Изменение метаболизма слезной жидкости при патологии сетчатки

В обзоре представлены сведения об изменении состава слезной жидкости (СЖ) при наиболее распространенных заболеваниях сетчатки: диабетической ретинопатии, возрастной макулярной дегенерации, ретинопатии недоношенных, острых нарушениях кровообращения, витреоретинальной патологии, а также при моделировании атрофии ретинального пигментного эпителия и трансплантации индуцированных плюрипотентных клеток. Несмотря на то, что СЖ и сетчатка непосредственно не соприкасаются, существует взаимосвязь между состоянием сетчатки и метаболическими процессами в СЖ, обусловленная общими путями регуляции. Состав СЖ в большей степени, чем состав крови, отражает локальные процессы в глазу, в том числе и в сетчатке. Прослеживается взаимосвязь между уровнем некоторых метаболитов СЖ и стадией патологического процесса в сетчатке, в то время как в крови такая зависимость не всегда выявляется. Приведены сведения об изменении содержания в СЖ различных метаболитов, играющих ключевую роль в патогенезе этих заболеваний: факторов, принимающих участие в воспалении, ангиогенезе, апоптозе, гемостазе, окислительном стрессе, а также микроРНК. Акцентировано внимание на взаимосвязи этих изменений с характером течения патологического процесса, обуславливающей возможность выявлять начало болезни и развитие осложнений на ранней стадии, до клинических проявлений, что важно для проведения своевременной терапии. В последние годы СЖ все чаще рассматривают в качестве материала для проведения так называемой жидкостной биопсии, которая позволяет исследовать метаболизм органа, не прибегая к его повреждению. Неинвазивный способ забора СЖ также является преимуществом, а развитие технологий измерения содержания различных веществ в малом количестве материала способствует дальнейшему внедрению в клиническую практику определения в СЖ биомаркеров различных глазных болезней.

1. Ohno Y, Yako T, Satoh K, et al. Retinal damage alters gene expression profile in lacrimal glands of mice. J Pharmacol Sci. 2022; 149 (1): 20–6. doi: 10.1016/j.jphs.2022.02.007

2. Morya AK, Ramesh PV, Kaur K, et al. Diabetes more than retinopathy, it's effect on the anterior segment of eye. World J Clin Cases. 2023; 11 (16): 3736–49. doi: 10.12998/wjcc.v11.i16.3736

3. Schuerch K, Frech H, Zinkernagel M. Conjunctival microangiopathy in diabetes mellitus assessed with optical coherence tomography angiography. Transl Vis Sci Technol. 2020; 9 (6): 10. doi: 10.1167/tvst.9.6.10

4. Xue J, Zhang B, Dou S, et al. Revealing the angiopathy of lacrimal gland lesion in type 2 diabetes. Front Physiol. 2021; 12: 731234. doi: 10.3389/fphys.2021.731234

5. Yang Q, Liu L, Li J, et al. Evaluation of meibomian gland dysfunction in type 2 diabetes with dry eye disease: a non-randomized controlled trial. BMC Ophthalmol. 2023; 23 (1): 44. doi: 10.1186/s12886-023-02795-7

6. Abbouda A, Florido A, Avogaro F, et al. Identifying meibomian gland dysfunction biomarkers in a cohort of patients affected by DM type II. Vision (Basel). 2023; 7 (2): 28. doi: 10.3390/vision7020028

7. Weng J, Ross C, Baker J, et al. Diabetes-associated hyperglycemia causes rapidonset ocular surface damage. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2023; 64 (14): 11. doi: 10.1167/iovs.64.14.11

8. Chao C, Lema C, Redfern R, Richdale K. Changes in tear glucose and insulin concentrations following an oral glucose tolerance test. Clin Exp Optom. 2023; 106 (7): 752–8. doi: 10.1080/08164622.2022.2111204

9. Zhao Z, Liu J, Shi B, et al. Advanced glycation end product (AGE) modified proteins in tears of diabetic patients. Mol Vis. 2010; 16: 1576–84. PMID: 20806041.

10. Oshitari T. Advanced glycation end-products and diabetic neuropathy of the retina. Int J Mol Sci. 2023; 24 (3): 2927. doi: 10.3390/ijms24032927

11. Aihara M, Jinnouchi H, Yoshida A, et al. Evaluation of glycated albumin levels in tears and saliva as a marker in patients with diabetes mellitus. Diabetes Res Clin Pract. 2023; 199: 110637. doi: 10.1016/j.diabres.2023.110637

12. Tan Y, De La Toba E, Rubakhin SS, et al. NanoLC-timsTOF-assisted analysis of glycated albumin in diabetes-affected plasma and tears. J Am Soc Mass Spectrom. 2024; 35 (1): 106–13. doi: 10.1021/jasms.3c00331

13. Brunmair J, Bileck A, Schmidl D, et al. Metabolic phenotyping of tear fluid as a prognostic tool for personalised medicine exemplified by T2DM patients. EPMA J. 2022; 13 (1): 107–23. doi: 10.1007/s13167-022-00272-7

14. Cs sz E, Boross P, Csutak A, et al. Quantitative analysis of proteins in the tear fluid of patients with diabetic retinopathy. J Proteome. 2012; 75 (7): 2196–204. doi: 10.1016/j.jprot.2012.01.019

15. Kim HJ, Kim PK, Yoo HS, Kim CW. Comparison of tear proteins between healthy and early diabetic retinopathy patients. Clin Biochem. 2012; 45 (1–2): 60–7. doi: 10.1016/j.clinbiochem.2011.10.006

16. Борзилова Ю.А., Болдырева Л.А., Шлык И.В., Шурыгина И.П., Гацу М.В. Уровень VEGF-А в слезной жидкости при диабетической ретинопатии. Кубанский научный медицинский вестник. 2015; (6): 16–8. doi: 10.25207/1608-6228-2015-6-16-18

17. Park KS, Kim SS, Kim JC, et al. Serum and tear levels of nerve growth factor in diabetic retinopathy patients. Am J Ophthalmol. 2008; 145 (3): 432–7. doi: 10.1016/j.ajo.2007.11.011

18. Kangilbaeva G, Bakhritdinova F, Nabieva I, Jurabekova A. Eye hemodynamic data and biochemical parameters of the lacrimal fluid of patients with nonproliferative diabetic retinopathy. Data Brief. 2020; 32:106237. doi: 10.1016/j.dib.2020.106237

19. Цыбиков Н.Н., Шовдра О.Л., Пруткина Е.В. Уровни эндотелина, нейронспецифической енолазы и их аутоантител в сыворотке крови и слезной жидкости пациентов с сахарным диабетом II типа. Вестник офтальмологии. 2010; 126 (4): 14–6.

20. Ручкин М.П., Маркелова Е.В., Федяшев Г.А. Содержание медиаторов врожденного иммунитета в слезной жидкости пациентов с сосудистыми и нейродегенеративными проявлениями диабетической ретинопатии. Медицинская иммунология. 2023; 25 (5): 1007–12. doi: 10.15789/1563-0625-COM-2671

21. Архипова М.М., Нероев В. В., Баратова Л.А., Лысенко В.С. L-аргинин в слезной жидкости больных с диабетической ретинопатией и возможная роль оксида азота в патогенезе ишемии сетчатки. Вестник офтальмологии. 2000; 116 (2): 23–4.

22. Нероев В.В., Чеснокова Н.Б., Нероева Н.В. и др. Патогенетическая роль полифункционального белка 2-макроглобулина и его активность в слезе и крови при возрастной макулярной дегенерации и пролиферативной диабетической ретинопатии. Вестник офтальмологии. 2023; 139 (6): 26–32. doi: 10.17116/oftalma202313906126

23. Bogdanov V., Kim A., Nodel M., et al. A Pilot Study of Changes in the Level of Catecholamines and the Activity of -2-Macroglobulin in the Tear Fluid of Patients with Parkinson's Disease and Parkinsonian Mice. Int J Mol Sci. 2021; 22 (9): 4736. doi: 10.3390/ijms22094736

24. Нероев В.В., Чеснокова Н.Б., Охоцимская Т.Д. и др. Влияние интравитреального введения ингибитора ангиогенеза на концентрацию ангиотензинпревращающего фермента в крови и слезной жидкости у больных с диабетическим макулярным отеком (пилотное исследование). Проблемы эндокринологии. 2019; 65 (2): 72–8. doi: 10.14341/probl9710

25. Liu J, Shi B, He S, et al. Changes to tear cytokines of type 2 diabetic patients with or without retinopathy. Mol Vis. 2010; 16: 2931–8. PMID: 21203348.

26. Amorim M, Martins B, Caramelo F, et al. Putative Biomarkers in Tears for Diabetic Retinopathy Diagnosis. Front Med. 2022; 9: 873483. doi: 10.3389/fmed.2022.873483

27. Costagliola C, Romano V, De Tollis M, et al. TNF-alpha levels in tears: a novel biomarker to assess the degree of diabetic retinopathy. Mediators Inflamm. 2013; 2013:629529. doi: 10.1155/2013/629529

28. Агарков Н.М., Лев И.В. Содержание хемокинов в слезной жидкости пациентов с диабетической ретинопатией и сахарным диабетом II типа. Медицинская иммунология. 2023; 25 (1): 127–34. doi: 10.15789/1563-0625-COC-2559

29. Byambajav M, Collier A, Shu X, Hagan S. Tear fluid biomarkers and quality of life in people with type 2 diabetes and dry eye disease. Metabolites. 2023; 13 (6): 733. doi: 10.3390/metabo13060733

30. Ивахненко О.И., Нероев В.В., Зайцева О.В. Возрастная макулярная дегенерация и диабетическое поражение глаз. Социально-экономические аспекты заболеваемости. Вестник офтальмологии. 2021; 137 (1): 123–9. doi: 10.17116/oftalma2021137011123

31. Winiarczyk M, Kaarniranta K, Winiarczyk S, et al. Tear film proteome in agerelated macular degeneration. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 2018; 256 (6): 1127–39. doi: 10.1007/s00417-018-3984-y

32. Winiarczyk M, Biela K, Michalak K, Winiarczyk D, Mackiewicz J. Changes in tear proteomic profile in ocular diseases. Int J Environ Res Public Health. 2022; 19 (20): 13341. doi: 10.3390/ijerph192013341

33. Shahidatul-Adha M, Zunaina E, Aini-Amalina MN. Evaluation of vascular endothelial growth factor (VEGF) level in the tears and serum of age-related macular degeneration patients. Sci Rep. 2022; 12 (1): 4423. doi: 10.1038/s41598-022-08492-7

34. Yu H, Yuan L, Yang Y, et al. Increased serum IgA concentration and plasmablast frequency in patients with age-related macular degeneration. Immunobiology. 2016; 221 (5): 650–6. doi: 10.1016/j.imbio.2016.01.004

35. Valencia E, Garc a M, Fern ndez-Vega B, et al. Targeted analysis of tears revealed specific altered metal homeostasis in age-related macular degeneration. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2022; 63 (4): 10. doi: 10.1167/iovs.63.4.10

36. Катаргина Л.А., Осипова Н.А. Роль различных регуляторных факторов в патологической вазопролиферации при ретинопатии недоношенных. Российская педиатрическая офтальмология. 2017; 12 (3): 145–52. doi: l0.18821/1993-1859-2017-12-3-145-152

37. Vinekar A, Nair AP, Sinha S, et al. Tear fluid angiogenic factors: potential noninvasive biomarkers for retinopathy of prematurity screening in preterm infants. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2021; 62 (3): 2. doi: 10.1167/iovs.62.3.2

38. Magnani JE, Moinuddin O, Pawar M, et al. Quantitative analysis of tear angiogenic factors in retinopathy of prematurity: a pilot biomarker study. J AAPOS. 2023; 27 (1): 14.e1-14.e6. doi: 10.1016/j.jaapos.2022.10.007

39. Jamali N, Sorenson CM, Sheibani N. Vitamin D and regulation of vascular cell function. Am J Physiol Heart Circ Physiol. 2018; 314 (4): 753–65. doi: 10.1152/ajpheart.00319.2017

40. Murugeswari P, Vinekar A, Prakalapakorn SG, et al. Correlation between tear levels of vascular endothelial growth factor and vitamin D at retinopathy of prematurity stages in preterm infants. Sci Rep. 2023; 13 (1): 16175. doi: 10.1038/s41598-023-43338-w

41. Rathi S, Jalali S, Patnaik S, et al. Abnormal complement activation and inflammation in the pathogenesis of retinopathy of prematurity. Front Immunol. 2017; 8: 1868. doi: 10.3389/fimmu.2017.01868

42. Vinekar A, Nair AP, Sinha S, et al. Early detection and correlation of tear fluid inflammatory factors that influence angiogenesis in premature infants with and without retinopathy of prematurity. Indian J Ophthalmol. 2023; 71 (11): 3465-72. doi: 10.4103/IJO.IJO_3407_22

43. Fu R, Klinngam W, Heur M, Edman MC, Hamm-Alvarez SF. Tear proteases and protease inhibitors: potential biomarkers and disease drivers in ocular surface disease. Eye Contact Lens. 2020; 46 (Suppl 2): 70–83. doi: 10.1097/ICL.0000000000000641

44. Hayashi K, Sueishi K. Fibrinolytic activity and species of plasminogen activator in human tears. Exp Eye Res. 1988; 46 (2): 131–7. doi: 10.1016/s0014-4835(88)80071-x

45. Сомов Е.Е., Бржеский В.В. Коагуляционная и фибринолитическая активность слезной жидкости у здоровых людей и при острых нарушениях кровообращения в глазу. Вестник офтальмологии. 1992; 3: 38–41.

46. Танковский В.Э. Тромбозы вен сетчатки. Москва: Воениздат; 2000.

47. Мошетова Л.К., Яценко О.Ю., Яровая Г.А., Нешкова Е.А. Роль слезной жидкости в диагностике острой сосудистой патологии сетчатки и зрительного нерва. Российские медицинские вести. 2004; 4: 50–3.

48. Павленко Т.А., Кугушева А.Е., Макаров П.В., Чеснокова Н.Б., Безнос О.В. Изменение содержания компонентов фибринолитической системы в сыворотке крови и слезной жидкости больных в ходе лечения воспалительных окклюзий вен сетчатки. Российский офтальмологический журнал. 2014; 7 (3): 38–42.

49. Мошетова Л.К., Косырев А.Б., Цихончук Т.В. и др. Оценка региональной фибринолитической активности слезной жидкости путем определения уровня D-димера у пациентов с окклюзией ретинальных вен. Офтальмологический журнал. 2016; 9 (4): 18–29.

50. Kasza M, Balogh Z, Biro L, et al. Vascular endothelial growth factor levels in tears of patients with retinal vein occlusion. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol. 2015; 253 (9): 1581–6. doi: 10.1007/s00417-015-3030-2

51. Балашова Л.М., Саксонова Е.О., Зайцева Н.С. и др. Клинико-иммунологические исследования при дистрофической отслойке сетчатки, осложненной пролиферативно витреоретинопатией. Вестник oфтальмологии. 1996; 112 (2): 38–41.

52. Балашова Л.М., Саксонова Е.О., Зайцева Н.С., и др. Изучение роли иммунологических факторов при периферических витреохориоретинальных дистрофиях и макулярных разрывах сетчатки. Вестник oфтальмологии. 1995; 111 (1): 16–8.

53. Daruich A, Sauvain JJ, Matet A, et al. Levels of the oxidative stress biomarker malondialdehyde in tears of patients with central serous chorioretinopathy relate to disease activity. Mol Vis. 2020 Oct 15; 26: 722–30. PMID: 33209015.

54. Каражаева М.И., Саксонова Е.О., Клебанов Г.И., Любицкий О.Б., Гурьева Н.В. Применение флавоноидных антиоксидантов в комплексном лечении больных с периферическими витреохориоретинальными дистрофиями и дистрофической отслойкой сетчатки. Вестник офтальмологии. 2004; 120 (4): 14–8.

55. Катаргина Л.А., Чеснокова Н.Б., Денисова Е.В. и др. Роль эндотелина-1 в патогенезе семейной экссудативной витреоретинопатии. Вестник офтальмологии. 2023; 139 (5): 14–18. doi: 10.17116/oftalma202313905114

56. Нероева Н.В., Чеснокова Н.Б., Катаргина Л.А., и др. Изменение активности альфа-2-макроглобулина и содержания эндотелина в слезной жидкости при моделировании атрофии ретинального пигментного эпителия у кроликов. Российский офтальмологический журнал. 2022; 15 (3): 112–7. doi: 10.21516/2072-0076-2022- 15-3-112-117

57. Нероева Н.В., Нероев В.В., Чеснокова Н.Б. и др. Изменение уровня 2-макроглобулина и эндотелина-1 в слезной жидкости кроликов после трансплантации клеток ретинального пигментного эпителия, дифференцированных из индуцированных плюрипотентных стволовых клеток. Биомедицинская химия. 2022; 68 (5): 352–60. doi: 10.18097/PBMC20226805352

58. Chan HW, Yang B, Wong W, et al. A pilot study on microRNA profile in tear fluid to predict response to anti-VEGF treatments for diabetic macular edema. J Clin Med. 2020; 9: 2920. doi: 10.3390/jcm9092920

59. Torimura A, Kanei S, Shimizu Y, et al. Profiling miRNAs in tear extracellular vesicles: a pilot study with implications for diagnosis of ocular diseases. Jpn J Ophthalmol. 2024; 68 (1): 70–81. doi: 10.1007/s10384-023-01028-0

60. Hu L, Zhang T, Ma H, et al. Discovering the secret of diseases by incorporated tear exosomes analysis via rapid-isolation system: iTEARS. ACS Nano. 2022; 16 (8): 11720–32. doi: 10.1021/acsnano.2c02531

61. Sun L, Liu X, Zuo Z. Regulatory role of miRNA-23a in diabetic retinopathy. Exp Ther Med. 2021; 22 (6): 1477. doi: 10.3892/etm.2021.10912

62. Chan HW, Yang B, Wong W, et al. a pilot study on microRNA Profile in tear fluid to predict response to anti-VEGF treatments for diabetic macular edema. J Clin Med. 2020; 9 (9): 2920. doi: 10.3390/jcm9092920