helmholtzeyeinstituteРоссийский офтальмологический журналRussian Ophthalmological Journal2072-00762587-5760Real time Publishers10.21516/2072-0076-2017-10-1-56-62helmholtzeyeinstitute-77Research ArticleЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНО-ЛАБОРАТОРНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯEXPERIMENTAL AND LABORATORY STUDIESВозможность использования слезной жидкости для электронно-микроскопической диагностики офтальмологических заболеванийPossibilities of using tear fluid for electron microscopic diagnostics of eye diseasesГригорьеваА. Е.Grigor’EvaA. E.noemail@neicon.ruЕреминаА. В.EreminaA. V.noemail@neicon.ruТупицынаА. В.TupitsynaA. V.noemail@neicon.ruСтанишевскаяО. М.StanishevskayaO. M.noemail@neicon.ruЧерныхВ. В.ChernykhV. V.noemail@neicon.ruВласовВ. В.VlasovV. V.noemail@neicon.ruРябчиковаЕ. И.RyabchikovaE. I.noemail@neicon.ruФГБУН «Институт химической биологии и фундаментальной медицины» СО РАН, НовосибирскРоссияInstitute of Chemical Biology and Fundamental Medicine, SB RAS, Novosibirsk, RussiaRussian FederationФГАУ «Межотраслевой научно-технический комплекс "Микрохирургия глаза" им. акад. С.Н. Федорова» Минздрава России, Новосибирский филиалРоссияNovosibirsk Branch of Acad. S.N. Fyodorov Eye Microsurgery Complex, Russian Ministry of Health, Novosibirsk, RussiaRussian Federation2017031020181015662Copyright © Григорьева А.Е., Еремина А.В., Тупицына А.В., Станишевская О.М., Черных В.В., Власов В.В., Рябчикова Е.И., 20182018Григорьева А.Е., Еремина А.В., Тупицына А.В., Станишевская О.М., Черных В.В., Власов В.В., Рябчикова Е.И.Grigor’Eva A.E., Eremina A.V., Tupitsyna A.V., Stanishevskaya O.M., Chernykh V.V., Vlasov V.V., Ryabchikova E.I.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://roj.igb.ru/jour/article/view/77

Цель работы -провести сравнительное исследование клеточных и субклеточных компонентов слезной жидкости (СЖ) здоровых людей, больных первичной открытоугольной глаукомой (ПОУГ) (три стадии) и диабетической ретинопатией (ДР) (пролиферативной и непролиферативной). Материал и методы. Методом электронной микроскопии ультратонких срезов изучены образцы СЖ 16 пациентов с начальной, 9 -с развитой и 6 -с далеко зашедшей стадией ПОУГ, а также 12 пациентов с пролиферативной (ПДР) и 6 пациентов с непролиферативной (НПДР) ДР. Контролем служили образцы СЖ 29 лиц без офтальмопатологии. Результаты. Все образцы СЖ содержали клетки и фрагменты клеток, клеточный детрит, мукоидные гранулы и липидные структуры; выявлены изменения встречаемости этих структур при ПОУГ и ДР по сравнению с контролем. Содержание эпителиальных клеток в СЖ возрастает в 2 раза по сравнению с контролем на начальной стадии ПОУГ, затем снижается, на далеко зашедшей стадии ПОУГ клетки не обнаруживаются. В СЖ больных НПДР возрастает содержание муцина и липидов, на стадии ПДР оно снижается по сравнению с контролем. Лейкоциты в СЖ отмечаются у четверти здоровых людей, значительное увеличение их количества в СЖ больных ДР отражает рост проницаемости кровеносных сосудов в динамике заболевания. В образцах СЖ всех больных ПОУГ лейкоциты не выявлены, что может быть связано с нарушением функций стенки кровеносных сосудов. В СЖ присутствуют «мохнатые» везикулы, не описанные ранее, количество которых нарастает на ранних стадиях ДР и ПОУГ. Заключение. Электронно-микроскопическое исследование осадков СЖ позволяет оценивать состояние роговицы и конъюнктивы, бокаловидных клеток и мейбомиевых желез, а также выявлять признаки изменений проницаемости сосудов тканей, прилежащих к переднему отделу глаза. Впервые установлены изменения компонентов СЖ при ДР и ПОУГ, которые могут быть в дальнейшем использованы для ранней диагностики этих заболеваний // Российский офтальмологический журнал, 2017; 1: 56-62.

Purpose. To conduct a comparative study of cellular and subcellular components of tear fluid of healthy persons (HP), those suffering from primary open-angle glaucoma (POAG), and patients with diabetic retinopathy (DR). Material and methods. Electron microscopy of ultrathin sections was used to test tear samples of 16 patients with initial POAG, 9 patients with developed POAG, and 6 with an advanced stage of POAG. Besides, 12 patients with proliferative DR (PD) and 6 patients with nonproliferative DR (NPD) were tested. Tear samples of 29 subjects with no ophthalmic pathology served as control. Results. All the examined samples contained cells, cellular fragments and debris, mucous granules and lipid structures. The occurrence of all these structures was found to be different in the tears of diabetic and glaucomatous patients as compared to that of HP. The share of epithelial cells in the tear of patients with the initial stage of POAG was twice as high as in the control group; then it drops gradually so that in the advanced stage, epithelial cells are not detected. The tear of NPD patients shows an increase of the content of mucin and lipids against the control, while in PD it is lower than in HP. Leukocytes were observed in the tear of a quarter of HP, while in diabetic patients leukocytes show a significant increase, which reflect a higher permeability of blood vessels as the disease develops. There were no leukocytes in tear samples of all patients with POAG, which may be associated with damaged functions of the blood vessel wall. We found “hairy” vesicles in the tear which had not been noted previously; the amount of these vesicles was growing at early stages of POAG and DR. Conclusion. Electron microscopy of tear deposits evaluates the state of the cornea and the conjunctiva, as well as goblet cells and the meibomian glands. It reveals signs of permeability change in tissue vessels adjacent to the anterior area of the eye. For the first timechanges in tear components in glaucomatous and diabetic patients, were found: theses changes may in future be used to achieve early diagnosis of these diseases // Russian Ophthalmological Journal, 2017; 1: 56-62. doi: 10.21516/2072-0076-2017-10-1-56-62.

слезная жидкостьэлектронная микроскопияглаукомадиабетическая ретинопатияtear fluidelectron microscopyglaucomadiabetic retinopathyReferencesГусейнов Е.С., Касимов Э.М., Меджидова С.Р. Сравнительное исследование IgE в слезной жидкости у пациентов с набухающей и стационарной травматической катарактой. Российский офтальмологический журнал. 2014; 7(1): 14-8. Guseynov E.S., Kasimov Je.M., Medzhidova S.R. A comparative study of the total IgE level in the lacrimal fluid of patients with swelling and stationary traumatic cataract. Russian Ophthalmological Journal. 2014; 7(1): 14-8. (in Russian).Гусейнов Е.С., Касимов Э.М., Меджидова С.Р. Сравнительное исследование IgE в слезной жидкости у пациентов с набухающей и стационарной травматической катарактой. Российский офтальмологический журнал. 2014; 7(1): 14-8. Guseynov E.S., Kasimov Je.M., Medzhidova S.R. A comparative study of the total IgE level in the lacrimal fluid of patients with swelling and stationary traumatic cataract. Russian Ophthalmological Journal. 2014; 7(1): 14-8. (in Russian).Черных В.В., Егорова Е.В., Ермакова О.В. и др. О возможной роли иммунных нарушений в патогенезе псевдоэксфолиативного синдрома. Бюллетень СО РАМН. 2009; 29(4): 131-5. Chernikh V.V, Egorova E.V., Ermakova O.V, et al. On a possible role of immune disorders in pathogenesis of the pseudoexfoliative syndrome. Bjulleten' SO RAMN. 2009; 4(138): 131-5. (in Russian)Черных В.В., Егорова Е.В., Ермакова О.В. и др. О возможной роли иммунных нарушений в патогенезе псевдоэксфолиативного синдрома. Бюллетень СО РАМН. 2009; 29(4): 131-5. Chernikh V.V, Egorova E.V., Ermakova O.V, et al. On a possible role of immune disorders in pathogenesis of the pseudoexfoliative syndrome. Bjulleten' SO RAMN. 2009; 4(138): 131-5. (in Russian)Черных В.В., Шваюк А.П., Горбенко О.М. и др. Особенности патогенеза начальной и развитой стадии первичной открытоугольной глаукомы. Аллергология и иммунология. 2006; 7(1): 28-31. Chernikh V.V., Shvajuk A.P., Gorbenko O.M., et al. Characteristics of pathogenesis of the initial and advanced open-angle glaucoma. Allergologija i immunologija. 2006; 7(1): 28-31. (in Russian).Черных В.В., Шваюк А.П., Горбенко О.М. и др. Особенности патогенеза начальной и развитой стадии первичной открытоугольной глаукомы. Аллергология и иммунология. 2006; 7(1): 28-31. Chernikh V.V., Shvajuk A.P., Gorbenko O.M., et al. Characteristics of pathogenesis of the initial and advanced open-angle glaucoma. Allergologija i immunologija. 2006; 7(1): 28-31. (in Russian).Danjo Y., Watanabe H., Tisdale A.S., et al. Alteration of mucin in human conjunctival epithelia in dry eye. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 1998; 39(13): 2602-9.Danjo Y., Watanabe H., Tisdale A.S., et al. Alteration of mucin in human conjunctival epithelia in dry eye. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 1998; 39(13): 2602-9.Li B., Sheng M., Xie L., et al. Tear proteomic analysis of patients with type 2 diabetes and dry eye syndrome by two-dimensional nano-liquid chromatography coupled with tandem mass spectrometry. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 2014; 55(1): 177-86.Li B., Sheng M., Xie L., et al. Tear proteomic analysis of patients with type 2 diabetes and dry eye syndrome by two-dimensional nano-liquid chromatography coupled with tandem mass spectrometry. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 2014; 55(1): 177-86.Perumal N., Funke S., Wolters D., et al. Characterization of human reflex tear proteome reveals high expression of lacrimal proline-rich protein 4 (PRR4). Proteomics. 2015; 15(19): 3370-81.Perumal N., Funke S., Wolters D., et al. Characterization of human reflex tear proteome reveals high expression of lacrimal proline-rich protein 4 (PRR4). Proteomics. 2015; 15(19): 3370-81.Pieragostino D., D'alessandro M., Di Ioia M., et al. Unraveling the molecular repertoire of tears as a source of biomarkers: beyond ocular diseases. Proteomics Clin Appl. 2015; 9(1-2):169-86.Pieragostino D., D'alessandro M., Di Ioia M., et al. Unraveling the molecular repertoire of tears as a source of biomarkers: beyond ocular diseases. Proteomics Clin Appl. 2015; 9(1-2):169-86.Ivanova S., Tonchev V., Yokoi N., et al. Surface Properties of Squalene/Meibum Films and NMR Confirmation of Squalene in Tears. Int J Mol Sci. 2015; 16(9): 21813-31.Ivanova S., Tonchev V., Yokoi N., et al. Surface Properties of Squalene/Meibum Films and NMR Confirmation of Squalene in Tears. Int J Mol Sci. 2015; 16(9): 21813-31.Fenner B.J., Tong L.; More to stable tears than thickness of the tear film lipid layer. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2015; 56 (3): 1601.Fenner B.J., Tong L.; More to stable tears than thickness of the tear film lipid layer. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2015; 56 (3): 1601.Herber S., Grus F.H., Sabuncuo P., Augustin A.J. Two-dimensional analysis of tear protein patterns of diabetic patients. Electrophoresis. 2001; 22(9): 1838-44.Herber S., Grus F.H., Sabuncuo P., Augustin A.J. Two-dimensional analysis of tear protein patterns of diabetic patients. Electrophoresis. 2001; 22(9): 1838-44.Stolwijk T.R., Kuizenga A., Van Haeringen N.J., et al. Analysis of tear fluid proteins in insulin-dependent diabetes mellitus. Acta Ophthalmol. (Copenh). 1994; 72 (3): 357-62.Stolwijk T.R., Kuizenga A., Van Haeringen N.J., et al. Analysis of tear fluid proteins in insulin-dependent diabetes mellitus. Acta Ophthalmol. (Copenh). 1994; 72 (3): 357-62.Park K.S., Kim S.S., Kim J.C., et al. Serum and tear levels of nerve growth factor in diabetic retinopathy patients. Am J Ophthalmol. 2008; 145(3): 432-7.Park K.S., Kim S.S., Kim J.C., et al. Serum and tear levels of nerve growth factor in diabetic retinopathy patients. Am J Ophthalmol. 2008; 145(3): 432-7.Белоглазов В.Г., Атькова Е.Л., Федоров А.А. и др. Возможности применения метода кристаллографии слезы при патологии слезоотводящей системы. Вестник офтальмологии. 2003; 119(4): 49-52. Beloglazov V.G., At'kova E.L., Fedorov A.A., et al. Possibilities of using tears crystallography in pathologies of the lacrimal apparatus. Vestnik Oftal’mologii. 2003; 119(4): 49-52. (in Russian).Белоглазов В.Г., Атькова Е.Л., Федоров А.А. и др. Возможности применения метода кристаллографии слезы при патологии слезоотводящей системы. Вестник офтальмологии. 2003; 119(4): 49-52. Beloglazov V.G., At'kova E.L., Fedorov A.A., et al. Possibilities of using tears crystallography in pathologies of the lacrimal apparatus. Vestnik Oftal’mologii. 2003; 119(4): 49-52. (in Russian).Курышева Н.И., Колединцев М.Н., Шилкин Г.А. и др. Кристаллография слезной жидкости как метод прогнозирования риска развития катаракты у больных первичной глаукомой. Вестник офтальмологии. 1999; 115(5): 5-6. Kurysheva N.I., Koledintsev M.N., Shilkin G.A., et al. Crystallography of the lacrimal fluid as a method for predicting the risk of developing cataract in patients with primary glaucoma; Vestnik Oftal’mologii. 1999; 115(5): 5-6. (in Russian).Курышева Н.И., Колединцев М.Н., Шилкин Г.А. и др. Кристаллография слезной жидкости как метод прогнозирования риска развития катаракты у больных первичной глаукомой. Вестник офтальмологии. 1999; 115(5): 5-6. Kurysheva N.I., Koledintsev M.N., Shilkin G.A., et al. Crystallography of the lacrimal fluid as a method for predicting the risk of developing cataract in patients with primary glaucoma; Vestnik Oftal’mologii. 1999; 115(5): 5-6. (in Russian).Stuchell R.N., Feldman J.J., Farris R.L., Mandel I.D. The effect of collection technique on tear composition. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 1984; 25(3): 374-7.Stuchell R.N., Feldman J.J., Farris R.L., Mandel I.D. The effect of collection technique on tear composition. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 1984; 25(3): 374-7.Gipson I.K. The ocular surface: the challenge to enable and protect vision: the Friedenwald lecture. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 2007; 48(10): 4390-8.Gipson I.K. The ocular surface: the challenge to enable and protect vision: the Friedenwald lecture. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 2007; 48(10): 4390-8.Pozarowska D., Pozarowski P., Darzynkiewicz Z. Cytometric assessment of cytostatic and cytotoxic effects of topical glaucoma medications on human epithelial corneal line cells. Cytometry B Clin. Cytom. 2010; 78(2): 130-7.Pozarowska D., Pozarowski P., Darzynkiewicz Z. Cytometric assessment of cytostatic and cytotoxic effects of topical glaucoma medications on human epithelial corneal line cells. Cytometry B Clin. Cytom. 2010; 78(2): 130-7.Noecker R.J., Herrygers L.A., Anwaruddin R. Corneal and conjunctival changes caused by commonly used glaucoma medications. Cornea.2004; 23(5): 490-6.Noecker R.J., Herrygers L.A., Anwaruddin R. Corneal and conjunctival changes caused by commonly used glaucoma medications. Cornea.2004; 23(5): 490-6.Gerber A.L., Harris A., Siesky B., et al. Vascular Dysfunction in Diabetes and Glaucoma: A Complex Relationship Reviewed. J. Glaucoma. 2015; 24(6): 474-9.Gerber A.L., Harris A., Siesky B., et al. Vascular Dysfunction in Diabetes and Glaucoma: A Complex Relationship Reviewed. J. Glaucoma. 2015; 24(6): 474-9.Nichols B.A., Chiappino M.L., Dawson C.R. Demonstration of the mucous layer of the tear film by electron microscopy. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 1985; 26(4): 464-73.Nichols B.A., Chiappino M.L., Dawson C.R. Demonstration of the mucous layer of the tear film by electron microscopy. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 1985; 26(4): 464-73.Nichols B., Dawson C.R., Togni B. Surface features of the conjunctiva and cornea. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 1983; 24(5): 570-6.Nichols B., Dawson C.R., Togni B. Surface features of the conjunctiva and cornea. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 1983; 24(5): 570-6.Cher I. Fluids of the ocular surface: concepts, functions and physics. Clin Experiment Ophthalmol. 2012; 40(6): 634-43.Cher I. Fluids of the ocular surface: concepts, functions and physics. Clin Experiment Ophthalmol. 2012; 40(6): 634-43.Liu W., Li H., Lu D., et al. The tear fluid mucin 5AC change of primary angle-closure glaucoma patients after short-term medications and phacotrabeculectomy. Mol. Vis. 2010; 16: 2342-6.Liu W., Li H., Lu D., et al. The tear fluid mucin 5AC change of primary angle-closure glaucoma patients after short-term medications and phacotrabeculectomy. Mol. Vis. 2010; 16: 2342-6.Souchier M., Buron N., Lafontaine P.O., et al. Trefoil factor family 1, MUC5AC and human leucocyte antigen-DR expression by conjunctival cells in patients with glaucoma treated with chronic drugs: could these markers predict the success of glaucoma surgery? Br. J. Ophthalmol. 2006; 90(11): 1366-9.Souchier M., Buron N., Lafontaine P.O., et al. Trefoil factor family 1, MUC5AC and human leucocyte antigen-DR expression by conjunctival cells in patients with glaucoma treated with chronic drugs: could these markers predict the success of glaucoma surgery? Br. J. Ophthalmol. 2006; 90(11): 1366-9.King-Smith P.E., Nichols J.J., Braun R.J., Nichols K.K. High resolution microscopy of the lipid layer of the tear film. Ocul. Surf. 2011; 9(4): 197-211.King-Smith P.E., Nichols J.J., Braun R.J., Nichols K.K. High resolution microscopy of the lipid layer of the tear film. Ocul. Surf. 2011; 9(4): 197-211.Григорьева А.Е., Еремина А.В., Тамкович С.Н. и др. Ультраструктурный анализ слезной жидкости у пациентов с диабетической ретинопатией; Бюллетень сибирского отделения российской академии медицинских наук. 2014; 34(3): 31-6. Grigor'eva A.E., Eremina A.V., Tamkovich S.N., et al. Ultrastructure analisys of tears in patients with diabetic rethinopathy. Bjulleten' sibirskogo otdelenija rossijskoj akademii meditsinskikh nauk. 2014; 34(3): 31-6. (in Russian).Григорьева А.Е., Еремина А.В., Тамкович С.Н. и др. Ультраструктурный анализ слезной жидкости у пациентов с диабетической ретинопатией; Бюллетень сибирского отделения российской академии медицинских наук. 2014; 34(3): 31-6. Grigor'eva A.E., Eremina A.V., Tamkovich S.N., et al. Ultrastructure analisys of tears in patients with diabetic rethinopathy. Bjulleten' sibirskogo otdelenija rossijskoj akademii meditsinskikh nauk. 2014; 34(3): 31-6. (in Russian).Yanez-Mo M., Siljander P.R., Andreu Z., et al. Biological properties of extracellular vesicles and their physiological functions. J. Extracell. Vesicles. 2015; 4: 27066.Yanez-Mo M., Siljander P.R., Andreu Z., et al. Biological properties of extracellular vesicles and their physiological functions. J. Extracell. Vesicles. 2015; 4: 27066.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.