Патогенез первичной открытоугольной глаукомы (ПОУГ) как многофакторного нейродегенеративного заболевания остается до конца не изученным, и современные средства терапии далеко не всегда эффективно предотвращают развитие глаукомной оптической невропатии [4, 16]. В связи с этим дальнейшее углубленное изучение механизмов глаукомного поражения и поиск патогенетически обоснованных средств лечения ПОУГ актуальны как с научной, так и с практической точки зрения. В последние годы было высказано предположение, что одним из важных звеньев в патогенезе ПОУГ может быть нарушение биомеханических свойств корнеосклеральной оболочки глаза, вызванное деструкцией и ремоделированием соединительнотканных структур [2, 4, 9] вследствие дисбаланса белкового, в частности ферментативного, обмена, когда нарушена секреция или активность матричных металлопротеиназ (ММП – ферментов, связанных с ионами металлов Zn, Mg, Ca), а также лизилоксидазы и трансглутаминазы [14]. В связи с этим сдвиги в содержании микроэлементов (МЭ), играющих важнейшую роль в метаболизме соединительной ткани, а также обеспечивающих метаболическую активность внутриглазной жидкости (ВЖ), могут быть значимым фактором развития ПОУГ.
Кроме обеспечения активности ММП существенные функции жизненно необходимых МЭ в их оптимальных дозах, как известно, состоят в том, что каждый из них входит в состав активного центра обширной группы ферментов, в т. ч. ферментов нейронов и глии, участвуя в синтезе нейроспецифических белков, нейромедиаторов, миелина, нейропептидов, катехоламинов, стабилизируя цитоскелет нейрона. МЭ формируют пул антиоксидантов, обеспечивают транссинаптическое проведение нервных импульсов [1, 15]. Поскольку определенные МЭ вовлечены в нейрохимические процессы, их избыток или дефицит может спровоцировать апоптоз нервных клеток [6, 14]. В частности, дефицит цитозольного магния в нейронах является наиболее ранним и точным маркером апоптоза [15, 24].
Единичные исследования выявили также, что в ВЖ пациентов с ПОУГ имеются определенные сдвиги в содержании некоторых МЭ, в первую очередь участвующих в метаболизме белков, в т. ч. коллагена и других компонентов соединительной ткани, а также в функционировании антиоксидантной защитной системы [10–13, 19, 20, 25].
Одним из МЭ, который, возможно, играет важную роль в патогенезе ПОУГ, является Mg, поскольку углубленные исследования соединительной ткани показали ключевое участие Mg в ее метаболизме [17, 27]. Являясь универсальным регулятором обменных процессов, Mg2+ участвует в энергетическом (комплексирование с АТФ и активация АТФаз, окислительное фосфорилирование, гликолиз), пластическом (синтез белка, липидов, нуклеиновых кислот), электролитном обмене [15, 24, 28]. Предполагают, что дефицит Mg2+ приводит к нарушению активности ММП (в частности, коллагеназ) [7, 17]. Воздействие Mg2+ на соединительную ткань не ограничивается коллагеном и коллагенaзами, этот микроэлемент влияет на состояние микрофибрилл и эластина – основных компонентов гибких волокон. Деградация волокон эластина может значительно возрастать (в 2–3 раза) в присутствии Mg2+, а дефицит Mg2++ соответствует более низкой активности эластаз [7, 24]. В контексте патогенеза глаукомы важно отметить, что трансглутаминаза – фермент, формирующий поперечные глутамин-лизиновые сшивки, соединяющие вместе цепи эластина, активизируется Ca2+ и ингибируется его естественным физиологическим антагонистом Mg2+ [6, 18, 24, 27]. В связи с этим важным является адекватный общий и локальный кальциево-магниевый баланс. В т. ч. может иметь патогенетическое значение дисбаланс в системном поступлении кальция/магния. Показано, что регулярное несбалансированное употребление биологически активных добавок, содержащих кальций и железо выше пороговых значений (Ca ≥ 800 мг/сут, Fe ≥ 18 мг/сут), значимо увеличивает риск развития глаукомы [29].
Магний влияет на кальций-зависимый синтез NO, косвенно регулирует пролиферацию нервных клеток и их пластичность. Кроме того, Mg2+может ингибировать медь-зависимую лизилоксидазу [27], также вовлеченную в поперечную сшивку цепей эластинов и/или коллагенов. Соответственно, дефицит Mg2+ может приводить к активизации поперечной сшивки коллагена и эластина, а этот процесс наряду с нарушением активности ММП приводит к своего рода грануляризации соединительной ткани [27] и как следствие – к увеличению ее жесткости, выявленной клиническими исследованиями [2, 9].
О потенциально важной роли магния в патогенезе ПОУГ свидетельствуют также его метаболические функции. Mg влияет на вязкость крови, снижая агрегационную способность тромбоцитов, и поддерживает нормальный трансмембранный потенциал в электровозбудимых тканях, в т. ч. в сетчатке [30]. По данным J. Ge [21], при ПОУГ отмечается нарушение реологических свойств крови (синдром “гипервязкости”), ассоциированное с аномальными уровнями Zn, Mg, Fe, что способствует ухудшению кровоснабжения глаукомного глаза и снижению зрительных функций.
Ионы Mg2+участвуют в регуляции активности ренин-ангиотензинальдостероновой системы, и при их дефиците создаются более благоприятные условия для системной вазоконстрикции [26]. Доказано участие ионов Mg в регуляции работы глутаматных и НМДА-(N-метил-D-аспартат)рецепторов. Ионы Mg демонстрируют антиэксайтотоксический эффект: они способны подавлять высвобождение глутамата, а также вступать с ним в неконкурентный антагонизм на уровне НМДА-рецепторов. Это свидетельствует о нейропротекторном действии данного микроэлемента [5, 6].
Кроме воздействия на клеточном уровне ионы Mg проявляют и другие свойства. Mg обладает системным гипотензивным эффектом, улучшает мозговой кровоток путем непосредственного воздействия на тонус сосудов, а также блокируя эндотелин-1. Последнее обстоятельство также существенно в контексте патогенеза ПОУГ, т. к. концентрация эндотелина-1 возрастает в ВЖ глаукомных пациентов [23], что, возможно, играет немаловажную роль в возникновении ишемии и гибели ганглиозных клеток сетчатки [3].
С учетом потенциальной значимости местных и общих нарушений обмена Mg в патогенезе глаукомы представляется целесообразным изучать его содержание в тканях и средах глаукомных глаз, а также оценивать оправданность системного применения биодоступного магнийсодержащего препарата в лечении пациентов с ПОУГ.
В настоящее время в общей клинической практике широко используется препарат Mg нового поколения – Магнерот®(магния оротат), в котором этот микроэлемент сочетается с т. н. магний-протекторами – соединениями, усиливающими абсорбцию Mg и его транспорт в клетку [5]. Препарат Магнерот®содержит оротат магния, в связи с этим он обладает не только высокой биодоступностью, но и рядом дополнительных (синергичных) эффектов, связанных с ее биологической ролью. Важным преимуществом этого препарата является его самостоятельное кардиопротекторное и антисклеротическое действие, что безусловно важно для пациентов старшего возраста с ПОУГ. Препарат положительно воздействует на энергетический метаболизм, структуру соединительной ткани, сосудистый тонус и обладает нейропротекторным действием [5].
Целями настоящей работы явились: 1) изучение содержания Mg во влаге передней камеры, склере и слезной жидкости пациентов с ПОУГ различных стадий; 2) оценка целесообразности включения магнийсодержащего препарата в комплекс медикаментозной терапии ПОУГ.
Материал и методы
Проведен микроэлементный анализ проб водянистой влаги (0,1–0,2 мл) и образцов склеральной ткани, полученных при синустрабекулэктомии с профилактической задней трепанацией склеры у 18 пациентов (8 мужчин и 10 женщин) в возрасте 49–86 лет с ПОУГ различных стадий, а также проб слезной жидкости, взятых до и после применения магнийсодержащего препарата Магнерот®18 пациентами 42–72 лет (10 мужчин и 8 женщин) с ПОУГ различных стадий. Группу контроля составили 16 пациентов с катарактой (без глаукомы), у которых брали пробы водянистой влаги во время экстракции катаракты.
Всем пациентам кроме общего офтальмологического статуса определяли внутриглазное давление (ВГД) методом Маклакова (грузом 10 г), роговично-компенсированное давление (ВГДрк), давление, приравненное к ВГД, по Гольдману (ВГДг) и величину корнеального гистерезиса (КГ) с помощью прибора ORA (Reichert, USA), проводили тонографию (Глаутест 60, Россия), оценивали динамику поля зрения методом статической компьютерной периметрии и состояние диска зрительного нерва с помощью ретинальной томографии.
Состояние полей зрения оценивали на анализаторе Humphrey Visual Field Analyzer II (HFA II) 750 (ФРГ). Всем пациентам проведен центральный пороговый тест 30-2. Анализирована сумма пороговых значений светочувствительности сетчатки в каждом квадранте (дБ), а также среднестатистические показатели среднего отклонения (MD – mean deviation,) и среднеквадратичного отклонения (PSD – pattern standart deviation).
Ретинотомографическое исследование проведено методом конфокальной сканирующей лазерной офтальмоскопии на приборе Heidelberg Retina Tomograph II (Heidelberg Engineering, ФРГ).
Для микроэлементного анализа использован масс-спектрометр с ионизацией в индуктивно-связанной плазме (Перкин Элмер, ELAN DRC II США) [13].
Результаты и обсуждение
Результаты микроэлементного анализа показали значительное снижение уровня Mg во всех исследованных тканях и средах глаукомных глаз. Так, концентрация Mg в образцах склеры глаз с I и II стадиями ПОУГ составила 19,3 ± 1,8 мг/л, а при ПОУГ III и IV стадий – 17,5 ± 1,2 мг/л, что значительно ниже уровня Mg в нормальной склеральной ткани передней области – 177 ± 8,0 мг/л (p < 0,001) [8].
Аналогичное существенное снижение содержания Mg выявлено и при исследовании проб ВЖ: в контрольной группе (при катаракте) этот показатель составил 6,7 ± 0,9 мг/л, при I и II стадиях ПОУГ его значения ниже – 5,9 ± 0,5 мг/л, а при ПОУГ III и IV стадий еще ниже – 3,0 ± 0,4 мг/л (p < 0,02).
Согласно данным литературы, концентрация Mg в слезной жидкости здоровых глаз сравнима (или немного ниже) с его уровнем в сыворотке крови, т. е. составляет для лиц старшей возрастной группы 0,66–0,99 ммол/л [5, 22]. В то же время результаты наших исследований микроэлементного анализа слезной жидкости показали, что при ПОУГ Mg в этой биологической жидкости выявляется практически в следовых количествах.
Подтверждением пониженной концентрации Mg тканях глаукомных глаз явились результаты наших предыдущих сравнительных исследований микроэлементного состава сетчатки глаз, удаленных в связи с терминальной глаукомой или вследствие других причин. В сетчатке энуклеированных глаз без глаукомы содержание Mg составило 105,0 ± 11,6 мг/л, при наличии глаукомы этот показатель был ниже – 85,9 ± 9,4 мг/л [11, 12].
Выявленное снижение уровня Mg в тканях и средах глаукомных глаз, а также приведенные данные литературы о метаболических функциях этого микроэлемента являются, на наш взгляд, основанием для оценки целесообразности включения в комплекс медикаментозной терапии ПОУГ препаратов, способных восполнить имеющийся магниевый дефицит. В качестве такого средства, как было указано выше, нами был выбран Магнерот® (Вёрваг Фарма ГмбХ и КоКг, ФРГ).
Магнерот®назначали перорально в качестве дополнительного средства (на фоне инстилляционного антигипертензивного режима) в соответствии с инструкцией по его применению: ежедневно по 2 таблетки 3 раза в сутки в течение 7 дней, затем по 1 таблетке 2–3 раза в сутки. Общая продолжительность приема препарата составила 6–8 недель.
Микроэлементный анализ слезной жидкости обследованных пациентов с ПОУГ показал, что уровень Mg, определявшийся до лечения в следовых количествах, после лечения повысился до 0,26–0,3 мг/л. После курса лечения и через 1, 2–3 и 5 месяцев после его окончания оценивали субъективные и объективные показатели структурнофункционального состояния органа зрения. Результаты обследования показали, что в целом пациенты хорошо переносили препарат, лишь один пациент прекратил лечение из-за возникших побочных эффектов.
Некорригированная и максимально корригированная острота зрения оставалась практически стабильной на протяжении всего периода наблюдения. Так, через 2 месяца после окончания приема препарата острота зрения без коррекции составила в среднем 0,40 ± 0,07, в то время как исходно этот показатель был 0,37 ± 0,07, при этом острота зрения с максимальной коррекцией за указанный период не изменилась, составив 0,91 ± 0,03 как до, так и спустя 2 месяца после окончания курса лечения.
Установлено, что применение Магнерота®оказало статистически значимое воздействие на уровень ВГД, в среднем снижая его, по данным различных методов измерения, на 2,0–4,1 мм рт. ст. Результаты определения ВГД различными методами – тонографически (Ро), по Маклакову и с помощью ORA (ВГДрк и ВГДг) до и через 2 месяца после курса лечения представлены в таблице.
Таблица. Динамика ВГД, измеренного различными методами, в результате лечения пациентов с ПОУГ препаратом Магнерот
Данные, представленные в таблице, показывают, что наибольшее снижение ВГД отмечается по показателю роговично-компенсированного давления (ВГДрк), что можно расценить как косвенное свидетельство влияния препарата на биомеханические параметры корнеосклеральной капсулы глаза, поскольку именно ВГДрк в наименьшей степени зависит от этих параметров глаукомного глаза [2]. При этом биомеханический показатель – корнеальный гистерезис (КГ), определяемый, как и ВГДрк, с помощью прибора ORA, демонстрирует тенденцию к увеличению: исходно КГ составлял 10,3 ± 0,5 мм рт. ст., после лечения – 10,8 ± 0,6 мм рт. ст., что также подтверждает комплексное положительное воздействие препарата на протеолитические и метаболические процессы в соединительнотканных структурах глаукомного глаза.
Представленное в таблице достоверное снижение тонографического ВГД (Ро) в среднем сопровождалось слабым (статистически незначимым) увеличением коэффициента легкости оттока с 0,178 ± 0,012 до 0,184 ± 0,013 мм2/ мин/мм рт. ст. Необходимо, однако, отметить, что после лечения диапазон значений (min–max) этого показателя сдвинулся в сторону более высоких цифр: с исходных 0,08–0,27 до 0,12– 0,34. Данные тонографии позволили также выявить снижение коэффициента Беккера, который исходно составлял в среднем 94,1 ± 9,2 и был близок к верхней границе нормы, а через 2 месяца после лечения уменьшился до 77,7 ± 6,0, что характеризует состояние дренажной системы глаза после лечения как более благоприятное. В целом результаты тонографического исследования свидетельствуют об определенном улучшении гидродинамики глаукомного глаза после курса лечения Магнеротом®.
Динамику данных статической компьютерной периметрии на фоне лечения Магнеротом®анализировали по изменению общей депрессии полей зрения в четырех квадрантах. Сумму пороговых значений во всех протестированных точках оценивали в зависимости от стадии ПОУГ. По данным компьютерной периметрии, в 71,9 % случаев отмечено повышение светочувствительности центрального поля зрения (ЦПЗ) – 30° от точки фиксации, уменьшение количества и глубины скотом, частичный переход абсолютных скотом в относительные. В 20,8 % случаев функциональные параметры остались без изменений и в 7,3 % случаев отмечена отрицательная динамика периметрических показателей. При этом площадь ЦПЗ с нормальной светочувствительностью увеличилась при I стадии ПОУГ на 17,4 %, при II – на 15,1 % и при III стадии – на 7,9 %. После окончания курса лечения отмечено увеличение пороговых значений светочувствительности сетчатки в среднем на 18,4 дБ в верхне-назальном квадранте, на 12,5 дБ – в нижне-назальном, на 16,2 дБ – в верхне-темпоральном и на 12,0 дБ – в нижне-темпоральном квадрантах. Как видно из результатов, наиболее значимое улучшение отмечено в верхне-назальном квадранте, что особенно примечательно, поскольку у пациентов с глаукомой изменения поля зрения в этой зоне являются патогномоничными. Динамика суммы пороговых значений по квадрантам на фоне лечения в зависимости от стадии ПОУГ выглядит следующим образом: исходный показатель, равный 540,8 ± 23,4 дБ при начальной стадии ПОУГ и 481,5 ± 19,6 при развитой стадии ПОУГ, увеличился до 557,5 ± 18,8 и 496,3 ± 21,8 дБ соответственно.
Анализ изменений периметрического индекса MD, характеризующего общее снижение чувствительности, показал уменьшение общей депрессии светочувствительности сетчатки у отдельных пациентов с развитой глаукомой (от -5,8 до -3,9 дБ). Анализ изменений среднестатистического показателя PSD, характеризующего неоднородности в холме поля зрения и наиболее специфичного для глаукомы, показал уменьшение количества относительных дефектов различной глубины (в среднем с 7,12 до 5,39 дБ). Среди пациентов с начальной стадией глаукомы изменение общей чувствительности было небольшим. Это представляется логичным, если учесть, что у большинства больных начальной стадией глаукомы при клинических проявлениях глаукомной оптической невропатии наблюдалась только общая депрессия поля зрения без локализованных глубоких дефектов или участки сниженной чувствительности в зоне Бьеррума.
Анализ данных сканирующей конфокальной ретинотомограммы на фоне применения Магнерота®(см. рисунок) показал тенденцию к увеличению средней толщины ретинальных нервных волокон у пациентов с начальной (с 0,25 ± 0,02 до 0,27 ± 0,01 мм) и развитой стадиями глаукомы (с 0,19 ± 0,03 до 0,21 ± 0,02 мм), что свидетельствует о нейропротекторном действии препарата.
Рис. Ретинограммы пациентки М. до и после лечения Магнеротом®
Заключение
Микроэлементный анализ сред и тканей глаз с глаукомой выявил наличие в них определенного дефицита Mg, необходимого как для защиты нейрональных элементов сетчатки и зрительного нерва от дегенеративных процессов, характерных для глаукомного поражения, так и для регуляции метаболизма патологически измененных соединительнотканных структур глаукомных глаз. Это послужило основанием для включения магнийсодержащего препарата Магнерот®в комплекс лечения пациентов с ПОУГ в качестве дополнения к необходимому медикаментозному антигипертензивному режиму. Первые результаты применения препарата показали его благоприятное воздействие на структурно-функциональное состояние глаз с глаукомной оптиконевропатией: отмечено достоверное снижение ВГД и улучшение гидродинамики, определенная положительная динамика поля зрения и ретинотомографических параметров, зависящая от исходного состояния (стадии ПОУГ). Проведенное исследование свидетельствует о перспективности применения препарата Магнерот®в комплексе медикаментозной терапии глаукомной оптической невропатии и необходимости дальнейшего всестороннего изучения его клинической эффективности.