Preview

Офтальмология

Расширенный поиск

Фрактальная фототерапия в нейропротекции глаукомы

https://doi.org/10.18008/1816-5095-2019-3-317-328

Полный текст:

Аннотация

Целью работы явилось изучение влияния низкоинтенсивной фрактальной светостимуляции на чувствительность в поле зрения пациентов с подозрением на глаукому (ПГ) и с первичной открытоугольной глаукомой (ПОУГ). Пациенты и методы. В исследовании приняли участие 146 человек, включая 98 пациентов основной группы — 1 и 49 человек контрольной группы «плацебо» терапии — 2. Выполняли стандартную автоматическую периметрию (SITA-Standard, Humphrey, CarlZeissMeditec, 24-2), оценивали динамику периметрических индексов MD и PSD до и после курса из десяти 10-минутных сеансов фрактальной фототерапии или после 10-дневного курса релаксации, состоящего в просмотре дважды в день специального тренирующего видео. Максимальная яркость мельканий на роговице при фототерапии составляла 10–12 люкс, фрактальная размерность оптического сигнала D = 1,4. Результаты. Двухнедельный курс низкоинтенсивной стимуляции фрактальными оптическими сигналами достоверно улучшал показатели MD, отражающие средний дефект в поле зрения, у всех пациентов с ПГ и ПОУГ. Просмотры видеороликов с программой релаксации не оказывали статистически значимого влияния на индексы MD и PSD. Выраженный эффект фрактальной стимуляции для глаз с ПОУГ III (уменьшение MD в среднем на 4,39 дБ) говорит о том, что даже на развитых стадиях глаукомы в общей популяции ганглиозных клеток сетчатки имеется значительный процент клеток, которые еще находятся на пластической стадии обратимых функциональных изменений и способны позитивно реагировать на терапию. Результаты говорят о целесообразности проведения нейропротекторной терапии больным с любой стадией глаукомы, включая развитую стадию. Заключение. В данном исследовании мы впервые использовали технологию фрактальной оптической стимуляции для терапии глаукомы. Получены первые свидетельства нейропротекторного эффекта фрактальной фототерапии при ПОУГ разных стадий. Фрактальная стимуляция может рассматриваться как новый нефармакологический, а физиотерапевтический подход к нейропротекторной терапии, чей потенциал и механизмы требуют дальнейшего изучения.

Об авторах

М. В. Зуева
ФГБУ «Московский НИИ глазных болезней им. Гельмгольца»
Россия
Зуева Марина Владимировна - профессор, доктор биологических наук, начальник отдела клинической физио‑ логии зрения им. С.В. Кравкова


М. А. Ковалевская
Воронежский государственный медицинский университет им. Н.Н. Бурденко
Россия
Ковалевская Мария Александровна - профессор, доктор медицинских наук, заведующая кафедрой офтальмологии


О. В. Донкарева
Воронежский государственный медицинский университет им. Н.Н. Бурденко
Россия
Донкарева Ольга Валериевна - кандидат медицинских наук, доцент кафедры офтальмологии


А. И. Каранкевич
Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана
Россия
Каранкевич Александр Иванович - кандидат технических наук, доцент


И. В. Цапенко
ФГБУ «Московский НИИ глазных болезней им. Гельмгольца»
Россия
Цапенко Ирина Владимировна - кандидат биологических наук, старший научный сотрудник отдела клинической физиологии зрения им. С.В. Кравкова


А. А. Таранов
Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана
Россия
Таранов Александр Александрович - программист


В. Б. Антонян
Воронежский государственный медицинский университет им. Н.Н. Бурденко
Россия
Антонян Вероника Брониславовна - заочный аспирант кафедры глазных болезней


Список литературы

1. Doozandeh A., Yazdani Sh. Glaucoma Neuroprotection. J. Ophthalmic Vis. Res. 2016;11(2):209–20. http://www.jovr.org/text.asp?2016/11/2/209/183923

2. Foldvari M., Chen D.W. The intricacies of neurotrophic factor therapy for retinal ganglion cell rescue in glaucoma: a case for gene therapy. Neural Regen. Res. 2016 June; 11(6):875–7. DOI: 10.4103/1673-5374.184448

3. Lawlor M., Danesh-Meyer H., Levin L.A., Davagnanam I., De Vita E., Plant G.T. Glaucoma and the brain: Trans-synaptic degeneration, structural change, and im plications for neuroprotection. Surv. Opthalmol. 2018;63:296–306. DOI: 10.1016/j. survophthal.2017.09.010

4. Cordeiro M.F. Eyeing the brain. Acta Neuropathologica. 2016;132(6):765–6. https://link.springer.com/article/10.1007/s00401-016-1628-z#citeas

5. Нестеров А.П. Глаукома. М.: Медицина; 1995: 256. [Nesterov A.P. Glaucoma. Moscow: Medicine; 1995: 256. (In Russ.)].

6. Gupta N., Yücel Y.H. Glaucoma as a neurodegenerative disease. Curr. Opin. Ophthalmol. 2007;18(2):110–4. DOI: 10.1097/ICU.0b013e3280895aea

7. Calkins D.J., Horner P.J. The Cell and Molecular Biology of Glaucoma: Axonopa thy and the Brain. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 2012;53(5):2482–4. DOI: 10.1167/ iovs.12-9483i

8. Lebrun-Julien F., Di Polo A. Molecular and cell-based approaches for neuro protection in glaucoma. Optom. Vis. Sci. 2008;85(6):417–24. DOI: 10.1097/ OPX.0b013e31817841f7

9. Pease M.E., McKinnon S.J., Quigley H.A., Kerrigan-Baumrind L.A., Zack D.J. Ob structed axonal transport of BDNF and its receptor TrkB in experimental glauco ma. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 2000;41:764–74.

10. Quigley H.A., McKinnon S.J., Zack D.J., Pease M.E., Kerrigan-Baumrind L.A., Kerrigan D.F., Mitchell R.S. Retrograde axonal transport of BDNF in retinal ganglion cells is blocked by acute IOP elevation in rats. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 2000;41:3460–6.

11. Reh T.A., McCabe K., Kelley M.W., Bermingham-McDonogh O., editors. Growth factors in the treatment of degenerative retinal disorders. John Wiley & Sons, Ltd., Chichester; 1996.

12. Aguayo A.J., Clarke D.B., Jelsma T.N., Kittlerova P., Friedman H.C., Bray G.M. Ef fects of neurotrophins on the survival and regrowth of injured retinal neurons. Ciba Found. Symp. 1996;196:135–44.

13. Johnson J.E., Barde Y.A., Schwab M., Thoenen H. Brain-derived neurotrophic factor supports the survival of cultured rat retinal ganglion cells. J. Neurosci. 1986;6:3031– 8. DOI: 10.1523/JNEUROSCI.06-10-03031.1986

14. Bonnet D., Garcia M., Vecino E., Lorentz J.G., Sahel J., Hicks D. Brain-derived neu rotrophic factor signalling in adult pig retinal ganglion cell neurite regeneration in vitro. Brain Res. 2004;1007:142–51. DOI: 10.1016/j.brainres.2004.02.023

15. Arango-González B., Cellerino A., Kohler K. Exogenous brain-derived neurotrophic factor (BDNF) reverts phenotypic changes in the retinas of transgenic mice lacking the BDNF gene. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 2009;50:1416–22. DOI: 10.1167/iovs.08-2244

16. Weibel D., Kreutzberg G.W., Schwab M.E. Brain-derived neurotrophic factor (BDNF) prevents lesion-induced axonal die-back in young rat optic nerve. Brain Res. 1995;679:249–54.

17. Kimura A., Namekata K., Guo X., Harada Ch., Harada T. Neuroprotection, Growth Factors and BDNF-TrkB Signalling in Retinal Degeneration. Int. J. Mol. Sci. 2016;17(9):1584. DOI: 10.3390/ijms17091584

18. Plant G.W., Harvey A.R., Leaver S.G., Lee S.V. Olfactory ensheathing glia: Repair ing injury to the mammalian visual system. Exp. Neurol. 2011;229:99–108. DOI: 10.1016/j.expneurol.2010.09.010

19. Greco S.J., Rameshwar P. Microenvironmental considerations in the application of human mesenchymal stem cells in regenerative therapies. Biologics. 2008;2:699–705.

20. Parisi V., Coppola G., Centofanti M., Oddone F., Angrisani A.M., Ziccardi L., Ricci B., Quqranta L., Manni G. Evidence of the neuroprotective role of citicoline in glaucoma patients. Prog. Brain Res. 2008;173:541–54. DOI: 10.1016/S00796123(08)01137-0

21. Iulia C., Ruxandra T., Costin L.-B., Liliana-Mary V. Citicoline — a neuroprotector with proven effects on glaucomatous disease. Rom. J. Ophthalmol. 2017;61(3):152–8.

22. Зуева М.В. Динамика гибели ганглиозных клеток сетчатки при глаукоме и ее функциональные маркеры. Национальный журнал Глаукома. 2016;15(1):70– 85. [Zueva M.V. Dynamics of death of retinal ganglion cells in glaucoma and its functional markers. National Journal glaucoma = Natsional’nyj zhurnal glaukoma. 2016;15(1):70–85 (In Russ.)].

23. Porciatti V., Ventura L.M. Retinal Ganglion Cell Functional Plasticity and Optic Neuropathy: A Comprehensive Model. J. Neuroophthalmol. 2012;32(4):354–8. DOI: 10.1097/WNO.0b013e3182745600

24. Goldberger A.L. Fractal variability versus pathologic periodicity: complexity loss and stereotypy in disease. Perspect. Biol. Med. 1997;40:543–61.

25. Goldberger A.L., Amaral L.A.N., Hausdorff J.M., Ivanov P.Ch., Peng C.-K., Stanley H.E. Fractal dynamics in physiology: Alterations with disease and aging. Proc. Nat. Acad. Sci. 2002; 99(suppl 1):2466–72. DOI: 10.1073/pnas.012579499

26. Zueva M.V. Dynamic fractal flickering as a tool in research of non-linear dynamics of the evoked activity of a visual system and the possible basis for new diagnostics and treatment of neurodegenerative diseases of the retina and brain. World Appl. Sci. J. 2013;(4)27:462–8. DOI: 10.5829/idosi.wasj.2013.27.04.13657

27. Zueva M.V. Fractality of sensations and the brain health: the theory linking neu rodegenerative disorder with distortion of spatial and temporal scale-invariance and fractal complexity of the visible world. Front. Aging Neurosci. 2015;7:135. DOI: 10.3389/fnagi.2015.00135

28. Зуева М.В. Нелинейные фракталы: приложение в физиологии и офтальмоло гии. Офтальмология. 2014;11(1):5–12. [Zueva M.V. Nonlinear fractals: applica tions in physiology and ophthalmology. Ophthalmology in Russia = Oftalmol’ogiya. 2014;11(1):5–12 (In Russ.)]. DOI: 10.18008/1816-5095-2014-1-4-11

29. Зуева М.В. Перспективность применения нелинейной стимуляционной терапии в лечении травматических повреждений головного мозга и под держании когнитивных функций у пожилых лиц. Обозрение психиатрии и медицинской психологии им. В.М. Бехтерева. 2018;(2):36–43. [Zueva M.V. Prospects for the use of nonlinear stimulation therapy in the treatment of trau matic brain damage and maintaining cognitive functions in the elderly. Review of psychiatry and medical psychology named Bekhterev = Obozrenie psihiatrii i medicinskoj psihologii im. V.M. Bekhtereva. 2018;(2):36–43 (In Russ.)]. DOI: 10.31363/2313-7053-2018-2-36-43

30. Zueva M., Spiridonov I., Semenova N., Tsapenko I., Maglakelidze N., Stadelman J. The LED fractal stimulator and first evidence of its application in electroretinogra phy. Doc. Ophthalmologica. 2017;135(Suppl.1):35–6.

31. Baroncelli L., Braschi C., Spolidoro M., Begenisic T., Sale A., Maffei L. Nurtur ing brain plasticity: impact of environmental enrichment. Cell Death Differ. 2010;17(7):1092–103. DOI: 10.1038/cdd.2009.193

32. Alwis D.S., Rajan R. Environmental enrichment and the sensory brain: the role of enrichment in remediating brain injury. Front. Syst. Neurosci. 2014;8:156. DOI: 10.3389/fnsys.2014.00156

33. Зуева М.В. Технологии нелинейной стимуляции: роль в терапии заболеваний головного мозга и потенциал применения у здоровых лиц. Физиология человека. 2018;44(3):62–73. [Zueva M.V. Technologies of Nonlinear Stimulation: Role in the Treatment of Diseases of the Brain and the Potential Applications in Healthy Individuals. Human Physiology. 2018;44(3):289–99 (translated into Engl.)] . DOI: 10.7868/S0131164618030074

34. Dockx K., Van den Bergh V., Bekkers E.M.J., Ginis P., Rochester L., Hausdorff J.M., Mirelman A., Nieuwboer A. Virtual reality for rehabilitation in Parkinson’s disease. Cochrane Database of Systematic Reviews. 2013, Issue 10. Art. No.: CD010760. DOI: 10.1002/14651858.CD010760

35. Green C.S., Bavelier D. Action-Video-Game Experience Alters the Spatial Resolution of Vision. Psychol. Sci. 2007;18(1):88–94. DOI: 10.1111/j.1467-9280.2007.01853.x 36. Gilbert CD, Li W. Adult Visual Cortical Plasticity. Neuron. 2012;75(2):250–64. DOI: 10.1016/j.neuron.2012.06.030

36. Pascual-Leone A., Freitas C., Oberman L., Horvath J.C., Halko M., Eldaief M., Bashir S., Vernet M., Shafi M., Westover B., Vahabzadeh-Hagh A.M., Rotenberg A. Characterizing brain cortical plasticity and network dynamics across the age-span in health and disease with TMS-EEG and TMS-fMRI. Brain Topogr. 2011; 24:302– 15. DOI: 10.1007/s10548-011-0196-8

37. Tomaszczyk J.C., Green N.L., Frasca D., Colella B., Turner G.R., Christensen B.K., Green R.E. Negative Neuroplasticity in Chronic Traumatic Brain Injury and Im plications for Neurorehabilitation. Neuropsychol. Rev. 2014;24(4):409–27. DOI: 10.1007/s11065-014-9273-6

38. Serruyaa M.D., Kahana M.J. Techniques and devices to restore cognition. Behav. Brain Res. 2008;192(2):149–65. DOI: 10.1016/j.bbr.2008.04.007

39. Krawinkel L.A., Engel A.K., Hummel F.C. Modulating pathological oscillations by rhythmic non-invasive brain stimulation — a therapeutic concept? Front. Syst. Neurosci., 2015;9: art. ID 33. DOI: 10.3389/fnsys.2015.00033

40. Barlow J.S. Rhythmic activity induced by photic stimulation in relation to in trinsic alfa activity of the brain in man. Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. 1960;12:317–26. DOI: 10.1016/0013-4694(60)90005-5

41. Huang T.L., Charyton C. A comprehensive review of the psychological effects of brainwave entrainment. Alt. Ther. Health Med. 2008;14(5):38–50.

42. Manor B., Lipsitz L.A. Physiologic complexity and aging: implications for physi cal function and rehabilitation. Prog. Neuropsychopharmacol. Biol. Psychiatry. 2013;45:287–93. DOI: 10.1016/j.pnpbp.2012.08.020

43. Dauwels J., Srinivasan K., Ramasubba R., Toshimitsu M., Valatte F.-B., Latchou mane Ch., Jeomg J., Cichochi A. Slowing and Loss of Complexity in Alzheimer’s EEG: Two Sides of the Same Coin? Int. J. Alzh. Dis. Vol. 2011. Article ID 539621. 10 p. DOI: 10.4061/2011/539621

44. Li Y., Tong Sh., Liu D., Gai Y., Wang X., Wang J., Qui Y., Zhu Y. Abnormal EEG complexity in patients with schizophrenia and depression. Clin. Neurophysiol. 2008;119:1232–41. DOI: 10.1016/j.clinph.2008.01.104

45. Liu X., Zhang C., Ji Z., Ma Y., Shang X., Zhang Q., Zheng W., Zheng W., Li X., Gao J., Wang R., Wang J., Yu H. Multiple characteristics analysis of Alzheimer’s electroen cephalogram by power spectral density and Lempel–Ziv complexity. Cogn. Neurodyn. 2016;10(2):121–33. DOI: 10.1007/s11571-015-9367-8

46. Bola M., Gall C., Sabel B.A. Disturbed temporal dynamics of brain synchronization in vision loss. Cortex. 2015;67:134–46. DOI: 10.1016/j.cortex.2015.03.020

47. Ly T., Gupta N., Weinreb R.N. Kaufman P.L, Yücel Y.H. Dendrite plasticity in the lateral geniculate nucleus in primate glaucoma. Vis. Res. 2011;51(2):243–50. DOI: 10.1016/j.visres.2010.08.003

48. Shou T., Liu J., Wang W., Zhou Y., Zhao K. Differential dendritic shrinkage of α and β retinal ganglion cells in cats with chronic glaucoma. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 2003;44:3005–10.


Для цитирования:


Зуева М.В., Ковалевская М.А., Донкарева О.В., Каранкевич А.И., Цапенко И.В., Таранов А.А., Антонян В.Б. Фрактальная фототерапия в нейропротекции глаукомы. Офтальмология. 2019;16(3):317-328. https://doi.org/10.18008/1816-5095-2019-3-317-328

For citation:


Zueva M.V., Kovalevskaya M.A., Donkareva O.V., Karankevich A.I., Tsapenko I.V., Taranov A.A., Antonyan V.B. Fractal Phototherapy in Neuroprotection of Glaucoma. Ophthalmology in Russia. 2019;16(3):317-328. (In Russ.) https://doi.org/10.18008/1816-5095-2019-3-317-328

Просмотров: 71


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1816-5095 (Print)
ISSN 2500-0845 (Online)