glaucomaНациональный журнал ГлаукомаNational Journal glaucoma2078-41042311-6862Federal State Budgetary Institution of Science “Krasnov Research Institute of Eye Diseases”glaucoma-196Research ArticleОРИГИНАЛЬНЫЕ СТАТЬИORIGINAL ARTICLESМестный воспалительный процесс как возможное проявление нарушений увеолимфатического оттока внутриглазной жидкости при глаукоме. Часть 2Local inflammatory process as a possible manifestation of intraocular fluid uveolymphatic outflow defects in glaucoma. Part 2ЧерныхВ. В.ChernykhV. V

д.м.н., профессор, директор

630096, Российская Федерация, Новосибирск, ул. Колхидская, 10

Professor, Med.Sc.D., Director

10 Kolkhidskaya str., Novosibirsk, Russian Federation, 630071;

БгатоваН. П.BgatovaN. P.

д.б.н., профессор, заведующая лабораторией ультраструктурных исследований

630117, Российская Федерация, Новосибирск, ул. Тимакова, 2

Professor, Biol.Sc.D., Head of the Laboratory of Ultrastructural Research

2 Timakova str., Novosibirsk, Russian Federation, 630117

ЕрмаковаО. В.ErmakovaO. V.

врач-офтальмолог

630096, Российская Федерация, Новосибирск, ул. Колхидская, 10

 M.D.

10 Kolkhidskaya str., Novosibirsk, Russian Federation, 630071;

ОрловН. Б.OrlovN. B.

к.м.н., старший научный сотрудник лаборатории клинической иммуногенетики

630117, Российская Федерация, Новосибирск, ул. Тимакова, 2

 Ph.D., Senior Research Associate of the Clinical Immunogenetics Laboratory

2 Timakova str., Novosibirsk, Russian Federation, 630117

ТруновА. Н.TrunovA. N.

д.м.н., профессор, заместитель директора по научной работе, главный научный сотрудник лаборатории иммунологии

630096, Российская Федерация, Новосибирск, ул. Колхидская, 10;

630117, Российская Федерация, Новосибирск, ул. Тимакова, 2;

Professor, Med.Sc.D., Deputy Director for scientific work, Chief Researcher of the Laboratory of Immunology

10 Kolkhidskaya str., Novosibirsk, Russian Federation, 630071;2 Timakova str., Novosibirsk, Russian Federation, 630117;

trunov1963@yandex.ruФГАУ Национальный медицинский исследовательский центр «МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова» Минздрава РФ, Новосибирский филиалРоссияS.N.Fyodorov’s Eye Microsurgery Federal State Institution, Novosibirsk departmentRussian FederationНИИ клинической и экспериментальной лимфологии — филиал ФГБУ «Федеральный исследовательский центр Институт цитологии и генетики Сибирского отделения РАН»РоссияScientific Research Institute of Clinical and Experimental Lymphology, Federal Research Center of the Institute of Cytology and Genetics, Siberian Branch of the Russian Academy of SciencesRussian FederationФГАУ Национальный медицинский исследовательский центр «МНТК «Микрохирургия глаза» им. акад. С.Н. Федорова» Минздрава РФ, Новосибирский филиал; ФГБНУ «Федеральный исследовательский центр фундаментальной и трансляционной медицины» Сибирского отделения РАНРоссияS.N.Fyodorov’s Eye Microsurgery Federal State Institution, Novosibirsk department; Federal Research Center for Fundamental and Translational Medicine of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences;Russian Federation201827062018172311Copyright © Черных В.В., Бгатова Н.П., Ермакова О.В., Орлов Н.Б., Трунов А.Н., 20182018Черных В.В., Бгатова Н.П., Ермакова О.В., Орлов Н.Б., Трунов А.Н.Chernykh V.V., Bgatova N.P., Ermakova O.V., Orlov N.B., Trunov A.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.glaucomajournal.ru/jour/article/view/196

ЦЕЛЬ. Изучить структурные изменения в трабекулярной зоне глаза человека с использованием методов световой и электронной микроскопии и дисбаланс провоспалительных цитокинов во внутриглазной жидкости при первичной открытоугольной глаукоме (ПОУГ).МЕТОДЫ. Исследованы фрагменты энуклеированных по медицинским показаниям глаз больных (n=28).Основная группа — 17 глаз пациентов с диагнозом «терминальная стадия ПОУГ». Полученные препараты тканей глаза изучали в световом микроскопе Leiсa DMЕ.Электронно-микроскопическое исследование тканей глаза проводили на электронном микроскопе JEM 1400 (Япония). Проведено исследование 45 образцов внутриглазной жидкости от пациентов с развитой стадией ПОУГ и 30 образцов от пациентов с неосложненной катарактой. Концентрацию 17 цитокинов определяли с использованием набора фирмы «Bio Rad» (США) — Bio-Plex Pro™ Human Cytokine 17-plex Assay методом проточной флюориметрии на двухлучевом лазерном анализаторе — Bio-Plex 200, «Bio-Rad», США.РЕЗУЛЬТАТЫ. В результате проведенного исследования во внутриглазной жидкости пациентов с развитой стадией ПОУГ установлено достоверное и взаимосвязанное повышение концентраций провоспалительных цитокинов ИЛ-6, ИЛ-8 и ИЛ-17А, что позволяет сделать заключение о значимости местного воспалительного процесса в механизмах развития ПОУГ. Проведенное морфологическое исследование образцов трабекулярной зоны при терминальной стадии ПОУГ выявило воспалительную инфильтрацию, деструкцию, разнонаправленность, набухание и слияние соединительнотканных пластинок, большое содержание депозитов в субэндотелиальном слое шлеммова канала, увеличение количества лизосом, набухание митохондрий в эндотелии шлеммова канала, возрастание плотности межэндотелиальных контактов, что свидетельствует о наличии местного воспалительно-деструктивного процесса.ЗАКЛЮЧЕНИЕ. Полученные в исследовании новые фундаментальные данные с использованием световой, электронной микроскопии и мультиплексного анализа расширяют современные представления о роли местного воспалительного процесса в механизмах развития ПОУГ.

PURPOSE: To study the ultrastructure of human trabecular zone by electron and light microscopy and inflammatory cytokines in intraocular fluid in primary open-angle glaucoma (POAG). METHODS: Fragments of eye tissues enucleated for medical indications (n=28) were studied. The main group included 17 eyes of patients diagnosed with terminal stage primary open-angle glaucoma. Obtained eye tissues were studied by means of Leica DME light microscope. Electron microscopy of the eye tissues was carried out using JEM 1400 electron microscope (Japan). 45 samples of intraocular fluid from patients with advanced POAG and 30 samples from patients with uncomplicated cataract were studied. Concentrations of 17 cytokines were detected by flow fluorimetry in double-beam laser analyzer (Bio-Plex 200, «Bio-Rad», USA) using Bio-Plex Pro™ Human Cytokine 17-plex Assay set («Bio-Rad», USA). RESULTS: Inflammatory cytokines IL-6, IL-8, and IL-17 were found to be significantly and interdependently increased in intraocular fluid of patients with advanced POAG. These results allow making a conclusion on the importance of local inflammation in POAG pathogenesis. Morphological study using light and electron microscopy detected the following changes in trabecular zone and Schlemm’s canal in terminal POAG: inflammatory infiltration, destruction, multidirectionality, swelling and merging of connected tissue fibers, a big amount of extracellular material in the basal membrane of Schlemm’s canal wall, an increase of lysosomes number, mitochondrial swelling in endothelium, and inter-endothelial connections density increase. These results could be considered as evidence of local inflammation and destructive processes. CONCLUSION: The study provided new basic science data obtained by light and electron microscopy, as well as multiplex assay, helps expand modern understanding of the role of local inflammation in POAG pathogenesis.

цитокинывнутриглазная жидкостьтрабекулярный аппаратвоспалениепервичная открытоугольная глаукомаcytokinesaqueous humortrabecular meshworkinflammationprimary open-angle glaucomaReferencesБородин Ю.И., Бгатова Н.П., Черных В.В., Трунов А.Н. и др. Структура лимфатических капилляров ресничного тела глаза человека. Морфология. 2015; 148:43-47.Borodin Yu.I., Bgatova N.P., Chernykh V.V., Trunov A.N. et al. Structure of lymphatic capillaries of the ciliary body of the human eye. Morphology. 2015; 148:43-47. (In Russ.).Черных В.В., Бородин Ю.И., Бгатова Н.П., Трунов А.Н. и др. Роль лимфатической системы в увеосклеральном оттоке внутриглазной жидкости. Офтальмохирургия. 2015; 2:74-79.Chernykh V.V., Borodin Yu.I., Bgatova N.P., Trunov A.N. et al. The role of the lymphatic system in the uveoscleral outflow of the intraocular fluid. Ophthalmosurgery. 2015; 2:74-79. (In Russ.).Черных В.В., Бородин Ю.И., Бгатова Н.П., Трунов А.Н. и др. Структурные элементы лимфатических путей оттока внутриглазной жидкости в хориоидее глаза человека в норме и при глаукоме. Офтальмохирургия. 2016; 3:11-16.Chernykh V.V., Borodin Yu.I., Bgatova N.P., Trunov A.N. et al. Structural elements of the lymphatic drainage channels of the intraocular fluid in the human choroid of the eye in normal and with glaucoma. Ophthalmosurgery. 2016; 3:11-16. (In Russ.).Бородин Ю.И., Коненков В.И., Любарский М.С. Лимфология. Новосибирск; 2011:566.Borodin Yu.I., Konenkov V.I., Lyubarsky M.S. Lymphology. Novosibirsk; 2011: 566. (In Russ.).Chaudhry H.A., Dueker D.K., Simmons R.J., Bellows A.R., Grant W.M. Scanning electron microscopy of trabeculectomy specimens in openangle glaucoma. Am J Ophthalmol. 1979; 88(1):78-92.Chaudhry H.A., Dueker D.K., Simmons R.J., Bellows A.R., Grant W.M. Scanning electron microscopy of trabeculectomy specimens in openangle glaucoma. Am J Ophthalmol. 1979; 88(1):78-92.Carreon T., van der Merwe E., Fellman R.L., Johnstone M., Bhattacharya S.K. Aqueous outflow - A continuum from trabecular meshwork to episcleral veins. Prog Retin Eye Res. 2017; 57:108-133. doi: 10.1016/j. preteyeres.2016.12.004.Carreon T., van der Merwe E., Fellman R.L., Johnstone M., Bhattacharya S.K. Aqueous outflow - A continuum from trabecular meshwork to episcleral veins. Prog Retin Eye Res. 2017; 57:108-133. doi: 10.1016/j.preteyeres.2016.12.004.Huang A.S., Mohindroo C., Weinreb R.N. Aqueous humor outflow structure and function imaging at the bench and bedside: a review. J Clin Exp Ophthalmol. 2016; 7(4):578. doi: 10.4172/2155- 9570.1000578.Huang A.S., Mohindroo C., Weinreb R.N. Aqueous humor outflow structure and function imaging at the bench and bedside: a review. J Clin Exp Ophthalmol. 2016; 7(4):578. doi: 10.4172/2155-9570.1000578.Lee N.Y., Park H.Y., Park C.K., Ahn M.D. Analysis of systemic endothelin-1, matrix metalloproteinase-9, macrophage chemoattractant protein-1, and high-sensitivity C-reactive protein in normal-tension glaucoma. Curr Eye Res. 2012; 37(12):1121-1126. doi: 10.3109/ 02713683.2012.725798.Lee N.Y., Park H.Y., Park C.K., Ahn M.D. Analysis of systemic endothelin-1, matrix metalloproteinase-9, macrophage chemoattractant protein-1, and high-sensitivity C-reactive protein in normal-tension glaucoma. Curr Eye Res. 2012; 37(12):1121-1126. doi: 10.3109/02713683.2012.725798.Junglas B., Kuespert S., Seleem A.A., Struller T., Ullmann S., Bösl M., Bosserhoff A., Köstler J., Wagner R., Tamm E.R., Fuchshofer R. Connective tissue growth factor causes glaucoma by modifying the actin cytoskeleton of the trabecular meshwork. Am J Pathol. 2012; 180(6):2386-2403. doi: 10.1016/j.ajpath.2012.02.030.Junglas B., Kuespert S., Seleem A.A., Struller T., Ullmann S., Bösl M., Bosserhoff A., Köstler J., Wagner R., Tamm E.R., Fuchshofer R. Connective tissue growth factor causes glaucoma by modifying the actin cytoskeleton of the trabecular meshwork. Am J Pathol. 2012; 180(6):2386-2403. doi: 10.1016/j.ajpath.2012.02.030.Sihota R., Goyal A., Kaur J., Gupta V., Nag T.C. Scanning electron microscopy of the trabecular meshwork: understanding the pathogenesis of primary angle closure glaucoma. Indian J Ophthalmol. 2012; 60(3):183-188. doi: 10.4103/0301-4738.95868.Sihota R., Goyal A., Kaur J., Gupta V., Nag T.C. Scanning electron microscopy of the trabecular meshwork: understanding the pathogenesis of primary angle closure glaucoma. Indian J Ophthalmol. 2012; 60(3):183-188. doi: 10.4103/0301-4738.95868.Song M.M., Lei Y., Wu J.H., Sun X.H. The progress of studies on aqueous humor dynamics abnormality induced by trabecular meshwork and Schlemm canal endothelial cell senescence and its relation with glaucoma. Zhonghua Yan Ke Za Zhi. 2017; 53(11):868-873. doi: 10.3760/cma.j.issn.0412-4081.2017.11.014.Song M.M., Lei Y., Wu J.H., Sun X.H. The progress of studies on aqueous humor dynamics abnormality induced by trabecular meshwork and Schlemm canal endothelial cell senescence and its relation with glaucoma. Zhonghua Yan Ke Za Zhi. 2017; 53(11):868-873. doi: 10.3760/cma.j.issn.0412-4081.2017.11.014.Taurone S., Ripandelli G., Pacella E., Bianchi E. et al. Potential regulatory molecules in the human trabecular meshwork of patients with glaucoma: immunohistochemical profile of a number of inflammatory cytokines. Mol Med Rep. 2015; 11(2):1384-1390. doi: 10.3892/ mmr.2014.2772.Taurone S., Ripandelli G., Pacella E., Bianchi E. et al. Potential regulatory molecules in the human trabecular meshwork of patients with glaucoma: immunohistochemical profile of a number of inflammatory cytokines. Mol Med Rep. 2015; 11(2):1384-1390. doi: 10.3892/mmr.2014.2772.Wang K., Read A.T., Sulchek T., Ethier C.R. Trabecular meshwork stiffness in glaucoma. Exp Eye Res. 2017; 158:3-12. doi: 10.1016/j. exer.2016.07.011.Wang K., Read A.T., Sulchek T., Ethier C.R. Trabecular meshwork stiffness in glaucoma. Exp Eye Res. 2017; 158:3-12. doi: 10.1016/j.exer.2016.07.011.Черных В.В. Влияние комплексной консервативной терапии на иммунобиохимические показатели в слёзной жидкости у пациентов с первичной открытоугольной глаукомой. Глаукома. 2005; 4:20-24.Chernykh V.V. Effect of complex conservative therapy on immunobiochemical indices in tear fluid in patients with primary open-angle glaucoma. Glaucoma. 2005; 4:20-24. (In Russ.).Черных В.В., Шваюк А.П., Горбенко О.М., Сафронов И.Д. и др. Особенности патогенеза начальной и развитой стадии первичной открытоугольной глаукомы. Аллергология и иммунология. 2006; 1:28-31.Chernykh V.V., Shvyak A.P., Gorbenko O.M., Safronov I.D., et al. Peculiarities of the pathogenesis of the initial and advanced stage of primary open-angle glaucoma. Allergology and Immunology. 2006; 1:28-31. (In Russ.).Трунов А.Н., Бгатова Н.П., Еремина А.В., Дружинин И.Б. и др. Новые подходы к оценке выраженности воспалительных нарушений в патогенезе первичной открытоугольной глаукомы. Аллергология и иммунология. 2016; 17(2):107-111.Trunov A.N., Bgatova N.P., Eremina A.V., Druzhinin I.B. et al. New approaches to assessing the severity of inflammatory disorders in the pathogenesis of primary open-angle glaucoma. Allergology and Immunology. 2016; 17(2):107-111. (In Russ.).Еричев В.П., Ганковская Л.В., Ковальчук Л.В., Ганковская О.А. и др. Изменение некоторых иммунологических показателей слезной жидкости при избыточном рубцевании после антиглаукоматозных операций у пациентов с первичной открытоугольной глаукомой. Вестник офтальмологии. 2010; 126(3):25-29.Erichev V.P., Gankovskaya L.V., Kovalchuk L.V., Gankovskaya O.A. et al. Changes in some immunological parameters of lacrimal fluid with excessive scarring after antiglaucomatous operations in patients with primary open-angle glaucoma. Vestn oftalmol. 2010; 126(3): 25-29. (In Russ.).Хохлова А.С., Кириенко А.В., Филина Н.В., Маркелова Е.В. Локальная цитокиновая регуляция на разных стадиях первичной открытоугольной глаукомы. Тихоокеанский медицинский журнал. 2014; 4:46-48.Khokhlova A.S., Kirienko A.V., Filina N.V., Markelova E.V. Local cytokine regulation at different stages of primary open-angle glaucoma. Pacific Medical Journal. 2014; 4:46-48. (In Russ.).Чередниченко Л.П., Барычева Л.Ю., Берновская А.А. Определение провоспалительных цитокинов в ранней диагностике первичной открытоугольной глаукомы. Российский офтальмологический журнал. 2013; 6(2):82-85.Cherednichenko L.P., Barycheva L.Yu., Bernovskaya A.A. Determination of proinflammatory cytokines in early diagnosis of primary openangle glaucoma. Russian Ophthalmological Journal. 2013; 6(2):82-85. (In Russ.).Benitez-Del-Castillo Sánchez J., Morillo-Rojas M.D., Galbis-Estrada C., Pinazo-Duran M.D. Determination of inmune response and inflammation mediators in tears: Changes in dry eye and glaucoma as compared to healthy controls. Arch Soc Esp Oftalmol. 2017; 92(5): 210-217. doi: 10.1016/j.oftal.2016.12.009.Benitez-Del-Castillo Sánchez J., Morillo-Rojas M.D., Galbis-Estrada C., Pinazo-Duran M.D. Determination of inmune response and inflammation mediators in tears: Changes in dry eye and glaucoma as compared to healthy controls. Arch Soc Esp Oftalmol. 2017; 92(5): 210-217. doi: 10.1016/j.oftal.2016.12.009.Чернявская М.А., Ефремов А.В., Черных В.В. Взаимосвязь цитокинов в слезной и внутриглазной жидкости при меланоме хориоидеи. Вестник Тамбовского университета. Серия: Естественные и технические науки. 2015; 20(3):710-712.Chernyavskaya M.A., Efremov A.V., Chernykh V.V. Interrelation of cytokines in the lacrimal and intraocular fluid with melanoma of the choroid. Bulletin of Tambov University. Series: Natural and technical sciences. 2015; 20(3):710-712. (In Russ.).Шпак А.А., Гехт А.Б., Дружкова Т.А., Козлова К.И., Гуляева Н.В. Соотношения нейротрофических факторов в слезной жидкости и влаге передней камеры у больных с возрастной катарактой. Офтальмохирургия. 2017; 1:16-20.Shpak A.A., Gekht A.B., Druzhkova T.A., Kozlova K.I., Gulyaeva N.V. Ratios of neurotrophic factors in tear fluid and moisture in the anterior chamber in patients with age-related cataract. Ophthalmosurgery. 2017; 1:16-20. (In Russ.).Chua J., Vania M., Cheung C.M., Ang M., Chee S.P. et al. Expression profile of inflammatory cytokines in aqueous from glaucomatous eyes. Mol Vis. 2012; 18:431-438.Chua J., Vania M., Cheung C.M., Ang M., Chee S.P. et al. Expression profile of inflammatory cytokines in aqueous from glaucomatous eyes. Mol Vis. 2012; 18:431-438.Kokubun T., Tsuda S., Kunikata H., Yasuda M. et al. Characteristic profiles of inflammatory cytokines in the aqueous humor of glaucomatous eyes. Ocul Immunol Inflamm. 2017; 16:1-12. doi: 10.1080/ 09273948.2017.1327605.Kokubun T., Tsuda S., Kunikata H., Yasuda M. et al. Characteristic profiles of inflammatory cytokines in the aqueous humor of glaucomatous eyes. Ocul Immunol Inflamm. 2017; 16:1-12. doi: 10.1080/09273948.2017.1327605.Duvesh R., Puthuran G., Srinivasan K., Rengaraj V. et al. Multiplex cytokine analysis of aqueous humor from the patients with chronic primary angle closure glaucoma. Curr Eye Res. 2017; 42(12):1608- 1613. doi: 10.1080/02713683.2017.1362003.Duvesh R., Puthuran G., Srinivasan K., Rengaraj V. et al. Multiplex cytokine analysis of aqueous humor from the patients with chronic primary angle closure glaucoma. Curr Eye Res. 2017; 42(12):1608- 1613. doi: 10.1080/02713683.2017.1362003.Tong Y., Zhou Y.L., Zheng Y., Biswal M. et al. Analyzing cytokines as biomarkers to evaluate severity of glaucoma. Int J Ophthalmol. 2017; 10(6):925-930. doi: 10.18240/ijo.2017.06.15Tong Y., Zhou Y.L., Zheng Y., Biswal M. et al. Analyzing cytokines as biomarkers to evaluate severity of glaucoma. Int J Ophthalmol. 2017; 10(6):925-930. doi: 10.18240/ijo.2017.06.15.

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