Reorganization of accommodative system in patients with hypermetropia during the formation of hydrodynamic blocks

PURPOSE: To determine consistent patterns of structural and functional reorganization of the accommodative system in patients with hypermetropia during normal aging and hydrodynamic block formation. METHODS: The study included 110 patients with low and moderate hypermetropia (220 eyes), divided into 5 groups: young patients, mature patients, elderly patients without evidence of hydrodynamics disturbance, elderly patients with a functional angular block and elderly patients with macrophakia. In addition to the standard ophthalmologic examination all patients underwent ultrasound biomicroscopy, Scheimpflug imaging assessment and pupillometry. RESULTS: In young patients with hypermetropia the accommodation value depends on the state of the ciliary muscle and the size of the pupil. In patients of mature age the lens dimensions are increased by 15-20%, decreasing the angle of the ciliary body by 24-30%, and the acoustic features of hypertrophy of the circular portion of the ciliary muscle are also found. Accommodation value correlates with the thickness of the lens (r=0.53), the posterior chamber dimensions (r=-0.45) and the value of the ciliary body inner apex angle (r=-0.57), as well as IOP increase gradient after the load test (r=0.43). Normal aging process involves degenerative changes of the ciliary muscle and there is a strong correlation of accommodation reserve with IOP level (r=-0.81; p=0.001). When a hydrodynamic block occurs, the increase of the lens mass becomes critical, and hypertrophy of the ciliary muscle is preserved. Thus there is a change in configuration of the internal top of ciliary body and the decrease of apex angle in patients with functional angular block by 30-40%, while in patients with macrophakia it is decreased by 50-60%. Accommodation value in patients with functional angular block correlates with the facility of intraocular fluid outflow (r=-0.71; p=0.021) and in patients with macrophakia - with IOP level (r=-0.72; p=0.009). CONCLUSION: Accommodative system in young patients with hypermetropia is characterized by active participation of the ciliary muscles and pupillary diaphragm. In normal aging hypertrophy of the ciliary muscle is replaced with dystrophy. In patients with hydrodynamic blocks ciliary muscle hypertrophy phenomenon persists, the increase in the lens mass becomes critical, suggesting a disorder of accommodative response regulatory mechanism.

гиперметропия, аккомодация, функциональный ангулярный блок, закрытоугольная глаукома, цилиарная мышца, цилиарное тело, ультразвуковая биомикроскопия, старение, hypermetropia, accommodation, functional angular block, angle-closure glaucoma, ciliary muscle, ciliary body, ultrasound biomicroscopy, aging

1. Волков В.В., Котляр К.Е., Светлова О.В., Смольников Б.А. Биомеханические особенности взаимодействия дренажной и аккомодационной регуляторных систем глаза в норме и при контузионном подвывихе хрусталика. Вестник офтальмологии 1997; 113(3): 5-7

2. Аветисов С.Э. Современные подходы к коррекции рефракционных нарушений. Вестник офтальмологии 2004; 120(1): 19-22

3. Чешейко Е.Ю., Щуко А.Г., Юрьева Т.Н. Критерии дифференциальной диагностики функционального ангулярного блока -латентной стадии закрытоугольной глаукомы. Вестник Оренбургского государственного университета 2012; 148(12): 10-13

4. Егорова Э.В., Файзиева У.С. Анатомо-топографические особенности иридозонулярной зоны при прогрессировании катарактальных помутнений по данным ультразвуковой биомикроскопии у пациентов узбекской национальности с первичной закрытоугольной глаукомой. Глаукома 2009; 8(1): 12-17

5. Егорова Э.В., Файзиева У.С. Факоэмульсификация хрусталика в случаях блокады УПК после ранее выполненной лазерной иридэктомии при закрытоугольной глаукоме. Офтальмохирургия 2013;(4): 6-11

6. Нестеров А.П. Глаукома. М.: Медицина, 1995; 288 с. [Nesterov A.P. Glaukoma [Glaukoma] Moscow, Medicine publ., 1995. 288 p. (In Russ.)].

7. Barkana Y., Dekel I., Goldich Y., Morad Y., Avni I., Zadok D. Angle closure in Caucasians - a pilot, general ophthalmology clinic-based study. J Glaucoma 2012; 21(1): 337-341. doi: 10.1097/IJG.0b013e31820d7e89.

8. Марченко А.Н., Сорокин Е.Л. Прогностические возможности выявления факторов высокого риска факоморфической глаукомы у лиц с гиперметропической рефракцией. Офтальмохирургия 2011; (3): 10.

9. Ботабекова Т.К., Джуматуева З.А. Особенности формирования блоков при первичной закрытоугольной глаукоме. Глаукома 2013; 12(1): 16-19

10. Quigley H.A. Glaucoma: what every patient should know. Part 2. Factors increasing the risk for angle closure glaucoma. Will you go blind? Can glaucoma be cured? How can you help your family avoid glaucoma damage? Natsional’nyi zhurnal glaukoma 2014; 13(4): 79-84.

11. van Romunde S.H., Thepass G., Lemij H.G. Is Hyperopia an important risk factor for PACG in the Dutch population? - A Case Control Study. J Ophthalmol 2013: a630481. doi: 10.1155/ ь2013/630481. Epub 2013 Sep 15.

12. Lowe R.F. Aetiology of the anatomical basis for primary angle-closure glaucoma. Biometrical comparisons between normal eyes and eyes with primary angle-closure glaucoma. Br J Ophthalmology 1970; 54(3): 161-169. doi: 10.1136/bjo.54.3.161.

13. Ходжаев Н.С., Тимошкина Н.Т., Узунян Д.Г. Возможности ультразвуковой биомикроскопии в диагностике различных форм глаукомы. Глаукома 2004; 3(4): 3-5. [Khodzhaev N.S., Timoshkina N.T., Uzunyan D.G. Capabilities of ultrasound biomicroscopy in the diagnostics of various forms of glaucoma. Glaucoma 2004; 3(4): 3-5. (In Russ.)].

14. Юрьева Т.Н. Современные представления о структурнофункциональной организации иридоцилиарной системы. Медицинская визуализация 2011; 2(2): 44-50.

15. Chen Y.Y., Sheu S.J., Chou P. The biometric study in different stages of primary angle-closure glaucoma. Eye (Lond) 2013; 27(9): 1070-1076. doi: 10.1038/eye.2013.127.

16. Xu L., Cao W.F., Wang Y.X., Chen C.X., Jonas J.B. Anterior chamber depth and chamber angle and their associations with ocular and general parameters: the Beijing Eye Study. Am J Ophthalmology 2008; 145(5): 929-936. doi: 10.1016/j.ajo.2008.01.004.

17. Копаева В.Г. Глазные болезни. М.: Медицина, 2002; 560 с. [Kopaeva V.G. Glaznye bolezni [Eye diseases]. Moscow: Medicine publ., 2002. 560 p. (In Russ.)].

18. Аветисов С.Э., Кащенко Т.П., Шамшинова А.М. Зрительные функции и их коррекция у детей. М.: ОАО «Медицина» 2005; 872 с.

19. Colburn J.D., Morrison D.G., Estes R.L., Li C., Lu P., Donahue S.P. Longitudinal follow-up of hypermetropic children identified during preschool vision screening. J AAPOS 2010; 14(3): 211-215. doi: 10.1016/j.jaapos.2010.02.006.

20. Аккомодация. Под ред. Катаргиной Л.А. М.: Апрель, 2012; 136 с

21. Розанова О.И., Щуко А.Г. Пресбиопия. М.: Офтальмология, 2015; 154 с

22. Bailey M.D., Sinnott L.T., Mutti D.O. Ciliary body thickness and refractive error in children. Invest Ophthalmol Vis Sci 2008; 49(10): 4353-4360. doi: 10.1167/iovs.08-2008.

23. Sheppard A.L., Davies L.N. In vivo analysis of ciliary muscle morphologic changes with accommodation and axial ametropia. Invest Ophthalmol Vis Sci 2010; 51(12): 6882-6889. doi: 10.1167/iovs.10-5787.

24. Pucker A.D., Sinnott L.T., Kao C.Y., Bailey M.D. Region-specific relationships between refractive error and ciliary muscle thickness in children. Invest Ophthalmol Vis Sci 2013;54(7): 4710-4716. doi: 10.1167/iovs.13-11658.

25. Pavlin C.J., Foster F.S. Ultrasound biomicroscopy of the eye. New York: Springer-Verlag, 1995: 214 р. doi 10.1007/978-1-46122470-9.

26. Lossing L.A., Sinnott L.T., Kao C.Y. et al. Measuring changes in ciliary muscle thickness with accommodation in young adults. Optom Vis Sci 2012; 89(5): 719-726. doi: 10.1097/OPX.0b013e318252cadc.

27. Золотарёв А.В., Карлова Е.В., Пересыпкин В.П., Павлова О.В., Синеок А.Е. Патогенез первичной открытоугольной глаукомы: роль пресбиопических изменений. Офтальмохирургия 2011; (2): 81-84.

28. етлова О.В., Засева М.В., Суржиков А.В., Кошиц И.Н. Развитие теории оттока водянистой влаги и перспективные гипотензивные воздействия. Глаукома 2003; 2(1): 51-59

29. Витт В.В. Строение зрительной системы человека. Одесса: Аспринт, 2003; 664 с

30. Анисимов В.Н. Молекулярные и физиологические механизмы старения. СПб.: Наука, 2003; 468 с

31. Timiras S. Physiological basis of aging and geriatrics. 4th edition. New York: Informa Healthcare, 2007; 536 p. doi: 10.1201/ 9781420025187

32. Крутько В.Н., Подколзин А.А., Донцов В.И. Общие причины, механизмы и типы старения. Успехи геронтологии 1997; 28(1): 34-40

33. Халявкин А.В., Яшин А.И. Нормальное старение как следствие реакции управляющих систем организма на внешние сигналы, не способствующие его полному самоподдержанию. Биологические предпосылки. Проблемы управления 2004; 16(4): 57-61

34. Курышева Н.И., Федоров А.А., Еричев В.П. Патоморфологические особенности катарактального хрусталика у больных глаукомой. Вестник офтальмологии. 2000; 116(2): 13-16

35. Хорошилова-Маслова И.Р., Ганковская Л.В., Андреева Л.Д., Еричев В.П., Василенкова Л.В., Илатовская Л.В. Экспериментальное изучение ингибирующего действия комплекса цитокинов на заживление раны после фильтрующей операции при глаукоме. Гистопатологические и иммунохимические находки. Вестник офтальмологии 2000; 116(1): 5-8

36. Аветисов С.Э., Полунин Г.С., Шеремет Н.Л., Муранов К.О., Макаров И.А., Федоров А.А. и др. Поиск шапероноподобных антикатарактальных препаратов - антиагрегантов кристаллинов хрусталика глаза. Сообщение 3. Возможности динамического наблюдения за процессами катарактогенеза на «пролонгированной» модели УФ-индуцированной катаракты у крыс. Вестник офтальмологии 2008; 124(2): 8-12

37. Шмырева В.Ф., Петров С.Ю., Антонов А.А., Сипливый В.И. и др. Метод оценки оксигенации субконъюнктивального сосудистого русла с помощью спектроскопии отраженного света (экспериментальное исследование). Глаукома 2008; 2: 9-14

38. Шмырева В.Ф., Зиангирова Г.Г., Мазурова Ю.В., Петров С.Ю. Клинико-морфологическая характеристика дренажной зоны склеры при глаукоме нормального внутриглазного давления. Вестник офтальмологии 2007; 123(6): 32-35