Fototoksinis oksidacinis stresas RPE ląstelėse

Mėlynosios šviesos fototoksiškumas tinklainei

Regimoji šviesa nėra vienalytė — skirtingo bangos ilgio fotonai skirtingai sąveikauja su tinklainės audiniais. Trumpo bangos ilgio (mėlyna) šviesa, ypač 400–450 nm diapazone, yra biologiškai aktyviausia ir gali sukelti toksinio reaktyvių deguonies formų (ROS) susidarymą RPE ląstelėse. Mechanizmas apima dviejų fotodinaminių reakcijų tipų suaktyvėjimą: tiesioginę DNR pažaidą (šviesos sukeltas UV tipo pažaidas) ir fotosensibilizatorių sukeliamas reakcijas. Pagrindinis endogeninis fotosensibilizatorius RPE ląstelėse yra lipofuscinas — gelsvas fluorescuojantis pigmentas, susidarantis iš nevisiškai suvirškinamų fotoreceptorių membranų. Lipofuscinui absorbuojant mėlyną šviesą, susidaro singletinis deguonis ir kiti reaktyvūs junginiai, kurie pažeidžia RPE ląstelių membranas, baltymus ir DNR. Ypač toksiškas lipofuscino komponentas A2E — bis-retinoidų junginys — yra tiesioginė RPE citotoksiškumo priežastis, inhibuojantis lysosomų fermentus ir sukeliantis ląstelių apoptozę. Tyrimai parodė, kad mėlynos šviesos filtravimas (pvz., rausvai gelsvais apsauginiais akiniais ar mėlynos šviesos filtravimo ekranų saugikliais) gali sumažinti A2E susidarymą ir RPE fotodegeneraciją gyvūnų modeliuose.

Oksidacinis stresas kaip AMD patogenezės variklis

Epidemiologiniai ir genetiniai tyrimai stipriai sieja oksidacinį stresą su AMD patogeneze. Chromosomoje 1 lokalizuotas CFH (komplemento H faktoriaus) genas, kurio Y402H variantas dramatiškai padidina AMD riziką (iki 3–7 kartų homozigotams), koduoja baltymą, kuris reguliuoja komplemento sistemos aktyvumą. Manoma, kad oksidacinis stresas RPE ląstelėse sukelia druzenų komponentų išsiskyrimą, kurie aktyvuoja komplemento kaskadą per alternatyvųjį kelią — tai sukelia lėtinę, mažo laipsnio uždegiminę reakciją, dar labiau pažeidžiančią RPE. ARMS2/HTRA1 lokusas (chromsomoje 10) yra antrasis svarbiausias genetinis AMD rizikos veiksnys. HTRA1 yra serino proteazė, veikianti oksidaciškai pažeistų baltymų klirensą. Šių genetinių rizikos veiksnių sąveika su aplinkos veiksniais (rūkymas — didžiausia AMD rizikos sąlyga, padidėjusi šviesos ekspozicija, mityba) atskleidžia AMD kaip kompleksinę ligą, kurioje oksidacinis stresas yra centrinis, bet ne vienintelis veiksnys. CAREDS tyrimas su moterų kohorte parodė, kad didelis karotenoidų kiekis plazmoje yra susijęs su sumažėjusia AMD rizika, o rūkančioms moterims šis apsauginis poveikis buvo mažiau ryškus.

Antioksidantų gynybiniai mechanizmai RPE ląstelėse

RPE ląstelės turi keletą specializuotų antioksidacinių sistemų, skirtų kovoti su intensyviu oksidaciniu spaudimu. Pirmoji linija — fermentiniai antioksidantai: superoksido dismutazė (SOD1, SOD2), katalazė ir glutationo peroksidazė (GPx1, GPx4). SOD paverčia superoksido radikalą vandenilio peroksidu (H2O2), o katalazė ir GPx skaido H2O2 į vandenį. GPx4 yra ypač svarbus — jis saugo nuo fosfolipidų hidroperoteroksidų, kurie susidaro DHA peroksidacijos metu. Antroji linija — nefermentiniai antioksidantai: glutationas (GSH, intracelularinis), vitaminas C (vandenyje tirpstantis), vitaminas E (riebaluose tirpstantis, membranose). Trečioji linija — Nrf2/Keap1 sistema: transkripcijos faktorius Nrf2 oksidacinio streso metu persikelia į branduolį ir aktyvuoja daugiau nei 200 apsauginių genų, tarp jų hemo oksigenazę-1 (HO-1), NAD(P)H chinonoksidoreduktozę (NQO1) ir glutationo sintezės fermentus. Luteinas ir zeaksantinas aktyvuoja Nrf2 kelią, taip ne tik tiesiogiai absorbuodami šviesos energiją, bet ir didindami ląstelių intrinsicines antioksidacines gynybas. DHA taip pat aktyvuoja Nrf2 per kelias signalų kaskadas.

Rūkymo poveikis tinklainės oksidaciniam stresui

Rūkymas yra galingiausias modifikuojamas AMD rizikos veiksnys — rūkantys asmenys turi 3–4 kartus didesnę AMD riziką nei nerūkantys, o šis padidėjimas išlieka reikšmingas dar daugelį metų po rūkymo metimo. Cigarečių dūmuose yra tūkstančiai reaktyvių junginių, tarp jų akrolein, kadmis ir kiti metalai, kurie tiesiogiai pažeidžia RPE ląsteles. Rūkymas sumažina antioksidantų kiekį kraujyje (vitamino C ir E, karotenoidų), sutrikdo mikrocirkuliaciją (choroidinę kraujotaką), didina oksidacijos žymenis plazmoje. Kadmis, gausokai esantis cigarečių dūmuose, kaupiasi tinklainėje ir slopina cinko priklausomus fermentus, tarp jų alkoholio dehidrogenazę (retinoido metabolizme). Svarbi pastaba: rūkantiems asmenims NEREKOMENDUOJAMA vartoti betakaroteno (provitamino A) papildų didelėmis dozėmis — CARET tyrimas ir ATBC tyrimas parodė, kad didelės betakaroteno dozės (20–30 mg/d) rūkantiems asmenims padidino plaučių vėžio riziką. Todėl rūkantys asmenys akių sveikatos palaikymo tikslu turėtų teikti pirmenybę liuteinui ir zeaksantinui kaip karotenoidų šaltiniams, vengiant betakaroteno.

Maistinės strategijos fototoksinio streso sumažinimui

Kompleksinis mitybinis požiūris į tinklainės apsaugą nuo fototoksinio streso apima kelis komponentus, veikiančius skirtinguose taškuose. Makulos pigmentų didinimas: liuteinas (10 mg/d) ir zeaksantinas (2 mg/d) iš papildų arba žalių lapinių daržovių filtruoja mėlyną šviesą prieš ji pasiekiant RPE. Antioksidantų aprūpinimas: vitaminas C (500 mg/d, AREDS dozė) ir vitaminas E (400 TV/d) prisideda prie RPE apsaugos nuo ROS. Omega-3 rūgščių vartojimas: DHA (500 mg/d) palaiko RPE membranų struktūrinį vientisumą ir aktyvuoja Nrf2. Cinkas (25 mg/d elementinio cinko) užtikrina antioksidacinių fermentų (SOD) aktyvumą. Mitybos modelis: Viduržemio jūros tipo dieta, turtinga daržovių, žuvies, uogų ir alyvuogių aliejaus, epidemiologiniais tyrimais siejama su mažesne AMD rizika — tai atspindi sinergišką antioksidantų poveikį iš natūralių maisto šaltinių. Svarbu nepamiršti ir nekonstantinių priemonių: aukštos apsaugos apsauginiai akiniai (UV filtras + mėlynosios šviesos filtravimas) ekologijoje su intensyvia šviesos ekspozicija.

Dažni klausimai