Биофизическая и биохимическая характеристики хрусталика

лике, в двух последних случаях.

В этой связи высказываемое мнение, что эпителий хрусталика вторично вовлекается в процесс катарактогенеза, на наш взгляд, недостаточно убедительно.

Несмотря на достигнутые успехи в изучении механизмов развития помутнений при формировании катаракты, остается невыясненным целый ряд вопросов. Так, основные физико-химические и биохимические параметры катарактогенеза исследованы главным образом на конечных стадиях развития катаракты, неясна степень обра- тимостипредкатарактальных изменений метаболизма, не изучена возможность предотвращения развития предкатарактальных повреждений белковых комплексов хрусталика путем стимулирования ключевых участков метаболизма. Нет ясности в том, как развивается катаракта у пожилых людей при различных состояниях системы дезинтоксикации организма. Необходимо также уточнить роль мембранного компонента в развитии разных форм катаракты и изучить действие стабилизаторов структуры и стимуляторов функции мембран на различных этапах развития возрастной катаракты.

Наряду с дальнейшим изучением (уточнением) молекулярных механизмов катарактогенеза крайне необходимы углубленные исследования пусковых механизмов и конкретных факторов внешней и внутренней среды организма, обусловливающих в различной мере возникновение и прогрессирование данного заболевания. В этом отношении ценной является концепция о прямом и непрямом катарактогенном влиянии различных факторов (синкатарактогенном и кокатарактогенном; рис. 3.2).

В плане выяснения различных факторов внешней и внутренней среды организма, оказывающих прямое или косвенное катарактогенное действие, следует указать, что на современном этапе изучения основ катарактогенеза главная роль пускового механизма отводится СВОбоднораДИКЗЛЬНЫМ реакциям.

Свободные радикалы представляют собой химические соединения, содержащие ДеЛОКалИЗОВаННЬіе электроны и обладающие вследствие этого необычайно высокой реакционной способностью. В организме свободные радикалы постоянно образуются в процессе тканевого обмена, однако наличие четкой интеграции метаболических

Рис. 3.2. Механизм катарактогенеза и синкатарактогенеза

процессов в клетках предотвращает нежелательные реакции радикалов с их биоструктурами. В тканях глаза наиболее существенным дополнительным фактором, стимулирующим образование свободнораДИКальНЫХ соединений, является свет, особенно коротковолновая часть его спектра в диапазоне 300-400 нм.

Следует подчеркнуть, что поглощение хрусталиком энергии этой части спектра с возрастом повышается. Наряду с этим выявлено, что с возрастом в хрусталике возрастает уровень флуоресцирующих хромофоров, абсорбирующих свет с длиной волны 360 и 435 нм и испускающих флуоресценцию с длиной волны 440 и 520 нм соответственно. Этот момент, несомненно, является существенным в качественной характеристике светопропускания хрусталика у лиц пожилого возраста.

У маленького ребенка хрусталик не содержит хромофоров, которые бы абсорбировали заметную часть видимого света (400-750 нм).Зоны, абсорбирующие ультрафиолетовые лучи длиннее 295 нм, сосредоточены преимущественно в триптофано- ВЫХ участках протеинов хрусталика и сравнительно малого количества свободного триптофана внутри хрусталика. Кроме незначительного количества цитохромов в клетках эпителия хрусталика в юном возрасте нет никаких других хромофоров, которые бы были способны абсорбировать волны света длиной более 320 нм.

Ультрафиолетовый свет может значительно повреждатьнатИБНЫЙ хрусталик как in vivo, так и in vitro путем прямой абсорбции. Изменения в человеческих хрусталиках, которые in vitro были подвергнуты ультрафиолетовому облучению, проявлялись в виде усиленной флуоресценции при 440 и 520 нм, а также выраженной пигментации.

Кумулятивное действие постоянного ультрафиолетового излучения из космоса состоит в инициировании образования целого ряда флуоресцирующих хромофоров, которые начинают абсорбировать более длинные световые волны, в пожелтевшем хрусталиковом ядре и в прогрессивном нарастании уровня нерастворимых протеинов хрусталика. Последнее происходит за счет образования поперечных связей (сшивок) в белках, в первую очередь за счет образова- нияДИСуЛьфиДНЫХ связей.

Исследования трансмиссии видимого и ультрафиолетового света в нормальном хрусталике в различные периоды жизни человека показали, что хрусталик у десятилетних пропускает свыше 75% ультрафиолетовых лучей (300-400 нм), в то время как трансмиссия в хрусталике у двадцатипятилетних уже снижается на 20% . Это обстоятельство обусловлено низким уровнем ультрафиолетабсорбирующих хромофоров в юных хрусталиках и их нарастающей концентрацией во время старения.

Данные исследований с помощью электронного спин-резонанса указывают на свободно радикальный механизм, который, по всей вероятности, лежит в основе фотохимических повреждений хрусталика. Дополнительно к ультрафиолетиндуцированным свободным радикалам присоединяется также влияние синглет-кислорода, образующегося при прямых ультрафиолетовых световых повреждениях, а также при фотодинамическом воздействии псораленов на протеины хрусталика.

В последние десятилетия собрано много данных, которые доказывают, что ультрафиолетовое излучение (между 300 и 400 нм) следует рассматривать как важный фактор при старении хрусталика и при катарактогенезе у людей и животных.

Результаты исследований in vivo показали, что ультрафиолетовые лучи свыше 300 нм в состоянии вызывать экспериментальную катаракту в хрусталиках у подопытных мышей, крыс, кроликов и приматов; кроме того, было также установлено индуцирование катаракты путем ультрафиолетового облучения у человека.

Поскольку хрусталик человека в течение всей жизни подвергается постоянному ультрафиолетовому излучению из космоса (300-400 нм), то следствием такого фотохимического воздействия является повышение ультрафиолетовой абсорбции и абсорбции определенных волн видимого света за счет фотохимически возбужденных флуоресцирующих хромофоров. По крайней мере, два таких хромофора идентифицированы. Один из них абсорбирует при 435 нм и флуоресцирует при 520 нм.

В происхождении указанных хромофоров важную роль играют фотохимические превращения ароматических аминокислот. Так, в частности, установлено, что триптофан посредством фотоионизации подвергается фотохимической деградации с разрывом индольного кольца.ТриптофаноВЫб остатки белков хрусталика, поглощая свет и переходя в электронно-возбужденное состояние, могут вызывать фотосенсибилизированное окисление белков, в частности их сульфгидрильных групп, с образованием дисульфидных связей.

Флуоресцирующие компоненты при старении увеличиваются в качественном и количественном отношении, хрусталиковое ядро становится все желтее и происходит прогрессивное уменьшение пропускаемости света как в видимой, так и в ультрафиолетовой области спектра. Окрашивание в основном ограничено ядром хрусталика, так как периферическая зона имеет намного более высокий уровень глутатиона, кроме того, и другие антирадикальные соединения могут препятствовать большинству фотохимических реакций.У10% населения этот процесс происходит намного быстрее; при этом развивается ядерная коричневая катаракта как крайний случай этого зависящего от возраста фотохимического изменения. Этот тип окраски, если он не очень выражен, безусловно, полезен из-за своего светофильтрационного действия, защищающего ткани глаза от ультрафиолетового, а также от коротких волн видимого света. Так, в частности, сетчатка защищается в течение жизни от кумулятивного фотохимического повреждения.

Данные исследований последних лет показывают, что излучения обусловливают необратимые световые повреждения в сетчатке при афакии у человека и у приматов.

Помимо хронического воздействия ультрафиолетового света из космоса более высокий уровень излучения может вызвать in vitro и in vivo помутнение жидкости в хрусталике у человека, так же, как это происходит у крыс и у кроликов. Установлена зависимость эффекта от дозы и времени облучения. Принято считать, что*1удар’ облучения более высокой интенсивности может вызвать значительные фотохимические повреждения энзиматических систем (например, каталаза, глутатионредуктаза). Побуждающее действие хронического облучения более низкой интенсивности на энзимы может быть предупреждено активностью восстановительного механизма хрусталика, который препятствует прогрессированию фотохимически индуцированных повреждений структурных протеинов. Имеются данные, что интенсивное ультрафиолетовое облучение нарушает фазовое равновесие между протеином и водой внутри хрусталика, а это приводит к образованию своеобразных соединений воды с протеиновыми компонентами. Это может обусловливать локализованные, резко выраженные изменения в рефракционном индексе поврежденного места и тем самым увеличение рассеивания света и помутнение. Результаты более поздних исследований кроликов, подвергнутых лазерному облучению (337 нм), показали четкое изменение водорастворимых компонентов хрусталиков. Волны этой длины имеют достаточную фотоэнергию (1-1,5 эВ), чтобы нарушить нативное распределение про- теин/вода в хрусталике.

Хотя при нормальных условиях в глаза попадает только малая доза ультрафиолетового излучения от солнца, кумулятивный эффект многих лет еще значителен, особенно если учитывать все увеличивающуюся продолжительность жизни человека. В ряде обзорных статей по эпидемиологии катаракты высказывается мнение, что солнечный свет играет важную роль при старении хрусталика и образовании старческой катаракты.

Так, например, частота катаракты и число её экстракций в Индии, Пакистане и в определенных областях Африки значительно выше, чем в зонах с умеренной инсоляцией. Данные более поздних эпидемиологических исследований, посвященных изучению соотношения солнечного облучения и возникновения катаракты, показали, что отношение показателя пациентов с катарактой к контрольному возрасту у лиц 65 лет или старше значительно выше в местностях с большим солнечным излучением. Результаты исследования, проведенного в Непале с участием коренного населения, свидетельствуют о значительной связи между появлением катаракты и продолжительностью солнечного облучения. В этих местностях наивысшего солнечного облучения частота появления катаракты составляет 75%, и этот показатель снижается на 15-20% на территориях, где уровень такого облучения ниже. Конечно, при катарактогенезе определенную роль играют и другие факторы, такие, как наследственность, особенности питания, обмен веществ и т.д.

Кроме уже оговоренного фотохимического действия ультрафиолетового облучения на хрусталик глаза существует еще возможность фотобиологических повреждений через фоточувствительные реакции вследствие аккумуляции определенных медикаментов в этом органе.

После тринадцатимиллиметровой фазы развития глазного хрусталика он полностью окружен капсулой и в течение всей жизни в нормальном состоянии не теряет ни одной клетки. Таким образом, если какой-то медикамент путем фотосинтеза связан с белками хрусталика или нуклеиновыми кислотами, то это означает, что он сохраняется внутри хрусталика и в течение всей жизни обусловливает повышенный риск для световых повреждений, когда речь идет о светочувствительном агенте.

Псоралены — это соединения, которые известны как фоточувствительные агенты и применяются дерматологами для лечения псориаза и витилиго. Такая форма световой рефракции условно названа как ПУФА-ТЄ- рапия; она состоит из приема метопсипсо- ралена или аналогичных соединений и дополнительного ультрафиолетового облучения (320-400 нм) в течение короткого периода.

Псорален был найден в ряде глазных тканей опытных животных (крыс, кошек и обезьян) в течение 2 ч после приема одной отдельной дозы, соответствующей дозе для человека. Он был обнаружен связанным с протеином хрусталика и с ДНК путем фотосинтеза в условиях воздействия ультрафиолетового спектра окружающего нас света. Так как хрусталик глаза большинства взрослых млекопитающих образует очень действенный фильтр против ультрафиолетового облучения, то в сетчатке не наблюдалось синтеза комплексов белков и нуклеиновых кислот с псораленом. У афаков или псевдоафаков подопытных животных так же, как и в глазах молодых животных (у которых глазной хрусталик еще пропускает значительную массу ультрафиолетового света), ультрафиолетовый свет, однако, успевал проникнуть в сетчатку и вызвать фотосинтетическую связь указанных компонентов с 8-МОП.

Взаимосвязь междуПУФА-терапиеЙ и возникновением катаракты у людей и подопытных животных была неоднократно под-

тверждена. Катаракта у пациентов, получа- ющихПУФА-терапию, была исследована способом фосфоресцентной спектроскопии с высокой разрешающей способностью. Уровень хрусталикового протеина у этих пациентов свидетельствует, что пик фосфоресценции (по форме и продолжительности жизни) идентичен с уже упомянутыми, обусловленными комплексом8-М0П с хруСТаЛИКОВЫМИ протеинами, полученными в экспериментах на крысах. Эти данные являются объективным доказательством того, что указанный медикамент может вызывать в хрусталиках человека специфические фотопродукты (так же, как это было показано при образованииПУФА-КЭТаракты в опытах на животных).

Такое наблюдение, однако, не исключает применения этой формы лечения псориаза, так как имеются простые и действенные превентивные мероприятия. Следует иметь в виду, что 8-МОП находят в хрусталике только в течение около 24 ч после приема при защите глаз от ультрафиолетового облучения. Поэтому в настоящее время дерматологи снабжают таких пациентов очками с ультрафиолетовым фильтром и предписывают им сразу после приема медикамента надевать эти очки и носить их как минимум 24 ч. Их следует носить в помещении, а также на улице, так как в это время обычный флуоресцирующий свет достаточно рассеивает ультрафиолетовое ОС-облу- чение, чтобы не нарушить связывания 8-МОП с белками. Результаты исследований, проведенных в течение 2 лет с применением ультрафиолетовых щелевых ламп (денситография), подтверждают эффективность этого способа. В противоположность этому у пациентов, глаза которых не были защищены в соответствии с вышеуказанными рекомендациями, наблюдалась аномальная и повышенная флуоресценция хрусталика; у некоторых из них развилась даже

ПУФА-катаракта.

Часто применяемые внутриглазные им- ПЛантацИОННЬіе линзы свободно пропускают ультрафиолетовый свет и поэтому не могут быть такой защитой от ультрафиолетовых лучей, которая существует в природном хрусталике или даже при использовании обычного стекла, абсорбирующего ультрафиолетовые волны длиной до 320 нм. Поэтому в настоящее время определенное внимание уделяется испытанию интраокуЛЯрных линз, оптическая часть которых обладает свойством абсорбции ультрафиолетового света.

Кроме псоралена в медицинской практике встречается и ряд других лекарственных соединений, оказывающих фотосенсибилизирующее действие. Так, в частности, аллопуринол является медикаментом, применяемым при повышенном уровне мочевой кислоты. В ряде случаев указывалось на возможную взаимосвязь между развитием помутнения хрусталика у относительно молодых пациентов (20-40 лет) и длительным приемом этого медикамента. У больных катарактой, длительно (более 2 лет) принимающих аллопуринол, хрусталики были исследованы с помощью фосфо- ресцентной спектроскопии. Во всех хрусталиках удалось обнаружить типичный ал- лопуринол-триплет. Аналогичный спектр был получен от нормальных человеческих хрусталиков, которые инкубировались в присутствии10~3МОЛь/Л аллопуринола и в течение 16 ч подвергались ультрафиолетовому облучению в 1,2mW/CM2. В контрольных хрусталиках (инкубировались без дополнения аллопуринолом) не выявили никаких изменений.

Такие же данные получены при изучении хрусталиков крыс; подопытные животные получали одноразовую дозу аллопури- нола и в течение ночи подвергались ультрафиолетовому облучению.

В нормальных хрусталиках пациентов, которые лечились более 2 лет аллопуринолом без развития каких-либо глазных повреждений, аллопуринолл-триплет не был обнаружен. Эти данные дают основание полагать, что аллопуринол может повысить предрасположенность к катаракте, если в хрусталике он связан фотохимически (тогда он действует как дополнительный внешний фоточувствительный фактор). Однако это обстоятельство не может служить абсолютным противопоказанием к применению аллопуринола в лечении хронических процессов. Взаимосвязь между уровнями ультрафиолетового облучения и циркулирующим аллопуринолом при возникновении фотОЧуВСТВИТеЛЬНОЙ аллопуринол-катарак- ТЫ нуждается в более детальном изучении.

После того как в эксперименте была установлена повышенная флуоресценция в хрусталике во взаимосвязи со старением и медикаментозным лечением, а также случаи возникновения катаракт вследствие световых повреждений, был разработан метод для изучения флуоресценции хрусталика in vivo, который позволяет точно определять изменения в толще уже стареющих хрусталиков.

Кроме возрастного повышения уровня флуоресценции этим способом можно обнаружить также аналогичные изменения в ткани хрусталика, появление которых связано с профессиональными вредностями или несчастным случаем.

Повышенный уровень флуоресценции наблюдается также у пациентов, проходящих ПУФА-лечение. При недостаточной защите от ультрафиолетового облучения у таких пациентов может образоваться катаракта. Хотя многие дерматологические клиники теперь хорошо снабжены защитными очками, абсорбирующими ультрафиолетовый свет, данные по целому ряду лечившихся до 1977 г. лиц (до признания вредного влияния аллопурина при лечении псориаза) показывают значительное повышение отдельных пиков флуоресценции. Интересные данные получены относительно пациентов, подвергавшихся лечению Д-пенициллами- ном (по поводу разных болезней): у них обычно обнаруживается более низкий уровень флуоресценции. В связи с тем, что Д- пеницилламин является исключительной ловушкой радикалов с образованием хелатов, он может проникать в хрусталик как in vivo, так и in vitro. Как ловушка радикалов пеницилламин в состоянии препятствовать

реакцииультрафиолетиндуцированных радикалов и таким образом защищать хрусталик от световых повреждений.

Эти опыты показывают необходимость разработки метода для получения объективных и репродуцируемых данных о флуоресценции хрусталика in vivo. При помощи ультрафиолетовых методов и щелевой световой денситографии можно объективно контролировать параметры старения хрусталика (флуоресценцию) и таким образом установить световые повреждения на нем задолго до того, как они становятся видимыми. Таким образом, появляется возможность предупредить или задержать процесс помутнения хрусталика.

С появлением возможности выявить изменения уровня хромофоров в живом глазу установлена низкая способность хрусталика к фильтрованию ультрафиолетовых лучей у определенных пациентов с дегенеративным повреждением сетчатки по сравнению с аналогичными показателями в норме. Это означает, что хрусталик у таких людей не производит достаточно хромофоров для абсорбции всего ультрафиолетового излучения. У более чем 80% населения в возрасте 30-40 лет хрусталик развивается в очень эффективный фильтр против ультрафиолетовых лучей и коротких волн видимого света (320-450 нм) и этим защищает стареющую и метаболически менее активную сетчатку от световых повреждений.

Установлено, что у пациентов с дегенеративными повреждениями сетчатки уровень флуоресценции хрусталика значительно ниже (в 30-50% случаев), чем у здоровых лиц той же возрастной группы. Это доказывает, что их хрусталики образуют менее эффективный фильтр против волн длиной 320-450 нм. Таким образом, есть основания предполагать, что световые повреждения являются важным фактором в прогрессировании некоторых дегенеративных болезней и, возможно, играют значительную роль для пациентов с артифакией, искусственные хрусталики которых хорошо пропускают как УФ-В, так и УФ-А.

В процессе обмена веществ образуются такие чрезвычайно реакционно-способные и вследствие этого токсичные интерме-

ДИанты, какСупероКСИДНЫИ радикал, гидропероксид водорода и гидроксидный радикал.

Наличие указанных процессов в тканях глаза вообще и в хрусталике в частности подтверждено данными ряда исследований с использованием методов электронного парамагнитного резонанса и флуоресцентной спектроскопии.

Свободнорадикальные соединения в белкахХрусталиковЫХ волокон могут атаковать их функциональные группы (тиоло- вые, аминные, гидроксильные и др.), вызывая образование дополнительных химических связей, "сшивок", изменяя таким обра- зомНативные свойства белков как в структурном, так и в функциональном отношении. И действительно, результаты исследования структуры белков хрусталика с помощью методов кругового и циркулярного дихроизма, а позднее с применением лазерной рамановской спектроскопии показали, что белки хрусталика находятся главным образом в антипараллельной b-складчатой конфигурации. Такой тип конфигурации белков довольно легко поддается полимеризации и денатурации за счет фотоградации триптофана, тирозина и окисленияТИОЛОВЫХ групп с образованиемДИСуЛЬфиДНЫХ связей.

В механизмах свободнорадикальных повреждений белков важное значение придается состояниюСуЛЬфгИДрИЛЬНЫХ групп, уровень которых в белках хрусталиков, пораженных катарактой, резко снижен, при этом количество дисульфидных связей, как правило, повышено.

В этой связи особую актуальность приобретает изучение глутатиона, главной функциональной особенностью которого является поддержание в восстановленном состоянии сульфгидрильных групп белков, устранение свободных радикалов, обезвреживание чужеродных органических соединений. В настоящее время интенсивно проводится исследование истинной физиологической роли глутатиона в хрусталике и в других тканях глаза. Установлено, что в хрусталике отмечается самая высокая концентрация восстановленной формы глутатиона, при этом с возрастом уровень его заметно снижается, а глутатион является центральным звеном в энзимокоферментной системе гашения свободных радикалов и обезвреживания токсических веществ.

Однако имеющиеся в литературе сведения о состоянии антирадикальной системы при катарактогенезе отражают в основном её уровень в уже пораженном катарактой хрусталике. Они не дают четкого представления о восстановительном потенциа- леглутатион-Б-трансферазы в хрусталике, других тканях глаза, а также в организме в целом в начальный и последующие периоды развития патологических изменений в глазу, в то время как только такая информация может стать научным обоснованием к разработке эффективных методов, предупреждающих или замедляющих развитие катаракты.

В этой связи фундаментальные исследования системы "гашения" свободных радикалов и выяснение обстоятельств, способствующих повышению активности свободнорадикальных процессов в тканях глаза и в организме в целом, составляют в настоящее время одну из наиболее актуальных проблем офтальмологии и геронтологии.

С возрастом происходит старение и изменение уровня метаболизма, снижение каталитической активности ряда ферментов, ослабление процессов транспорта питательных веществ и нарушение функциональных параметров мембран.

Убедительным можно считать предположение, что в основе патогенеза старческой катаракты лежит резкое снижение уровня антирадикальной защиты тканей глаза. В этих условиях постоянно генерируемые метаболическим и фотохимическим путем свободные радикалы атакуют мембранные компоненты и белковые комплексы хрусталика, вызывая в них стуктурно-фун- кциональные нарушения.

Исследования в данном аспекте возможны прежде всего в условиях моделирования катаракты в эксперименте. Среди экспериментальных моделей нафталиновая катаракта зарекомендовала себя как наиболее удобная, легко воспроизводимая и близкая по гистоморфологическим признакам к возрастной катаракте человека.

Нами был изучен, в частности, уровень глутатиона в различные периоды развития экспериментальной нафталиновой катаракты.

Систематическое введение подопытным животным нафталина вызывает в глазу целый комплекс нарушений процессов метаболизма и транспорта питательных веществ, приводящих в итоге к резкому снижению уровня глутатиона в хрусталике.

В качестве наиболее существенных моментов в механизме катарактогенного действия нафталина необходимо отметить следующие: нафтохинон — один из продуктов метаболизма нафталина — реагирует с ферментами, аминокислотами,глутатионом;в камерной влаге нафтохинон окисляет аскорбиновую кислоту в дегидроаскорбиновую, которая проникает в хрусталик и восстанавливается за счет глутатиона. Окисленный в этой реакции глутатион может свободно диффундировать из хрусталика во влагу передней камеры.

Таким образом, в механизме снижения уровня глутатиона в хрусталике под влиянием кормления животных нафталином наиболее важны два момента: непосредственное действие хинонов на процессы, связанные с биосинтезом и генерацией его восстановленной формы, и сенсибилизирующее действие хинонов на процессы фотоионизации, приводящее к повышению концентрации свободных радикалов. Последний момент приобретает особую значимость в свете экспериментальных данных, убедительно показывающих, что одной из основных реакций глутатиона внутри клеток является реакция со свободными радикалами и последующая димеризация тиоль- НЫХ радикалов в дисульфиды. В этой связи, а также исходя из достижений в области изучения механизмов старения и катарактогенеза, свидетельствующих, что в основе биогенеза старческой катаракты лежат процессы, связанные с генерацией свобод- НОраДИКЗЛЬНЫХ соединений и образованием перекрестных связей в белках, роль окислительно-восстановительной системы глутатиона можно рассматривать в более широком аспекте.

Следует отметить, что в наших экспериментах у некоторых кроликов катаракта не развивалась даже при длительном кормлении нафталином. Содержание глутатиона в хрусталике этих животных уменьшалось, однако значительно превышало уровень его в помутневших хрусталиках. Эти наблюдения позволяют в определенной степени расширить существующие представления о взаимосвязи пусковых патогенетических механизмов катарактогенеза по типу кокатарактогенеза, когда действие прямого катарактогенного фактора усиливается с помощьюНекатарактогеННЫХ (аддитивных) влияний, и синкатарактогенеза, при котором наблюдается появление катарактогенного эффекта при совместном действии двух или болееСубкатаракТОГеННЫХ факторов. Результаты наших наблюдений в опытах с отсутствием видимых патологических изменений в хрусталике у отдельных животных после продолжительного скармливания нафталина свидетельствуют о наличии определенных факторов экзо- или эндогенного характера, препятствующих реализации прямого катарактогенного фактора или ослабляющего его действие. Уровень глутатиона в хрусталике этих животных позволяет полагать, что в механизме наблюдаемой устойчивости к катарактогенному действию нафталина существенная роль принадлежит глутатиону.

Данные о воможности участия глутатиона в связывании свободных радикалов в хрусталике, а также предварительные результаты изучения превентивного влияния глутатиона на развитие катаракты in vitro убеждают нас в той исключительной роли, которую играет глутатион в поддержании нативной конформации белковых структур хрусталика.

Необходимо указать, что значительный вклад в потенциал антирадикальной системы вносят витамины Е и С .

Повышенный уровень свободнорадикальных соединений может образовываться и при метаболизме токсических веществ экзогенного и эндогенного происхождения.

Дезинтоксикационная роль глутатиона тесно связана с функцией глутатионперок- СИДЗЗЫ, которая катализирует реакцию обезвреживания перекиси водорода и других гидроперекисей, а также глутатион-S- ТрансфераЗЫ, обеспечивающей обезвреживание различных токсических метаболитов и ксенобиотиков путем конъюгации их с глутатионом.

Данные исследований последних лет указывают на еще одну важную функцию глутатиона, раскрывающую роль этого соединения в пластическом обеспечении биосинтеза белков в хрусталике, — участие в механизме транспорта аминокислот через клеточные мембраны.

Важную роль в процессах «гашения» СВОбодНОраДИКаЛЬНЫХ соединений, в частности, высокотоксичного супероксидного радикала, играет фермент СуПбрОКСИДДИС- мутаза, катализирующий реакцию дисмута- ции радикалов02~ с образованием перекиси водорода и молекулярного кислорода, при этом перекись водорода обезвреживается каталазой и глутатионпероксидазой.

В плане углубленного изучения метаболических механизмов катарактогенеза представляются важными биохимические исследования с использованием ингибиторов отдельных ферментов антирадикальной защиты и воздействий световой энергией.

В этой связи нами были поставлены эксперименты на подопытных кроликах, которые подвергались воздействию яркого света, приближенного к спектру солнечного излучения, приему ингибиторакаталаЗЫ — аминотриазола и сочетанного влияния этих факторов в течение 20 нед.

В разных тканях глаза и внутренних органах изучено состояние ферментов антирадикальной защиты, дезинтоксикации и транспорта аминокислот.

При исследовании активности суперок- СИДДИСМутаЗЫ, выполняющей функцию защиты белков от эндогенного02~ иН202, выявлено ингибирование активности этого фермента в различных условиях эксперимента, особенно значительное при комплексном воздействии на организм света и аминотриазола.

Различная степень снижения активно- стиСуперОКСИДДИСМутаЗЫ, наблюдаемая в разных тканях, может быть обусловлена наличием тканевой специфичности фермента и егоИЗОфермеНТНЫХ форм.

Анализируя активность в этих услови- яхглутатион-Б-трансферазы, следует отметить снижение уровня активности фермента в хрусталике и ресничном теле, тогда как антитоксическая функция печени, особенно при введении аминотриазола, активизируется. Это явление сопровождается повышенным расходом глутатиона в организме, что, в свою очередь, увеличивает потребность в серосодержащих аминокислотах в организме в целом.

Иная картина отмечается при анализе показателейГЛутатиОНПерОКСИДаЗЬі: активность этого фермента в хрусталике при токсической аминотриазоловой катаракте незначительно снижается и заметно повышается в стекловидном теле, сыворотке крови, печени. Это явление, по-видимому, носит компенсаторный характер в ответ на повышенный уровень гидроперекиси в указанных тканях вследствие избирательного ингибирования каталазы аминотриазолом.

В опытах с использованием яркого света заслуживают внимания данные о значительном снижении активности глутатион- пероксидазы в тканях радужки, сетчатки и хрусталика. Этот факт, несомненно, является важным звеном в механизме патогенного действия света высокой интенсивности на орган зрения.

Результаты изучения g-глутамилтранс- ПСПТИДазЫ свидетельствуют о выраженном снижении активности этого энзима во всех исследуемых тканях, что может явиться важным моментом в механизме нарушения системы транспорта аминокислот вследствие воздействияКатарактОГенных факторов.

В условиях клиники проведено изучение активности ферментов пентозо-фосфат- ного цикла и резистентности эритроцитов как критерия стабильности клеточных мем-

бран, в результате чего выявлено снижение активности глюкозо-6-фосфатдегидрогена- ЗЫ у больных возрастной катарактой на 29,7% Отмечается также корреляционная взаимосвязь между возрастом и уровнем активности фермента. Нами установлено и снижение резистентности эритроцитов в крови при развитии патологического процесса как у больных катарактой, так и у экспериментальных животных, что говорит о снижении потенциала антирадикальной системы в организме.

Об изменении антирадикального статуса тканей глаза при экспериментальном катарактогенезе (световая и аминотриазольная катаракта) свидетельствуют также данные о повышении лабильности мембран лизосом сетчатой оболочки, тогда как в условиях воздействия когерентных лучей с длиной волны 632,8 нм (малой энергией гелий-неонового лазера) отмечалось повышение стабильности отдельных мембранных структур сетчатки.

Таким образом, избирательное ингибирование только одного фермента (каталазы) вызывает целую цепь вторичных изменений в активности ферментов дезинтоксикации и "гашения" свободных радикалов, что лишь частично можно объяснить регуляторНЫМИ механизмами обратной связи.

Полученные нами результаты еще раз свидетельствуют о том, что состояние процессов дезинтоксикации и "гашения" свободных радикалов в организме имеет существенное значение для возникновения и прогрессирования катаракты.

Результаты сопоставления данных о направленности изменений антирадикальной системы при длительном световом воздействии и старении дают основание полагать, что яркий свет ускоряет процессы повреждения энзиматических систем антирадикальной защиты.

По всей вероятности, эти повреждения затрагивают прежде всего каталитическую функцию ферментов, как это было показано, в частности, с помощью иммунотитрования специфическими антителами (супер- ОКСИДДИСМутаза и глюкозо-6-фосфатдегид- рогеназа), когда было обнаружено, что при старении увеличивается число неактивных молекул энзимов с неповрежденной антигенной структурой.

Таким образом, вполне аргументированным является положение о том, что нарушение биохимических процессов, то есть своеобразное старение метаболизма, предшествует физико-химическим процессам, повреждающим структурные компоненты хрусталика и обусловливающим его помутнение.

В большинстве работ, посвященных патогенезу катаракты, изучаются метаболические процессы в тканях глаза. По нашему мнению, механизмы образования помутнения в хрусталике включают не только нарушения обмена веществ в тканях глаза, но и в значительной степени связаны с состоянием метаболического статуса организма.

Скорость старения как организма в целом, так и хрусталика в частности зависит от целого ряда факторов внешней и внутренней среды организма, которые могут вызывать повышенную генерацию свободнорадикальных соединений или ослаблять систему антирадикальной защиты организма.

Выявление этих факторов и изучение механизма их действия составляют важнейшее направление в области исследования патогенеза возрастной катаракты.

В научном и практическом отношении актуальным является изучение качественных и количественных аспектов катарактогенного действия различных видов электромагнитной энергии (световой, радио- и микроволновой, рентгеновской, космического и гамма-излучения). Так, в частности, уже доказано прямое катарактогенное действие радиационных и микроволновых излучений, а действие коротковолновой части видимого света нами обсуждалось ранее.

Доказано прямое катарактогенное влияние ряда химических веществ, встречающихся в быту и на производстве (нафталин, b-нафтол, тетралин, динитрофенол, дихлорбензол, метотрексат, триэтиленмеламин и др.). В то же время мы мало знаем о действии в этом отношении отходов, ВЫДеляе-

МЫХ в окружающую среду промышленными предприятиями и транспортными средствами. В частности, известно, что автомобильный смог, содержащийНИТроЗИЛЬНЬіе производные, может стимулировать свободнорадикальные реакции.

Несмотря на то что известен ряд заболеваний (сахарный диабет, глаукома, воспалительные заболевания глаз и др.), которые можно отнести к факторам риска развития катаракты, наши знания в этом вопросе очень ограничены. Актуальность продуманных исследований в данном направлении обусловлена не только случайными клиническими наблюдениями, а прежде всего тем обстоятельством, что заболевания, при которых нарушаются антитоксический статус и трофика тканей, по всей вероятности, могут ослаблять устойчивость тканей глаза к действию различных ката- рЗКТОГенных факторов, а также ускорять процессы старения хрусталика.

Нельзя считать удовлетворительным и уровень наших знаний о роли фактора питания в развитии возрастной катаракты. А ведь именно с продуктами питания мы получаем целый ряд незаменимых эндогенных компонентов антирадикальной защиты: витамин Е, незаменимые серосодержащие аминокислоты, микроэлементы и др. Полученные данные о роли продуктов перекисного окисления жиров вКЗ i арактогенезе еще раз подчеркивают целесообразность проведения исследований в этом направлении.

Наконец, особую тревогу вызывают факты, свидетельствующие о наличии катарактогенного действия у целого ряда лекар- СТВеНННЫХ веществ. К ним прежде всего относятся группы гормональных препаратов — кортикостероиды, МИОТИКИ (пилокарпин и др.), контрацептивы (инфекундин и др.), транквилизаторы и др.

Результаты ряда работ по предупреждению и торможению развития катаракты в эксперименте обосновывают перспективность поиска способов повышения устойчивости тканей глаза к действию катарактогенных факторов и замедления процессов старения путем стимулирующих воздействии на антирадикальную и дезинтоксикационную системы тканей глаза и организма в целом.

В плане разработки методов медикаментозной терапии предложен ряд витамин- икоферментсодержащих капель (вицеин, витайодуроль, катахром, катастат и др.).

Логически компоненты указанных капель, рекомендуемых при начальных стадиях катаракты, стимулируя метаболизм тканей глаза, должны повышать устойчивость хрусталика и таким образом задерживать развитие заболевания. Однако эффективность предложенных капель недостаточно высока.

Несомненный интерес представляет препарат сенкаталин, разработанный с учетом хиноидной теории развития возрастной катаракты и оказывающий метаболическое и мембранотропное действие. Привлекает внимание предложенный итальянскими исследователями препарат бендазак-лизин, оказывающий антиденатурирующее действие на белки хрусталика. Клиническая эффективность препарата в настоящее время широко исследуется.

Весьма обнадеживающие результаты получены при изучении антикатарактогенного действия препаратов, являющихся предшественниками сульфгидрильной компоненты глутатиона-цистеина и его производных, а также аминокислотных составляющих глутатиона (витафакол). В настоящее время проходит клинические испытания отечественный аналог витафакола — факовит, также включающий в свой состав три аминокислоты, входящие в состав глутатиона.

Особые надежды вызывают препараты производных гамма-глутамил-цистеина, так как они позволяют более эффективно повышать концентрацию глутатиона в тканях глаза.

И все же, по нашему глубокому убеждению, маловероятно создание универсального антикатарактогенного препарата, эффективного во всех случаях.

Очень важной и своевременной следует считать разработку новых методов объективной оценки патологических изменений

в хрусталике при развитии катаракты.

Необходимо отметить, что для профилактики и лечения возрастной катаракты целесообразно проведение широкопланового изучения терапевтической эффективности препаратов, стимулирующих обмен веществ в тканях глаза, стабилизирующих структурно-функциональные параметры белков и мембран хрусталика, повышающих антитоксический статус, в частности, нейтрализирующих свободнорадикальные процессы.

Особое внимание необходимо уделять выявлению и устранению различного рода катарактогенных факторов.

Полиэтиологичность возрастной катаракты диктует необходимость разработки комплекса методов патогенетически дифференцированной терапии, определять вид которой в каждом конкретном случае следует на основе данных обследования офтальмологического и метаболического статуса.

Несмотря на то что хрусталик не относится к числу тканей с интенсивным метаболизмом, протекающие в этом органе у взрослого человека биохимические процессы весьма напряжены и связаны не с размножением и ростом тканевых структур, а с обеспечением их стабильности.

Рассматривая проблему возрастной и любой другой катаракты, полагаем, что наиболее целесообразно исходить из анализа элементов, обеспечивающих нормальную структуру и функцию хрусталика, а также из концепции о множественности механизмов, которые могут вызвать помутнение хрусталика человека.

В общем виде процессы, ответственные за нативностьхрусталикОБЫХ компонент, могут быть представлены следующим образом.

I. Биофизические и биохимические компоненты хрусталика, повреждение которых непосредственно нарушает его оптические свойства.

1. ХруСТаЛИКОВЬіе волокна — нарушение их целостности или взаиморасположения.

2. Мембраны — нарушения структуры: изменение формы, свойств, проницаемости,

дезинтеграция.

3. Белки — пострибосомальная модификация, денатурация, полимеризация, протеолиз, фотолиз.

4. ЛИПИДЫ — перекисное окисление, расщепление.

5. Углеводы — полимеризация, деполимеризация, гликолизирование белков.

П. Процессы, поддерживающие на- тивность молекулярных и надмолекулярных структур хрусталика.

1. Транспорт ионов и метаболитов: аминокислот, витаминов, коферментов, липидов, углеводов (транспортная и барьерная функции эпителиальных компонент ресничного тела, капсулы хрусталика).

2. Биосинтетические процессы (белки, ЛИПИДЫ, углеводы, глутатион и др.).

3. Биоэнергетические процессы (окислительно-восстановительные реакции аккумуляции энергии в виде АТФ и других ВЫ- сокоэргических соединений).

4. Активность энзиматических систем защиты белков, липидов и регенерации восстановленной формы глутатиона:

а) каталаза;

б) супероксиддисмутаза;

в) глутатионпероксидаза;

г) глутатион-у-трансфераза;

д) глутатионредуктаза;

е) глюкозо-6-фосфатдегидрогеназа и другие ферменты, восстанавливающие НАДФ;

ж) группа ферментов детоксикации: системаЦИТОХрОма-450, урокони- даза идр.

С этих позиций целесообразно выделить по крайней мере два периода развития катаракты:

1. Функциональные нарушения процессов биоэнергетики транспорта метаболитов, биосинтеза и реакций дезинтоксикации, в частности, системы «гашения» свободных радикалов.

2. Структурные нарушения: химические и физико-химические повреждения структурных компонентов хрусталика, в частности, нарушение нормальной инволюции волокон в ядре.

III. Процессы и факторы, вызывающие прямое или опосредованное повреждение биофизических и биохимических структур хрусталика.

Виды факторов, инициирующих возникновение и развитие катаракты:

/. Физические:

а) световая энергия: ультрафиолетовое излучение (средний и ближний ультрафиолет), фиолетовое и инфракрасное излучения;

б) механические и электрические повреждения, ультразвуковые, микроволновые и другие виды излучений.

2. Химические:

а) экзогенные: алиментарные (недоста- токэссенциальных факторов питания или их дисбаланс в пище), токсические (загрязнение окружающей среды, вредные в химическом отношении условия производства при нарушении техники безопасности, некоторые лекарственные препараты, инсектициды), избыток или недостаток кислорода;

б) эндогенные: при пониженном поступлении и усвоении питательных веществ, при ряде заболеваний пищеварительной и сосудистой систем, приводящих к нарушению трофических процессов (в частности, при энтерите, гепатите, атеросклерозе, глаукоме и др.), в случае нарушения биосинтетических процессов (коферменты, белки и т.д.); при повышенном образовании токсических продуктов обмена веществ (перекиси водорода, липоперекисей, кетоновых соединений и др.), а также при нарушении обезвреживания их или выведения (в частности, при сахарном диабете, токсикозе).

3. Физико-химические: продукты фотодеградации триптофана (формилкинуре- нин), фотодинамически активные производные флавина, активация кислорода в свобоДНОраДИКальные формы, светозависимое окисление метионина до метионинсульфоксида и др.

Возможные варианты (типы) прямого и опосредованного катарактогенного действия факторов внешней и внутренней среды организма.

/. Экзогенные:

а) физические;

б) химические;

в) физико-химические.

2. Эндогенные:

а) повышенное образование токсических продуктов при их замедленном обезвреживании и выведении;

б) нарушение барьеров (гемато-цили- арного, акво-хрусталикового);

в) ослабление защитных и поддерживающих систем.

3. Смешанные формы: разнообразные сочетания факторов 1-й и 2-й групп.

Как уже указывалось, в процессах, ответственных за нативность хрусталиковых волокон, исключительную роль играет три- пептид глутатион.

Можно выделить два направления функций этого коэнзима в хрусталике:

— процессы, в которых основную роль играет его тиоловая группа;

— реакции, связанные с у-ГЛутаМИЛО- ВЫМ участком его молекулы.

В осуществлении его многочисленных функций ведущая роль отводится окислительно-восстановительной системе глутатиона, позволяющей поддерживать высокий уровень его восстановленной формы за счет процесса восстановления окисленной дисульфидной формы с помощью восстановленного никотинамидаденин-нуклеотид- фосфата.

Этот важнейший для тканей глаза, особенно для хрусталика, процесс катализируется глутатион-редуктазой — флаВИНОВЫМ ферментом, функция которого в значительной степени определяется метаболическим статусом рибофлавина в хрусталике. Последний зависит от целого ряда общих и местных факторов.

В числе первых наиболее существенно поступление рибофлавина в организм и транспортировка его в органы и ткани.

Среди местных факторов в хрусталике определяющими являются система синтеза флавин мононуклеотида (FMN) и флавин аденин-динуклеотида (FAD).

В настоящее время ферменты синтеза флавинОВЫХ нуклеотидов в хрусталике довольно детально изучены. При исследовании поступления рибофлавина в хрусталик было, в частности, показано, что этот процесс не является энергозависимым и что белки хрусталика обладают способностью связывать свободный рибофлавин. По всей вероятности, рибофлавин поступает в хрусталик вследствие простой диффузии, частичное же связывание свободного рибофлавина белками, а также синтез нуклеотидов из витамина способствуют созданию метаболически эффективных концентраций в немКОфермеНТНЫХ форм рибофлавина.

Интересно отметить, что ферменты синтеза флавиновых коферментов FMN- синтетаза и FAD-пирофосфорилаза выявлены в белкахХруСТалИКОВЫХ волокон, но не обнаружены в капсуле и в эпителии. Это обстоятельство является дополнительным свидетельством того, что витамин при прохождении черезакво-хрусталиковый барьер не подвергается метаболической модификации.

При изучении процессов расщепления флавиновых нуклеотидов нами установлено, чтоэпителиально-капсульные компоненты обладают выраженной гидролитической активностью в отношении FMN и FAD.

По всей вероятности, указанные коферменты не могут поступать в хрусталик в виде нуклеотидов, а предварительно расщепляются с освобождением рибофлавина, который, попадая в хрусталик, подвергает- сяфосфорилированию до FMN, а затем посредством пирофосфорилазнои реакции — до FAD.

Интересно отметить, что аналогичные процессы происходят в толстой и тонкой кишках, гдеКоферменты, как правило, расщепляются до предшественников — витаминов, всасываются в таком виде, а затем уже в эпителиальных клетках кишок и печени используются для синтеза соответствующих коферментных форм.

В настоящее время доказано, что наиболее объективным критерием витаминной обеспеченности организма является метаболическая обеспеченность коферментами энзиматических систем, которая определяется обычно степенью активации кофер- ментзависимого фермента при добавлении экзогенного кофермента. В целях выяснения роли флавинового статуса в устойчивости экспериментальных животных к дей- ствиюКатараКТОГеННЫХ факторов нами исследована скорость развития патологических изменений в хрусталике в зависимости от состояния метаболической обеспеченности рибофлавином.

Данные биомикроскопии (клинические исследования) позволили установить, что первыекатарактальные изменения в хрусталиках при нормальной обеспеченности организма рибофлавином появились через 2 нед воздействия, при недостаточной — спустя 1 нед, то есть значительно раньше.

Через 3 нед сочетанного воздействия аминотриазола иЧеТЬіреХХЛОриСТОГО углерода 43% хрусталиков глаз с нормальной величиной FAD-эффекта оставались прозрачными, в то время как у животных с повышенным FAD-эффектом их было лишь 13%.

Начальные катарактальные изменения при нормальной величине FAD-эффекта наблюдались в 57% хрусталиков экспериментальных животных, в то время как при повышенной — в 87%.

Через 6 нед у животных с нормальной исходной обеспеченностью организма рибофлавином прозрачными оставались хру- сталики22% глаз, в то время как у животных с недостаточной исходной обеспеченностью рибофлавином прозрачных хрусталиков не было вообще, а изменения хрусталиков у животных с нормальным и повышенным FAD-эффектом составили соответственно 78% и 97%.

Через 9 нед 7% глаз экспериментальных животных с нормальным FAD-эффектом оставались прозрачными, а изменения I и II стадии были обнаружены в 79% глаз, III стадии — в14%, в то время как изменения I и II стадии в хрусталиках животных с повышенным FAD-эффектом были обнаружены в 53 % случаев, изменения III и IV стадий — в 47%.

ЧерезІ 2 нед в обеих группах животных с прозрачными хрусталиками не наблюдалось.

Глаза с изменениями хрусталиков I-II стадии составили 43%, a III-IV стадии — 57% у животных с нормальным исходным FAD-эффектом, в то время как в хрусталиках с повышенным FAD-эффектом изменений I стадии не было вообще, изменения II стадии составили 13%, а III, IV стадий — 87%.

Таким образом, результаты сравнительного анализа свидетельствуют о том, что исходный уровень обеспеченности организма рибофлавином является важным звеном в механизмах устойчивости к действию катарак- Т0Г6ННЫХ факторов и имеет существенное значение для сроков возникновения и скорости развития катаракты в эксперименте.

Полученные данные показывают, что при наличии метаболического дефицита витаминаВ2 в организме экспериментальных животныхкатарактальные изменения развиваются раньше и прогрессируют быстрее по сравнению с таковыми у животных с нормальной метаболической обеспеченностью рибофлавином.

Метаболическая недостаточность рибофлавина снижает устойчивость животных к действиюКЭТарактогенных факторов.

Кроме этого, нами была изучена метаболическая обеспеченность FAD в крови 133 больных с различной скоростью прогрессирования возрастной катаракты.

Результаты анализа FAD-эффекта свидетельствуют о том, что величина этого показателя у больных с быстро прогрессирующей катарактой значительно выше как по сравнению с соответствующим данными у лиц с прозрачными хрусталиками, так и у больных с медленно прогрессирующей катарактой.

Полученные сведения подтверждают наличие метаболической недостаточности флавина у больных с быстро прогрессирующей катарактой.

Изучение FAD-эффекта у больных с различной скоростью прогрессирования возрастной катаракты позволило предположить, что метаболическая обеспеченность рибофлавином может наряду с активностью ГЛутатИОН-редуктаЗЫ служить важным прогностическим биохимическим критерием, позволяющим с большой объективностью прогнозировать скорость развития возрастной катаракты.

По нашему мнению, увеличение FAD- эффекта более чем до 1,371 позволяет поставить диагноз быстро прогрессирующей катаракты; снижение величины FAD-эффекта более чем до 1,263 оценивается нами как биохимический признак медленно прогрессирующей катаракты.

Результаты изучения FAD-эффекта у больных с различными клиническими формами возрастной катаракты показывают, что метаболическая обеспеченность у больных корковой или субкапсулярной катарактой является неадекватной и выявленные высокие величины FAD-эффекта свидетельствуют о наличии метаболического дефицита рибофлавина у таких больных.

Кроме того, нарушение метаболической обеспеченности глутатион-редуктазы FAD-эффектом в крови при развитии экспериментального гепатита сопровождалось дефицитом флавината по отношению к глу- татион-редуктазной системе хрусталика.

Аналогичные результаты получены в клинико-биохимических исследованиях: повышение FAD-эффекта глутатион-редуктазы в эритроцитах коррелировало с величинами соответствующихЭКТИВациоННЫХ коэффициентов удаленных оперативно хрусталиков.

Результаты наших клинико-биохимических исследований дают основание предполагать, что метаболическая обеспеченность флавином — коферментом глутатион-редуктазы хрусталика в значительной степени определяет его устойчивость к действию катарактогенных факторов. И, по всей вероятности, возникновение возрастной катаракты и скорость её созревания зависят от метаболического статуса флавинов в хрусталике, так как выявлена отчетливая коррелятивная зависимость между FAD- эффектом в эритроцитах, клиническими характеристиками статуса хрусталика и ско-

ростью развития помутнения при возрастной катаракте.

Скорость ресинтеза восстановленной формы глутатиона наряду с состоянием ферментаГЛутатиОН-редуКТаЗЫ определяется также концентрацией и доступностью восстановленной формы NADF, одного из никотинамидных коферментов.

В целом роль никотинамидных коферментов обусловлена их участием как в окислительных (апотомический цикл), так и в восстановительных (восстановление глутатиона, синтез жирных кислот, восстановительное аминирование, реакции детоксикации) процессах.

Наиболее существенной функцией никотинамидных коферментов в хрусталике в аспекте обеспечения стабильности его белковых и мембранных компонент является регенерация восстановленной формы глутатиона за счет восстановленного NADF, характеризующегося гораздо большим сродством к глутатион-редуктазе по сравнению с восстановленным NAD.

Константа Михаэлиса глутатион-ре- дуктазной реакции с использованием NADN почти на два порядка выше таковой при применении NADF.

С учетом интенсивного расхода восстановленного глутатиона в хрусталике становится очевидной чрезвычайная важность обеспечения эффективных концентраций восстановленной формы NADF.

В хрусталике восстановление фосфори- лированного NAD происходит в апотоми- ческом цикле за счет окисления глюкозо-6- фосфата соответствующими ферментными системами.

Очевидно, что нарушение этих ферментных систем может приводить к снижению восстановительного потенциала никотинамидных коферментов и глутатиона.

В ряде исследований показано, что одним из наиболее ответственных моментов вЫАОР-ГенерИруЮЩеЙ системе является состояние ферментаГеКСОКИНЗЗЫ, активность которого в хрусталике существенно снижается при старении организма.

Следует учитывать, что пиридиновые

НуКЛеОТИДЫ играют важную роль не только как кофакторы в целом ряде окислительновосстановительных энзиматических систем, но и являются регуляторами скорости и направленности метаболических процессов в тканях. В этой связи понятен и тот значительный интерес, который уделяется определению содержания их отдельных форм (окисленных и восстановленных) в хрусталике в норме и при нарушениях его прозрачности.

Следует отметить значительную противоречивость данных ранее проведенных исследований по изучению содержания отдельных форм никотинамидных кофермен- тов в тканях глаза; и только использование циклических методов энзиматического анализа позволило установить их истинную концентрацию.

Однако и в работах последних лет нет четкости относительно уровня отдельных никотинамидных нуклеотидов в окисленном и восстановленном состояниях в хрусталиках животных и человека. В частности, эти данные трудносопоставимы для отдельных участков хрусталика (коры иЯДра), особенно при разных типах катаракты.

По нашему мнению, это может быть обусловлено различными условиями обработки ткани при приготовлении экстрактов, в частности, нарушением температурного режима.

В целом все исследователи отмечают, что более высокая концентрация никотинамидных коферментов отмечается в хрусталике, при этом в эпителии их концентрация превышает аналогичный показатель в других тканях глаза.

При моделировании световой катаракты у кроликов соотношение NADF/ NADFN сдвигалось в сторону окисленных форм, тогда как отношени^^^^/NADN существенно не изменялось.

В опытах с индуцированием токсической катаракты (нафталин, стрептозотоцин, аминотриазол) также отмечалось некоторое снижение восстановительного потенциала пары NADF/NADFN, при этом значительно снижался общий уровень NAD при

нафталиновой катаракте.

В механизме отмеченных сдвигов в уровнеНИКОТИНаМИДНЫХ коферментов при действиикатарактогенных факторов существенную роль может играть снижение активности глюкозо-6-фосфат ДвГИДрОГенаЗЫ, наблюдаемое рядом исследователей, а также обнаруженное нами в этих условиях снижение скорости синтеза NAD, обусловленное повреждением никотинамидмононукле-

отидаденил-трансферазы.

Особый интерес, по нашему мнению, представляют данные о концентрации пиридиннуклеотидов в хрусталике человека при раЗЛИЧННЫХ типах катаракты, когда при снижении общего уровня нуклеотидов восстановительный потенциал пары NADFN/ NADF повышен в среднем в 2 раза и концентрация восстановленной формы NADF в«катарактальных» хрусталиках в большинстве случаев также повышена.

Резкое снижение концентрации восстановленного глутатиона в этих условиях невозможно объяснить нарушением восстановительного потенциала фосфорилирован- НЫХ пиридиннуклеотидов.

Возможно, что в механизмах снижения уровня восстановленного глутатиона при возрастной катаракте играют роль необратимое связывание глутатиона модифицированными белками хрусталика, повышенная диффузия окисленного глутатиона из хрусталика, возрастание конъюгации с нуклеофилами, усиление транспептидазных реакций.

Следует отметить, что в поддержании эффективной концентрации глутатиона важная роль принадлежит состоянию мультэнзиматического комплекса, осуществляющего биосинтез этого трипептида.

В этом отношении имеются серьезные основания полагать, что именно уровень инициирующего фермента синтеза глутатиона — глутамилцистеинСИНТетаЗЫ с возрастом значительно снижается. Именно он является существенным фактором, ответственным за изменение содержания ленти- кулярного глутатиона при старении и развитии катаракты.

Известно, что различия в качественном составе питания могут влиять на уровень аминокислот, участвующих в синтезе глутатиона.

В хрусталике функционирует ряд вита- минзависимых ферментов, таких, кактранс- кетолаза и трансамилазы, соответственно тиамин- и пиридоксальзависимые.

В эксперименте и в клинике было показано, в частности, что при развитии катаракты отмечается снижение активности хрусталиковойТраНСКѲТОЛаЗЫ, коррелирующее с клиническими проявлениями заболевания: нарастание помутнения хрусталика сопровождалось дальнейшим снижением активности фермента.

Данные сравнительного анализа активности транскетолазы в хрусталике и в крови больных катарактой также дают основание считать, что сдвиги в активности витамин- зависимого фермента носят в значительной степени генерализованный характер.

Об этом также свидетельствуют и результаты экспериментов с окситиамином.

Результаты проведенных нами исследований метаболического статуса тиамина и пиридоксаля при развитии возрастной катаракты у человека свидетельствуют о наличии коррелятивных связей между метаболической обеспеченностью коферментНЫМИ витаминами и процессом возникновения и развития помутнения в хрусталике.

Нами показана также взаимосвязь между величиной кофермент-эффектов в хрусталике и в крови. В то же время в хрусталике обнаружена активность ферментных систем, синтезирующих ТПФ и ПАЛФ, а также расщепляющих указанные КОфермѳНТЫ.

По всей вероятности, в хрусталик тиамин и пиридоксаль поступают так же, как и рибофлавин, в неэстерифицированной форме, и хрусталик осуществляет автономный синтезКОфермеНТНЫХ форм витаминов.

Как известно, коферменты участвуют в регуляции уровняапоферментных белков посредством воздействия на реакции ограниченного протеолиза соответствующих апоферментов.

Таким образом, снижение уровня ко-

ферментов приводит к уменьшению содер- тодов патогенетически ориентированной жаниявитаминзависимых апоферментов в терапии и профилактики прогрессирования

печени и в других тканях.

Однако результаты исследований, проведенных на подопытных животных в условиях авитаминоза, а также значительные величиныкоферментактивационных коэфи- ЦИЄНТОВ свидетельствуют об относительной стабильности уровняапофермеНТНЫХ белков при гипокоферментозах и возможности реактивации их функций при повышении уровня коферментов в хрусталике.

Таким образом, есть основания полагать, что уровень коферментов в хрусталике является одним из существенных звеньев механизма устойчивости его компонетов при старении и действии различных катарактогенных факторов.

Следует отметить, что метаболическая обеспеченность хрусталика коферментами тесно связана с витаминным статусом организма, поступлением и всасыванием витаминов и их последующей транспортировкой в органы и ткани.

Эти положения подтверждаются результатами как клинических исследований, свидетельствующими о наличии коррелятивной зависимости между уровнем кофер- ментов в хрусталике и в крови, так и экспериментальных с использованием антивитаминных предшественников коферментов.

Таким образом, при детальном исследовании уровня обмена коферментов в хрусталике и в организме раскрывается тесная связь между системой антиокислительной защиты хрусталика, с одной стороны, и обеспеченностью организма витаминами — с другой.

Исходя из вышеизложенных данных, можно полагать, что в патогенезе возрастной катаракты существенное значение в ряде случаев имеет нарушение метаболического статуса витаминов и коферментов.

В этой связи исследование критериев коферментной обеспеченности метаболических процессов позволит не только раскрыть существенные звенья патогенеза катаракты, но и будет способствовать рациональному поиску дифференцированных ме- возрастной катаракты.

Литература

ВеселовскаяЗ.Ф. Экспериментальные исследования некоторых патогенетических механизмов увеита после экстракции катаракты и имплантации искусственного хрусталика // Офталь- мол.журн,— 1989.—N 1.-C.41-44.

КоломийчукС.Г., Jleyc Н.Ф. Влияние флавина на окислительно-восстановительное состояние свободных никотинамидных коферментов в хрусталиках глаз кроликов с экспериментальной катарактой // Вісн. пробл. біол. i мед. — 1998.— N 20.— С. 23-27.

Леус Н.Ф. Изучение биохимических механизмов катарактогенеза. Уровень глутатиона при развитии экспериментальной катаракты // Офтальмол. журн. — 1980. — N 1 — С. 423-426.

Jleyc Н.Ф. 0 пусковых механизмах катарактогенеза // Офтальмол. журн,— 1985.— N 7.— С. 430-434.

Jleyc H. Ф., Драгомирецкая E. И., Коломийчук С. Г. идр. Некоторые биохимические и клинические эффекты эномеланина в условиях нафталиновой катаракты у кроликов // Докл.АН Украины.- 1992.- N 11.-C. 154-157.

Леус Н.Ф., ЛогайИ.М.Простагландины и родственные им со- единениявофтальмологии //Офтальмол. журн,- 1999.-N4.-

С.264-271.

Логай И.М., Jleyc Н.Ф. Роль камерной влаги в развитии травматической катаракты // Офтальмол. журн,- 1984.- N 6.- C. 371-374.

ЛогайИ.М.,ЛеусН.Ф., ПутиенкоА.А. Влияниеметаболического дефицита витамина B6 на формирование катаракты в эксперименте // Офтальмол.журн,- 1994.- N 4.- С. 237-241.

ЛогайИ.М., Леус Н.Ф., Путиенко А.А. Метаболический статус витамина B6 у больных возрастной катарактой // Офтальмол. журн,- 1994.-N2.-C. 89-94.

МальцевЭ.В., ВитВ.В., ЧерняеваС.Н. идр. Неспецифические эффекты воздействия света на орган зрения // Офтальмол. журн,- 1999.-N 2.-C. 88-93.

МетелицынаИ. П., КоломийчукС. Г.,ЛеусН. Ф. идр. Метаболический статус витаминов-антиоксидантов и субстратов НАД- зависимыхдегидрогеназных систем у больных возрастной катарактой // Журн. AM H Украины,- 1996.- N 2(4).- С. 696-703.

Парамей О. В. 0 патогенетических звеньях возрастных катаракт: Автореф. дис... канд.мед. наук,- M., 1986.

ПучківськаН. 0. Актуальні питання патогенезу, діагностики та лікування сенильної катаракти // Журн. AMH України,- 1995.- N 1(2).- С.245-254.

ПучковскаяН.А.,Метелицынаи.П., КрасновидТ.А. идр. Взаимосвязь между показателями активности глутатионзависимых ферментов и скоростью прогрессирования возрастной катарак- ты//Офтальмол.журн,- 1993.- N 2.-C. 88-90.

Шмелева B.B. Катаракта.- M.: Медицина. 1981.- 224c.

BabizhayevM.A. Failuretowithstand oxidativestress induced by phospholipid hydroperoxidesas a possible cause ofthe Iens opacities in systemic diseases and ageing // Biochem. Biophys. Acta.- 1996.- V. 1315(2).— R 87-99.

BettelheimF.A., ChylackLT. LightScattering ofWhole Excised Human Cataractous Lenses. Relationships Between Different Light Scattering Parameters//Exp. EyeRes.- 1985.-V.41.- P. 19-30.

BloemendalH., HockwinO., HoendersH.J. eta/. Linse// Biochemic desAuges.- 1985.- V.107.- R 82-109.

BochowT.W., WestS.K.,AsarAetal. Ultraviolet Light Exposure and Riskof PosteriorSubcapsularCataract//Arch. Ophthal.-1989.— V. 107.- P.369-372.

Borchman D., Lamba O.P., Yappert M.C. Structural characterization of lipid membranes from clear and cataractous human lenses//Exp. EyeRes.- 1993.-V.57(2).-P. 199-208.

BoursJ., FinkH., HockwinO. Thequantificationofeightenzymes from the ageing rat lens, with respect to sex differences and special referencetoaldolase// Curr. Eye Res.- 1988.-N7.- P. 449-455.

Machiin L.j. Influence of Antioxidant Vitamins on Cataract Formation // In 0. Hayaishi, E. Niki, M. Kondo et al. Medical, Biochemical and Chemical Aspects of Free Radical Research.- Amsterdam: EIsevierScience Publishers, 1989.-P. 351-359.

Megawj.M. Gluthathione and ocular photobiology // Curr. Eye Res.- 1984.-V.3.- R 83-87.

OhtsuA., KitaharaS., FujiiK. Anticataractogenic Propertyof r- Glutamylcysteine Ethyl Ester in an Animal Model of Cataract // Ophthal. Res.-1991.- V.23.-P. 51 -58.

Ono s., Hirano H. Phothosensitized Acceleration of Riboflavin on the Formation Lenticular HMW-Protein Aggregation // Int. J. Vit. Nutr. Res.- 1987.- V.57.-P. 401-403.

TaylorH.R., Wests., RosenthalF.S, etal. EffectofUItravioIet Radiation on Cataract Formation // N/ Engi. J. Med.- 1988.-V.319.- R 1429-1433.

Tengroth в. M. The Effect of light on Lens Related to Age // Eye.- 1987.-V.1.-P.231-233.

TissieG., Guillermetv., LatourE. etal. Oxidative Stressand Lens Opacity: An Overall Approach to Screening Anticataractous Drugs // Ophthal. Res.-1988.- V.20.-P. 27-30.

WealeR.A. The age variation of «senile» cataract in various parts of the world // British Journal Ophthal.- 1982.- v.66.- P. 31-34.

Bunce G.E. Nutrition and Cataract // Nutrition reviews.- 1979.- v.37.- P. 337-343.

CenedellaR.J., FleschnerC.R. Selective association ofcrystallins with Iens «native» membrane during dynamic cataractogenesis //Curr. Eye Res.- 1992.- N 11(8). - 801-815.

Chisten W.G. Antioxidants and eye disease //Amer. J. Med.- 1994,- N “97.- R 149-179.

CostagliolaC., lulianoG., MenzioneM. etal. Systemic Human Diseases as Oxidative Risk Factors in Cataractogenesis. Il Chronic Renal Failure // Exp. Eye Res.- 1990.- V.51.- P. 631 -635.

Deicourt C., Cristolj.-P., LederC.L. etal. Associationsof Antioxidant Enzymes with Cataract and Age-related Macular Degeneration // Ophthal.- 1999.- V.106.-P. 215-222.

DorvalA., DlngL.L., HorwitzJ. Enzymeactivitiesand crystallin profiles of clear and cataractous lenses of the ROS rat // Exp. Eye Res.- 1993.-V.57{2),- P. 217-224.

Hirano H., Obara Y., KatakuraK. etal. Effect of Ultraviolet B Irradiation on Lenticular Riboflavin Metabolism and High- Molecular-Weight-Protein Aggregation // Ophthal. Res.- 1990.- V.22.-P. 183-186.

HockwinO., EckerskornU., OhrioffC. Physiologie du cristallin / / Ophthalmologie.- 1984.- V.4.- R 1-12.

JacquesP.F., ChyiackL.T., McGandyR.B. etal. Antioxidant Status in PersonsWith andWithout Senile Cataract //Arch. Ophthal.- 1988.-V.1O6.-P.337-340.

JacquesP.F., HartzS.C., Chylackl. T etal. Nutritional status in personswith and withoutsenile cataract: blood vitamin and mineral levels // Clin. Nutr.- 1988.- V.48.- R 152-158.

JoseJ.G. Lens. // In Biochemistryofthe eye.- 1983.- p. 111-144.

Kahan I.L Zur Biochemie des Auges.- Budapest.- Akademiai KiadO.- 1982.- 113p.

Kuck j.F.R. Chemical Constituents of the Lens // In: C. N. Graymore, editor. Biochemistryofthe Eye.- NewYork: Academic Press. 1970.-R 105-181.

Lerman S. Lichteinwirkung und Biochemie des Auges // BiochemiedesAuges.- 1985.-V.107.- P.238-260.

Lerman s., Megawj.M., GardnerK. etal. Localization of 8- Methoxypsoralen in 0cularTissues//Ophthai. Res.- 1981.-V.13.- P. 106-116.

LeskeM.c., SperdutoR.D. The Epidemiology of Senile Cataracts: a Review // Amer. Epidemiol.- 1983.- V.118(2).- R 152-165.

LeskeM.C., WuS.Y.,HumanL.etal. Biochemicalfactorsinthe Iens opacities. Case-control study. The Lens Opacities Case-Control StudyGroup //Arch. Ophthal.- 1995,- V. 113(9).- R 1113-1119.

Leus N. F. Lenscoenzymesandcataractformation Lensand Eye tOXicity// Res.- 1991 .-V.8(283).- P. 353-371.

uw.c., SpectorA. Lensepithelial cell apoptosis isan earlyevent in the development of UVB-induced cataract // Free Radic. Biol. Med.- 1996.-V.20(3).- P. 301-311.

Nishigori H., ChearerT., UdaS. Glucocorticoid (steroid) - inducedcataract//Exp. EyeRes.- 1996.-V.63.- P. 223.

OhrioffC., Korte /., Doffin I. etal. Studies of Lens Enzyme Activities in Relation to Type and Plasma Constituents // Ophthal. Res.- 1983.-V.15.- R 136-139.

PauH., GrafP., SiesH. Glutathione Levels in Human Lens: Regional Distribution in Different FormsofCataract//Exp. Eye Res.- 1990.- V.50.- R 17-20.

ReddyV.N., GiblinF.J., MatsudaH. Defensesystemofthelens against oxidative damage. // In S.K. Srivastava ed. «Red Blood Cell and LensMetaboiism>>.-NewYork: Elsevier(North Holland), 1980.- P. 139-154.

Reddy V.N., Giblin F.J. Metabolism and function of glutathione in the lens. // Human Cataract Formation.- London: Pitman, 1984.- Ѵ.Ю6.-Р.65-83.

Rho S.H., Hong S.J., Shyn к.н. An Epidemiological Study For Relationship Between Risk Factors Contributing to Cataractogenesis in one Rural Area Korea // Exp. Eye Res.- 1996.-V.63.- P. 153.

RosenthaiF.S.,Phoon C., BakafianA.E. eta/.TheOcularDose of Ultraviolet Radiation to Outdoor Workers // Invest. Ophthal. Vis. Sci.- 1988.- V.29.-P. 649-656.

SasakiK., Asano K., KojimaM. etal. Incidence of pure cortical cataractseen in individualsofthe NotoArea Korea//Exp. Eye Res.- 1996.- V.63.- R 153.

Sliney D.H. Physical Factors in Cataractogenesis: Ambient Ultraviolet Radiation and Temperature // Invest. Ophthalmol.Vis. Sci.-

1986. - V.27(5),- R 781-790.

SpectorA., HuangR.-R.C., Wang G.-M. etal. Does Elevated Glutathione Protect the Cell from H202 Insult? // Exp. Eye Res.-

1987. - V.45.- P.453-465.

Srivastava V.K., Srivastava S.K. Vitamin D3 and Calcitonin- Induced Regulation of Calcium and Phosphate in Rat Lens. Its Significance in Cataract Formation//Ann. Ophthal.- 1989.-V.21.- P. 149-152.

TaylorH.R., Wests., MunozB. etal. The Long-term Effectof Visible Light on the Eye //Arch. Ophthal.- 1992.-V.110.- P. 99-104.

WestS.K., MunosB.E, EmmettEA. etal. CigaretteSmoking and Riskof NuclearCataracts//Arch. Ophthal.- 1989.-V.107.- P. 1166-1169.

Zigman S. Photobiology ofthe Iens // In: Maisel H., ed. «The ocular lens: structure, function, and pathobioiogy».- NewYork: Marcel Dekker, 1985.-Р.301-347.