Структурно-функциональные корреляции в препериметрической и начальной стадиях глаукомной оптической нейропатии

Цель— изучить морфофункциональные взаимосвязи в ранней и доклинической диагностике глаукомной оптической нейропатии по данным оптической когерентной томографии (ОКТ) сетчатки и лектрофизиологических исследований (ЭФИ). Материал и методы.В двух клинических группах: (I) 35 человек (60 глаз) 49–70 лет (средний возраст — 58,0 ± 5,3 года) с подозрением на глаукому и (II) 21 человек (30 глаз) 46–68 лет (средний возраст — 61,0 ± 4,8 года) с начальной первичной открытоугольной глаукомой (ПОУГ), а также в группе сравнения: 36 относительно здоровых лиц (41 глаз) 54–70 лет (средний возраст — 62,0 ± 4,5 года) — выполнена спектральная ОКТ (OCT Spectralis, Heidelberg Engineering, Германия). Оценивали толщину перипапиллярного слоя нервных волокон сетчатки (пСНВС), минимальную ширину нейроретинального пояска (НРП), толщину слоев сетчатки в макулярной области, составляющих комплекс ганглиозных клеток (КГК). Для выявления корреляций между данными ОКТ и ЭФИ использовали корреляционный анализ по Спирмену. Результаты. У пациентов с подозрением на глаукому изменения параметров транзиентной паттерн-электроретинографии (ПЭРГ) коррелировали с истончением СНВС в макулярной области, внутреннего плексиформного слоя (ВПС) и слоя ганглиозных клеток (ГК) парафовеолярно. В перифовеолярной области подобные корреляции не обнаружены. У пациентов с начальной глаукомой изменения слоев КГК сетчатки отмечены в верхних, нижних и височных квадрантах, в то время как носовые и центральные оставались интактными во всех трех слоях КГК (СНВС, ГК и ВПС). У пациентов с подозрением на глаукому статистически значимые отклонения толщины пСНВС от нормальных величин отсутствовали, в то время как минимальная ширина НРП существенно отличалась от группы сравнения. Наибольшее количество корреляционных взаимосвязей обнаружено между параметрами ЭФИ и толщиной пСНВС. У больных с начальной стадией ПОУГ отмечалось достоверное увеличение толщины СНВС в височном квадранте парамакулярной области сетчатки. Заключение. Обнаружены специфические сочетания изменений структурных параметров сетчатки и диска зрительного нерва, а также временных и амплитудных показателей ПЭРГ и фотопического негативного ответа, которые позволяют использовать их в качестве комбинированных маркеров ранней и доклинической диагностики ПОУГ.

1. Tham Y.C., Li X., Wong T.V., Quigley H.A., Aung T., Cheng C.Global prevalence of glaucoma and projeections of glaucoma burden through 2040: a systematic review and meta-analysis. Ophthalmology. 2014; 121 (11): 2081–90. https://doi.org/10.1016/j.ophtha.2014.05.013

2. Wollstein G., Kagemann L, Bilonick R.A., et al.Retinal nerve fibre layer and visual function loss in glaucoma: the tipping point. Br. J. Ophthalmol. 2012; 96 (1): 47–52. https://doi.org/10.1136/bjo.2010.196907

3. Tan O., Chopra V., Lu A.T., et al.Detection of macular ganglion cell loss in glaucoma by Fourier-domain optical coherence tomography. Ophthalmol. 2009; 116 (12): 2305–14. https://doi.org/10.1016/j.ophtha.2009.05.025

4. Chien J.L., Ghassibi M.P., Patthanathamrongkasem T., et al. Glaucoma diagnostic capability of global and regional measurements of isolated ganglion cell layer and inner plexiform layer. Journal of Glaucoma. 2017; 26 (3): 208–15. https://doi.org/10.1097/ijg.0000000000000572

5. Gupta N., Ang L.C., Noel de Tilly L., Bidaisee L., Yucel Y.H. Human glaucoma and neural degeneration in intracranial optic nerve, lateral geniculate nucleus, and visual cortex. Br. J. Ophthalmol. 2006; 90 (6):674–78. https://doi.org/10.1136/bjo.2005.086769

6. Calkins D.J., Horner P.J.The cell and molecular biology of glaucoma: axonopathy and the brain. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 2012; 53(5): 2482–4. https://doi.org/10.1167/iovs.12-9483i

7. Kasi A., Faiq M.A., Vhan K.C. In vivo imaging of structural, metabolic and functional brain changes in glaucoma. Neural Regen. Res. 2019; 14 (3): 446–9. https://doi.org/10.4103/1673-5374.243712

8. North R.V., Jones A.L., Drasdo N., Wild J.M., Morgan J.E.Electro- physiological evidence of early functional damage in glaucoma and ocular hypertension. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 2010; 51 (2): 1212–6. https://doi.org/10.1167/iovs.09-3409

9. Cvenkel B., Sustar M., Perovšek D.Ganglion cell loss in early glaucoma, as assessed by photopic negative response, pattern electroretinogram, and spectraldomain optical coherence tomography. Doc. Ophthalmol. 2017; 135 (1): 17–28. https://doi.org/10.1007/s10633-017-9595-9

10. Sehi M., Grewal D.S., Goodkin M.L., Greenfield D.S. Reversal of retinal ganglion cell dysfunction after surgical reduction of intraocular pressure. Ophthalmology. 2010; 117 (12): 2329–36. https://doi.org/10.1016/j.ophtha.2010.08.049

11. Niyadurupola N., Luu C.D., Nguyen D.Q., et al.Intraocular pressure lowering is associated with an increase in the photopic negative response (PhNR) amplitude in glaucoma and ocular hypertensive eyes. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 2013; 54 (3): 1913–9. https://doi.org/10.1167/iovs.12-10869

12. Кириллова М.О., Зуева М.В., Цапенко И.В., Журавлева А.Н. Электро-физиологические маркеры доклинической диагностики глаукомной оптической нейропатии. Российский офтальмологический журнал. 2021; 14 (1): 35–41.

13. Moghimi S., Fatehi N., Nguyen A.H., et al.Relationship of the macular ganglion cell and inner plexiform layers in healthy and glaucoma eyes. Transl. Vis. Sci. Technol. 2019; 8 (5): 27. https://doi.org/10.1167/tvst.8.5.27

14. Martinez-de-la-Casa J.M., Cifuentes-Canorea P., Berrozpe C., et al.Diagnostic ability of macular nerve fiber layer thickness using new segmentation software in glaucoma suspects. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 2014; 55 (12): 8343–8. https://doi.org/10.1167/iovs.14-15501

15. Curcio C.A., Allen K.A. Topography of ganglion cells in human retina. J. Comp. Neurol. 1990; 300(1): 5–25. https://doi.org/10.1002/cne.903000103

16. Pazos M., Dyrda A., Biarnés M., et al. Diagnostic accuracy of Spectralis SD OCT automated macular layers segmentation to discriminate normal from early glaucomatous eyes. Ophthalmology. 2017; 124 (8): 1218–28. https://doi.org/10.1016/j.ophtha.2017.03.044

17. Bosco A., Steele M.R., Vetter M.L.Early microglia activation in a mouse model of chronic glaucoma. The Journal of Comparative Neurology. 2011; 519 (4): 599–620. https://doi.org/10.1002/cne.22516

18. Bowd C., Tafreshi A., Zangwill L.M., et al.Pattern electroretinogram association with spectral domain-OCT structural measurements in glaucoma. Eye (Lond). 2011; 25 (2): 224–32. https://doi.org/10.1038/eye.2010.203

19. Kalesnykas G., Oglesby E.N., Zack D.J., et al. Retinal ganglion cell morphology after optic nerve crush and experimental glaucoma. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 2012; 53 (7): 3847–7. doi: https://doi.org/10.1167/iovs.12-9712

20. Ahmed F.A., Chaudhary P., Sharma S.C. Effects of increased intraocular pressure on rat retinal ganglion cells. Int. J .Dev. Neurosci. 2001; 19 (2): 209–18. doi: 10.1016/s0736-5748(00)00073-3

21. Tao X., Sabharwal J., Seilheimer R.L., Wu S.M., Frankfort B.J.Mild intraocular pressure elevation in mice reveals distinct retinal ganglion cell functional thresholds and pressure-dependent properties. J. Neurosci. 2019 Mar 6; 39 (10): 1881–91. doi: 10.1523/JNEUROSCI.2085-18.2019.

22. Журавлева А.Н., Зуева М.В. Гипотензивная терапия глаукомы и нейропротекция. Российский офтальмологический журнал. 2020; 13 (2): 78–82. [Zhuravleva A.N., Zueva M.V. Hypotensive glaucoma therapy and neuroprotection. Russian ophthalmological journal. 2020; 13 (2): 78–82 (in Russian)]. https://doi.org/10.21516/2072-0076-2020-13-2-78-82

23. Awe M., Khalili-Amiri S., Volkmann I.R., et al. The minimum rim width based on Bruch's membrane opening. Ophthalmologist. 2019; 116: 33–42. https://doi.org/10.1007/s00347-017-0616-6

24. Chauhan B.C., O'Leary N., Almobarak F.A., et al. Enhanced detection of openangle glaucoma with an anatomically accurate optical coherence tomographyderived neuroretinal rim parameter. Ophthalmology. 2013 Mar; 120 (3): 535–43. doi: 10.1016/j.ophtha.2012.09.055

25. Demir S. T., Oba M.E., Erdoğan E.T., et al.Comparison of pattern electroretinography and Optical Coherence Tomography parameters in patients with primary open-angle glaucoma and ocular hypertension. Turk. J. Ophthalmol. 2015; 45 (6): 229–34. http://dx.doi.org/10.4274/tjo.39260

26. Harwerth R.S., Wheat J.L. Modeling the effects of aging on retinal ganglion cell density and nerve fiber layer thickness. Graefe’s Arch. Clin. Exp. Ophthalmol. 2008; 246 (2): 305–14. doi:10.1007/s00417-007-0691-5

27. Зуева М.В., Арапиев М.У., Цапенко И.В., Ловпаче Д.Н., Маглакелидзе Н.М., Лантух Е.П. Морфофункциональные особенности изменения ганглиозных клеток сетчатки при физиологическом старении и в ранней стадии глаукомы. Вестник офтальмологии. 2016; 1: 36–42.

28. Gmeiner J., Schrems W. A., Mardin C. Y., et al. Comparison of Bruch's membrane opening minimum rim width and peripapillary retinal nerve fiber layer thickness in early glaucoma assessment. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 2016; 57 (9): OCT575-OCT584. doi: https://doi.org/10.1167/iovs.15-18906

29. Ventura L. M., Sorokac N., Santos R. D. L., Feuer W.J., Porciatti V.The relationship between retinal ganglion cell function and retinal nerve fiber thickness in early glaucoma. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 2006; 47 (9): 3904–11. https://doi.org/10.1167/iovs.06-0161

30. Parisi V., Manni G., Centofanti M., et al. Correlation between optical coherence tomography, pattern electroretinogram, and visual evoked potentials in openangle glaucoma patients. Ophthalmology. 2001; 108: 905–12. https://doi.org/10.1016/s0161-6420(00)00644-8

31. Falsini B., Marangoni D., Salgarello T., et al. Structure-function relationship in ocular hypertension and glaucoma: interindividual and interocular analysis by OCT and pattern ERG. Graefe’s Arch. Clin. Exp. Ophthalmol. 2008; 246 (8): 1153–62. https://doi.org/10.1007/s00417-008-0808-5

32. Mavilio A., Scrimieri F., Errico D.Can variability of pattern ERG signal help to detect retinal ganglion cells dysfunction in glaucomatous eyes? BioMed. Research International. 2015; 2015: 1–11. http://dx.doi.org/10.1155/2015/571314

33. Kirkiewicz M., Lubiński W., Penkala K. Photopic negative response of full-field electroretinography in patients with different stages of glaucomatous optic neuropathy. Doc. Ophthalmol. 2016; 132: 57–65. https://doi.org/10.1007/s10633-016-9528-z

34. Machida S., Toba Y., Ohtaki Y., Gotoh Y., Kaneko M., Kurosaka D.Photopic negative response of focal electoretinograms in glaucomatous eyes. Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 2008; 49 (12): 5636–44. https://doi.org/10.1167/iovs.08-1946