Современные представления о молекулярных механизмах возрастных изменений хрусталика

Возрастная катаракта — одна из частых причин снижения и потери зрения у пожилых лиц в мире, которая по данным ВОЗ составляет 47,8 % от общего числа заболеваний глаз у лиц старше 50 лет. Несмотря на появление новых технологий хирургии катаракты, оперативное лечение является непростой задачей из-за его стоимости и растущего числа пациентов. Обзор литературы посвящен современным представлениям о патогенезе и молекулярных механизмах возникновения возрастной катаракты. Рассматриваются три основные теории катарактогенеза: окислительный стресс, воздействие хиноидных соединений, образующихся в результате нарушения метаболизма ароматических аминокислот, и активация фермента альдоредуктазы с последующим накоплением сорбитола, образованием активных форм кислорода (АФК), дисфункцией натрий-калиевого (Na⁺/K⁺) насоса и нарушением кальциевого баланса, что приводит к гибели эпителиальных клеток хрусталика. Теории патогенеза возрастной катаракты связаны между собой и базируются на явлении возрастных изменений метаболизма белков (большинство ядерных α-кристаллинов нерастворимы), глюкозы (неферментативное гликозилирование белков), липидного обмена, активности ферментов и потери мембранного потенциала клеток (увеличение содержания в клетке Na⁺ и Ca₂⁺ и уменьшение уровня К⁺). Образование высокомолекулярных белковых комплексов, ковалентно связанных дисульфидными связями, — ключевое звено всех представленных теорий возникновения возрастных изменений хрусталика. На основе знаний о молекулярных механизмах катарактогенеза ведется поиск и разработка патогенетически ориентированных медикаментозных способов коррекции возрастных изменений хрусталика. В обзоре представлены основные результаты экспериментальных и клинических исследований, демонстрирующих выраженное антикаратактальное влияние раствора Пиреноксина 0,005 %.

1. Lee CM, Afshari NA. The global state of cataract blindness. Curr Opin Ophthalmol. 2017 Jan;28(1):98–103. doi: 10.1097/ICU.0000000000000340.

2. Коняев Д.А., Попова Е.В., Титов А.А. Распространенность заболеваний глаз у пожилых — глобальная проблема современности. Здравоохранение Российской Федерации. 2021;65(1):62–68.

3. Burton MJ, Ramke J, Marques AP . The Lancet Global Health Commission on Glob al Eye Health: vision beyond 2020. Lancet Glob Health. 2021 Apr;9(4):e489–e551. doi: 10.1016/S2214-109X(20)30488-5.

4. Upaphong P, Thonusin C, Choovuthayakorn J, Chattipakorn N, Chattipakorn SC. The Possible Positive Mechanisms of Pirenoxine in Cataract Formation. Int J Mol Sci. 2022 Aug 21;23(16):9431. doi: 10.3390/ijms23169431.

5. Chan E, Mahroo OA, Spalton DJ. Complications of cataract surgery. Clin Exp Optom. 2010 Nov;93(6):379–389. doi: 10.1111/j.1444-0938.2010.00516.x.

6. Петров С.Ю., Козлова И.В., Полева Р.П. Катаракта: современный взгляд на консервативные подходы к лечению. Клиническая офтальмология. 2019;19(4):206–210. doi: 10.32364/2311-7729-2019-19-4-206-210.

7. Королёва И.А., Егоров А.Е. Метаболизм хрусталика: особенности и пути коррекции. РМЖ. Клиническая офтальмология. 2015;15(4):191–195.

8. Pescosolido N, Barbato A, Giannotti R, Komaiha C, Lenarduzzi F. Age-related changes in the kinetics of human lenses: prevention of the cataract. Int J Ophthalmol. 2016 Oct 18;9(10):1506–1517. doi: 10.18240/ijo.2016.10.23.

9. Gupta VB, Rajagopala M, Ravishankar B. Etiopathogenesis of cataract: an appraisal. Indian J Ophthalmol. 2014 Feb;62(2):103–110. doi: 10.4103/03014738.121141.

10. Kisić B, Mirić D, Zorić L, Dragojević I, Stolić A. [Role of lipid peroxidation in pathogenesis of senile cataract]. Vojnosanit Pregl. 2009 May;66(5):371–375. Serbian. doi: 10.2298/vsp0905371k.

11. Cantore M., Siano S., Coronnello M. Pirenoxine Prevents Oxidative Effects of Argon Fluoride Excimer Laser Irradiation in Rabbit Corneas: Biochemical, Histological and Cytofluorimetric Evaluations. J. Photochem. Photobiol. B Biol. 2005;78(1):35–42. doi: 10.1016/j.jphotobiol.2004.09.

12. Abdelkawi SA, Ghoneim DF, Atoat W, Badr YA. 193 nm ArF excimer laser and the potential risk for cataract formation. Journal of Applied Sciences Research. 2010;6:796–805.

13. Anbaraki A, Khoshaman K, Ghasemi Y, Yousefi R. Preventive role of lens antioxidant defense mechanism against riboflavin-mediated sunlight damaging of lens crystallins. Int J Biol Macromol. 2016 Oct;91:895–904. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2016.06.047.

14. Heruye SH, Maffofou Nkenyi LN, Singh NU, Yalzadeh D, Ngele KK, Njie-Mbye YF, Ohia SE, Opere CA. Current Trends in the Pharmacotherapy of Cataracts. Pharmaceuticals (Basel). 2020 Jan 16;13(1):15. doi: 10.3390/ph13010015.

15. García-Castiñeiras S. Iron, the retina and the lens: a focused review. Exp Eye Res. 2010 Jun;90(6):664–678. doi: 10.1016/j.exer.2010.03.003.

16. Tweeddale HJ, Hawkins CL, Janmie JF, Truscott RJ, Davies MJ. Cross-linking of lens crystallin proteins induced by tryptophan metabolites and metal ions: implications for cataract development. Free Radic Res. 2016 Oct;50(10):1116–1130. doi: 10.1080/10715762.2016.1210802.

17. Cekić S, Zlatanović G, Cvetković T, Petrović B. Oxidative stress in cataractogenesis. Bosn J Basic Med Sci. 2010 Aug;10(3):265–269. doi: 10.17305/bjbms.2010.2698.

18. Saba S, Ghahramani M, Yousefi R. A Comparative Study of the Impact of Calcium Ion on Structure, Aggregation and Chaperone Function of Human αA-crystallin and its Cataract- Causing R12C Mutant. Protein Pept Lett. 2017;24(11):1048–1058. doi: 10.2174/0929866524666170807125658.

19. Егоров В.В., Сорокин Е.Л., Смолякова Г.П., Коленко О.В. Катаракта. Диагностические ошибки при направлении пациентов на хирургическое лечение. Хабаровск: Редакционно-издательский центр ИПКСЗ, 2020:9–56. doi: 10.25276/978-5-94289-028-5.

20. Kumarasamy A, Jeyarajan S, Cheon J, Premceski A, Seidel E, Kimler VA, Giblin FJ. RETRACTED: Peptide-induced formation of protein aggregates and amyloid fibrils in human and guinea pig αA-crystallins under physiological conditions of temperature and pH. Exp Eye Res. 2019 Feb;179:193–205. doi: 10.1016/j.exer.2018.11.016.

21. Ciuffi M, Neri S, Franchi-Micheli S, Failli P, Zilletti L, Moncelli MR, Guidelli R. Pro tective effect of pirenoxine and U74389F on induced lipid peroxidation in mammalian lenses. An in vitro, ex vivo and in vivo study. Exp Eye Res. 1999 Mar;68(3):347–359. doi: 10.1006/exer.1998.0612.

22. Ogino S. Studies on pharmacological treatment of cataract. Rinsyo ganka. 1957;11:272–278.

23. Drago F, D’Agata V, Marino V, Marino A, Blasco G. Biochemical changes induced by pyrphenoxone in the lens of rabbits and rats. Pharmacol Res. 1995 May;31(5):325–329. doi: 10.1016/1043-6618(95)80039-5.

24. Fang H, Hu X, Wang M, Wan W. Anti-osmotic and antioxidant activities of gigantol from Dendrobium aurantiacum var. denneanum against cataractogenesis in galactosemic rats. J Ethnopharmacol. 2015 Aug 22;172:238–246. doi: 10.1016/j. jep.2015.06.034.

25. Wei X, Chen D, Yi Y, Qi H, Gao X, Fang H, Gu Q, Wang L, Gu L. Syringic Acid Extracted from Herba dendrobii Prevents Diabetic Cataract Pathogenesis by Inhibiting Aldose Reductase Activity. Evid Based Complement Alternat Med. 2012;2012:426537. doi: 10.1155/2012/426537.

26. Полунина Е.Г., Макаров И.А., Маркова Е.Ю., Анджелова Д.В. Современные возможности профилактики возникновения и прогрессирования катаракты. Офтальмология. 2017;14(2):120–124. doi: 10.18008/1816-5095-20172-120-124.

27. Tsuneyoshi Y. Suppression of presbyopia progression with pirenoxine eye drops: experiments on rats and non-blinded, randomized clinical trial of efficacy// Sci Rep. 2020;10(1):1–8.