Оксидативный стресс и методы его коррекции при офтальмопатологии

03.03.2020

Статья в формате PDF

В связи со старением населения планеты все большее количество людей окажется в группе риска нарушения зрения вследствие возрастных хронических заболеваний. Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) в первом Всемирном докладе о проблемах зрения в 2019 году подчеркнула, что более 1 млрд человек во всем мире живут с нарушениями зрения и не получают необходимой помощи при таких заболеваниях, как близорукость, дальнозоркость, глаукома и катаракта. 

Основными факторами роста числа людей с нарушением зрения являются старение населения, изменение образа жизни, ограниченный доступ к офтальмологической помощи, особенно в странах с низким уровнем дохода.

«Болезни глаз и нарушения зрения – очень распространенные явления, слишком часто они остаются без лечения, – говорит генеральный директор ВОЗ Тедрос Адханом Гебрейесус. – Люди, нуждающиеся в офтальмологической помощи, должны иметь возможность получать качественные услуги, не испытывая при этом финансовых трудностей. Включение офтальмологической помощи в национальные планы и пакеты базового медицинского обслуживания является важным элементом в работе каждой страны по достижению всеобщего охвата услугами здравоохранения».

80% всех случаев нарушения зрения можно предотвратить или вылечить. Основными глобальными причинами слепоты являются катаракта (65,2 млн, 26%), нарушения рефракции (123,7 млн, 49%), возрастная макулярная дистрофия (ВМД) (10,4 млн, 4%), глаукома (7 млн, 3%), диабетическая ретинопатия (3 млн, 1%) [3]. В то же время, если катаракта и нарушения рефракции приводят к слепоте, которую можно вылечить, то ВМД, глаукома и диабетическая ретинопатия повлекут за собой необратимую потерю зрения. Слепота и слабовидение – не только медицинская, но и социально-экономическая проблема. Так, по данным International Federation on Ageing, затраты, связанные со слепотой, составляют 2,8 трлн долларов, в том числе непрямые затраты – 760 млн долларов [4].

В Украине наибольший удельный вес вследствие офтальмопатологии среди взрослого населения имеют близорукость, катаракта, глаукома, заболевания конъюнктивы. В структуре распространенности офтальмологических заболеваний в 2014 году доля конъюнктивитов и других заболеваний конъюнктивы составляла 12,63%, катаракты – 15,6%, миопии – 12,44%, глаукомы – 7,41%, заболеваний сетчатки – 0,6%. Среди причин инвалидности по зрению в 2015 году первое место занимала глаукома, второе – заболевания сетчатки и третье – травмы органа зрения. Таким образом, несмотря на сравнительно небольшой уровень распространенности этих заболеваний, они являются основными причинами слепоты в Украине и составляют важную медико-социальную проблему [6-8].

Окислительному стрессу отводится важная роль в патогенезе этих заболеваний. Кислород необходим клеткам для образования энергии. Во время химических процессов образуются свободные радикалы, а когда их становится много, запускается цепная реакция, в результате которой гибнут клетки, в первую очередь нервные.

Окислительный стресс проявляется активацией свободнорадикального окисления и поражения белков, нуклеиновых кислот и липидов биологических мембран. С другой стороны, окислительный стресс – это отсутствие равновесия между прооксидантами и антиоксидантами, между процессами окисления и восстановления. Другими словами, окислительный стресс возникает при резком увеличении свободных радикалов или снижении активности антиоксидантной системы. Все факторы, которые способствуют формированию свободных радикалов, называются прооксидантными. Антиоксиданты, а к ним относят витамины, ферменты, белки и др., могут уменьшить или нейтрализовать интенсивность свободнорадикального окисления, которое возникает в результате влияния коротковолновой части спектра, курения, воздействия вредных химических веществ в окружающей среде и т. д.

Антиоксиданты классифицируют на ферментативные и неферментативные [9-11]. Представители основных классов антиоксидантов показаны на рисунке.

Рис. Основные классы антиоксидантов [10, 12]

К неферментативным антиоксидантам относятся минералы (медь, селен, цинк и пр.), витамины (групп А, В, С, Е), каротиноиды (бета-каротин, лютеин, кантаксантин, зеаксантин, астаксантин и пр.). Каротиноиды относятся к семейству, состоящему из 600 пигментов. Они имеют особое значение для сохранения здоровья сетчатки и профилактики ее заболеваний. Антиоксидантные свойства каротиноидов обусловливают их фотозащитное, радиопротекторное, антиканцерогенное действие [12].

Ряд авторов полагают, что каротиноиды реализуют антиоксидантную защиту двумя путями. Во-первых, будучи максимально сконцентрированными в макулярной области и локализуясь в пигментном эпителии, они непосредственно обеспечивают антиоксидантную защиту. С другой стороны, каротиноиды играют роль фильтра для сетчатки, экранируют ее от повреждающего действия света.

Одним из самых мощных антиоксидантов является астаксантин, который по своей эффективности превышает лютеин и зеаксантин. Астаксантин – красный пигмент – присутствует в морепродуктах (лосось, форель, креветки) и некоторых видах птиц (перепел). Основной источник астаксантина – зеленые водоросли (Haematococcus pluvialis), а также красные дрожжи (Phaffia rhodozyma).

Астаксантин обладает уникальными химическими свойствами, которые объясняются его химической структурой, а также биодоступностью [13]. Он имеет две карбонильные группы, две гидроксильные группы и 11 конъюгированных двойных этиленовых цепочек. Он может выступать как сильный антиоксидант, являясь донором электронов, и в результате взаимодействия со свободными радикалами способен прерывать их реакции в живом организме [14, 15]. Так, полярные каротиноиды (например, свободный астаксантин), как правило, имеют большую биодоступность, нежели неполярные (например, бета-каротин) [16].

В последние годы проведено множество исследований, результаты которых продемонстрировали антиоксидантное влияние астаксантина in vitro и in vivo [17, 18]. Астаксантин является фотопротектором [20], антиоксидантная активность которого выше, чем у витамина Е и бета-каротина [24, 28]. Исследователи сделали вывод, что у астаксантина антиоксидантная активность в десять раз выше, чем у других каротиноидов (зеаксантин, лютеин, кантаксантин, бета-каротин), и в 100 раз выше, чем у токоферола. Некоторые авторы называют астаксантин супервитамином E [22].

Кроме этого, известно и о других эффектах астаксантина, включая противоопухолевый, противовоспалительный, антидиабетический, иммуномодулирующий и нейропротекторный [23]. Астаксантин никогда не превращается в прооксидант (в отличие от бета-каротина). В исследованиях на животных было показано, что астаксантин может преодолевать гематоэнцефалический барьер и накапливаться в сетчатке так же, как и лютеин. Nagaki и соавт. [24] продемонстрировали, что 6 мг астаксантина в сутки приводят к уменьшению зрительной утомляемости среди работников, деятельность которых связана с дисплеями, улучшению кровообращения в капиллярах сетчатки. Есть данные о том, что лечение астаксантином значительно угнетает процессы неоваскуляризации [26]. Было выявлено, что астаксантин может обеспечивать защиту бета-кристаллина от оксидативного стресса, а значит, и предотвращать развитие катаракты [27]. Nakajima и соавт. [28] обнаружили, что астаксантин имеет нейропротекторное действие, направленное на защиту ганглионарных клеток сетчатки.

Кроме того, Hussein и соавт. [32] исследовали влияние астаксантина на метаболический синдром, смоделированный на животных, и выявили, что астаксантин значительно снизил уровень глюкозы в крови, триглицеридов, а также повысил уровень холестерина, липопротеинов высокой плотности. Таким образом, авторы сделали вывод о том, что астаксантин нейтрализует инсулинорезистентность и повышает чувствительность к инсулину. Chan и соавт. [33] показали, что астаксантин усиливает стабильность клеточных и митохондриальных мембран. Исследования продемонстрировали, что он имеет протекторное действие при нейродегенеративных процессах и может быть перспективным средством в лечении нейродегенеративных заболеваний, в т. ч. болезни Паркинсона [33, 34].

Чрезмерное влияние солнечного света на незащищенную кожу приводит к солнечному ожогу и может вызывать фотоиндуцированное окисление, воспаление, иммуносупрессию и даже канцерогенез клеток кожи. Результаты некоторых исследований позволяют говорить о том, что астаксантин является потенциально хорошим пероральным солнцезащитным средством. Это вещество также повышает фагоцитарную и бактерицидную активность нейтрофилов и снижает продукцию супероксид-анионов. Park и соавт. [35] обнаружили возможное повышение иммунитета, антиоксидантную и противовоспалительную активность астаксантина.

Hussein и соавт. [36] выявили, что прием астаксантина в течение 14 дней значительно снижает артериальное давление у крыс со спонтанной гипертензией, а длительный прием в течение 5 нед снижает частоту инсульта. Все больше исследований демонстрируют сильные противоопухолевые свойства каротиноидов. Chew и Park [91] предположили, что, хотя астаксантин, кантаксантин и другие каротиноиды тормозят рост опухолей, астаксантин продемонстрировал самую высокую противоопухолевую активность.

Таким образом, исходя из особенностей строения, высокой биодоступности, возможности преодолевать гематоэнцефалический барьер, многогранного механизма действия, в т. ч. противовоспалительного, противоопухолевого, нейропротекторного, противодиабетического, астаксантин может представлять большой практический интерес в рамках стратегий лечения или профилактики заболеваний, вызванных оксидативным стрессом. В Украине астаксантин доступен под торговым названием Офтаксантин (компания «Валартин Фарма»), капсулы которого содержат 10% комплекс астаксантина (40 мг), полученного из микроводорослей Haematococcus pluvialis, а также антиоксиданты – альфа-токоферол и аскорбиновую кислоту, которые потенциируют эффект астаксантина.

Список литературы находится в редакции.

Медична газета «Здоров’я України 21 сторіччя» № 3 (472), лютий 2020 р.

СТАТТІ ЗА ТЕМОЮ Терапія та сімейна медицина

27.03.2024 Терапія та сімейна медицина Бенфотіамін: фокус на терапевтичний потенціал

Тіамін (вітамін В1) – важливий вітамін, який відіграє вирішальну роль в енергетичному обміні та метаболічних процесах організму загалом. Він необхідний для функціонування нервової системи, серця і м’язів. Дефіцит тіаміну (ДТ) спричиняє різноманітні розлади, зумовлені ураженням нервів периферичної та центральної нервової системи (ЦНС). Для компенсації ДТ розроблено попередники тіаміну з високою біодоступністю, представником яких є бенфотіамін. Пропонуємо до вашої уваги огляд досліджень щодо корисних терапевтичних ефектів тіаміну та бенфотіаміну, продемонстрованих у доклінічних і клінічних дослідженнях....

24.03.2024 Гастроентерологія Терапія та сімейна медицина Основні напрями використання ітоприду гідрохлориду в лікуванні патології шлунково-кишкового тракту

Актуальність проблеми порушень моторної функції шлунково-кишкового тракту (ШКТ) за останні десятиліття значно зросла, що пов’язано з великою поширеністю в світі та в Україні цієї патології. Удосконалення фармакотерапії порушень моторики ШКТ та широке впровадження сучасних лікарських засобів у клінічну практику є на сьогодні важливим завданням внутрішньої медицини....

24.03.2024 Кардіологія Терапія та сімейна медицина Розувастатин і розувастатин/езетиміб у лікуванні гіперхолестеринемії

Дисліпідемія та атеросклеротичні серцево-судинні захворювання (АСССЗ) є провідною причиною передчасної смерті в усьому світі (Bianconi V. et al., 2021). Гіперхолестеринемія – ​третій за поширеністю (після артеріальної гіпертензії та дієтологічних порушень) фактор кардіоваскулярного ризику в світі (Roth G.A. et al., 2020), а в низці європейських країн і, зокрема, в Польщі вона посідає перше місце. Актуальні дані свідчать, що 70% дорослого населення Польщі страждають на гіперхолестеринемію (Banach M. et al., 2023). Загалом дані Польщі як сусідньої східноєвропейської країни можна екстраполювати і на Україну....

24.03.2024 Терапія та сімейна медицина Життя в дослідженні нових ліків

Однією із найвагоміших знахідок із часу відкриття дигіталісу Нобелівський комітет назвав синтез і дослідження β-блокаторів, які зараз мають провідні стабільні позиції у лікуванні більшості серцево-судинних хвороб (ішемічна хвороба серця – ​стенокардія, гострий коронарний синдром, інфаркт міокарда, артеріальна гіпертензія, серцева недостатність, тахіаритмії) (Радченко О.М., 2010). Це епохальне відкриття зроблено під керівництвом британського фармаколога Джеймса Блека (James Whyte Black), який отримав за нього Нобелівську премію в 1988 році. ...