Диссертация (Молекулярные и клеточные механизмы ультрафиолетового сшивания роговицы), страница 8

В норме ТИМП-1 обнаруживается в эпителии и эндотелии,ТИМП-2 и -3 – в эпителии, кератоцитах и эндотелии, присутствие ММП-2ограничивается зоной эпителиальных клеток. При КК распределение ТИМП-3 вомногом схоже с таковым в интактной роговице (Kenney M. et al., 1998). В роговицахс КК наблюдается почти двукратное снижение уровня ТИМП-1, который являясьключевым ингибитором ММП, способен также оказывать протекторное действие,препятствуя деструкции корнеальных тканей при патологических состоянияхроговицы (Kernacki K.A.

et al., 1999; Kenney M. et al., 2005).Brown D. с соавт. был обнаружен ингибитор, секретируемый кератоцитамив виде комплекса с белком, который имеет свойства аналогичные ТИМП (BrownD. et al., 1991). Исследования Opbroek A. и соавт. показали, что кератоцитычеловека способны также синтезировать белок 28 kDa, являющийся ингибиторомММП-2 (Opbroek A. et al., 1993).В нормальной строме роговицы преобладает ферментативная активностьММП-2 при равной активности ММП-1 и -3. По мнению Smith V.

с соавт. ММП-2,являясь основной протеазой, секретируемой нормальными кератоцитами, упациентов с КК экспрессируется в избыточном количестве, участвуя в развитиипатологического процесса (Smith V. et al., 2006; Smith V., Easty D., 2000).Множество экстремальных факторов, таких как травмы и их заживление, УФизлучение, гиперосмолярность могут стимулировать продукцию воспалительных36цитокинов, а также разнообразные ММП. При этом, провоспалительные цитокины ифакторы роста могут дополнительно способствовать синтезу ММП, которые, в своюочередь, усиливают воспалительный процесс (Li D., Pflugfelder S., 2005).Экспериментальные исследования в культуре эпителиальных клеток роговицыкролика показали, что в механизмы корнеального ремоделирования при ее травмахвовлечены ММП-1 и -9, экспрессия которых индуцируется фактором активациитромбоцитов (ФАТ). При этом, избыточная выработка ФАТ может приводить кизъязвлениям роговицы (Tao Y.

et al., 1995). На культуре корнеальных фибробластовустановлено IL-6-опосредованнное усиление экспрессии ММП-1 и -3 примеханическом растяжении роговицы (Du G. et al., 2017). По мнению Li D. иPflugfelder S. повышенная продукция ММП-9 является наиболее значимым агентомвоспалительного процесса в роговице (Li D., Pflugfelder S., 2005). Lema I. и Durаn J.также поставили под сомнение невоспалительный характер течения КК, указывая насверхэкспрессию IL-6, TNF-α и ММР-9 в СЖ, по сравнению с нормой (Lema I.,Duran J., 2005).В некоторых случаях, ингибиторы ТИМП-1 и -3 демонстрируют анти- илипро-апоптотические свойства и, соответственно, клеточная гибель в определеннойстепени может определяться состоянием их баланса.

Показано, что ТИМП-3 активноэкспрессируется и индуцирует апоптоз в роговичных культурах стромальныхклеток. При этом, ТИМП-1, внесенный в культуральную среду, снижает степеньТИМП-3-индуцированного апоптоза (Matthews F. et al., 2007).Эктатический процесс в роговице может сопровождаться также усиленнойпродукцией ММП-мембранного типа 1, которая гидролизует коллагены I, II и IIIтипов и ряд белков ЭЦМ, а также активирует на клеточной поверхности про-ММП-2,разрушающую коллаген IV типа (Collier S., 2001).Иммуногистохимические исследования нормальных роговиц показало такжеотносительно высокую выработку внеклеточного индуктора ММП (CD147),который обнаруживается при КК в эпителиальных клетках, наряду с его умереннойпродукцией в строме (Seppala H. et al., 2006).37Таким образом, представленные данные свидетельствуют о бесспорномучастии матриксных металлопротеиназ в развитии многих как физиологических, таки патологических процессов в роговице.

Повышенная экспрессия ММП, наряду сростом их протеолитической активности, вызванной снижением выработки ТИМП,цитокиновым и гормональным дисбалансом, коррелирует с деструктивнымиизменениями и степенью выраженности патологического процесса в межклеточномматриксе роговицы при кератоконусе.1.6. Роль процессов свободно-радикального окисления в патогенезекератоконусаСогласно современным представлениям умеренная генерация свободныхрадикалов играет регуляторную роль, модулируя редокс-статус клеток, ачрезмерная продукция может привести к повреждению белков, липидов,углеводов, нуклеиновых кислот, развитию окислительного стресса и, впоследующем, к клеточной гибели по апоптотическому или некротическомумеханизмам (Spector A., 1990; Rose R.

et al., 1998; Щулькин А.В. и соавт., 2013).Было установлено, что низкие концентрации (10-50 μМ) перекиси водородаспособствуют повышению клеточной адгезии и миграции, заживлению ран вроговице in vitro и in vivo, в то время как концентрации 60 и 70 μМ снижаютжизнеспособность эпителиоцитов (Pan Q. et al., 2011).Kenney M. c соавт. показано, что роговица при КК подвергаетсяокислительному стрессу и прогрессирующей деградации тканей.

Был выявленповышенный уровень ферментативной активности, в частности, катепсинов B и G,которые могут стимулировать выработку перекиси водорода. В результатерегистрируется значительное увеличение уровня каталазы митохондриальной РНК,утилизирующей Н2О2 (Kenney M.C. et al., 2000; 2003). В культуре стромальныхфибробластов роговиц с конусом, по сравнению с нормой, наблюдаетсямногократный рост производства супероксида, АФК, повышение активностикаталазы с более высокими концентрациями Н2О2 (Chwa М.

et al., 2006). В своюочередь, активация ПОЛ происходит в ответ на повышенное содержание АФК втканях. Этот процесс может привести к разрушению клеточных мембран с38выделением активных альдегидов, таких как малоновый диальдегид (МДА). В связис этим, повышенное образование пероксинитрит-опосредованного нитротирозина иМДА, выявленное в роговице с КК, предполагает важную роль свободныхрадикалов в патогенезе заболевания (Buddi R. et al., 2002).Хроническоезаболеваниями,воздействиемеханизмАФКкоторыхассоциированоможетбытьссвязандегенеративнымисувеличениеммитохондриально-генерируемых АФК и деструкцией митохондриальной ДНК(мтДНК) (Yakes F., Van Houten B., 1997; Atilano S.R.

et al., 2005; Chwa M. et al., 2008).Последняя является клеточной мишенью для АФК, при этом её Н2О2-индуцированоеповреждение может привести к необратимому снижению функций митохондрий(Yakes F., Van Houten B., 1997; Atilano S. et al., 2005).В сохранении баланса окислительных взаимодействий в организме вовлеченотакже семейство супероксиддисмутаз (СОД), которые катализируют реакциюдисмутации, превращая токсичный супероксидный радикал O2- в кислород и в менеетоксичную перекись водорода, которая в последующем преобразуется в безвредныекислород и воду под действием глутатионпероксидазы и каталазы. Behndig A.

ссоавт.былоустановлено,чтоэкстраокулярныетканиимеютбольшуюзащищенность от супероксида, чем интраокулярные. Так большие количествавнеклеточной (вк-СОД) и цитозольной супероксиддисмутазы (ц-СОД или CuZnСОД), призванной защищать внутриклеточноепространство, обнаруженные всклере и роговице могут быть связаны с их непосредственным контактом сокружающий средой и риском активной фотохимической продукции супероксида вэтих тканях. Слезная и внутриглазная жидкости имеют низкую СОД активность, гдевероятно утилизация суперокисд радикалов происходит за счет аскорбиновойкислоты (Behndig A. et al., 1998).Кроме СОД свой вклад в антиоксидантную активность слезы вносят: каталаза,пероксидаза, глутатионредуктаза, церулоплазмин, аскорбат, урат, токоферол(Семесько С.Г., Фархутдинов Р.Р., 2002).

Вместе с тем, активность слезной пленкиоценивается как недостаточная, по причине низкого уровня каталазы илиглутатионпероксидазы (Crouch R. et al. 1991).39Интерес современных исследователей направлен на изучение роли ещё одногоключевого фактора клеточной сигнализации и межклеточного взаимодействия –оксида азота II (NO). Оксид азота в организме обладает коротким временемполужизни, образуется при окислении L-аргинина, при участии одной из трёхизоформ ферментов семейства NO-синтаз (NOS) – нейрональной (nNOS),эндотелиальной (eNOS) и индуцибельной (iNOS).Оксид азота играет роль универсального модулятора разнообразных функцийорганизма, включая регуляцию дыхания, поддержание сосудистого гомеостаза ииммунногостатусаорганизма,экспрессиигенов,активностимакрофагов,высвобождения нейротрансмиттеров (Мацко М.А., 2004; Сомова Л.М., ПлехановаН.Г., 2006; Волошин Л.В.

и соавт., 2006; Малахов В.А. и соавт., 2008). Показанаважная регуляторная роль NO в реакциях оксидантного стресса, при этом,некоторыеисследователидажевыделяютоксидазотакакотдельную«стресслимитирующую NO-систему» (Ванин А.Ф., 2001; Bredt D.S., 2003; Gotoh T.,Mori M., 2006).Участие NO в окислительно-восстановительных процессах обуславливает еговажную роль в патогенезе дегенеративно-дистрофических заболеваний органазрения. Полагают, что источниками эндогенного NO в глазу являются роговица,конъюнктива, эпителий хрусталика, эндотелий сосудов цилиарного тела и сетчатки(Singh V.K.