома». - 2018. - Т. 17, № 2. - С. 3-11

9. Cell-matrix interactions in the eye: from cornea to choroid / A.E. Pouw [et al.] // Cells. - 2021. - Vol. 10, № 3. - P. 687

10. Faralli, J.A. Role of fibronectin in primary open angle glaucoma /j.A. Faralli, M.S. Filla, D.M. Peters // Cells. - 2019. - Vol. 8, № 12. - P. 1518

11. Oxydative DNA damage in the human trabecular meshwork: clinical correlation in patients with primary opem-angle glaucoma / S.C. Sacca [et al.] // Arch. Ophthalmol. - 2005. - Vol. 123, № 4. - P. 458-463

12. Значение аутоиммунных механизмов в патогенезе первичной открытоугольной глаукомы / Д.А. Рукина [и др.] // Национальный журнал «Глаукома». - 2014. - Vol. 13, № 3. - P. 29-35

13. T-cell subsets and sIL-2R/IL-2 levels in patients with glaucoma /j. Yang [et al.] // Am. J. Ophthalmol. - 2001. - Vol. 131, № 4. - P. 421-426

14. Does autoimmunity play a part in the pathogenesis of glaucoma? / K. Bell [et al.] // Prog. Retin. Eye Res. - 2013. - Vol. 36. - P. 199216

15. Downs, J.C. Glaucomatous cupping of the lamina cribrosa: a review of the evidence for active progressive remodeling as a mechanism /j.C. Downs, M.D. Roberts, I.A. Sigal // Exp. Eye Res. - 2011. - Vol. 93, № 2. - P. 133-140

16. A neuroglia-based interpretation of glaucomatous neuroretinal rim thinning in optic nerve head / E.J. Lee [et al.] // Prog. Retin. Eye Res. - 2020. - Vol. 77. - P. 100840

17. Type IV collagen and laminin in Bruch’s membrane and basal linear deposits in the human macula / G.E. Marshall [et al.] // Br. J. Ophthalmol. - 1992. - Vol. 76, № 10. - P. 607-614

18. Retinal pigment epithelial cells synthesize laminins, including laminin 5, and adhere to them through alpha3- and alpha6-containing integrins / S. Aisenbrey [et al.] // Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. - 2006. - Vol. 47, № 12. - P. 5537-5544

19. Collagens in the aged human macula / G.E. Marshall [et al.] // Graefes Arch. Clin. Exp. Ophthalmol. - 1994. - Vol. 232, № 3. - P. 133140

20. Association of drusen deposition with choroidal intercapillary pillars in the aging human eye / I. Lengyel [et al.] // Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. - 2004. - Vol. 45, № 9. - P. 2886-2892

21. Ultrastructural localization of collagen IV, fibronectin, and laminin in the trabecular meshwork of normal and glaucomatous eyes / C.R. Hann [et al.] // Ophthalmic Res. - 2001. - Vol. 33, № 6. - P. 314-324

22. Малахова, А.И. Изменения роговицы у больных первичной открытоугольной глаукомой / А.И. Малахова, Л.А. Деев, В.В. Молчанов // Национальный журнал «Глаукома». - 2015. - Т. 14, № 1. - С. 84-93

23. Количественная характеристика клеток Лангерганса в слое нервных волокон роговицы при первичной открытоугольной глаукоме / А.А. Попова [и др.] // Национальный журнал «Глаукома». - 2019. - Т. 18, № 2. - С. 47-59

24. Hernandes, M.R. The optic nerve head in glaucoma: role of astrocytes in tissue remodeling / M.R. Hernandes // Prog. Retin. Eye Res. - 2000. - Vol. 19, № 3. - P. 297-321

25. Hamann, S. Molecular mechanisms of water transport in the eye / S. Hamann // Int. Rev. Cytol. - 2002. - Vol. 215. - P. 395-431

26. Cloquet, D. Extracellular matrix rigidity causes strengthening of integrin-cytoskeleton linkages / D. Cloquet, D.P. Felsenfeld, M.P. Sheetz // Cell. - 1997. - Vol. 88, № 1. - P. 39-48

27. Cellular adaptation to mechanical stress: role of integrins, Rho, cytoskeletal tension and mechanosensitive ion channels / B.D. Matthews [et al.] //j. Cell. Sci. - 2006. - Vol. 119, № Pt 3. - P. 508-518

28. Effects of mechanical stretching on trabecular matrix metalloproteinases /j.M. Bradley [et al.] // Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. - 2001. - Vol. 42, № 7. - P. 1505-1513

29. Levin, L.A. Mast cells in human optic nerve / L.A. Levin, D.M. Albert, D. Johnson // Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. - 1993. - Vol. 34, № 11. - P. 3147-3153

30. May, C.A. Mast cell heterogeneity in the human uvea / C.A. May // Histochem. Cell Biol. - 1999. - Vol. 112, № 5. - P. 381-386

31. Involvement of premacular mast cells in the pathogenesis of macular diseases / T. Sato [et al.] // PloS One. - 2019. - Vol. 14, № 2. - P. e0211438

32. Choroidal mast cells in retinal pathology / E. Bousquet [et al.] // Am. J. Pathol. - 2015. - Vol. 185, № 8. - P. 2083-2095

33. Walker, M.E. New insights into the role of mast cells in autoimmunity: evidence for a common mechanism of action? / M.E. Walker, J.K. Hatfield, M.A. Brown // Biochim. Biophys. Acta. - 2012. - Vol. 1822, № 1. - P. 57-65

34. Mast cells populate the corneoscleral limbus: new insights for our understanding of limbal microenvironment / A. Micera [et al.] // Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. - 2020 - Vol. 61, № 3. - P. 43

35. Mast cell hyperactivity underpins the development of oxygen-induced retinopathy / K. Matsuda [et al.] //j. Clin. Invest. - 2017. - Vol. 127, № 11. - P. 3987-4000

36. Proteome analysis of human vitreous proteins / K. Yamane [et al.] // Mol. Cell. Proteom. - 2003. - Vol. 2, № 11. - P. 1177-1187

37. Proteomic analysis of human vitreous humor / K.R. Murthy [et al.] // Clin. Proteom. - 2014. - Vol. 11, № 1. - P. 29

38. Nork, T.M. Acquired color vision loss and a possible mechanism of glaucoma cell death in glaucoma / T.M. Nork // Trans. Am. Ophthalmol. Soc. - 2000. - Vol. 98. - P. 331-363

39. Smelser, G.K. Electron microscope studies on intra-retinal spaces: diffusion of particle material / G.K. Smelser, T. Ishikawa, Y.F. Pei // editor J.W. Roden. Structure of the Eye, II Symp. - Stuttgart: Schattauer-Verlag, 1965. - С. 109-121

40. Pressure induces loss of gap junction communication and redistribution of connexin 43 in astrocytes / P. Malone [et al.] // Glia. - 2007. - Vol. 55, № 10. - P. 1085-1098

41. Neuroprotection in the treatment of glaucoma - a focus on connexin 43 gap junction channel blockers / Y.S. Chen [et al.] // Eur. J. Pharm. Biopharm. - 2015. - Vol. 95, № Pt B. - P. 182-193

42. Корчуганова, Е.А. Морфологические особенности склеры при глаукоме / Е.А Корчуганова // Клиническая офтальмология. - 2017. - № 4. - С. 227-230

43. Shahidullah, M. Mechanisms of aqueous humor secretion, its regulation and relevance to glaucoma / M. Shahidullah, W.H. Al-Malki, N.A. Delamere // Chapter in: Glaucoma - basic and clinical concepts. - InTech, 2011

44. Interstitial solute transport in 3D reconstructed neuropil occurs by diffusion rather than bulk flow / K.E. Holter [et al.] // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 2017. - Vol. 144, № 37. - P. 9894-9899

45. Steinberg, R.H.Interactions between the retinal pigment epithelium and the neural retina / R.H. Steinberg // Doc. Ophthalmol. - 1985. - Vol. 60, № 4. - P. 327-346

46. Pigment epithelium-derived factor (PEDF) receptors are involved in survival of retinal neurons / S. Bürger [et al.] // Int. J. Mol. Sci. - 2021. - Vol. 22, № 1. - P. 369

47. Laminin receptor involvement in the anti-angiogenic activity of pigment epithelium-derived factor / A. Bernard [et al.] //j. Biol. Chem. - 2009. - Vol. 284, № 16. - P. 10480-10490

48. Na,K-ATPase inhibition alters tight junction structure and permeability in human retinal pigment epithelial cells / S.A. Rajasekaran [et al.] // Am. J. Physiol. Cell. Physiol. - 2003. - Vol. 284, № 6. - P. с1497-1507

49. Peracchia, C. Structural correlates of gap junction permeation / C. Peracchia // Int. Rev. Cytol. - 1980. - Vol. 66. - P. 81-146

50. Hayakawa K, Actin stress fibres transmit and focus force to activate mechanosensitive channels / K. Hayakawa, H. Tatsumi, M. Sokabe //j. Cell. Sci. - 2008. - Vol. 121, № Pt 4. - P. 496-503

51. Functional annotation of the human retinal pigment epithelium transcriptome /j.C. Booji [et al.] // BMC Genomics. - 2009. - Vol. 10. - P. 164

52. Linsenmeier, R.A. Effects of light and darkness on oxygen distribution and consumption in the cat retina / R.A. Linsenmeier //j. Gen. Physiol. - 1986. - Vol. 88, № 4. - P. 521-542

53. Extracellular ATP activates calcium signaling, ion, and fluid transport in retinal pigment epithelium / W.M. Peterson [et al.] //j. Neurosci. - 1997. - Vol. 17, № 7. - P. 2324-2337

54. Potential interplay between hyperosmolarity and inflammation on retinal pigment epithelium in pathogenesis of diabetic retinopathy / F. Willermain [et al.] // Int. J. Mol. Sci. - 2018. - Vol. 19, № 4. - P. 1056

55. Miller, S.S. Fluid transport across retinal pigment epithelium is inhibited by cyclic AMF / S.S. Miller, B.A. Hughes, T.E. Machen // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 1982. - Vol. 79, № 6. - P. 2111-2115

56. Experimental and clinical evidence for brimonidine as an optic nerve and retinal neuroprotective agent / M. Saylor [et al.] // Arch. Ophthalmol. - 2009. - Vol. 127, № 4. - P. 402-406

57. Structural and functional neuroprotection in glaucoma: role of galantamine-mediated activation of muscarinic acetylcholine receptors / M. Almasieh [et al.] // Cell Death Dis. - 2010. - Vol. 1, № 2. - P. e27

58. Yamagishi, R. Neuroprotective effects of prostaglandin analoques on retinal ganglion cell death independent of intraocular pressure reduction / R. Yamagishi, M. Aihara, M. Araie // Exp. Eye Res. - 2011. - Vol. 93, № 3. - P. 265-270

59. Carbonic anhydrase XIV is enriched in specific memebrane domains of retinal pigment epithelium, Muller cells, and astrocytes / E.A. Nagelhus [et al.] // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. - 2005. - Vol. 102, № 22. - P. 8030-8035

60. Swelling and loss of photoreceptors in chronic human and experimental glaucomas / T.M. Nork [et al.] // Arch. Ophthalmol. - 2000. - Vol. 118, № 2. - P. 235-245

61. Schlötzer-Schrehardt, U. Expression and localization of FP and EP prostanoid receptor subtypes in human ocular tissues / U. SchlötzerSchrehardt, M. Zenkel, R.M. Nüsing // Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. - 2002. - Vol. 43, № 5. - P. 1475-1487

62. Investigational Rho kinase inhibitors for the treatment of glaucoma / G. Al-Humimat [et al.] //j. Exp. Pharmacol. - 2021. - Vol. 13. - P. 197-212

63. Importance of use of oxidative stress biomarkers and inflammatory profile in aqueous and vitreous humor in diabetic retinopathy / A.K. López-Contreras [et al.] // Antioxidants (Basel). - 2020. - Vol. 9, № 9. - P. 891

64. Enhanced expression of nitric oxide synthase by rat retina following pterygopalatine parasympathetic denervation / R. Yamamoto [et al.] // Brain Res. - 1993. - Vol. 631, № 1. - P. 83-88

65. Cavallaro, B. Prostaglandins E1, E2 and D2 induce dark-adaptive retinomotor movements in teleost retinal cones and RPE / B. Cavallaro, B. Burnside // Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. - 1988. - Vol. 29, № 6. - P. 882-891

66. Burnside, B. Light and circadian regulation of retinomotor movement / B. Burnside // Prog. Brain. Res. - 2001. - Vol. 131. - P. 477485

67. Dopamine induces light-adaptive retinomotor movements in bullfrog cones via D2 receptors and in retinal pigment epithelium via D1 receptors / A. Dearry [et al.] //j. Neurochem. - 1990. - Vol. 54, № 4. - P. 1367-1378

68. Becquet, F. Nitric oxide in the eye: multifaceted roles and diverse outcomes / F. Becquet, Y. Courtois, O. Goureau // Surv. Ophthalmol. - 1997. - Vol. 42, № 1. - P. 71-82

69. Fluorescence light microscopy of F-actin in retinal rods and glial cells / L.V. Del Priore [et al.] // Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. - 1987. - Vol. 28, № 4. - P. 633-639

70. Vaughan, D.K. The distribution of F-actin in cells isolated from vertebrate retinas / D.K. Vaughan, S.K. Fisher // Exp. Eye. Res. - 1987. - Vol. 44, № 3. - P. 393-406

71. Schorderet, M. Retinal dopamine D1, D2 receptors: characterization by binding or pharmacological studies and physiological functions / M. Schorderet, J.Z. Nowak // Cell. Mol. Neurobiol. - 1990. - Vol. 10, № 3. - P. 303-325

72. Muscarinic acetylcholine receptors in the retina - therapeutic implications / Y.Ruan [et al.] // Int. J. Mol. Sci. - 2021. - Vol. 22, № 9. - P. 4989

73. Cholinergic regulation of pericyte-containing retinal microvessels / D.M. Wu [et al.] // Am. J. Physiol. Heart. Circ. Physiol. - 2003. - Vol. 284, № 6. - P. H2083-2090

74. Figueroa A.G. A G-protein coupled receptor and macular degeneration / A.G. Figueroa, B.S. McKay // Cells. - 2020. - Vol. 9, № 4. - P. 910

75. Retinal pigment epithelial cells secrete neurotrophic factors and synthesize dopamine: possible contribution to therapeutic effects of RPE cell transplantation in Parkinson’s disease / M. Ming [et al.] //j. Transl. Med. - 2009. - Vol. 7. - P. 53

76. Retinal pigment epithelial cell transplantation could provide trophic support in Parkinson’s disease: results from an in vitro model system / B.S. McKay [et al.] // Exp. Neurol. - 2006. - Vol. 201, № 1. - P. 234-243

77. Участие мелатонина в физиологии глаза и его значение при лечении офтальмологических заболеваний (обзор) / Н.С. Ходжаев [и др.] // Офтальмология. - 2021. - Т. 18, № 2. - С. 234-239

78. Crane, I.J. Mechanisms of leukocyte migration across the blood-retina barrier / I.J. Crane, J. Liversidge // Semin. Immunopathol. - 2008. - Vol. 30, № 2. - P. 165-177

79. Turnover of resident retinal microglia in the normal adult mouse / H. Xu [et al.] // Glia. - 2007. - Vol. 55, № 11. - P. 1189-1198

80. A new strategy to identify and annotate human RPE-specific gene expression /j.C. Booji [et al.] // PloS One. - 2010. - Vol. 5, № 5. - P. e9341