ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ ΧΡ. ΚΑΛΤΣΟΣ ΧΕΙΡΟΥΡΓΟΣ - ΟΦΘΑΛΜΙΑΤΡΟΣ ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΥΠΟΒΛΗΘΗΚΕ ΣΤΗΝ ΙΑΤΡΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΟΥ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟΥ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΥ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ

Transcript

1 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΙΑΤΡΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΟΜΕΑΣ ΑΙΣΘΗΤΗΡΙΩΝ ΟΡΓΑΝΩΝ ΟΦΘΑΛΜΟΛΟΓΙΚΗ ΚΛΙΝΙΚΗ ΔΙΕΥΘΥΝΤΗΣ ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΝΙΚΟΛΑΟΣ ΓΕΩΡΓΙΑΔΗΣ ΠΑΝΕΠ. ΕΤΟΣ Αριθμ ΡΟΛΟΣ ΝΕΥΡΟΜΕΤΑΒΙΒΑΣΤΙΚΩΝ ΑΜΙΝΟΞΕΩΝ ΣΤΗΝ ΠΑΘΟΦΥΣΙΟΛΟΓΙΑ ΤΟΥ ΓΛΑΥΚΩΜΑΤΟΣ ΑΝΟΙΚΤΗΣ ΓΩΝΙΑΣ. ΔΙΕΡΕΥΝΗΣΗ ΘΕΡΑΠΕΥΤΙΚΗΣ ΠΑΡΕΜΒΑΣΗΣ ΜΕ ΦΑΡΜΑΚΕΥΤΙΚΗ ΣΤΟΧΟΠΟΙΗΣΗ ΚΩΝΣΤΑΝΤΙΝΟΣ ΧΡ. ΚΑΛΤΣΟΣ ΧΕΙΡΟΥΡΓΟΣ - ΟΦΘΑΛΜΙΑΤΡΟΣ ΔΙΔΑΚΤΟΡΙΚΗ ΔΙΑΤΡΙΒΗ ΥΠΟΒΛΗΘΗΚΕ ΣΤΗΝ ΙΑΤΡΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΟΥ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟΥ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟΥ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ 2010

2 Η ΤΡΙΜΕΛΗΣ ΕΠΙΤΡΟΠΗ ΚΩΝΣΤΑΣ ΑΝΑΣΤΑΣΙΟΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ, Αν. ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ (Επιβλέπων) ΓΕΩΡΓΙΑΔΗΣ-ΣΤΕΦΑΝΙΔΗΣ ΝΙΚΟΛΑΟΣ, ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΚΟΥΒΕΛΑΣ ΔΗΜΗΤΡΙΟΣ, Αν. ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ H ΕΠΤΑΜΕΛΗΣ ΕΠΙΤΡΟΠΗ ΚΩΝΣΤΑΣ ΑΝΑΣΤΑΣΙΟΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ, Αν. ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ (Επιβλέπων) ΓΕΩΡΓΙΑΔΗΣ-ΣΤΕΦΑΝΙΔΗΣ ΝΙΚΟΛΑΟΣ, ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΚΟΥΒΕΛΑΣ ΔΗΜΗΤΡΙΟΣ, Αν. ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΚΟΛΙΑΚΟΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ, Αν. ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΖΙΑΚΑΣ ΝΙΚΟΛΑΟΣ, Επ. ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΛΑΚΕ ΣΥΜΕΩΝ, ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ ΟΙΚΟΝΟΜΙΔΗΣ ΠΑΝΑΓΙΩΤΗΣ, ΚΑΘΗΓΗΤΗΣ «Η έγκρισις της Διδακτορικής Διατριβής υπό της Ιατρικής Σχολής του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης, δεν υποδηλώνει αποδοχή των γνωμών του συγγραφέως». (Νόμος 5343/32, άρθρο και ν. 1268/82, άρθρο 50 8)

3 ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΙΑΤΡΙΚΗΣ ΠΡΟΕΔΡΟΣ ΤΟΥ ΤΜΗΜΑΤΟΣ ΝΙΚΟΛΑΟΣ ΝΤΟΜΠΡΟΣ

4

5 Στους γονείς μου Στη σύζυγό μου Ζωή

6

7 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ ΓΕΝΙΚΟ ΜΕΡΟΣ ΠΡΟΛΟΓΟΣ ΓΛΑΥΚΩΜΑ Εισαγωγή Πρωτοπαθές γλαύκωμα ανοικτής γωνίας Επιδημιολογία πρωτοπαθούς γλαυκώματος ανοικτής γωνίας Παθοφυσιολογία πρωτοπαθούς γλαυκώματος ανοικτής γωνίας Αποφολιδωτικό σύνδρομο Επιδημιολογία αποφολιδωτικού συνδρόμου και αποφολιδωτικού γλαυκώματος Παθοφυσιολογία αποφολιδωτικού συνδρόμου Αποφολιδωτικό Γλαύκωμα Διαφορές αποφολιδωτικού και πρωτοπαθούς γλαυκώματος ανοικτής γωνίας Θεωρίες παθογένειας του γλαυκώματος Μηχανική θεωρία παθογένειας γλαυκώματος Αγγειακή θεωρία γλαυκώματος Ο ρόλος της ισχαιμίας στο γλαύκωμα Θάνατος γαγγλιακών κυττάρων του αμφιβληστροειδή στο γλαύκωμα Διαφορές μεταξύ νέκρωσης και απόπτωσης Η απόπτωση στο γλαύκωμα Έκπτωση νευροτροφικών παραγόντων Ενεργοποίηση των κυττάρων γλοίας Τοξικότητα διέγερσης από το γλουταμινικό Ανώμαλη ανοσοαντίδραση Η εξέλιξη του γλαυκώματος Η ΤΟΞΙΚΟΤΗΤΑ ΔΙΕΓΕΡΣΗΣ ΣΤΟ ΓΛΑΥΚΩΜΑ ΝΕΥΡΟΠΡΟΣΤΑΣΙΑ Αποκλειστές καναλιών Ca Αντιγλαυκωματικά φάρμακα και νευροπροστασία Ανταγωνιστές NMDA υποδοχέων Αντιοξειδωτικές ουσίες Αναστολείς της συνθάσης του οξειδίου του αζώτου (NO) Νευροτροφίνες Ginkgo Biloba Κανναβινοειδή ΤΑ ΝΕΥΡΟΜΕΤΑΒΙΒΑΣΤΙΚΑ ΑΜΙΝΟΞΕΑ Γλουταμινικό Σύνθεση, απελευθέρωση και επαναπρόσληψη του γλουταμινικού στις νευρικές συνάψεις Οι υποδοχείς του γλουταμινικού

8 Ιονικοί υποδοχείς των διεγερτικών αμινοξέων Οι NMDA υποδοχείς Οι μη-nmda υποδοχείς Μεταβοτροπικοί υποδοχείς των διεγερτικών αμινοξέων Η συμμετοχή των υποδοχέων του γλουταμινικού στη τοξικότητα διέγερσης Οι ιονικοί υποδοχείς Οι μεταβοτροπικοί υποδοχείς Η συμμετοχή του γλουταμινικού στο θάνατο των γαγγλιακών κυττάρων Το ασπαραγινικό (Ασπαρτικό) Ομοκυστεΐνη Μεταβολισμός της ομοκυστεΐνης Κλινική σημασία της ομοκυστεΐνης Συγκεντρώσεις ομοκυστεΐνης Παράγοντες που αυξάνουν τα επίπεδα της ομοκυστεΐνης Γενετικοί παράγοντες Διατροφικοί παράγοντες Δημογραφικοί παράγοντες Χρόνια νοσήματα Φάρμακα Μείωση συγκεντρώσεων ομοκυστεΐνης Ομοκυστεΐνη και ενδοθήλιο Ομοκυστεΐνη και οξειδωτικό stress Ομοκυστεΐνη και νευροτοξικότητα Ομοκυστεΐνη και μεταλλοπρωτεϊνάσες Oμοκυστεΐνη και οφθαλμός Ο ρόλος της ομοκυστεΐνης στο πρωτοπαθές γλαύκωμα ανοικτής γωνίας Ο ρόλος της ομοκυστεΐνης στο αποφολιδωτικό σύνδρομο και γλαύκωμα...75 ΕΙΔΙΚΟ ΜΕΡΟΣ 1. ΣΚΟΠΟΣ ΑΣΘΕΝΕΙΣ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΣ Συλλογή δειγμάτων Τεχνικές προσδιορισμού των συγκεντρώσεων των αμινοξέων Προσδιορισμός της συγκέντρωσης του γλουταμινικού και του ασπαραγινικού στο υδατοειδές υγρό Προσδιορισμός της συγκέντρωσης της ομοκυστεΐνης στο υδατοειδές υγρό και στο πλάσμα Στατιστική μελέτη ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Ηλικία και Φύλο

9 3.1.1 Δείγματα γλουταμινικoύ και ασπαραγινικού στο υδατοειδές υγρό Δείγματα ομοκυστεΐνης στο υδατοειδές υγρό και στο πλάσμα Η συγκέντρωση του γλουταμινικού και του ασπαραγινικού στο υδατοειδές υγρό των ασθενών με γλαύκωμα και της ομάδας ελέγχου Η συγκέντρωση της ομοκυστεΐνης στο υδατοειδές υγρό και στο πλάσμα ασθενών με ΣΑ, ΓΑ, ΠΓΑΓ και της ομάδας ελέγχου Μέση συγκέντρωση ομοκυστεΐνης στο υδατοειδές υγρό και στο πλάσμα ασθενών με ΣΑ, ΓΑ, ΠΓΑΓ και της ομάδας ελέγχου Συσχέτιση συγκέντρωσης ομοκυστεΐνης στο υδατοειδές υγρό και στο πλάσμα ασθενών με ΣΑ, ΓΑ, ΠΓΑΓ και της ομάδας ελέγχου Ποσοστά υπερομοκυστεναιμίας ασθενών με ΣΑ, ΓΑ, ΠΓΑΓ και της ομάδας ελέγχου Ποσοστά υπερομοκυστεναιμίας ανάλογα με το φύλο και την ηλικία Συγκέντρωση ομοκυστεΐνης ανάλογα με τη θεραπευτική αγωγή Πολυπαραγοντική λογαριθμιστική παλινδρόμηση Περίληψη δημογραφικών και βιοχημικών αποτελεσμάτων για την ομοκυστεΐνη στο ΥΥ και στο πλάσμα ασθενών με ΣΑ, ΓΑ, ΠΓΑΓ και της ομάδας ελέγχου ΣΥΖΗΤΗΣΗ Γλουταμινικό και ασπαραγινικό Ομοκυστεΐνη ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ Συμπεράσματα από το γλουταμινικό και ασπαραγινικό οξύ Συμπεράσματα από την ομοκυστεΐνη ΠΕΡΙΛΗΨΗ SUMMARY ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ

10 ΣΥΝΤΜΗΣΕΙΣ Αποφολιδωτικό Γλαύκωμα Αποφολιδωτικό Σύνδρομο Αποφολιδωτικό Υλικό Υδατοειδές Υγρό Ενδοφθάλμια Πίεση Εγκεφαλικός νευροτροφικός παράγοντας Πρωτοπαθές γλαύκωμα ανοικτής γωνίας Mεταλλοπρωτεϊνάσες ΓΑ ΣΑ ΑΥ ΥΥ ΕΟΠ BDNF ΠΓΑΓ MMP 10

11 ΠΡΟΛΟΓΟΣ Αν και η κατανόηση μας όσον αφορά το μηχανισμό δημιουργίας του γλαυκώματος ξεκινά από τα μέσα του 1950, η νόσος αναγνωρίστηκε για πρώτη φορά από τους Αρχαίους Έλληνες. Σε κείμενα του Ιπποκράτη αναφέρεται ο όρος γλαύκωση λόγω της απόχρωσης που λάμβανε ο οφθαλμός στα τελικά στάδια της νόσου. Σύμφωνα με το Παγκόσμιο Οργανισμό Υγείας το γλαύκωμα στις ανεπτυγμένες χώρες αποτελεί τη δεύτερη αιτία μη αναστρέψιμης απώλειας της όρασης. Χωρίς θεραπεία η απώλεια της όρασης επιδεινώνεται με τη πάροδο του χρόνου σε διάρκεια αρκετών ετών. Η απώλεια της όρασης στο γλαύκωμα είναι μη αναστρέψιμη, αλλά η έγκαιρη διάγνωση και αντιμετώπιση μπορεί να μειώσει σημαντικά αυτή την απώλεια. Η πρώιμη ανακάλυψη των ατόμων που κινδυνεύουν να αναπτύξουν γλαύκωμα και η τεκμηριωμένη παρακολούθηση και αντιμετώπιση αποτελεί πεδίο πρόκλησης στη σημερινή έρευνα. Ιδιαίτερα σημαντικό τύπο γλαυκώματος ανοικτής γωνίας στην Ελλάδα αποτελεί το αποφολιδωτικό γλαύκωμα, η συχνότητα του οποίου είναι από τις υψηλότερες παγκοσμίως. Αναπτύσσεται σε άτομα που παρουσιάζουν σύνδρομο αποφολίδωσης, μια συστηματική διαταραχή της εξωκυττάριας ουσίας. Η αναζήτηση των βιοχημικών μηχανισμών που προκαλούν τη μετάπτωση από το σύνδρομο αποφολίδωσης στο γλαύκωμα και η καλύτερη κατανόηση της βιοπαθολογίας της πάθησης θα βελτιώσει την αντιμετώπιση και πρόγνωση των ασθενών με αποφολίδωση. Από τη θέση αυτή θα ήθελα να ευχαριστήσω θερμά τον Αναπληρωτή Καθηγητή Οφθαλμολογίας Αναστάσιο-Γεώργιο Κώνστα τόσο για την εμπιστοσύνη και την τιμή που μου έδειξε υποδεικνύοντας μου το θέμα και το πρωτόκολλο της διδακτορικής διατριβής, όσο και για την αμέριστη βοήθεια που μου παρείχε στην εκπόνηση της διατριβής μου. Η συνεργασία μου μαζί του τόσο για την εκπόνηση της διδακτορικής διατριβής όσο και σε όλη τη διάρκεια της ειδίκευσης μου αποτελεί κομβικό σημείο αναφοράς στην έως τώρα επιστημονική μου σταδιοδρομία. Θα ήθελα να ευχαριστήσω ιδιαιτέρως τον Αναπληρωτή Καθηγητή Φαρμακολογίας Δημήτριο Κούβελα για τη βοήθεια που μου προσέφερε σε όλη τη διάρκεια της ερευνητικής μας συνεργασίας και τις εύστοχες παρατηρήσεις του. Θερμές ευχαριστίες οφείλω στον Καθηγητή Οφθαλμολογίας και Διευθυντή μου Νικόλαο Γεωργιάδη για την εποικοδομητική ακαδημαϊκή καθοδήγηση και επίβλεψη σε όλη τη διάρκεια της ειδικότητας μου. Η εξασφάλιση ενός ακαδημαϊκού περιβάλλοντος που να συνδυάζει αρτιότητα επιστημονικού εξοπλισμού και πρόσφορο περιβάλλον για κλινική 11

12 έρευνα αποτελεί σημαντική παρακαταθήκη και ευελπιστώ να φανώ αντάξιος της υποστήριξης του. Θα ήθελα επίσης να ευχαριστήσω τον Αναπληρωτή Καθηγητή Βιοχημείας Γ. Κολιάκου χωρίς τη συμβολή του οποίου θα ήταν αδύνατη η εκπόνηση της παρούσας διατριβής. Ευχαριστώ την γραμματέα του τομέα Αισθητηρίων Οργάνων κα. Χατζηκωνσταντίνου Αγλαΐα, για την βοήθεια της. Θα ήθελα επίσης να ευχαριστήσω όλους τους ειδικούς και ειδικευόμενους της Α Πανεπιστημιακής Οφθαλμολογικής Κλινικής που με βοήθησαν στη συλλογή των δειγμάτων του υδατοειδούς υγρού. Ιδιαίτερη μνεία χρήζει εδώ στον Επίκουρο Καθηγητή Οφθαλμολογίας Νικόλαο Ζιάκα, στον Μεταδιδακτορικό Επιστημονικό Συνεργάτη Δημήτριο Μικρόπουλο και στην οφθαλμίατρο Μάρθα Νασρ για την βοήθεια τους σε αυτό τον τομέα. Τέλος θα ήθελα να ευχαριστήσω τη σύζυγο και συνάδελφο μου Ζωή Τσίμτσιου τόσο για την υπομονή για την επιμονή της όσο και για τις εύστοχες παρατηρήσεις της στη συγγραφή της διατριβής και ιδιαίτερα της στατιστικής ανάλυσης. 12

13 ΓΕΝΙΚΟ ΜΕΡΟΣ

14

15 1. ΓΛΑΥΚΩΜΑ 1.1 Εισαγωγή Το γλαύκωμα αποτελεί μια κοινή οφθαλμική νόσο η οποία περιγράφηκε για πρώτη φορά στην Αρχαία Ελλάδα το 500 π.χ. Οι Αριστοτέλης και Ιπποκράτης αναφέρουν ότι παρακολουθούσαν ασθενείς με γλαύκωση, αναφερόμενη στο γκρι-πράσινο χρώμα των οφθαλμών στα τελικά στάδια του γλαυκώματος [1]. Σήμερα το γλαύκωμα αποτελεί μια από τις σημαντικότερες αιτίες μη αντιστρεπτής απώλειας της όρασης, και χαρακτηρίζεται από τη προοδευτική απώλεια των γαγγλιακών κυττάρων του αμφιβληστροειδή. Αναμένεται ότι το έτος 2020 θα πάσχουν από γλαύκωμα περίπου 80 εκατομμύρια ανθρώπων παγκοσμίως [2]. Η νόσος αναγνωρίζεται από τις χαρακτηριστικές αλλαγές στη κεφαλή του οπτικού νεύρου οι οποίες ανταποκρίνονται στην έκπτωση που παρατηρείται από τα οπτικά πεδία. Στους περισσότερους τύπους γλαυκώματος η υψηλή ενδοφθάλμια πίεση (ΕΟΠ) αποτελεί το κύριο παράγοντα κινδύνου ανάπτυξης [3]. Οι τρέχουσες θεραπείες (φαρμακευτικές, laser και χειρουργικές), απλά αντιμετωπίζουν την πάθηση επιτυγχάνοντας μια σημαντική ελάττωση της ΕΟΠ γεγονός που όπως αναδεικνύεται και από τυχαιοποιημένες πολυκεντρικές μελέτες, την έκπτωση των οπτικών πεδίων [4],[5]. Ωστόσο ορισμένοι ασθενείς παρά την ικανοποιητική μείωση της ΕΟΠ συνεχίζουν να εμφανίζουν απώλεια όρασης με σταδιακή έκπτωση των οπτικών τους πεδίων [6],[7],[8], υποδεικνύοντας πως υπάρχουν και άλλοι παθογενετικοί μηχανισμοί ανεξάρτητοι από την ΕΟΠ που συμβάλλουν στην έκπτωση των οπτικών πεδίων. Πρόσφατα έχει αναφερθεί ότι ο κίνδυνος ετερόπλευρης τύφλωσης από το πρωτοπαθές γλαύκωμα ανοικτής γωνίας (ΠΓΑΓ) υπό θεραπεία ανέρχεται στο 27% μετά από 20 χρόνια [2]. Παρά την αναμφίβολη αποτελεσματικότητα των νεότερων φαρμάκων στην αντιμετώπιση της υψηλής ΕΟΠ υπάρχει προβληματισμός για το γεγονός ότι κάποιοι ασθενείς συνεχίζουν να χειροτερεύουν παρά τον ικανοποιητικό έλεγχο της ΕΟΠ [9]. Είναι αδιαμφισβήτητο γεγονός και αποτελεί σημαντικό μέρος της σύγχρονης έρευνας στο τομέα του γλαυκώματος ότι χρειαζόμαστε καλύτερη κατανόηση της παθοφυσιολογίας και με βάση αυτή τη πληροφόρηση νέες θεραπευτικές στρατηγικές για τη καταπολέμηση αυτής της ασθένειας. Είναι καλά τεκμηριωμένο ότι το γλαύκωμα αποτελεί ομάδα παθήσεων με κοινό χαρακτηριστικό τη χρόνια οπτική νευροπάθεια. Αν και η αιτιολογία του παραμένει σε μεγάλο βαθμό ακόμη άγνωστη, γνωρίζουμε ότι στην παθοφυσιολογία του εμπλέκονται διάφοροι παράγοντες κινδύνου μεταξύ των οποίων και η αύξηση της ΕΟΠ. Το γλαύκωμα 15

16 πληρεί τα κριτήρια μιας νευρό-εκφυλιστικής νόσου. Πρόσφατα δεδομένα συνηγορούν ότι στο γλαύκωμα οι υγιείς νευρώνες σταδιακά εκφυλίζονται ή γίνονται περισσότερο ευπαθείς λόγω του αντίξοου περιβάλλοντος που δημιουργούν τα ήδη εκφυλισμένα γαγγλιακά κύτταρα ακόμα και μετά την απομάκρυνση του αιτίου [10]. 1.2 Πρωτοπαθές γλαύκωμα ανοικτής γωνίας Το γλαύκωμα αποτελεί μια ομάδα οπτικών νευροπαθειών οι οποίες έχουν ως κοινό χαρακτηριστικό τη βραδεία προοδευτική εκφύλιση των γαγγλιακών κυττάρων του αμφιβληστροειδή και των αξόνων αυτών, με αποτέλεσμα μια διακριτή εμφάνιση βλάβης του οπτικού δίσκου (κοίλανση) με συνοδό απώλεια όρασης. Η βιολογική φύση της νόσου δεν είναι ακόμη κατανοητή όπως και οι παράγοντες που συμβάλλουν στη προοδευτική αυτή εκφύλιση. Ο μοναδικός αποδεδειγμένος παράγοντας και αυτός στον οποίο στοχεύουν όλες οι τρέχουσες θεραπευτικές επιλογές είναι η αυξημένη ΕΟΠ [3]. Η απώλεια της όρασης που προκαλείται από το γλαύκωμα αυξάνει λόγω γήρανσης του πληθυσμού είναι μη αντιστρεπτή και αποτελεί σήμερα τη δεύτερη αιτία τύφλωσης παγκοσμίως [3]. Το κόστος αντιμετώπισης της νόσου επίσης είναι εξαιρετικά υψηλό. Στις Η.Π.Α. γίνονται πάνω από 7 εκατομμύρια επισκέψεις ασθενών το χρόνο για τη παρακολούθηση ασθενών που ήδη πάσχουν από γλαύκωμα είτε είναι σε κίνδυνο να αναπτύξουν. Το κόστος από την απώλεια όρασης από όλες τις μορφές γλαυκώματος εκτιμάται ότι ξεπερνά σε κόστος τα 1,5 δισεκατομμύρια δολάρια το χρόνο [11]. Ωστόσο το πρόβλημα σίγουρα είναι πολύ μεγαλύτερο από ότι δηλώνουν τα παραπάνω νούμερα καθώς διεθνώς ένας σημαντικός αριθμός ασθενών παραμένουν είτε αδιάγνωστοι είτε έχουν ελλιπή αντιμετώπιση. Ο αριθμός των ασθενών που δυνητικώς θα αναπτύξει γλαύκωμα, και οι οποίοι εμφανίζουν αυξημένη ΕΟΠ (οφθαλμική υπερτονία) υπερτερεί κατά πολύ αυτών που είναι ήδη διαγνωσμένοι γλαυκωματικοί ασθενείς. Το γλαύκωμα αποτελεί νόσο που ο επιπολασμός της αυξάνεται με την ηλικία και αναμένεται σημαντική αύξηση τα επόμενα χρόνια με τη γήρανση του πληθυσμού [12] Επιδημιολογία πρωτοπαθούς γλαυκώματος ανοικτής γωνίας Το ΠΓΑΓ αποτελεί τη συνηθέστερη μορφή γλαυκώματος στην Ευρώπη, στις Η.Π.Α και στην Αυστραλία με ποσοστό μεταξύ 75-95% [13]. Εκτιμάται ότι παγκοσμίως πάσχουν πάνω από 66 εκατομμύρια ενώ τουλάχιστον 6-8 εκατομμύρια ασθενών έχουν υποστεί αμφοτερόπλευρη τύφλωση [14]. Επιδημιολογικές μελέτες στην Ευρώπη αναφέρουν ποσοστά επιπολασμού από 1.1% στη Rotterdam Study [14] μέχρι 3,8% στη Thessaloniki Eye Study [15]. Από τους διάφορους τύπους γλαυκώματος το ΠΓΑΓ είναι το συχνότερο στην Ευρώπη και την Αφρική. Η νόσος 16

17 αποτελεί τη συχνότερη αιτία τύφλωσης σε ασθενείς με καταγωγή από την Αφρική [12] Παθοφυσιολογία πρωτοπαθούς γλαυκώματος ανοικτής γωνίας Το γλαύκωμα αποτελεί μια νευροεκφυλιστική νόσο η οποία χαρακτηρίζεται από τη βραδεία, προοδευτική εκφύλιση των γαγγλιακών κυττάρων του αμφιβληστροειδή [16]. Στο γλαύκωμα μειώνεται το εύρος του νευροαμφιβληστροειδικού ορίου με ταυτόχρονη μεγέθυνση της κοίλανσης στη κεφαλή του οπτικού νεύρου. Ο θάνατος των γαγγλιακών κυττάρων δε περιορίζεται στις αλλαγές στους άξονες των γαγγλιακών κυττάρων αλλά επίσης επηρεάζει τα σώματα και τους δενδρίτες [17] καθώς και τα νευρικά κύτταρα στο έξω γονατώδες σώμα και στον οπτικό φλοιό [18]. Τα κύτταρα γλοίας επίσης επηρεάζονται και είναι πιθανό τα αστροκύτταρα να ενεργοποιούνται από την αύξηση της ΕΟΠ ή από άλλους μηχανισμούς οι οποίοι επηρεάζουν το περιβάλλον των αξόνων και προκαλούν εκφύλιση [19]. Επιπρόσθετα της παθολογικής ΕΟΠ ή ανεξάρτητα αυτής, και άλλοι παράγοντες μπορούν μεμονωμένα ή και αθροιστικά να συμβάλλουν στο θάνατο των γαγγλιακών κυττάρων και των ινών του οπτικού νεύρου στο γλαύκωμα. Ο αμφιβληστροειδής εξαρτάται από την αιματική ροή για να διατηρήσει τις υψηλές ενεργειακές του ανάγκες και η τοπική ισχαιμία έχει ενεργοποιηθεί ως ένας από αυτούς τους βλαπτικούς παράγοντες [20]. Για παράδειγμα, η υπερβολική ενεργοποίηση του γλουταμινεργικού συστήματος και ιδιαίτερα των Ν-μέθυλ-D-ασπαραγινικού υποτύπου επίσης έχει προταθεί ότι συμβάλλει στο θάνατο των γαγγλιακών κυττάρων στο γλαύκωμα [21],[22],[23]. Ωστόσο ακόμα υπάρχουν αμφιβολίες εάν η αύξηση της συγκέντρωσης του γλουταμινικού έχει θετική ή αρνητική επίδραση και εάν οι διάφοροι υποτύποι των κυττάρων αντιδρούν διαφορετικά στο γλουταμινικό οξύ. Άλλοι προτεινόμενοι παράγοντες είναι η διαταραχή της κυτταρικής αντλίας, το οξειδωτικό stress και ο σχηματισμός ελευθέρων ριζών [24] καθώς και ανωμαλίες του ανοσοποιητικού συστήματος [25]. 1.3 Αποφολιδωτικό σύνδρομο Το σύνδρομο αποφολίδωσης (ΣΑ) είχε περιγραφεί για πρώτη φορά από τον Lindberg το 1917 [26]. To ΣΑ είναι μια σχετιζόμενη με την ηλικία γενικευμένη διαταραχή της εξωκυττάριας ουσίας, η οποία χαρακτηρίζεται από σύνθεση και προοδευτική συγκέντρωση ενός ινιδοειδούς υλικού, που ονομάζεται αποφολιδωτικό υλικό (AY), στους οφθαλμικούς ιστούς, καθώς επίσης στο δέρμα αλλά στον συνδετικό ιστό διαφόρων σπλαγχνικών οργάνων [27],[28]. Συχνά αποτελεί πρόδρομη κατάσταση για την ανάπτυξη χρόνιου δευτεροπαθούς γλαυκώματος ανοιχτής γωνίας, γνωστού ως αποφολιδωτικό γλαύκωμα (ΓΑ) [27]. Αποτελεί τη συνηθέ- 17

18 στερη γνωστή αιτία ανάπτυξης δευτεροπαθούς γλαυκώματος παγκοσμίως, και μπορεί να προκαλέσει γλαύκωμα ανοικτής αλλά και κλειστής γωνίας [27]. Επιπλέον η πάθηση προσβάλλει όλους τους ιστούς των προσθίων μορίων και οδηγεί σε υποξία και διάσπαση του αιματό-υδατοειδικού φραγμού, σχηματισμό καταρράκτη και σε ανωμαλίες στην αιματική ροή [27] Επιβεβαιώνοντας την ιδιότητά τους ως συστηματικές νόσοι, το ΣΑ και το ΓΑ φέρονται να συνδέονται αιτιολογικά με αγγειακές παθήσεις. Εναποθέσεις ΑΥ έχουν ταυτοποιηθεί στα τοιχώματα των οπίσθιων ακτινοειδών αρτηριών, στις περίδνητες φλέβες και στα κεντρικά αγγεία του αμφιβληστροειδή καθώς εξέρχονται από το οπτικό νεύρο [29]. Πρόσφατα έχει αναφερθεί η συσχέτιση του με ένα αριθμό συστηματικών νοσημάτων όπως παροδικά ισχαιμικά επεισόδια [30], νόσο του Alzheimer [31] και απώλεια ακοής [32]. Σε αναδρομικές μελέτες βρέθηκε θετική συσχέτιση του ΣΑ με ιστορικό υπέρτασης, στηθάγχης, έμφραγμα μυοκαρδίου και εγκεφαλικό [33], ωστόσο σε άλλες μελέτες δεν υπήρξε συσχέτιση με καρδιαγγειακή νόσο ή νόσο των εγκεφαλικών αγγείων [34]. Επιπρόσθετα, η θνησιμότητα των ασθενών με αποφολίδωση δεν είναι διαφορετική από τα άτομα χωρίς αποφολίδωση [35] Επιδημιολογία αποφολιδωτικού συνδρόμου και αποφολιδωτικού γλαυκώματος Επιδημιολογικές μελέτες έχουν δείξει ότι το ΣΑ και αναλογικά και το ΓΑ έχουν υψηλό επιπολασμό, αλλά και μεγάλη ποικιλότητα σε διάφορους πληθυσμούς παγκοσμίως [36],[37],[38],[39],[40],[41]. Το γεγονός αυτό μπορεί να οφείλεται τόσο σε πραγματική ετερογένεια στον επιπολασμό του ΣΑ μεταξύ των πληθυσμιακών ομάδων, όσο και σε διαφορές στα χρησιμοποιούμενα διαγνωστικά κριτήρια και μεθόδους. Έχει παρατηρηθεί ότι ο επιπολασμός της πάθησης επηρεάζεται καθοριστικά από τον τόπο διαβίωσης, τη φυλετική προέλευση, την ηλικιακή κατανομή του υπό μελέτη πληθυσμού και την ύπαρξη συνοδών οφθαλμικών παθήσεων με κυριότερη το γλαύκωμα. Στην Ευρώπη ο υψηλότερος επιπολασμός ΣΑ και ΓΑ αναφέρονται στη Ρωσία, Νορβηγία, Σουηδία, Ισπανία, Ιρλανδία και στην Ελλάδα. Αντιπροσωπευτικές αναλογίες επιπολασμού του ΓΑ στον Ελληνικό γλαυκωματικό πληθυσμό ποικίλλουν μεταξύ 25-54% ανάλογα με τη μέθοδο και το δείγμα [42],[39],[43]. Ενδεικτικά μπορούμε να αναφέρουμε ότι στη Βόρεια Ευρώπη το ΓΑ αποτελεί το 50%-60% όλων των γλαυκωμάτων, ενώ στις ΗΠΑ λιγότερο από το 10% των ασθενών με γλαύκωμα πάσχουν από ΓΑ [35]. Οι Thomas και συν. σε μελέτη σχετικά με τον επιπολασμό του ΣΑ, κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι ο επιπολασμός του ΣΑ αυξάνεται με την ηλικία, καθώς επίσης στους ανθρώπους που εργάζονται στην ύπαιθρο και σε ασθενείς με πυρηνικό καταρράκτη. Πιο συγκεκρι- 18

19 μένα βρέθηκε ότι ο επιπολασμός του ΣΑ κυμαίνεται από 3.01% στην ηλικία των 40 ετών σε 6.28% στην ηλικία των 60 ετών. Επίσης διαπίστωσαν ότι ο πυρηνικός καταρράκτης ήταν 2 φορές περισσότερο συχνός σε ασθενείς με αποφολίδωση σε σχέση με μάρτυρες ίδιας ηλικίας [44]. Οι ελλοχεύουσες παραλλαγές από έναν πληθυσμό στον άλλο και στους ομοιογενείς πληθυσμούς, παραμένει να ερμηνευθούν. Άτομα που ζουν σε χαμηλότερα γεωγραφικά πλάτη (Ελλάδα, Σαουδική Αραβία, Ιράν) εμφανίζονται να αναπτύσσουν ΣΑ σε μικρότερες ηλικίες [38]. Η έκθεση στην ηλιακή, υπεριώδη ακτινοβολία μπορεί να εμπλέκεται στον αυξημένο επιπολασμό, όπως επίσης είναι πιθανό να εμπλέκονται και διαιτητικοί παράγοντες [45]. Έχει εκτιμηθεί ότι ο αριθμός των ατόμων με ΣΑ και ΓΑ σε όλο τον κόσμο κυμαίνεται μεταξύ 63 και 75 εκατομμυρίων [46], ενώ και η κοινωνικοοικονομική σημασία του ΓΑ έχει αυξηθεί σημαντικά τα τελευταία χρόνια [47]. Επιπλέον, σε όλες τις αναφερόμενες σειρές ο επιπολασμός του ΓΑ αυξάνεται σημαντικά με την ηλικία και επομένως προβλέπεται ο αριθμός των ασθενών να αυξηθεί δραματικά μέσα στις επόμενες δυο δεκαετίες, λόγω της σημαντικής γήρανσης του Ευρωπαϊκού πληθυσμού [38],[48]. Το μέσο ετήσιο κόστος παρακολούθησης και θεραπείας ενός γλαυκωματικού ασθενή κυμαίνεται μεταξύ 400 και Ευρώ, ποσό που διπλασιάζεται σε περίπτωση που ο ασθενής χρειαστεί χειρουργική επέμβαση για την αντιμετώπιση του γλαυκώματος Παθοφυσιολογία αποφολιδωτικού συνδρόμου Σήμερα θεωρείται ότι το ΣΑ είναι μια σχετιζόμενη με την ηλικία, γενικευμένη διαταραχή της εξωκυττάριας ουσίας [49], η οποία χαρακτηρίζεται από πολυεστιακή σύνθεση και προοδευτική άθροιση εξωκυττάριου υλικού, το οποίο δεν αποσυντίθεται, αλλά προοδευτικά συσσωρεύεται στους διάφορους ενδοφθάλμιους και εξωφθάλμιους ιστούς [27]. Το αποφολιδωτικό υλικό ιστολογικά έχει ανευρεθεί στο φακό, στην ίριδα, στο ακτινωτό σώμα, στη Ζίννειο ζώνη και στους εσωτερικούς σχηματισμούς του διηθητικού ηθμού και του παρακαναλικού δικτυωτού ηθμού. Το υλικό, ιστολογικά και μικροσκοπικά, είναι σχεδόν όμοιο με το αμυλοειδές, αλλά διαφέρει ιστοχημικά [27],[49]. Η αιτιολογία της συστηματικής διαταραχής της εξωκυττάριας ουσίας παραμένει ακόμη άγνωστη, αλλά σήμερα πραγματοποιούνται πολλές μελέτες, κυρίως σε βιοχημικό επίπεδο. Η τρέχουσα αντίληψη για το ΣΑ προτείνει μια εκσεσημασμένη σύνθεση, ή ανεπαρκή αποδόμηση των συστατικών της εξωκυττάριας ουσίας (π.χ. των ελαστικών μικροϊνιδίων κ.α.), η οποία διεγείρεται από τον TGF-β1 και οδηγεί σε άθροιση των ελαστικών μικροϊνιδίων σε χαρακτηριστικές αποφολιδωτικές ίνες [49],[50]. Η αγγειοπάθεια της ίριδας και η αυξημένη διαπερατότητα του αιματο-υδατοειδικού φραγμού αποτελούν επιβεβαιωμένα χαρακτηριστι- 19

20 κά του ΣΑ. Ως άμεση συνέπεια προκύπτει η αυξημένη διαπερατότητα πρωτεϊνών από το πλάσμα στον πρόσθιο θάλαμο [51]. Εξαιτίας της ανισορροπίας μεταξύ των ενζύμων αποδόμησης της εξωκυττάριας ουσίας (μεταλλοπρωτεϊνάσες, MMP) και των αναστολέων τους (TIMP), το παθολογικό ΑΥ δεν αποδομείται αλλά με την πάροδο του χρόνου αθροίζεται προοδευτικά εντός των ιστών. Αυτή η παθολογική άθροιση του μαζί με την παράλληλη απελευθέρωση και εναπόθεση της χρωστικής στο δίκτυο αποχέτευσης καταλήγουν σε μια παθολογική αλληλουχία γεγονότων στο σύστημα εκροής, που οδηγούν αρχικά σε αυξημένη ΕΟΠ (οφθαλμική υπερτονία) και τελικά στην ανάπτυξη του ΓΑ. Ενώ η κυκλοφορία στον αμφιβληστροειδή χιτώνα μοιράζεται πολλά χαρακτηριστικά με την κυκλοφορία στον εγκέφαλο, ο χοριοειδής χιτώνας έχει πιο πολλά κοινά με τα στεφανιαία αγγεία και τα αγγεία των άκρων. Το οπτικό νεύρο έχει επίσης πραγματικά μοναδικές ιδιότητες. Έτσι, παρότι διαθέτει αιματοεγκεφαλικό φραγμό, οι αγγειοδραστικές ουσίες μπορούν να διαχυθούν από τον χοριοειδή εντός του οπτικού νεύρου. Η ειδική και μοναδική αυτή κατάσταση εξηγεί γιατί ο οφθαλμός και ειδικά ο χοριοειδής είναι επιρρεπείς στον αγγειόσπασμο [52]. Επομένως, εκτός της αυξημένης ΕΟΠ, ο αγγειόσπασμος θεωρείται σήμερα ένας παράγοντας κινδύνου για το γλαύκωμα. Μάλιστα, όπως έχει αποδειχθεί ότι η κυμαινόμενη ΕΟΠ είναι πιο επιβλαβής από μια σταθερά υψηλή ΕΟΠ, αντίστοιχα και η μειωμένη κυκλοφορία λόγω αγγειοσύσπασης είναι χειρότερη απ' ότι αυτή λόγω χρόνιας αρτηριοσκλήρυνσης και στην πρώτη περίπτωση, η γλαυκωματική επιδείνωση είναι μεγαλύτερη από μια καθαρά ισχαιμική βλάβη [52]. Οι διαταραχές της αγγειακής ρύθμισης, που είναι το χαρακτηριστικό της αγγειοσύσπασης, εμπλέκονται στον αυτορρυθμιστικό μηχανισμό και καθιστούν τον οφθαλμό πιο ευάλωτο τόσο στην αύξηση της ΕΟΠ, όσο και στην μείωση της αρτηριακής πίεσης [53]. Οι διαταραχές αγγειακής ρύθμισης οδηγούν συχνότερα και σε συστηματική υπόταση. Η μειωμένη διαστολική πίεση διήθησης έχει αποδειχθεί σημαντικός παράγοντας κινδύνου στο ΠΓΑΓ [54]. Η ενδοθηλίνη 1 (ΕΤ -1), η οποία προκαλεί αγγειόσπασμο, βρίσκεται σε αυξημένες συγκεντρώσεις στο πλάσμα των γλαυκωματικών ασθενών [52]. Ενδιαφέρον είναι επίσης το ότι οι συγκεντρώσεις ΕΤ-1 στο πλάσμα και στο ΥΥ ασθενών με γλαύκωμα φυσιολογικής πίεσης είναι μεγαλύτερες από εκείνες σε ασθενείς με ΠΓΑΓ [55]. Σε πειράματα με ζώα, τοπικά χορηγούμενη ΕΤ-1 οδηγεί σε μια αύξηση της ενδοφθάλμιας συγκέντρωσης γλουταμινικού. Αυξημένα συγκεντρώσεις γλουταμινικού ενδοϋαλοειδικά έχουν βρεθεί σε πειράματα ισχαιμίας-επαναιμάτωσης. Επίσης, έχει καταδειχθεί ότι το υαλώδες σώμα γλαυκωματικών ασθενών περιέχει αυξημένη συγκέντρωση γλουταμινικού [22]. Η έλλειψη ενός επαρκούς συστήματος διατήρησης της αιματικής ροής ανεξάρτητα από την ΕΟΠ και την διακύμανση της συστηματικής 20

21 πίεσης οδηγεί σε βλάβες επαναιμάτωσης [52]. Η βλάβη επαναιμάτωσης έχει ως αποτέλεσμα αξιοσημείωτη αύξηση ελευθέρων ριζών οξυγόνου που καταστρέφουν το οπτικό νεύρο, την κυτταρική μεμβράνη, όπως επίσης και τις μιτοχονδριακές μεμβράνες. Με τον τρόπο αυτό, προκαλείται η έναρξη μίας αλυσιδωτής αντίδρασης, που με τη διαμεσολάβηση της κασπάσης οδηγεί σε πέψη των γαγγλιακών κυττάρων του αμφιβληστροειδούς και των νευραξόνων τους και των γαγγλιακών κυττάρων του οπτικού νεύρου [52]. Ουσιαστικά δηλαδή η διαταραχή και η ποικιλότητα στην πίεση διήθησης καταλήγει στην αύξηση των ελευθέρων ριζών Ο 2 και την απόπτωση[53]. Η βαθύτερη κατανόηση των γενετικών οδών της απόπτωσης θα φωτίσει περισσότερο το θέμα στο μέλλον. 1.4 Αποφολιδωτικό Γλαύκωμα Το ΓΑ κατατάσσεται σήμερα στα δευτεροπαθή γλαυκώματα και χαρακτηρίζεται από την ανίχνευση ΑΥ και από την ανοιχτή γωνία του προσθίου θαλάμου. Η άνοδος της ΕΟΠ στο ΓΑ σχετίζεται με τη μείωση της αποχετευτικής ικανότητας του διηθητικού ηθμού, λόγω άθροισης ΑΥ και χρωστικής. Το γλαύκωμα μπορεί να εμφανιστεί ταυτόχρονα με τη κλινική εμφάνιση των σημείων της αποφολίδωσης ή μετά από κάποιο χρονικό διάστημα αλλά μπορεί και να προηγείται της κλινικής εμφάνισης της αποφολίδωσης [36]. Από διάφορες μελέτες συμπεραίνετε ότι η αύξηση της ΕΟΠ συνήθως συμβαίνει κατά τα πρώιμα στάδια της παθολογικής διαδικασίας [56]. Φαίνεται ότι ο κίνδυνος είναι αθροιστικός. Σε σχέση με το ΠΓΑΓ, το ΓΑ χαρακτηρίζεται από μεγαλύτερη βλάβη των οπτικών πεδίων κατά την διάγνωση, ταχύτερη βλάβη των οπτικών νεύρων [56], πιο σοβαρή κλινική εικόνα, ταχύτερη επιδείνωση [43],[57] και από τη συχνότερη ανάγκη για χειρουργική επέμβαση [58]. Τo ΓΑ θεωρείται ότι παίζει ρόλο στην απόφραξη της κεντρικής φλέβας του αμφιβληστροειδούς. Πρόδρομες πληροφορίες υποδεικνύουν συσχέτιση της πάθησης με αυξημένη επίπτωση της καρδιακής νόσου και ειδικότερα με αυξημένη συχνότητα παροδικών ισχαιμικών επεισοδίων και κίνδυνο για έμφραγμα του μυοκαρδίου [33]. Πρόσφατα αναφέρθηκε ότι οξεία αγγειακά εγκεφαλικά νοσήματα, αλλά και χρόνιες εκφυλιστικές εγκεφαλικές παθήσεις (γεροντική άνοια, εγκεφαλική ατροφία και χρόνια εγκεφαλική ισχαιμία) ίσως να είναι πιο συχνές σε ασθενείς με ΓΑ από ότι σε ασθενείς με ΠΓΑΓ [59]. Πάντως παραμένει άγνωστο, γιατί ενώ το ΓΑ συσχετίζεται με τόσες συστηματικές παθήσεις, η επιβίωση των ασθενών με αποφολίδωση είναι παρόμοια με αυτή του γενικού πληθυσμού [35]. Πάντως για όλους τους ανωτέρω λόγους, η σημασία του ΓΑ έχει αναδειχθεί και τονιστεί ιδιαίτερα τα τελευταία χρόνια στη βιβλιογραφία [60], [61]. Το γλαύκωμα εμφανίζεται συχνότερα σε οφθαλμούς με ΣΑ, παρά σε υγιείς οφθαλμούς. Στα άτομα με ΣΑ ο κίνδυνος ανάπτυξης ΓΑ είναι 21

22 αθροιστικός με την πάροδο του χρόνου. Οι Henry και συνεργάτες βρήκαν ότι σε 5 και 10 έτη οι συσσωρευτικές πιθανότητες σε αρχικά μη γλαυκωματικούς οφθαλμούς με ΣΑ να αναπτύξουν ΓΑ είναι 5.3% και 15.4% αντίστοιχα, ένα ποσοστό σημαντικά υψηλότερο από αυτό που θα αναμενόταν σε παρόμοια ομάδα ασθενών χωρίς αποφολίδωση [62]. Επομένως, οι ασθενείς με ΣΑ έχουν πιθανότητα 40% ή μεγαλύτερη να αναπτύξουν είτε οφθαλμική υπερτονία, είτε ΓΑ μέσα σε 10 έτη, ένας κίνδυνος περίπου δεκαπλάσιος από αυτό που βρίσκεται στο γενικό πληθυσμό [62]. Ασθενείς με ΓΑ στον ένα οφθαλμό και ΣΑ στον έτερο οφθαλμό εμφανίζουν κίνδυνο 50% ή μεγαλύτερο να αναπτύξουν ΓΑ και στον έτερο οφθαλμό μέσα στα επόμενα 5 έτη. Από την άλλη πλευρά, ο επιπολασμός της αποφολίδωσης είναι μεγαλύτερος σε ομάδες γλαυκωματικών ασθενών σε σχέση με ίδιας ηλικίας υγιή άτομα. Τα αναφερόμενα ποσοστά επιπολασμού κυμαίνονται από σχεδόν μηδέν μέχρι 93%, με τα υψηλότερα ποσοστά να παρατηρούνται στη Σκανδιναβία. Αντιπροσωπευτικές τιμές είναι 46 57% στην Ισλανδία, 28 47% στη Φινλανδία, 33 60% στη Νορβηγία, 66% στη Σουηδία και 26% στη Δανία [15],[37],[42],[63],[64]. Η συχνότητα του ΓΑ επηρεάζεται κυρίως από τον επιπολασμό του ΣΑ, την ηλικία και από τη δυνατότητα των εξεταστών να ανιχνεύσουν το ΑΥ και τα υπόλοιπα κλινικά σημεία της πάθησης. Η αναφερόμενη επίπτωση του ΣΑ με ή χωρίς συνοδό γλαύκωμα ποικίλει ευρέως. Αυτό απεικονίζει έναν συνδυασμό αληθινών διαφορών λόγω φυλετικών, εθνικών, ή άλλων παραγόντων, όπως είναι η ηλικία, η κατανομή του φύλου, τα κλινικά κριτήρια που χρησιμοποιούνται για τη διάγνωση του συνδρόμου, η δυνατότητα του εξεταστή να ανιχνεύσει τα αρχικά στάδια ή/και τα δυσδιάκριτα σημεία της νόσου, η μέθοδος και η πληρότητα της εξέτασης [36]. Πολλά περιστατικά πάντως παραμένουν αδιάγνωστα, λόγω έλλειψης μυδρίασης στην εξέταση ή ανεπαρκούς γνώσης των σημείων της πάθησης στη σχισμοειδή λυχνία [27]. Η παθογένεια της αύξησης της ΕΟΠ στο ΣΑ παραμένει ακόμη αντικείμενο έρευνας και συζητήσεων για το αν το ΣΑ μπορεί σε ορισμένες περιπτώσεις να συνυπάρχει τυχαία με ΠΓΑΓ [36], [65], ή αν τελικά πάντα προκαλεί ΓΑ [66]. Το γλαύκωμα που συνυπάρχει με το ΣΑ συνδέεται με την αύξηση της αντίστασης εκροής του ΥΥ [67]. Η εκροή του ΥΥ στους οφθαλμούς με ΓΑ, ελαττώνεται κατά 20% σε σχέση με τους υγιείς [67]. Σε οφθαλμούς με ΣΑ, αλλά χωρίς γλαύκωμα δεν υπάρχει εμφανής διαφορά στην εκροή του ΥΥ ανάμεσα σε άτομα με ΣΑ σε σχέση με υγιείς μάρτυρες. Πιθανοί μηχανισμοί που συμμετέχουν στη δημιουργία γλαυκώματος στο ΣΑ, είναι η δυσλειτουργία των κυττάρων του ηθμού, η απόφραξη του ηθμού από ΑΥ, η απόφραξη του ηθμού από την συσσώρευση χρωστικής και σπανιότερα η τυχαία συνύπαρξη ΠΓΑΓ. Υπάρχουν αντικρουόμενες απόψεις για τον ακριβή ρόλο του ΑΥ, και της χρωστικής, 22

23 στο βαθμό απόφραξης του ηθμού και στην αύξηση της ΕΟΠ. Η θεωρία της απόφραξης του διηθητικού ηθμού είναι η πιθανότερη υπόθεση για την αιτιολόγηση της σταδιακής και συχνά εκσεσημασμένης αύξησης της ΕΟΠ [43],[68]. Τραυματική απώλεια της ιριδοφακικής επαφής μπορεί να προστατεύσει από την μελλοντική εμφάνιση του γλαυκώματος [69]. Οι περισσότεροι ασθενείς με ΣΑ πάντως δεν προλαβαίνουν να αναπτύξουν αυξημένη ΕΟΠ στη διάρκεια της ζωής τους. Αυξημένη εναπόθεση ΑΥ στον ηθμό μπορεί να βρεθεί και σε οφθαλμούς με ΣΑ με φυσιολογική ΕΟΠ. Εντούτοις, η σχέση μεταξύ της συσσώρευσης του ΑΥ στον ηθμό και της παρουσίας γλαυκώματος έχει διαπιστωθεί σε πολλές μελέτες. Σε μελέτες με ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σε οφθαλμούς με ΣΑ με ή χωρίς γλαύκωμα, η παρουσία γλαυκώματος σχετιζόταν στενά με τη ποσότητα του ΑΥ στον ηθμό και στην παρακαναλική περιοχή. Σε μια μεγαλύτερη σειρά γλαυκωματικών και μη οφθαλμών με ΣΑ, το ποσό του ΑΥ αντιστοιχούσε στην έκταση βλάβης του οπτικού νεύρου [70]. Στη βιβλιογραφία το ΑΥ αναφέρεται ότι συγκεντρώνεται κυρίως στην υποεπιθηλιακή περιοχή του καναλιού του Schlemm. Το πιο σημαντικό στοιχείο είναι η συγκέντρωση ΑΥ στην παρακαναλική περιοχή, καθώς και οι εκφυλιστικές αλλαγές που λαμβάνουν χώρα στο κανάλι του Schlemm και στην παρακαναλική περιοχή [71]. Εκτός από τη μηχανική απόφραξη του ηθμού από ΑΥ εξωηθμικής προέλευσης, υπάρχουν ενδείξεις για επιπρόσθετη τοπική παραγωγή ΑΥ από τα κύτταρα του ηθμού. Αποδιοργάνωση του παρακαναλικού ιστού και του καναλιού του Schlemm δεν έχει παρατηρηθεί σε οφθαλμούς με ΣΑ και ήπιο ή μέτριο ΓΑ και μάλλον πρέπει να συνδέεται με τα τελικά στάδια της νόσου. Εντούτοις, η ερώτηση που παραμένει είναι γιατί μόνο μερικοί οφθαλμοί με ΣΑ αναπτύσσουν γλαύκωμα. Οι πιθανοί αιτιολογικοί παράγοντες μπορούν να είναι το ποσό του ΑΥ, διαφορές σε κάθε άτομο που σχετίζονται με τη διαταραχή του μεταβολισμού, ή η παρουσία ενός άγνωστου μηχανισμού βιολογικής προστασίας σε ορισμένους ασθενείς. Το ΓΑ είναι καλά διαφοροποιημένο σε σχέση με το ΠΓΑΓ, όχι μόνο κλινικά άλλα και ιστοπαθολογικά. Συγκεκριμένα, μια σημαντική αύξηση παθολογικού υλικού στο παρακαναλικό ιστό και ελάττωση του αριθμού των κυττάρων στον ηθμό έχει ανευρεθεί στο ΠΓΑΓ, αλλά καμία διαφορά στη συγκέντρωση και στην πυκνότητα των κυττάρων δεν έχει παρατηρηθεί στο ΓΑ. Αυτά τα μορφομετρικά στοιχεία επιβεβαιώνουν τις θεμελιώδεις διαφορές στη φύση των δύο παθήσεων [72]. 1.5 Διαφορές αποφολιδωτικού και πρωτοπαθούς γλαυκώματος ανοικτής γωνίας Γενικά οι ασθενείς με ΓΑ είναι ηλικιωμένοι και γηραιότεροι από αυτούς που πάσχουν από ΠΓΑΓ, γεγονός που είναι αναμενόμενο καθώς το ΣΑ είναι σπάνιο σε άτομα κάτω των 50 ετών. Στη βιβλιογραφία έχουν 23

24 αναφερθεί μόνο 5 περιστατικά με ΣΑ κάτω των 40 ετών με το νεότερο να είναι 17 ετών [57]. Η ασυμμετρία κατά την εμφάνιση συνήθως αποτελεί το κανόνα στο ΣΑ/ΓΑ, καθώς σε αντίθεση με το ΠΓΑΓ οι ασθενείς συνήθως εμφανίζονται με ετερόπλευρο γλαύκωμα. Συχνά υπάρχουν ασθενείς με αμφοτερόπλευρο ΣΑ και προχωρημένο ΓΑ στον ένα οφθαλμό οι οποίοι ποτέ δεν ανέπτυξαν οφθαλμική υπερτονία στον έτερο οφθαλμό. Κατά την εμφάνιση το ποσοστό αμφοτερόπλευρου ΓΑ είναι 31% έναντι του 54% του ΠΓΑΓ [73]. Από τις σημαντικότερες διαφορές ανάμεσα στις δύο μορφές γλαυκώματος αποτελεί η μη αύξηση στο ΓΑ της ΕΟΠ μετά από τη χρήση τοπικών στεροειδών [74]. Στη γωνιοσκοπία η εναπόθεση χρωστικής που παρατηρείται στη γωνία ασθενών με ΓΑ είναι σαφώς μεγαλύτερη σε σχέση με το ΠΓΑΓ και όπως αναφέρθηκε προηγουμένως θεωρείται υπεύθυνη και για τα χειρότερα χαρακτηριστικά της ΕΟΠ και επομένως τη ταχύτερη εξέλιξη της γλαυκωματικής εκφύλισης σε αυτούς τους ασθενείς [75]. Παρά την αρχικά καλή ανταπόκριση η ελάττωση της ΕΟΠ στο ΓΑ μακροχρόνια είναι συχνά ανεπαρκής [76]. Η μονοθεραπεία είναι λιγότερο αποτελεσματική στο ΓΑ και πρέπει συχνότερα να προστίθεται και δεύτερη αγωγή σε σχέση με το ΠΓΑΓ [77]. Μια σειρά από πρόσφατες τυχαιοποιημένες κλινικές 24ωρες δοκιμές έχουν παρουσιάσει δεδομένα για την απόκριση των καινούργιων φαρμάκων σε ασθενείς με ΓΑ[78-81]. Όσον αφορά την αντιμετώπιση με laser του ΓΑ παρά την αρχική καλή ανταπόκριση, πάλι μακροχρόνια αναφέρονται μεγαλύτερα ποσοστά αποτυχίας [82], σε σχέση με το ΠΓΑΓ. Αντίθετα με τη χειρουργική αντιμετώπιση υπάρχει καλύτερη διατήρηση των οπτικών πεδίων στο ΓΑ μετά από επιτυχή τραμπεκουλεκτομή σε σχέση με το ΠΓΑΓ [83]. Δυστυχώς ελάχιστη τεκμηριωμένη πληροφόρηση υπάρχει για τη μακροχρόνια πρόγνωση μετά από επέμβαση στο ΓΑ. 1.6 Θεωρίες παθογένειας του γλαυκώματος Η παθογένεια του γλαυκώματος παραμένει αδιευκρίνιστη. Από τις διάφορες μελέτες έχει επιβεβαιωθεί ο ρόλος της ΕΟΠ στην εξέλιξη της νόσου [4],[5] αλλά δεν είναι απόλυτα σαφής η αιτιολογική συσχέτιση μεταξύ της αύξησης της ΕΟΠ και της προκαλούμενης γλαυκωματικής οπτικής νευροπάθειας. Το γλαύκωμα αποτελεί μια ομάδα νοσημάτων που έχουν κοινά κλινικά χαρακτηριστικά, που περιλαμβάνουν τη κοίλανση του οπτικού δίσκου και απώλεια των γαγγλιακών κυττάρων με αποτέλεσμα έκπτωση των οπτικών πεδίων με υψηλή ή όχι ΕΟΠ. Η κοίλανση στο οπτικό νεύρο αποτελεί το κυριότερο σημείο της νόσου αν και δεν είναι ξεκάθαρο εάν οι αλλαγές στη κεφαλή του οπτικού νεύρου αποτελούν το πρωταρχικό 24

25 γεγονός το οποίο επιταχύνει την απώλεια των γαγγλιακών κυττάρων ή εάν ο θάνατος των γαγγλιακών κυττάρων επάγει γεγονότα που οδηγούν σε αλλοιώσεις στη κεφαλή του οπτικού νεύρου, είναι όμως απόλυτα απόδεκτό ότι η αύξηση της ΕΟΠ προκαλεί δομική βλάβη στη κεφαλή του οπτικού νεύρου [84]. Η φυσιολογική απώλεια γαγγλιακών κυττάρων επέρχεται με τη πάροδο του χρόνου και εκτιμάται ότι υπάρχει απώλεια περίπου 5000 αξόνων ανά έτος [85]. Ο θάνατος των γαγγλιακών κυττάρων αποτελεί αναπόσπαστο στοιχείο της γλαυκωματικής οπτικής νευροπάθειας. Υπάρχουν στοιχεία ότι ο θάνατος των γαγγλιακών κυττάρων επιτελείται με το μηχανισμό της απόπτωσης [86]. Η απόπτωση αποτελεί προγραμματισμένο κυτταρικό θάνατο με τον οποίο απομακρύνονται τα κύτταρα που έχουν υποστεί βλάβη μέσω φαγοκύττωσης χωρίς τη διέγερση κάποιου μηχανισμού φλεγμονής. Η αποπτωτική διαδικασία απαιτεί την έκφραση συγκεκριμένων γονιδίων και αναγνωρίζεται με τη χρήση ιστοχημικών και βιοχημικών μεθόδων. Ο θάνατος με απόπτωση έχει καταδειχθεί σε πειραματικά μοντέλα γλαυκώματος [87],[88] ενώ δείκτες απόπτωσης έχουν παρατηρηθεί και στον αμφιβληστροειδή ασθενών με γλαύκωμα [89],[90]. Οι περισσότερες από τις θεωρίες παθογένειας του γλαυκώματος μπορεί να διακριθούν σε δύο κατηγορίες: τη μηχανική και την αγγειακή Μηχανική θεωρία παθογένειας γλαυκώματος Σύμφωνα με τη μηχανική θεωρία η αύξηση της ΕΟΠ επάγει τη βλάβη του οπτικού νεύρου μέσω βιοχημικών και δομικών παραγόντων. Είναι γνωστό ότι η αυξημένη ΕΟΠ αποτελεί το κύριο παράγοντα κινδύνου για την ανάπτυξη βλάβης στο οπτικό νεύρο στο γλαύκωμα [91]. Η άμεση σχέση μεταξύ της υψηλής ΕΟΠ και της γλαυκωματικής βλάβης υποστηρίζει τη θεωρία ότι η υψηλή ΕΟΠ συμβάλλει στη βλάβη του οπτικού νεύρου [92],[93]. Όταν η ΕΟΠ πειραματικά αυξάνεται σε πιθήκους σε αρκετά υψηλά επίπεδα και για ικανό χρονικό διάστημα, προκαλείται μια οπτική νευροπάθεια η οποία είναι κλινικά και ιστολογικά αδιάκριτη από τη βλάβη που προκαλεί το ΠΓΑΓ στους ανθρώπους [20],[94]. Επίσης είναι σαφώς αναγνωρισμένο ότι ένας ασθενής μπορεί να αναπτύξει βλάβη στο οπτικό νεύρο μετά από ετερόπλευρη αύξηση της ΕΟΠ στο δευτεροπαθές γλαύκωμα. Επίσης είναι χαρακτηριστικό ότι σε ασθενής με γλαύκωμα φυσιολογικής πίεσης και ασύμμετρη ΕΟΠ στους δύο οφθαλμούς ο οφθαλμός με την υψηλότερη πίεση παρουσιάσει μεγαλύτερη έκπτωση στα οπτικά πεδία [95],[96]. Αν και η ΕΟΠ λοιπόν αποτελεί ένα κύριο παράγοντα κινδύνου για το ΠΓΑΓ, αυτό δεν εξηγεί το γιατί ορισμένοι άνθρωποι με οφθαλμική υπερτονία δεν αναπτύσσουν ποτέ γλαυκωματική βλάβη ενώ άλλοι με σχετικά πιο χαμηλές πιέσεις αναπτύσσουν [97]. Επομένως παράγοντες διαφορετικοί από την ΕΟΠ παίζουν 25

26 ρυθμιστικό ρόλο Αγγειακή θεωρία γλαυκώματος Στην αγγειακή θεωρία περιγράφεται η χρόνια ισχαιμική προσβολή στη κεφαλή του οπτικού νεύρου. Υπάρχουν σημαντικά στοιχεία ανεπάρκειας της αιματικής ροής στη κεφαλή του οπτικού νεύρου [98] και στον αμφιβληστροειδή σε ασθενείς με γλαύκωμα [99],[100]. Η αιματική ροή στο πρόσθιο τμήμα του οπτικού νεύρου εξαρτάται από τη πίεση διήθησης (αρτηριακή πίεση μείον την ΕΟΠ) στο οπτικό νεύρο. Επομένως η αύξηση της ΕΟΠ επηρεάζει δυσμενώς την αιματική ροή στη κεφαλή του οπτικού νεύρου. Υπό φυσιολογικές συνθήκες μπορεί να υπάρχουν αυτορυθμιστικοί μηχανισμοί στα αγγεία της κεφαλής του οπτικού νεύρου ακόμα και σε μέτρια αύξηση της ΕΟΠ. Στο γλαύκωμα απορύθμιση του μηχανισμού οδηγεί στην ισχαιμία στη κεφαλή του οπτικού νεύρου [101],[102]. 1.7 Ο ρόλος της ισχαιμίας στο γλαύκωμα Η παθολογική οδός που ξεκινά σε μια ισχαιμική προσβολή και οδηγεί στο κυτταρικό θάνατο περιγράφεται στην Εικόνα 1. Αν και λεπτομερειες σίγουρα λείπουν υπάρχει ικανοποιητικός αριθμός στοιχείων που υποδεικνύουν ότι οι νευρώνες οι οποίοι περιέχουν ιονοτροπικούς γλουταμινεργικούς υποδοχείς είναι ιδιαίτερα ευαίσθητοι στην ισχαιμία. Οι νευρώνες του αμφιβληστροειδή που περιέχουν τέτοιους υποδοχείς είναι τα γαγγλιακά κύτταρα και μία υπό-ομάδα αμακρο-ινικών κυττάρων [103]. Το ΓΑ ως νόσος που σχετίζεται με την ηλικία, συνδέεται με στένωση και υποδιήθηση από τα αγγεία της ίριδας, απώλεια των φυσιολογικών ακτινωτών αγγείων της ίριδας και μικρονεοαγγείωση. Η παρουσία ΑΥ στα τοιχώματα των αγγείων και η ύπαρξη ελλειμμάτων κατά το διακορικό φωτισμό οφείλονται δευτεροπαθώς στην ανάπτυξη ισχαιμίας. Πρόσφατες μελέτες έδειξαν ότι το ΑΥ συχνά εναποτίθεται στη κεντρική αρτηρία του αμφιβληστροειδή, στις βραχείες οπίσθιες ακτινωτές αρτηρίες, στις περίδνητες φλέβες, στους οφθαλμικούς μύες και στους οφθαλμικούς ιστούς [43]. Πολύ συχνά αναφέρεται η ύπαρξη ΣΑ και εκτεταμενα ελλείμματα στο διακορικό φωτισμό σε ασθενείς που υπέστησαν έστω και παροδικά ισχαιμικά επεισόδιο. Πιθανολογείται ως αιτία η υποδιήθηση στην ανάπτυξη του ΣΑ [43]. Σε ασθενείς με ΠΓΑΓ ή με γλαύκωμα χαμηλής πίεσης έχει κατάδειχθεί η μείωση ταχύτητας ροής του αίματος και ο αυξημένος δείκτης αντίστασης στην οφθαλμική αρτηρία, στη κεντρική αρτηρία του αμφιβληστροειδή και στις βραχείες οπίσθιες ακτινωτές αρτηρίες [104]. Η διαταραχή στην αιματική ροή στη κεφαλή του οπτικού νεύρου φαίνεται ότι είναι σημαντική για την ανάπτυξη και τη πρόοδο αρκετών μορφών γλαυκώματος [105]. Από μελέτες της αιματικής ροής στην οπισθοβολβική περιοχή έγινε γνωστό ότι στα άτομα με ΣΑ ακόμα και με φυσιολογικά 26

27 οπτικά πεδία και οπτικές θηλές υπήρχε μειωμένη αιματική ροή και αύξηση της αντίστασης [106]. Αν και η ερμηνεία της αιματικής ροής και του δείκτη αντίστασης σε ασθενείς με γλαύκωμα είναι δύσκολη στην έγχρωμη Doppler υπερηχογραφία, η σχέση των χαμηλών ταχυτήτων ροής, ιδιαίτερα των τελο-διαστολικών, με υψηλότερων δεικτών αντίστασης μπορεί να εξηγηθεί από αύξηση των αγγειακών αντιστάσεων [107]. Η αύξηση των αγγειακών αντιστάσεων μπορεί να είναι το αποτέλεσμα αγγειοσυστολής ή αγγειόσπασμου, ή ακόμα και οργανικών αγγειακών αλλαγών [105]. Το ΣΑ φαίνεται ότι είναι συστηματική διαταραχή με συναφείς αγγειακές βλάβες [29]. Οι αγγειακές βλάβες συνίσταται σε αυξημένη διαπερατότητα, απόφραξη και απώλεια των μικρών αγγείων, νεοαγγείωση και αύξηση του δείκτη αντίστασης στην οφθαλμική αρτηρία. Οι βλάβες αυτές πιθανολογείται ότι είναι το αποτέλεσμα συνάθροισης του ΑΥ στα τοιχώματα των αγγείων [43]. Οι ίνες του ΑΥ σχετίζονται με ινοβλάστες, ίνες κολλαγόνου και ελαστικές ίνες [29]. Επίσης είναι γνωστό ότι το ΑΥ σχετίζεται με την ύπαρξη ελάστωσης των αγγειακών τοιχωμάτων [108]. Το ΑΥ συναθροίζεται στα αγγειακά ενδοθηλιακά κύτταρα, στα κύτταρα των λείων μυϊκών ινών και στα περικύτταρα, τα οποία όλα επιτελούν ρυθμιστικό ρόλο στη τοπική μικροκυκλοφορία [109]. Η μικροκυκλοφορία διαταράσσεται στο ΓΑ και αυτό αποτελεί γενικευμένη διαδικασία στο ανθρώπινο σώμα [110]. Επιπρόσθετα η αποφολίδωση μπορεί να απότελεί αγγειακή νόσο ή να αποτελεί αγγειακό παράγοντα κινδύνου [33]. Στην ισχαιμία απελευθερώνονται νευρομεταβιβαστές οι οποίοι ενεργοποιούν τους κατάλληλους υποδοχείς. Η υψηλού βαθμού ενεργοποίηση ιδιαίτερα των ιονοτροπικών γλουταμινεργικών υποδοχέων γενικά οδηγεί στο κυτταρικό θάνατο αν και παρόμοια επίδραση σε ανασταλτικούς υποδοχείς (π.χ. GABA) μπορεί να έχει θετική επίδραση σε ένα κύτταρο στην ίδια κατάσταση [111],[112],[113]. Η ενεργοποίηση των υποδοχέων σχετίζεται με υπερβολική είσοδο ιόντων Ca +2. Η ποσότητα ασβεστίου που θα εισέλθει στο κύτταρο, σε ένα ορισμένο χρονικό διάστημα είναι ευθέως ανάλογη του αριθμού των διεγερτικών υποδοχέων με αποτέλεσμα την έναρξη φαινομένων που θα καταλήξουν στο κυτταρικό θάνατο. 27

28 Εικόνα 1. Η ισχαιμική προβολή ξεκινά με μείωση στα κυτταρικά επίπεδα ATP. Στα νευρικά κύτταρα αυτό έχει ως αποτέλεσμα την έκπτωση της λειτουργίας της Na + /K + ATPάσης και την επακόλουθη εκπόλωση της κυτταρικής μεμβράνης. Είτε άμεσα είτε έμμεσα έχουμε μεγάλη αύξηση στη συγκέντρωση του ενδοκυττάριου ασβεστίου το οποίο διεγείρει μια μεγάλη σειρά αρνητικών επιδράσεων στη λειτουργία των μιτοχονδρίων με περαιτέρω ελάττωση των κυτταρικών συγκεντρώσεων ATP, επαγωγή της παραγωγής ελευθέρων ριζών και ενεργοποίηση των κυτταρικών πρωτεασών και της συνθάσης του οξειδίου του αζώτου. Ο συνδυασμός αυτών των γεγονότων οδηγεί στο κυτταρικό θάνατο.(από Osborne N.N, Ugarte M., Chao M., Chidlow G. et al. Neuroprotection in relation to retinal ischemia and relevance to glaucoma. Survey of Ophthalmology, Suppl 1:43; 6, S102-S128). Ωστόσο εάν το ίδιο κύτταρο έχει ένα αριθμό ανασταλτικών υποδοχέων, αυτοί, μπορεί να αντιδράσουν στην είσοδο ασβεστίου που προκαλείται από την ενεργοποίηση διεγερτικών υποδοχέων [114]. Η παραπάνω θεωρία υποστηρίζεται από μελέτες που έγιναν στον αμφιβληστροειδή επιμύων. Ισχαιμία που προκαλείται με αύξηση της ΕΟΠ πάνω από τη συστολική πίεση για 60 λεπτά ακολουθείται από επαναδιάχυση και εμφανίζεται ταυτοχρόνως λέπτυνση του έσω αμφιβληστροειδή. Τα παθολογικά αυτά πειραματικά ευρήματα έχουν εκπληκτική ομοιότητα με τον αμφιβληστροειδή γλαυκωματικού ασθενή [112]. Ίσως η ισχαιμία προκαλεί το θάνατο των γαγγλιακών κυττάρων και επαγωγικά των άλλων νευρώνων. Είναι βέβαιο πως η απώλεια των γαγγλιακών κυττάρων θα επηρεάσει την κατάσταση των αμακρο-ινικών κυττάρων σε σημαντικό βαθμό λόγω της ύπαρξης εκτεταμένων συνάψεων. Ο θάνατος των γαγγλιακών κυττάρων εξαρτάται από πολλούς παράγοντες και δεν είναι απαραίτητο να προέρχεται μόνο από ισχαιμία, αλλά 28

29 και από μηχανική καταστροφή των αξόνων στην κεφαλή του οπτικού νεύρου ή από βλάβες στο έξω γονατώδες σώμα. Η ομοιότητα των βλαβών γλαυκωματικών αμφιβληστροειδών με βλάβες που υπάρχουν στον αμφιβληστροειδή μυών στους οποίους προκλήθηκε ισχαιμία μπορεί να είναι συμπτωματική [114]. Έχει βρεθεί ότι σε ασθενείς με γλαύκωμα υπάρχουν αυξημένες συγκεντρώσεις γλουταμινικού στο ΥΥ σε σχέση με τις ομάδες ελέγχου [22]. Είναι πιθανό το γλουταμινικό αυτό να προέρχεται από δυσλειτουργία ή απενεργοποίηση του μεταβολισμού του γλουταμινικού, αλλά ακόμα και σε αυτή την περίπτωση το γλουταμινικό προκαλεί προσβολή παρόμοια με αυτή της ισχαιμίας. Άλλη αιτία θανάτου των γαγγλιακών κυττάρων στο γλαύκωμα είναι η ανεπάρκεια των τροφικών παραγόντων [115]. Είναι γνωστό πως όλα τα νευρικά κύτταρα εξαρτώνται από συγκεκριμένα πεπτίδια π.χ. αυξητικοί παράγοντες, κυτοκίνες, νευροτροφικοί παράγοντες και νευροτροφίνες κατά την διάρκεια της εξέλιξης και ανάπτυξης τους και επίσης βασίζονται σε αυτά καθ όλη τη διάρκεια της ζωής τους ώστε να διατηρήσουν τη φυσιολογικής τους λειτουργία. Στο νευρικό ιστό των θηλαστικών υπάρχει μια ποικιλία τέτοιων παραγόντων και η νευροτροφίνη που σχετίζεται άμεσα με τα γαγγλιακά κύτταρα είναι ο προερχόμενος από τον εγκέφαλο νευροτροφικός παράγοντας (BDNF) [115]. Ελευθερώνεται από τους νευρώνες στόχο στον εγκέφαλο με τους οποίους έχουν συνάψεις τα γαγγλιακά κύτταρα, παραλαμβάνοντας τον παράγοντα και εν συνεχεία το μεταφέρουν αντίθετα από την αξοπλασμική ροή στον αμφιβληστροειδή [116]. Οτιδήποτε συμβεί που προκαλεί βλάβη στη μεταφορά του BDNF στον αμφιβληστροειδή επάγει το μηχανισμό απόπτωσης και τελικώς το θάνατο του κυττάρου 1.8 Θάνατος γαγγλιακών κυττάρων του αμφιβληστροειδή στο γλαύκωμα Ο κυτταρικός θάνατος μπορεί να είναι νεκρωτικός ή αποπτωτικός. Η νέκρωση και η απόπτωση είναι μορφολογικά διακριτοί μηχανισμοί κυτταρικού θανάτου [117] Διαφορές μεταξύ νέκρωσης και απόπτωσης Ο όρος απόπτωση αναφέρεται σε μία διεργασία «προγραμματισμένου κυτταρικού θανάτου». Κατά τη διάρκεια της διεργασίας αυτής, η οποία απαιτεί την κατανάλωση ενέργειας, ενεργοποιούνται συγκεκριμένα γονίδια και οδηγούν στη de novo παραγωγή πρωτεϊνών με τελικό αποτέλεσμα τον κυτταρικό θάνατο. Ο αποπτωτικός θάνατος προσδίδει μία συγκεκριμένη κυτταρική μορφολογία: συρρίκνωση του κυττάρου, διάσπαση του DNA σε κλάσματα, συμπύκνωση της χρωματίνης. Τα μορφολογικά αυτά χαρακτηριστικά έρχονται σε αντίθεση με τη μορφή που 29

30 παίρνει το κύτταρο κατά την κυτταρική νέκρωση. Στη περίπτωση αυτή η κυτταρική εξοίδηση είναι το προεξάρχον χαρακτηριστικό. Τα κύτταρα που πεθαίνουν με το μηχανισμό της απόπτωσης δεν αφήνουν ίχνη της παρουσίας τους μέσα σε λίγες ώρες από την έναρξη της διαδικασίας [118]. Επίσης ο τύπος αυτός κυτταρικού θανάτου συνοδεύεται από τις μικρότερες συνέπειες για τα γειτονικά κύτταρα από την άποψη της φλεγμονής και της απελευθέρωσης επικίνδυνου γενετικού υλικού [119]. Τα ερεθίσματα που οδηγούν στην έναρξη της διαδικασίας προγραμματισμένου κυτταρικού θανάτου δεν είναι πλήρως γνωστά. Θεωρείται πάντως ότι ακόμα και ερεθίσματα τα οποία προκαλούν διαταραχές της κυτταρικής μεμβράνης οι οποίες θα προκαλέσουν κυτταρική νέκρωση, είναι δυνατό σε περιορισμένο βαθμό να επάγουν αποπτωτικούς μηχανισμούς. Το κατά πόσο θα κυριαρχήσουν οι νεκρωτικοί ή οι αποπτωτικοί μηχανισμοί κυτταρικού θανάτου κάτω από δεδομένες συνθήκες είναι άμεσα συνυφασμένο με τα ενδοκυττάρια επίπεδα ασβεστίου, την παρουσία αυξητικών παραγόντων και την ένταση του παθολογικού ερεθίσματος [120]. Είναι πιθανό ότι σε ορισμένες περιπτώσεις ξεκινά η διαδικασία της απόπτωσης χωρίς να ολοκληρώνεται ποτέ διότι παρεμβλήθηκε άλλο ερέθισμα με αποτέλεσμα κύτταρα τα οποία έχουν υποστεί νέκρωση να εμφανίζουν αποπτωτικό φαινότυπο Η απόπτωση στο γλαύκωμα Τα γαγγλιακά κύτταρα του αμφιβληστροειδή στο γλαύκωμα πεθαίνουν με απόπτωση. Οι γνώσεις μας προέρχονται από πειραματικά μοντέλα δημιουργίας γλαυκώματος [20], όπου φαίνεται ότι ο θάνατος των κυττάρων εμφανίζει πολλά από τα χαρακτηριστικά της απόπτωσης. Οφθαλμοσκοπικές παρατηρήσεις ασθενών με γλαύκωμα αποκάλυψαν απώλεια των αντανακλάσεων στη κεφαλή του οπτικού νεύρου από τη στιβάδα των γαγγλιακών κυττάρων του αμφιβληστροειδή [121]. Σύμφωνα λοιπόν με αυτά τα στοιχεία υπάρχει εκτεταμένος θάνατος των γαγγλιακών κυττάρων, ενώ το υπόλοιπο του έσω και έξω αμφιβληστροειδή παραμένει σχεδόν ανεπηρέαστο. Η θεωρία αυτή υποστηρίζεται και από στοιχεία που λαμβάνουμε από το ηλεκτροαμφιβληστροειδογράφημα (ΗΑΓ). Είναι γνωστό πως κάθε διαταραχή του αμφιβληστροειδή που σχετίζεται με τους φώτο-υποδοχείς αναστέλλει τη δημιουργία φυσιολογικού α κύματος και επηρεάζει την ανάπτυξη φυσιολογικών κυμάτων b και c (π.χ. μελαγχρωστική αμφιβληστροειδοπάθεια). Επίσης διαταραχές που έχουν ως αποτέλεσμα διάχυτη εκφύλιση ή δυσλειτουργία των δίπολων κυττάρων ή των κυττάρων του Müller, μειώνουν εκλεκτικώς το εύρος του κύματος b στο ΗΑΓ, χωρίς ανάλογη μείωση στο κύμα α (π.χ. απόφραξη κεντρικής αρτηρίας αμφιβληστροειδή). Οι καταγραφές του ΗΑΓ στους ασθενείς με γλαύκωμα είναι φυσιολογικές [122] και είναι πιθανό οι φωτο-υποδοχείς, τα δίπολα κύτταρα, 30

31 και τα κύτταρα του Müller να παραμένουν σχεδόν άθικτα, γεγονός που πιστοποιεί την απώλεια των γαγγλιακών κυττάρων στο γλαύκωμα. Μετά από λεπτομερή εξέταση γλαυκωματικών οφθαλμών τα τελευταία 25 χρόνια, έρευνα, έδειξε ότι νεκρώνονται τα γαγγλιακά κύτταρα και οι άξονες τους [123], ενώ οι υπόλοιποι νευρώνες παραμένουν ανεπηρέαστοι [124]. Το εάν τα αμακρο-ινικά κύτταρα επηρεάζονται στο γλαύκωμα δεν έχει διευκρινισθεί πλήρως στη βιβλιογραφία. Η στιβάδα των γαγγλιακών κυττάρων περιέχει ικανό αριθμό αμακρο-ινικών κυττάρων καθώς και ένας σημαντικός αριθμός γαγγλιακών κυττάρων αναγνωρίζεται στο εσώτερο τμήμα της έσω πυρηνικής στιβάδας του αμφιβληστροειδή. Επομένως εάν τα γαγγλιακά κύτταρα ήταν τα μόνα κύτταρα τα οποία επηρεάζονται στο γλαύκωμα κάποιος θα περίμενε ότι σε παθολογικούς αμφιβληστροειδής θα έβρισκε ένα αριθμό κυττάρων να υπάρχει στη στιβάδα των γαγγλιακών κυττάρων ενώ η έσω πυρηνική στιβάδα έχει ελαττωθεί. Ωστόσο στον γλαυκωματικό αμφιβληστροειδή η γαγγλιακή στιβάδα δεν είναι πλέον αναγνωρίσιμη σε σχέση με το φυσιολογικό αμφιβληστροειδή (επομένως χάθηκαν τόσο τα γαγγλιακά κύτταρα όσο και τα μετατεθειμένα μακρό-ονικά. Στο εσώτερο τμήμα του έσω αμφιβληστροειδή υπάρχουν κάποια μικρά κυτταρικά σώματα, αλλά αν και η φύση των κυττάρων αυτών δεν είναι γνωστή πιθανό να πρόκειται για αστροκύτταρα, μακροφάγα, ή και μικρογλοία. Πρόσθετα ευρήματα που υποστηρίζουν την απώλεια των αμακρο-ινικών κυττάρων προέρχονται από την αξιοσημείωτη μείωση του πάχους της έσω πυρηνικής στιβάδας του γλαυκωματικού αμφιβληστροειδή, που σημαίνει ότι υπάρχει απώλεια αριθμού αμακρο-ινικών κυττάρων (Εικόνα 2). Εικόνα 2. Παρατηρούμε ότι στον αμφιβληστροειδή με γλαύκωμα υπάρχει λέπτυνση της ΝFL ενώ η GCL έχει πλήρως εξαφανιστεί. Επίσης υπάρχει σημαντική λέπτυνση της INL A1- Αμφιβληστροειδής από ομάδα ελέγχου, Β1 Αμφιβληστροειδής από ασθενή με γλαύκωμα, ΝFL-Στιβάδα νευρικών ινών,gcl-στιβάδα γαγγλιακών κυττάρων,inl- Έσω πυρηνική στιβάδα, ONL-Έξω πυρηνική στιβάδα. (Aπό Οsborne N.N. και συν.neuroprotection in Relation to Retinal Ischemia and Relevance to Glaucoma) 31

32 Με όσα είναι γνωστά μέχρι σήμερα για την παθοφυσιολογία του γλαυκώματος υπάρχουν διαφωνίες για το κατά πόσο επηρεάζονται κυρίως τα κύτταρα που περιέχουν ιονοτροπικούς NMDA υποδοχείς. Οι υποδοχείς αυτοί περιέχονται σε όλα τα κύτταρα στη γαγγλιακή στιβάδα και σε ορισμένα αμακρο-ινικά κύτταρα στην έσω πυρηνική στιβάδα [103]. Με έγχυση NMDA στο ΥΥ επιμύων, υπάρχει πλήρης απώλεια κυττάρων στη γαγγλιακή στιβάδα [125] και λέπτυνση της έσω πυρηνικής στιβάδας [126]. Έχει βρεθεί ότι τα μεγάλα γαγγλιακά κύτταρα είναι πιο ευαίσθητα στην ενδοφθάλμια έγχυση NMDA ή γλουταμινικού σε σχέση με τα μικρότερα γαγγλιακά κύτταρα [126] γεγονός πολύ ενδιαφέρον καθώς έχει αναφερθεί ότι στην καταστροφή που προκαλείται από το γλαύκωμα πιο ευαίσθητα είναι τα μεγάλα γαγγλιακά κύτταρα [127]. Έχουν προταθεί αρκετοί μηχανισμοί που μπορούν να προκαλέσουν την έναρξη απόπτωσης των γαγγλιακών κυττάρων. Αυτοί περιλαμβάνουν την έκπτωση των νευροτροφικών παραγόντων, την ενεργοποίηση των κυττάρων γλοίας, την τοξικότητα διέγερσης από το γλουταμινικό και την διαταραγμένη άνοσοαντίδραση Έκπτωση νευροτροφικών παραγόντων Η αξονική μεταφορά είναι ζωτικής σημασίας για τη φυσιολογική λειτουργία των νευρικών κυττάρων και η ανάστροφη μεταφορά των νευροτροφικών μορίων που συντίθενται στο όργανο στόχος το έξω γονατώδες σώμα μπορεί να είναι απαραίτητη για την επιβίωση των γαγγλιακών κυττάρων [128],[129]. Στα πειραματικά μοντέλα γλαυκώματος η αύξηση της ΕΟΠ μπλοκάρει την αξονική μεταφορά στο επίπεδο του ηθμοειδούς πετάλου [130] εντός ωρών από την αύξηση της [131]. Παρομοίως η ελάττωση της ΕΟΠ μετά από αρκετές ώρες επιτρέπει την ομαλή αξονική μεταφορά [131]. Η επίδραση στην αξονική μεταφορά προηγείται της αποδιοργάνωσης στη κεφαλή του οπτικού και υποδεικνύει την άμεση επίδραση της ΕΟΠ. Ωστόσο είναι πιθανό ότι η αποδιοργάνωση στη κεφαλή του οπτικού νεύρου συμβάλλει περισσότερο στον αποκλεισμό της αξονικής μεταφοράς [84]. Ο BDNF είναι ένα από τα μόρια που διανέμονται στον αμφιβληστροειδή μέσω της ανάστροφης ροής. Έχει προταθεί ότι η ανεπαρκής μεταφορά του BDNF μπορεί να συμβάλλει στο θάνατο των γαγγλιακών κυττάρων στον αμφιβληστροειδή [132],[133]. Ωστόσο σε πρόσφατη μελέτη σε πειραματικό μοντέλο γλαυκώματος παρατηρήθηκε ότι η απόπτωση των γαγγλιακών κυττάρων προηγήθηκε πριν από τον αποκλεισμό της αξονικής μεταφοράς και των αλλαγών στις συγκεντρώσεις του νευροτροφικού παράγοντα [134] Ενεργοποίηση των κυττάρων γλοίας Υπό φυσιολογικές συνθήκες τα κύτταρα γλοίας υποστηρίζουν τη νευρική λειτουργία των γαγγλιακών κυττάρων μέσω διάφορων μηχανι- 32

33 σμών που συμπεριλαμβάνουν την απομάκρυνση του εξωκυττάριου γλουταμινικού, τη σύνθεση των αυξητικών παραγόντων και των μεταβολιτών. Τα κύτταρα γλοίας στον αμφιβληστροειδή των θηλαστικών είναι τα αστροκύτταρα, τα μικρογλοιακά και τα κύτταρα του Muller. Είναι πιθανό ο θάνατος των γαγγλιακών κυττάρων να προέρχεται λόγω της ενεργοποίησης των κυττάρων γλοίας. Η ενεργοποίηση τους μπορεί να έχει ως αποτέλεσμα την ελαττωμένη βιοσύνθεση των υποδοχέων γλουταμινικού [135]. Επίσης η ενεργοποίηση τους μπορεί να οδηγεί στη παραγωγή ουσιών επικίνδυνων για τα γαγγλιακά κύτταρα όπως συμβαίνει με την απελευθέρωση κυτταροκινών, ενεργών ελευθέρων ριζών, νεκρωτικού παράγοντα άλφα (TNF-A) [136], ή ακόμα και η αύξηση παραγωγής του οξειδίου του αζώτου [137],[138] Τοξικότητα διέγερσης από το γλουταμινικό Το γλουταμινικό αποτελεί το κύριο νευροδιεγερτικό νευρομεταβιβαστή στον αμφιβληστροειδή και βρίσκεται στους νευρώνες σε πολύ υψηλές συγκεντρώσεις [139]. Απελευθερώνεται από τα προσυναπτικά κύτταρα και δρα μέσω των διάφορων μετασυναπτικών υποδοχέων συμπεριλαμβανομένου αυτών του NMDA, οι οποίοι επιτρέπουν την είσοδο μεγάλων συγκεντρώσεων ιόντων ασβεστίου. Τα ιόντα ασβεστίου φυσιολογικά χρησιμοποιούνται από τα κύτταρα ως ενδοκυττάριος διαμεσολαβητής που συμμετέχει σε διάφορες αντιδράσεις. Οι πολύ μεγάλες συγκεντρώσεις οδηγούν σε ενεργοποίηση πολύπλοκων αντιδράσεων που περιλαμβάνουν πρωτεάσες, νουκλεάσες και λιπάσες. Αυτά τα μόρια αλληλεπιδρούν με κυτταρικά συστατικά και οδηγούν στην απελευθέρωση ενεργών ελευθέρων ριζών, όπως και σε ανεπάρκεια των μιτοχονδρίων [140]. Τα μεγαλύτερα γαγγλιακά κύτταρα είναι ιδιαίτερα ευαίσθητα στη τοξική δράση του γλουταμινικού [125]. Δεν έχει διευκρινιστεί ακόμη εάν οι υψηλές συγκεντρώσεις γλουταμινικού στο υαλοειδές αποτελούν την αιτία ή είναι αποτέλεσμα της βλάβης, ή και τα δύο, αλλά είναι σίγουρο ότι υψηλές συγκεντρώσεις γλουταμινικού είναι αρκετές για να προκαλέσουν το προοδευτικό θάνατο των γαγγλιακών κυττάρων σε πειραματικά μοντέλα γλαυκώματος μετά από έκθεση στο γλουταμινικό οξύ [141]. Οι ελεύθερες ρίζες δημιουργούνται όχι μόνο από την ενεργοποίηση των υποδοχέων γλουταμινικού αλλά και αναπόφευκτα ως παραπροϊόν των φυσιολογικών οξειδωτικών μηχανισμών [142].Αυτό συμβαίνει ιδιαίτερα στον αμφιβληστροειδή ο οποίος έχει πολύ υψηλό μεταβολικό ρυθμό. Ενδογενείς αντιοξειδωτικές ουσίες όπως η βιταμίνες E και C, και η υπεροξειδάση της δισμουτάσης φυσιολογικά αδρανοποιούν αυτές τις ελεύθερες ρίζες Εάν οι συγκεντρώσεις του γλουταμινικού είναι υψηλές ή είναι ανεπαρκείς η κάθαρση του, μπορεί να επέλθει ο θάνατος των νευρικών κυττάρων με τη διαδικασία της τοξικότητας διέγερσης [143]. Παλαιότερα έχουν αναφερθεί αυξημένες συγκεντρώσεις γλουταμινικού 33

34 σε πειραματικά μοντέλα καθώς και σε ασθενείς με γλαύκωμα [144]. Ωστόσο πιο πρόσφατες μελέτες δεν επιβεβαίωσαν αυτά τα ευρήματα [145],[146]. Ο ρόλος της τοξικότητας διέγερσης στο γλαύκωμα δεν έχει διευκρινιστεί ωστόσο σύμφωνα με μια πρόσφατη μελέτη φαίνεται ότι τα γαγγλιακά κύτταρα επί της παρουσίας νευροτροφικών παραγόντων είναι σχετικά ανθεκτικά κάτι που δεν ισχύει με τα αμακρο-ινικά κύτταρα [147]. Είναι πιθανό η απώλεια των γαγγλιακών κυττάρων που παρατηρείται στο γλαύκωμα να προέρχεται από άμεση βλάβη στα γαγγλιακά κύτταρα είτε έμμεσα από την απώλεια των αμακρο-ινικών κυττάρων. Οι τρόποι για να τροποποιηθεί η απάντηση των γαγγλιακών κυττάρων περιλαμβάνουν φάρμακα τα οποία είτε αναστέλλουν την απελευθέρωση του γλουταμινικού, είτε αλληλεπιδρούν με τους NMDA υποδοχείς και επηρεάζουν τη σύνδεση του υποδοχέα με το γλουταμινικό ή το κανάλι απευθείας. Οι ανταγωνιστές των NMDA υποδοχέων δύναται να προλάβουν την υπερβολική δραστηριοποίηση τους παρέχοντας έτσι ένα βαθμό νευροπροστασίας καθώς αποτρέπουν την υπερβολική είσοδο ιόντων Ca +2 [148]. Ένας τέτοιος ανταγωνιστής είναι και η μεμαντίνη η οποία αποτέλεσε πεδίο έρευνας διαφόρων πολυκεντρικών μελετών, ενώ ήδη χρησιμοποιείται σε άλλες νευρολογικές διαταραχές [137]. Δυστυχώς τα αποτελέσματα μιας πενταετούς μελέτης της χορήγησης μεμαντίνης σε ασθενείς με γλαύκωμα δεν υπήρξαν επαρκώς ενθαρρυντικά σε σύγκριση με την ομάδα ελέγχου και αυτό είχε ως αποτέλεσμα τη διακοπή της μελέτης Ανώμαλη ανοσοαντίδραση Διάφορες μελέτες προτείνουν συμμετοχή του χυμικού ανοσολογικού μηχανισμού στη παθογένεια του γλαυκώματος [149],[150]. Στις μελέτες αυτές αναφέρεται η παρουσία αυτό-αντισωμάτων έναντι των αντιγόνων του αμφιβληστροειδή στον πλάσμα ασθενών με γλαύκωμα [151], [152]. Επίσης έχουν αναφερθεί αυτοαντισώματα έναντι των πρωτεογλυκανών της κεφαλής του οπτικού νεύρου [153]. Ανάμεσα στις διάφορες λειτουργίες που επιτελούν αυτές οι πρωτεογλυκάνες είναι ότι συμμετέχουν και στο σχηματισμό του στηρικτικού δικτύου του ηθμοειδούς πετάλου για τη στήριξη των νευρικών ινών και των αγγείων. Μια ανοσόαντίδραση έναντι αυτών των μορίων μπορεί να αποδυναμώσει το ηθμοειδές πέταλο και να αυξήσει τη κοίλανση του οπτικού νεύρου. Επιπλέον οι πρωτεογλυκάνες είναι παρούσες και στα κυτταρικά τοιχώματα των αγγείων και μπορεί η δυσλειτουργία τους να συμβάλλει στο σχηματισμό των φλογοειδών αιμορραγιών (χαρακτηριστικό σημείο εξέλιξης της γλαυκωματικής βλάβης) καθώς και να συμμετέχουν στις διαταραχές της αιματικής ροής που παρατηρούνται στο γλαύκωμα [153]. 34

35 1.9 Η εξέλιξη του γλαυκώματος Η εξέλιξη του γλαυκώματος παθοφυσιολογικά διακρίνεται σε διάφορα στάδια ως μια συνέχεια η οποία χαρακτηρίζεται από επιταχυνόμενη απώλεια των γαγγλιακών κυττάρων του αμφιβληστροειδή με απώλεια των αξόνων βλάβη στο οπτικό νεύρο και τελικά έκπτωση των οπτικών πεδίων [3], (Εικόνα 3). Τα φυσιολογικά άτομα χάνουν γαγγλιακά κύτταρα με τρόπο εξαρτώμενο από την ηλικία με εκτιμώμενο ρυθμό περίπου 5000 άξονες ανά έτος, γεγονός που μεταφράζεται σε σημαντική απώλεια σε μέση διάρκεια ζωής 70 έτη [85]. Οι αρχικές αλλαγές στον αμφιβληστροειδή και στο οπτικό νεύρο είναι ασυμπτωματικές και συχνά κλινικά μη ανιχνεύσιμες με τις υπάρχουσες διαγνωστικές δοκιμασίες. Επίσης δεν υπάρχει και γενική συμφωνία στα κριτήρια της πρώιμης βλάβης πριν αυτή καταστεί εμφανής στα οπτικά πεδία με την αχρωματική περιμετρία. Εικόνα 3. Η εξέλιξη του γλαυκώματος. Από Weinreb και συν. Risk Assessment in the Management of Patients With Ocular Hypertenion Am J Ophthalmol 138:3; Καθώς πολλοί ασθενείς προσέρχονται στα πρώιμα στάδια της νόσου ο στόχος είναι η ανακάλυψη αυτών των παραγόντων που παίζουν ρόλο στο ρυθμό εκφύλισης των γαγγλιακών κυττάρων και επιταχύνουν την απόπτωση. 35

36 2. Η ΤΟΞΙΚΟΤΗΤΑ ΔΙΕΓΕΡΣΗΣ ΣΤΟ ΓΛΑΥΚΩΜΑ Η τοξικότητα διέγερσης περιγράφει τη διαδικασία βλάβης των νευρικών κυττάρων από υπερβολική επαγωγή των υποδοχέων των αμινοξέων. Σύμφωνα με τη θεωρία αυτή, η μετάδοση της νευρικής διέγερσης είναι δυνατό να μετατραπεί σε εργαλείο κυτταρικού θανάτου στο νευρικό σύστημα. [154]. Για πρώτη φορά το 1957 οι Lucas και Newhouse υπέθεσαν ότι ο αμφιβληστροειδής νεογνών επιμύων μπορεί να επηρεαστεί από διάφορους παράγοντες με βιοχημική σημασία με κυρίαρχο εύρημα την απώλεια νευρώνων στις έσω στιβάδες του αμφιβληστροειδή μετά από υποδόριες εγχύσεις γλουταμινικού [155],[156]. Αν και ο μηχανισμός δεν ήταν πλήρως κατανοητός η παρατήρηση αυτή αποτέλεσε τη πρώτη ένδειξη τοξικότητα διέγερσης (excitotoxicity). Το 1959 περιγράφθηκε η εκπολωτική επίδραση του γλουταμινικού στους νευρώνες του νωτιαίου μυελού επίμυων και έτσι αναπτύχθηκε η έννοια του νευροδιεγερτικού αμινοξέος [157]. Μια δεκαετία αργότερα αναφέρθηκε η βλάβη στα εγκεφαλικά κύτταρα επίμυων μετά από χορήγηση γλουταμινικού και χρησιμοποιήθηκε ο όρος τοξικότητα διέγερσης για τη περιγραφή του κυτταρικού θανάτου που προκλήθηκε μετά υπερβολική ή παρατεταμένη διέγερση των υποδοχέων των διεγερτικών νευρομεταβιβαστών αμινοξέων [158]. Οι υποθέσεις αυτές στη συνέχεια υποστηρίχθηκαν από πληθώρα στοιχείων που υποστήριζαν ότι οι πέραν ορίου συγκεντρώσεις εξωκυττάριου γλουταμινικού μπορεί να είναι τοξικές για τα νευρικά κύτταρα συμπεριλαμβανομένου και αυτών του αμφιβληστροειδή και ότι η τοξικότητα διέγερσης παίζει σημαντικό ρόλο σε ορισμένα νευρολογικά νοσήματα [159]. Η τοξικότητα διέγερσης φαίνεται ότι είναι ο υποκείμενος παθοφυσιολογικός μηχανισμός του νευρωνικού θανάτου τόσο στην οξεία εγκεφαλική βλάβη από υποξία-ισχαιμία ή τραύμα, όσο και σε χρόνιες νευροεκφυλιστικές παθήσεις [159],[160]. Υπό φυσιολογικές συνθήκες, το νευροτοξικό δυναμικό των διεγερτικών αμινοξέων εμποδίζεται από τα συστήματα επαναπρόσληψης τα οποία απομακρύνουν τα εξωκυττάρια διεγερτικά αμινοξέα [161]. Εφόσον η έκθεση στο γλουταμινικό είναι εκσεσημασμένη, κυτταρικός θάνατος είναι δυνατό να επισυμβεί με χρόνους έκθεσης στο διαβιβαστή της τάξης των δύο έως τριών λεπτών, φαινόμενο το οποίο αναφέρεται και ως «ταχέως πυροδοτούμενη τοξικότητα διέγερσης», (rapidly-triggered excitotoxicity) [162]. Συγκεκριμένα είναι δυνατό να διακριθούν δύο διαφορετικοί μηχανισμοί κυτταρικής καταστροφής με διαφορές τόσο στο χρόνο εμφάνισης όσο και στην εμπλοκή διαφορετικών ιόντων. Ο πρώτος τύπος χαρακτηρίζεται από οξεία εξοίδηση τόσο των κυτταρικών σωμάτων όσο και των δενδριτών, μερικά λεπτά μετά την 36

37 εκσεσημασμένη έκθεση στο L-γλουταμινικό. Της εξοίδησης ουσιαστικά έχει προηγηθεί διάνοιξη των διαύλων της μεμβράνης, ταχεία είσοδος Na +, εκπόλωση της μεμβράνης, παθητική είσοδος Cl - και ύδατος [163]. Η διαδικασία της εξοίδησης είναι άμεσα εξαρτημένη από τα εξωκυττάρια επίπεδα Na + και Cl - [164] και αίρεται με την απομάκρυνση των Na + από το περιβάλλον. Η μικρή επίδραση της τετροδοτοξίνης στο φαινόμενο αυτό πιθανότατα οφείλεται στο γεγονός ότι η ταχεία είσοδος Na + δεν προκαλείται από τασεοελεγχόμενα κανάλια αλλά από εξαρτώμενα από το γλουταμινικό. Κάτω από ορισμένες συνθήκες η κυτταρική αυτή εξοίδηση είναι δυνατό να αναστραφεί και να αποκατασταθεί η ομοιοστασία του κυττάρου [163]. Ταυτόχρονα, η σημασία του φαινομένου αυτού είναι μικρή σε σχέση με την επιβραδυνόμενη κυτταρική καταστροφή καθώς απαιτεί μεγαλύτερη έκθεση στο γλουταμινικό [163],[164]. Ο δεύτερος τύπος νευρωνικής βλάβης χαρακτηρίζεται από επιβραδυνόμενη κυτταρική καταστροφή και φαίνεται ότι σχετίζεται με την ενδοκυττάρια είσοδο Ca 2+ καθώς αναπαράγεται από την εφαρμογή του ιοντοφόρου Α23187 που επιτρέπει την αύξηση του ενδοκυττάριου Ca 2+ [163]. Η τοξικότητα των διεγερτικών αμινοξέων φαίνεται ότι εκδηλώνεται μέσω υποδοχέων του L-γλουταμινικού [158],[159]. Η επαγόμενη από το γλουταμινικό αύξηση του ενδοκυττάριου ασβεστίου επιτυγχάνεται είτε μέσω υπερδιέγερσης των υποδοχέων του γλουταμινικού είτε βλάβης των υποδοχέων του γλουταμινικού προκαλώντας αυξημένη εισροή Ca 2+ [165]. Όσον αφορά στο δεύτερο αυτό μηχανισμό, έχει επιβεβαιωθεί ότι η in vitro κυτταρική βλάβη προκαλεί περιορισμό του προκαλούμενου από τα ιόντα Mg 2+ αποκλεισμού των διαύλων NMDA [166]. Τα στοιχεία για τη νευροτοξικότητα στο γλαύκωμα δεν έχουν τεκμηριωθεί πλήρως αλλά τα δεδομένα προέρχονται από πολλαπλές πηγές: 1) οι συγκεντρώσεις του γλουταμινικού στο υαλοειδές είναι αυξημένες σε πειραματικό αλλά και σε κλινικό επίπεδο, 2) η ισχαιμία παίζει ρόλο στο γλαύκωμα, 3) από μελέτες νευροπροστασίας σε πειραματικό επίπεδο και 4) από στοιχεία δευτερογενούς εκφύλισης των γαγγλιακών κυττάρων μετά από τραυματισμό του οπτικού νεύρου Οι συγκεντρώσεις του γλουταμινικού είναι αυξημένες στο υαλοειδές τόσο σε πειραματικό όσο και σε κλινικό επίπεδο [22]. Αυτό το εύρημα στήριξε την υπόθεση ότι η αύξηση των συγκεντρώσεων του γλουταμινικού οξέος και η νευροτοξικότητα αποτελούσαν στοιχεία της παθογένειας του γλαυκώματος [144]. Ωστόσο από επόμενες μελέτες προέκυψαν αντικρουόμενα αποτελέσματα [145],[146],[167]. Αν και τα δεδομένα είναι ενάντια στην ύπαρξη αυξημένων συγκεντρώσεων στο υαλοειδές, αυτό δεν σημαίνει ότι τα εκτός του αμφιβληστροειδή επίπεδα δεν είναι αυξημένα. Περισσότερη πληροφόρηση είναι απαραίτητη σε αυτό το θέμα. Η τοξικότητα διέγερσης αποτελεί σημαντικό στοιχείο της ισχαιμι- 37

38 κής βλάβης όπως αποδείχθηκε σε πειραματικές μελέτες πρόκλησης ισχαιμικής βλάβης (τόσο στο οπτικό νεύρο όσο και στον αμφιβληστροειδή) με αποκλεισμό των υποδοχέων του γλουταμινικού [168]-[170]. Επομένως εάν η ισχαιμία παίζει ρόλο στη παθογένεια του γλαυκώματος η τοξικότητα διέγερσης αποτελεί στοιχείο αυτής. Δεδομένου του εύρους των στοιχείων που αναφέρουν ότι υπάρχει αλλοίωση στη αιματική ροή του οπτικού νεύρου σε ασθενείς με γλαύκωμα [98],[101], και από το τεκμηριωμένο γεγονός ότι η κεφαλή του οπτικού νεύρου υποφέρει από ισχαιμική βλάβη σημαίνει ότι η τοξικότητα διέγερσης αποτελεί στοιχείο της παθογένειας αν και οι ακριβείς μοριακοί μηχανισμοί δεν είναι γνωστοί. Οι πειραματικές μελέτες σχετικά με τη νευροπροστασία παρέχουν στοιχεία όχι μόνο για τη δυνητική αντιμετώπιση αλλά και για τη παθογένεια του γλαυκώματος. Εάν κάποιο φάρμακο ελαττώνει τη βλάβη που προκαλείται από την τοξικότητα διέγερσης σε ένα συγκεκριμένο μοντέλο αυτό σημαίνει ότι η τοξικότητα διέγερσης αποτελεί στοιχείο παθογένειας του μοντέλου αυτού. Έως σήμερα έχει περιγραφεί ότι οι ανταγωνιστές των NMDA υποδοχέων μειώνουν την απώλεια των γαγγλιακών κυττάρων σε επίμυες [171] σε πειραματικά μοντέλα χρόνιας αύξησης της ΕΟΠ [172], σε ισχαιμία του οπτικού νεύρου [173] καθώς και μετά από διατομή του οπτικού νεύρου σε επίμυες [174]. Η ικανότητα του ανταγωνιστή του NMDA υποδοχέα να ελαττώνει τη βλάβη είναι πιο εύκολο να εξηγηθεί όταν η βλάβη περιλαμβάνει ισχαιμία στο σώμα ενός νευρικού κυττάρου ή διαδικασίες που περιλαμβάνουν τους NMDA υποδοχείς. Για παράδειγμα η ικανότητα του ΜΚ-801 (ενός σαφώς περιγεγραμμένου αναστολέα) να μειώνει τη βλάβη των γαγγλιακών κυττάρων από την επαγώμενη από την πίεση ισχαιμία του αμφιβληστροειδή δεν αποτελεί έκπληξη [168]. Ωστόσο ο μηχανισμός με τον οποίο θα μπορούσε ο αναστολέας των NMDA υποδοχέων να επηρεάζει το πειραματικό γλαύκωμα δεν είναι σαφής. Τέλος υπάρχουν στοιχεία δευτερογενούς εκφύλισης μετά από τραυματική διατομή του οπτικού νεύρου [175] καθώς και από μερική διατομή [176] ωστόσο και εδώ ο μηχανισμός δεν είναι ξεκάθαρος. 38

39 3. ΝΕΥΡΟΠΡΟΣΤΑΣΙΑ Ως νευροπροστασία αποκαλείται η διαδικασία που έχει ως σκοπό τη πρόληψη, ή επιβράδυνση του θανάτου των νευρικών κυττάρων και τη διατήρηση της φυσιολογικής νευρικής λειτουργίας [84]. Αναφέρεται σε ουσίες αντιμετώπισης παθογενετικών παραγόντων που έχουν ως τελική οδό τη πρόκληση βλάβης σε αρκετές νευρολογικές νόσους όπως το γλαύκωμα ή η νόσος του Alzheimer [139]. Σημαντικό πλεονέκτημα της νευροπροστασίας είναι το ότι επιτρέπει την αντιμετώπιση νοσημάτων των οποίων είτε η ακριβής αιτιολογία δεν είναι γνωστή είτε ποικίλλει ανάλογα του ασθενούς [177]. Αυτό έχει ιδιαίτερη σημασία στο γλαύκωμα, μια ετερογενή ομάδα νοσημάτων με κοινά μορφολογικά χαρακτηριστικά. Επομένως, θεωρητικά η νευροπροστασία θα πρέπει να είναι απότελεσματική ανεξάρτητα εάν το γλαύκωμα είναι πρωτοπαθές ή δευτεροπαθές [177]. Στο γλαύκωμα ο προοδευτικός θάνατος των γαγγλιακών κυττάρων του αμφιβληστροειδή οδηγεί στην εκφύλιση του οπτικού νεύρου και τελικά στην απώλεια της όρασης. Η απώλεια των γαγγλιακών κυττάρων συμβαίνει προοδευτικά με ορίζοντα πολλών ετών. Νευροπροστατευτικός παράγοντας θα μπορούσε να οριστεί εκείνη η ουσία η οποία αντιδρά στο θάνατο των νευρικών κυττάρων του αμφιβληστροειδή και ιδιαίτερα των γαγγλιακών άμεσα ή και έμμεσα [114]. Ο σκοπός της θεραπείας στο γλαύκωμα είναι η διατήρηση και αυξανόμενη επιβίωση των γαγγλιακών κυττάρων. Προς το παρόν η θεραπεία στο γλαύκωμα αποσκοπεί αποκλειστικά στην ελάττωση της ΕΟΠ. Υπάρχουν πολλά δεδομένα που συνηγορούν ότι η σημαντική ελάττωση της ΕΟΠ παρέχει ικανοποιητική νευροπροστασία έναντι της απώλειας των γαγγλιακών κυττάρων [4],[178], [179]. Όσο υψηλότερη είναι η τιμή της ΕΟΠ στην οποία συμβαίνει η γλαυκωματική βλάβη τόσο πιθανότερο είναι αυτή να οφείλεται σε μηχανισμούς που έχουν σχέση με την υψηλή ΕΟΠ, ενώ όσο μικρότερη είναι η τιμή της ΕΟΠ με την οποία προκαλείται η βλάβη τόσο πιο πιθανό αυτή να οφείλεται σε μηχανισμούς ανεξάρτητους της ΕΟΠ [148]. Είναι πιθανότερο οι νευροπροστατευτικοί παράγοντες να ωφελήσουν ένα ασθενή στον οποίο τα νευρικά κύτταρα πεθαίνουν με αργό ρυθμό, όπως στο γλαύκωμα, παρά κάποιο με νόσημα όπου τα νευρικά κύτταρα νεκρώνονται με ταχύ ρυθμό [180]. Τις δύο τελευταίες δεκαετίες η ανεύρεση παραγόντων ανεξάρτητων της ΕΟΠ που θα αποτελούσαν αίτια κινδύνου για την ανάπτυξη γλαυκώματος απετέλεσαν πεδίο εκτεταμένης έρευνας. Αυτοί οι παράγοντες κινδύνου περιλαμβάνουν τη συστηματική υπόταση (συμπεριλαμβανομενου της ορθοστατικής ή νυκτερινής υπότασης) [181], την καρδιαγγειακή νόσο [182], τον αγγειόσπασμο (ημικρανίες, σύνδρομο Raynaud) [183], τη διαταραχή των μηχανισμών αυτορρύθμισης [184], το σύνδρομο ύπνου 39

40 άπνοιας [185], τους αυτοάνοσους μηχανισμούς [153], αιμορεολογικές ανωμαλίες [186] και τέλος η μικροαγγειακή ισχαιμία των εγκεφαλικών αγγείων [187]. Για τους περισσότερους από αυτούς τους παράγοντες κινδύνου (όταν αυτοί μπορούν να ταυτοποιηθούν σε ένα ασθενή) δεν υπάρχουν διαθέσιμες θεραπείες. Επομένως μια ουσία η οποία θα προστάτευε το οπτικό νεύρο από βλάβη ανεξαρτήτου της αιτίας, αυξημένη ΕΟΠ, ισχαιμία ή τοξικότητα διέγερσης θα αποτελούσε επιπλέον επιλογή στην αντιμετώπιση του γλαυκώματος. Οι Wheeler και WoldeMussie πρότειναν, σύμφωνα με πειραματικές μελέτες, 4 κριτήρια αξιολόγησης της πιθανής θεραπευτικής αξίας κάποιου μελλοντικού νευροπροστατευτικού παράγοντα. Το δυνητικά νευροπροστατευτικό φάρμακο θα πρέπει να έχει συγκεκριμένο στόχο στον αμφιβληστροειδή ή στο οπτικό νεύρο, η ενεργοποίηση του υποδοχέα πρέπει να ξεκινά μεταβολικές οδούς που να καθιστούν το νευρώνα ανθεκτικό στο stress, ή να καταστέλλει τοξικές δράσεις, το φάρμακο πρέπει να βρίσκεται στον αμφιβληστροειδή ή στο οπτικό νεύρο σε ικανές συγκεντρώσεις και να επιδεικνύει τη νευροπροστατευτική δραστηριότητα σε κλινικές μελέτες [188]. Πολλές ουσίες είναι αυτές οι οποίες θεωρούνται νευροπροστατευτικές in vitro αλλά και σε ένα ικανό αριθμό νευρολογικών και νευροεκφυλιστικών διαταραχών. Ακόμα όμως δεν υπάρχουν τελικά δεδομένα κλινικών μελετών όσον αφορά τη νευροπροστασία στο γλαύκωμα. Ορισμένες από τις ουσίες οι οποίες φαίνεται να έχουν νευροπροστατευτική δράση στο οπτικό νεύρο είναι οι εξής: 3.1 Αποκλειστές καναλιών Ca 2+ Εμφανίζουν νευροπραστατευτική δράση [189]. Φαίνεται ότι εξουδετερώνουν την επαγώμενη από τον NMDA υποδοχέα είσοδο Ca 2+, και αυξάνουν την οφθαλμική αιματική ροή [190]. Χρησιμοποιούνται στη θεραπεία της συστηματικής υπέρτασης, νοσημάτων των στεφανιαίων αγγείων, έμφραγμα μυοκαρδίου και καρδιακές αρρυθμίες, Επίσης σε ασθενείς με ημικρανίες [191] και φαινόμενο Raynaud [192]. Σε ασθενείς με γλαύκωμα φυσιολογικής πίεσης ασθενείς που χρησιμοποίησαν αποκλειστές ιόντων ασβεστίου εμφάνισαν μείωση στην επιδείνωση του γλαυκώματος σε σχέση με τους μάρτυρες [190]. Συγκεκριμένα σταθεροποιούν την απώλεια από τα οπτικά πεδία [193], αυξάνουν την ευαισθησία εξ αντιθέσεως [194] και επιβραδύνουν την εξέλιξη της νόσου [190]. Αν και φαίνεται ότι είναι επωφελή υπάρχει αντίρρηση διότι οι δυνατότητες ελάττωσης της αρτηριακής πίεσης που τα καθιστούν χρήσιμα στις καρδιαγγειακές νόσους μπορεί επίσης να ελαττώνουν τη πίεση διήθησης στο οπτικό νεύρο με αποτέλεσμα περαιτέρω ισχαιμία [195]. 40

41 3.2 Αντιγλαυκωματικά φάρμακα και νευροπροστασία Η τεκμηριωμένη γνώση για τυχόν νευροπροστατευτική δράση των κλασσικών αντιγλαυκωματικών φαρμάκων παραμένει πεδίο έντονης αντιπαράθεσης [196]. Είναι κοινός τόπος ότι η σημαντική μείωση της ΕΟΠ προσφέρει «νευροπροστασία» και φυσικά στα υπάρχοντα φάρμακα που μειώνουν την ΕΟΠ δεν είναι δυνατόν να αποκλείσει κανείς τυχόν δράση μέσω της μείωσης της ΕΟΠ. Υπάρχουν πειραματικά δεδομένα που συνηγορούν για δύο φάρμακα. Η βηταξολόλη διαθέτει ορισμένες ικανότητες αποκλεισμού των καναλιών ασβεστίου οι οποίες και επεξηγούν της αγγειοδιασταλτικές δράσεις της [197]. Επιπρόσθετα δρα στα γαγγλιακά κύτταρα του αμφιβληστροειδή με ανάστροφο αποκλεισμό των καναλιών του γλουταμινικού οξέος και επακόλουθη ελάττωση του ρυθμού απώλειας τους [198]. Έχει προταθεί ότι οι α 2 αδρενεργικοί αγωνιστές προσφέρουν νευροπραστατευτική δράση [199]. Βρέθηκε ότι η βριμονιδίνη αυξάνει τους νευροτροφικούς παράγοντες και μπορεί να παρέχει νευροπροστατευτική δράση καθώς προάγει την επιβίωση των γαγγλιακών κυττάρων στο αφιλόξενο περιβάλλον. Επιπλέον η ενεργοποίηση των προσυναπτικών α 2 υποδοχέων έχει ως αποτέλεσμα την αναστολή απελευθέρωσης των νευρομεταβιβαστών [200],[201]. Είναι πιθανό ότι η θεραπεία με κιγχονιδίνη επιβραδύνει την απελευθέρωση γλουταμινικού σε οφθαλμούς με αυξημένη ΕΟΠ [202]. Ενδόϋαλοειδικές εγχύσεις βριμονιδίνης σε πειραματόζωα προκάλεσαν αυξημένη παραγωγή ενδογενούς BDNF [203]. 3.3 Ανταγωνιστές NMDA υποδοχέων Στο γλαύκωμα λόγω της αύξησης της ΕΟΠ το γλουταμινικό ελευθερώνεται από τον αμφιβληστροειδή λόγω της ισχαιμίας [22]. Έχουμε έτσι την υπέρ-δραστηριοποίηση των ιονοτροπικών γλουταμινεργικών υποδοχέων και τη καταστροφή των γαγγλιακών κυττάρων. Από πολλές μελέτες φαίνεται ότι οι τύπου NMDA υποδοχείς του γλουταμινικού οξέος παίζουν σημαντικό ρόλο στην τοξικότητα λόγω διέγερσης των γαγγλιακών κυττάρων. Επομένως θεωρητικά οι ανταγωνιστές των NMDA υποδοχέων ίσως προλαμβάνουν την καταστροφή των γαγγλιακών κυττάρων από την ισχαιμία, γεγονός που έχει αποδειχθεί και σε πειραματικά μοντέλα (π.χ. ισχαιμικές προσβολές στον αμφιβληστροειδή μπορούν να βελτιωθούν in vivo με ΜΚ-801 [168] και με μεμαντίνη) [204]. Οι NMDA υποδοχείς βρίσκονται σε όλο το Κ.Ν.Σ και η δράση τους σχετίζεται με μια ποικιλία λειτουργιών. Δυστυχώς όμως η χρήση των ανταγωνιστών των NMDA υποδοχέων έχει αμφισβητηθεί έντονα λόγω ανεπιθύμητων δράσεων στον ασθενή (η χρήση του ΜΚ-801 στη θεραπεία εμβολής απεδείχθη νευροτοξική προκαλώντας πλειάδα ψυχοτοξικών αντιδράσεων) [205]. Ωστόσο καθώς σήμερα γνωρίζουμε πολλά περισσότερα για τους NMDA υποδοχείς φαίνεται πως μπορούμε να τους χρησιμοποιήσουμε για ορισμένους θεραπευτικούς σκοπούς όπως για 41

42 παράδειγμα τη μεμαντίνη η οποία δρα με παρόμοιο τρόπο με το ΜΚ-801 και χρησιμοποιείται στη θεραπεία της νόσου του Alzheimer χωρίς τις βλαπτικές επιδράσεις του ΜΚ-801 [205]. Οι ανταγωνιστές των NMDA υποδοχέων μπορούν να αναστείλουν την υπερδιέγερση τους, και να προσφέρουν νευροπροστασία προλαμβάνοντας την υπερβολική είσοδο ιόντων ασβεστίου. Ένας τέτοιος αναστολέας είναι και η μεμαντίνη η οποία αναστέλλει αποτελεσματικά την εξωτοξική διέγερση των γαγγλιακών κυττάρων τόσο σε καλλιέργειες όσο και in vivo [141]. Σε πειραματικό μοντέλο πρόκλησης ισχαιμίας του αμφιβληστροειδή με αύξηση της ΕΟΠ στα 120 mm Hg η μεμαντίνη, όταν χορηγήθηκε συστηματικά, ελάττωσε την επακόλουθη απώλεια των γαγγλιακών κυττάρων [206]. Ο λόγος που συμβαίνει αυτό είναι η φαρμακολογική της δράση που συνδυάζει μια χαμηλή συγγένεια για τον NMDA υποδοχέα με γενικότερη δράση στη μεμβράνη [207]. Αν και η λογική οδός θα ήταν ο αποκλεισμός του NMDA υποδοχέα για τη πρόληψη του θανάτου του γαγγλιακού κυττάρου, όπως συμβαίνει στο γλαύκωμα, δεν υπάρχουν κλινικά δεδομένα που να δείχνουν ότι η παρατεταμένη χρήση τους είναι ελεύθερη από ανεπιθύμητες ενέργειες Αν και είναι φανερή η ανάγκη για φάρμακα που να απόκλείουν τις τοξικές δράσεις των NMDA υποδοχέων, σημαντικές λειτουργίες (π.χ. της μνήμης και της μάθησης) πρέπει να διατηρούνται. Για το λόγο αυτό φάρμακα που μπορούν να μειώσουν τη δράση του NMDA υποδοχέα δρώντας έμμεσα στο σημείο που γίνεται η οξειδοαναγωγή ίσως να είναι πιο κατάλληλα για χρήση στον άνθρωπο [208]. Ένα τέτοιο φάρμακο είναι η φλουροπιτίνη, η οποία δεν παρουσιάζει ανεπιθύμητες ενέργειες [209] και η ικανότητα της να αναστέλλει τις προσβολές που οδηγούν στο θάνατο είτε με νέκρωση είτε με απόπτωση [210] τη καθιστούν δυνητικά φάρμακο για τη θεραπεία του γλαυκώματος. 3.4 Αντιοξειδωτικές ουσίες Οι αντιοξειδωτικές ουσίες εξουδετερώνουν τα βλαπτικά ερεθίσματα που προέρχονται από την αρνητική α γεγονότα που συμβαίνουν στο γλαύκωμα. Ελεύθερες ρίζες όπως οι καταλάσες, το υπεροξείδιο της δισμουτάσης και οι βιταμίνες E και C είναι χρήσιμα οχήματα για την εκκαθαριση των δευτερευόντων προϊόντων του μεταβολισμού τα οποία δημιουργούνται κατά τη δευτερογενή εκφύλιση [211]. Η ενεργοποίηση του NMDA υποδοχέα προκαλεί τη παραγωγή από τα μιτοχόνδρια ελευθέρων ριζών ανιόντων υπεροξειδίου (O 2 - ), το οποίο αντιδρά με το οξείδιο του αζώτου (NO) και παράγει το τοξικό νιτρικό ιόν (OONO - ) που προκαλεί το κυτταρικό θάνατο μέσω του μηχανισμού της απόπτωσης [212]. Τα φλαβονοειδή αποτελούνται από περίπου 4000 φυσικά προϊόντα τα οποία υπάρχουν στα φυτικά προϊόντα και έχουν χρησιμοποιηθεί στη εναλλακτική ιατρική [213]. Από αυτά η βιταμίνη Ε 42

43 έχει το μεγαλύτερο ρόλο όσον αφορά τη προστατευτική της δράση κυρίως έναντι του καρκίνου και των καρδιαγγειακών νοσημάτων. Στον οφθαλμό η βιταμίνη Ε προστατεύει έναντι της βλάβης του αμφιβληστροειδή από το φως [214] η οποία προκαλεί θάνατο των φωτοϋποδοχέων μέσω της διαδικασίας της απόπτωσης [215]. Η έλλειψη της βιταμίνης Ε έχει συνδεθεί με εκφύλιση του αμφιβληστροειδή [216] καθώς και με τη πρόοδο του καταρράκτη [217], ενώ ελαττώνει και το κίνδυνο ανάπτυξης νόσο του Alzheimer [218]. 3.5 Αναστολείς της συνθάσης του οξειδίου του αζώτου (NO) Το ΝΟ σε υψηλά επίπεδα παίζει σημαντικό ρόλο στη νιτροζηλίωση του DNA και τη κλασμάτωση του οποία προηγείται της απόπτωσης [219]. Σε ένα πειραματικό μοντέλο προκλήθηκε γλαυκωματική κοίλανση στα οπτικά νεύρα επιμύων με καυτηριασμό τριών επισκληρίδιων φλεβών και εν συνεχεία χορηγήθηκε από το στόμα αμινό-γουανιδίνη, ένας αναστολέας του NO. Μετά από 6 μήνες θεραπείας, η κεφαλή του οπτικού νεύρου στην ομάδα χωρίς θεραπεία ήταν ωχρή και παρουσίασε μεγάλη κοίλανση, ενώ η ομάδα που έλαβε θεραπεία φαινόταν φυσιολογική. Σε ιστολογικά δείγματα οι οφθαλμοί χωρίς θεραπεία είχαν μέσο όρο απώλειας γαγγλιακών κυττάρων 36% ενώ αυτοί με θεραπεία είχαν απώλεια μικρότερη του 10% [137]. 3.6 Νευροτροφίνες Υπάρχουν μελέτες αξιολόγησης ενδογενών και εξωγενών πηγών νευροτροφικών παραγόντων. Ο BDNF, ο νευροτροφικός παράγοντας του ακτινωτού σώματος και ο κύριος αυξητικός ινοβλαστικός παράγοντας φάνηκε ότι προάγουν την επιβίωση των ανθρώπινων γαγγλιακών κυττάρων σε καλλιέργεια και in vivo [220]. 3.7 Ginkgo Biloba To Ginkgo είναι εμπορικά διαθέσιμο ως συμπλήρωμα διατροφής. Σύμφωνα με τα σημερινά δεδομένα φαίνεται ότι είναι αποτελεσματικό σε διάφορες ασθένειες που σχετίζονται με τη γήρανση συμπεριλαμβανομένου καρδιαγγειακών παθήσεων, περιφερικής αγγειακής νόσου, άνοιας, εμβοές ώτων και σεξουαλικής δυσλειτουργίας [148]. Ασκεί προστατευτική δράση έναντι των ελευθέρων ριζών και της υπεροξείδωσης των λιπιδίων σε διάφορους ιστούς και σε πειραματικά μοντέλα. Διατηρεί το μεταβολισμό των μιτοχονδρίων και τη παραγωγή του ATP [221]. Έχει αποδειχθεί ότι βελτιώνει τη περιφερική αλλά και την εγκεφαλική αιματική ροή. Σε υγιείς εθελοντές βελτίωσε την αιματική ροή στην οφθαλμική αρτηρία κατά 24% [222]. Μπορεί να ελαττώσει τη προκαλούμενη από το γλουταμινικό αύξηση της συγκέντρωσης του ασβεστίου [223] και να μειώσει τον οξειδωτικό μεταβολισμό σε νευρώνες που βρίσκονται σε 43

44 κατάσταση ηρεμίας αλλά και σε αυτούς που είναι πλήρεις με ασβέστιο [224]. 3.8 Κανναβινοειδή Ανάμεσα στις πολλές δυνητικές τους ιατρικές χρήσεις, τα κανναβινοειδή φαίνεται να έχουν και κάποιου βαθμού νευροπροστατευτική δράση. Έχει αναφερθεί ότι η δ-9-τετραϋδρο-κανναβινόλη μειώνει τη γλουταμινεργική νευροδιεγερτική μεταβίβαση [225]. Άλλα κανναβινοειδή δρουν μειώνοντας την παραγωγή του γλουταμινικού [226] Νευροπροστασία ως στόχος έρευνας Η νευροπροστασία αποτελεί στόχο έρευνας νευρολόγων και νευροχειρουργών για αρκετά χρόνια ως στρατηγική αντιμετώπισης των μη αναστρέψιμων επιδράσεων στο Κ.Ν.Σ όπως έμφρακτο ή τραυματισμού. Ωστόσο υπήρξαν ελάχιστες τυχαιοποιημένες διπλές τυφλές μελέτες οι οποίες να κατέληξαν ότι κάποιο συγκεκριμένο φάρμακο ίσως να είναι αποτελεσματικό [227],[228]. Θα ήταν δικαιολογημένο να αναρωτηθούμε γιατί η νευροπροστασία να επιτύχει στο γλαύκωμα, ασθένεια των γαγγλιακών κυττάρων του αμφιβληστροειδή, όταν δε κατέστη επιτυχής σε πολλές μελέτες που αφορούσαν νοσήματα του Κ.Ν.Σ. Το ερώτημα αυτό έχει ιδιαίτερη σημασία καθώς τα γαγγλιακά κύτταρα του αμφιβληστροειδή αποτελούν νευρώνες του Κ.Ν.Σ. Μια σημαντική διαφορά ανάμεσα στις οπτικές νευροπάθειες (συμπεριλαμβανομένου του γλαυκώματος) και του έμφρακτου ή του τραύματος του Κ.Ν.Σ. αποτελεί η εντόπιση της βλάβης. Σε νόσο του οπτικού νεύρου μόνο οι άξονες των γαγγλιακών κυττάρων του αμφιβληστροειδή μπορεί να τραυματιστούν νωρίς ενώ τα κυτταρικά σώματα πεθαίνουν ώρες ή ημέρες αργότερα [229]. Αντιθέτως στα περισσότερα νοσήματα του Κ.Ν.Σ. υπάρχει άμεση βλάβη των κυτταρικών σωμάτων και αναπόφευκτα η απώλεια είναι πιο γρήγορη. Επομένως η δυνατότητα για επιτυχή νευροπροστασία σε νοσήματα των αξόνων μπορεί να είναι μεγαλύτερη σε σχέση με νοσήματα των κυτταρικών σωμάτων [177]. 44

45 4. ΤΑ ΝΕΥΡΟΜΕΤΑΒΙΒΑΣΤΙΚΑ ΑΜΙΝΟΞΕΑ Τα νευρικά κύτταρα του αμφιβληστροειδή και οι οπτικές οδοί είναι ανατομικά και λειτουργικά εξειδικευμένα για την ηλεκτρική και χημική μετάδοση τις πληροφορίας. Αυτές οι μεταβιβάσεις επιτρέπουν τη πολύπλοκότητα τις επικοινωνίας και η επεξεργασία των δεδομένων έχει ως αποτέλεσμα την οπτική αντίληψη του εξωτερικού περιβάλλοντος. Οι χημικές ουσίες που μεταφέρουν τη πληροφορία ανάμεσα τις νευρώνες ονομάζονται νευρομεταβιβαστές. Απελευθερώνονται από τα νευρικά κύτταρα, δρουν σε υποδοχείς στη κυτταρική μεμβράνη και επάγουν λειτουργικές αλλαγές στα κύτταρα στόχος [154] Ο γενικός μηχανισμός τις μετάδοσης περιγράφετε στην Εικόνα 4. Εικόνα 4. Περίληψη της νερομεταβιβαστικότητας του γλουταμινικού οξέος. Το γλουταμινικό συντίθεται στο προσυναπτικό νευρώνα και αποθηκεύεται στα τελικά κυστίδια. Μετά την εκπόλωση υπάρχει εξαρτώμενη από το Ca 2+ απελευθέρωση του στη συναπτική σχισμή. Το γλουταμινικό δεσμεύεται από τους μετά-συναπτικούς υποδοχείς, και προκαλεί διάφορες δράσεις με κυριότερη την είσοδο ιόντων Na + Ca 2+ και εκπόλωση. Το εξωκυττάριο γλουταμινικό προσλαμβάνεται από τα γλοιώδη κύτταρα και αφού μετατραπεί σε γλουταμίνη επαναπροσλαμβάνεται από τους νευρώνες. (Από Casson RJ Clin and Exp Ophthalmol 2006;34:54-63). Η δράση του νευρομεταβιβαστή στο μετασυναπτικό νευρώνα εξαρτάται από τις αλλαγές που επάγει στο κύτταρο. Αρκετά αμινοξέα έχουν αναγνωρισθεί ως πιθανές νευρομεταβιβαστικές ουσίες στον εγκέφαλο. Επειδή εμπλέκονται και στο διάμεσο μεταβολισμό, ήταν δύσκολο να καταδειχθεί ότι ικανοποιούν όλα τα απαιτούμενα κριτήρια για να χαρακτηριστούν δικαιολογημένα ως νευρομεταβιβαστές του κεντρικού νευρικού συστήματος (ΚΝΣ) των θηλαστικών. Με βάση νευροφυσιολογικές μελέτες, τα αμινοξέα έχουν διακριθεί σε δύο γενικές κατηγορίες: τα διεγερτικά (γλουταμινικό, ασπαραγινικό, κυστεΐνη και ομοκυστεΐνη), που προκαλούν εκπόλωση νευρώνων του ΚΝΣ των θηλαστικών και επάγουν μια σειρά από δυναμικά ενεργείας, και τα ανασταλτικά (GABA, 45

46 γλυκίνη, ταυρίνη και β-αλανίνη), που προκαλούν υπερπόλωση. Από αυστηρώς ποσοτική άποψη, τα αμινοξέα φαίνεται ότι είναι οι κύριοι νευρομεταβιβαστές του ΚΝΣ των θηλαστικών. 4.1 Γλουταμινικό Το γλουταμινικό βρίσκεται σε αφθονία σε όλο τον εγκέφαλο. Η συγκέντρωσή του υπολογίζεται σε 5-15 μmol/g εγκεφαλικού ιστού [230]. Η σύνθεση του γλουταμινικού γίνεται στον εγκέφαλο δεδομένου ότι δεν μπορεί να διέλθει τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό. Ένας από τους πιθανούς βιοσυνθετικούς δρόμους αφορά στη σύνθεσή του από τη γλουταμίνη μέσω μιας γλουταμινάσης επαγόμενης από τα φωσφορικά [231] όπως φαίνεται στην Εικόνα 5. Παρόλα αυτά έχουν εντοπισθεί νευρώνες όπου απουσιάζει η ειδική γλουταμινάση [232] ενώ η χορήγηση σεσημασμένης γλουταμίνης στον εγκέφαλο καταδεικνύει ότι αυτή σε μεγάλο ποσοστό μεταβολίζεται προς διοξείδιο του άνθρακα [233]. Οι παρατηρήσεις αυτές καθιστούν προβληματική την υπόθεση της γλουταμίνης ως βασικού πρόδρομου μορίου στη σύνθεση του γλουταμινικού Σύνθεση, απελευθέρωση και επαναπρόσληψη του γλουταμινικού στις νευρικές συνάψεις Πρόσφατα έχει καταδειχθεί ότι η σύνθεση του γλουταμινικού, είναι δυνατό να πραγματοποιηθεί de novo, τουλάχιστον σε υποπληθυσμούς γλουταμινενεργικών νευρώνων, μέσω της καρβοξυλίωσης του πυροσταφυλικού στο κύκλο των καρβοξυλικών [234], με διαδικασία ανεξάρτητη από τη γλουταμίνη. Μία άλλη οδός αφορά στη σύνθεση του γλουταμινικού είναι από το α-κετογλουταρικό και αμμωνία μέσω του ενζύμου αφυδρογονάση του γλουταμινικού που επίσης έχει εντοπισθεί στις νευρικές απολήξεις. Η έλευση του δυναμικού ενέργειας οδηγεί σε απελευθέρωση του γλουταμινικού στη συναπτική σχισμή, μία διαδικασία που εξαρτάται από το Ca 2+ [235]. In vivo, η συγκέντρωση του L-γλουταμινικού στη συναπτική σχισμή σε συνθήκες ηρεμίας υπολογίζεται σε 0,6 μμ [236]. Η συναπτική μετάδοση συνοδεύεται από σύντομη (διάρκειας 1-2 msec), εντοπισμένη αύξηση της εξωκυττάριας συγκέντρωσης του L-γλουταμινικού σε συγκεντρώσεις που πιθανόν ξεπερνούν τα 10 μm [237]. Ο χρόνος που θα παραμείνει το γλουταμινικό στη συναπτική σχισμή είναι άμεσα εξαρτημένος από την ποσότητα διαβιβαστή που θα απελευθερωθεί, την ταχύτητα που θα απελευθερωθεί και την ταχύτητα επαναπρόσληψης Παρότι στο παρελθόν υπήρχε ως πεποίθηση ότι η απελευθέρωση του γλουταμινικού λαμβάνει χώρα μέσω διαδικασίας εξωκυττάρωσης, εν τούτοις είναι πιθανό ο μηχανισμός αυτός να αποτελεί ένα μόνο από τους τρόπους απελευθέρωσης του διαβιβαστή στη συναπτική σχισμή. Η αντίληψη αυτή στηρίχτηκε στο ότι τόσο τα ιόντα Cd 2+ που αναστέλλουν την 46

47 εξαρτώμενη από την εισροή Ca 2+ εξωκυττάρωση, όσο και η τετροδοτοξίνη που αναστέλλει την εισροή Na +, δεν αποκλείουν την απελευθέρωση γλουταμινικού [161]. Ένας άλλος πιθανός μηχανισμός αφορά στην εξαρτώμενη από φορείς απελευθέρωση γλουταμινικού από το κυτταρόπλασμά. Οι φορείς του γλουταμινικού ανταλλάσσουν το νευρομεταβιβαστή αυτό με D-ασπαραγινικό, L-ασπαραγινικό και L-κυστεϊνικό. Έτσι η συναπτική απελευθέρωση για παράδειγμα ασπαραγινικού οδηγεί και στην απελευθέρωση γλουταμινικού μέσω του μηχανισμού ανταλλαγής [238]. Ένας τρίτος, αδιευκρίνιστος ακόμη, μηχανισμός αφορά στο φαινόμενο της απελευθέρωσης διεγερτικών αμινοξέων σε συνθήκες κυτταρικής εξοίδησης. Σε καταστάσεις οσμωτικού stress, τα κύτταρα διατηρούν τον όγκο τους μέσα από μία διαδικασία εξοίδησης. Στη διαδικασία αυτή εκφράζονται μία σειρά από πρωτεΐνες ικανές να οδηγήσουν σε "απώλεια" γλουταμινικού [239]. Η δράση του γλουταμινικού στη συναπτική σχισμή ολοκληρώνεται με την επαναπρόσληψή του από τις νευρικές απολήξεις ή την πρόσληψή του από τα αστροκύτταρα, δεδομένου ότι δεν έχει εντοπιστεί αντίδραση μετατροπής του γλουταμινικού στον εξωκυττάριο χώρο. Η διαδικασία αυτή εξαρτάται από μεταφορείς εξαρτώμενους από Na +, υψηλής χημικής συγγένειας προς το γλουταμινικό που εντοπίζονται τόσο στις νευρικές απολήξεις όσο και στα αστροκύτταρα [161],[240],[241]. Μέχρι σήμερα έχουν κλωνοποιηθεί πέντε πρωτεΐνες-μεταφορείς (EAAT1 ως EAAT5) με μεγάλη χημική συγγένεια για τα διεγερτικά αμινοξέα. Οι μεταφορείς αυτοί καταλύουν την συζευγμένη με Na + και Κ + επαναπρόσληψη των διεγερτικών αμινοξέων [161]. Η απελευθέρωση του γλουταμινικού αναστέλλεται από προσυναπτικούς αυτοϋποδοχείς. ΝΗ 2 ΝΗ 2 γλουταμινάση H 2 NOCCH 2 CH 2 CH 2 CHCOOH + H 2 O HOOCCH 2 CH 2 CHCOOH + NH 3 Εικόνα 5. Σύνθεση του γλουταμινικού με οξειδωτική απαμίνωση της γλουταμίνης. Εντός των αστροκυττάρων το γλουταμινικό μετατρέπεται σε γλουταμίνη μέσω του ενζύμου συνθετάση της γλουταμίνης. Με τη μορφή 47

48 αυτή επιστρέφει στις τελικές νευρικές απολήξεις σχηματίζοντας το κύκλο γλουταμίνης - γλουταμινικού [242]. Εν τούτοις μία ποσότητα υφίσταται απαμίνωση προς α-κετογλουταρικό και αμμωνία με τη δράση του ενζύμου γαλακτική αφυδρογονάση. Το α-κετογλουταρικό εισέρχεται στον κύκλο των τρικαρβοξυλικών οξέων και μεταβολίζεται προς μαλονικό, φουμαρικό και ηλεκτρικό οξύ. Το μαλονικό μεταβολίζεται περαιτέρω μέσω του κύκλου των τρικαρβοξυλικών οξέων προς γαλακτικό οξύ που προσφέρεται ως υπόστρωμα στα νευρικά κύτταρα [161]. Τα παραπάνω αναπαριστώνται στην Εικόνα Οι υποδοχείς του γλουταμινικού. Το γλουταμινικό καλείται «μικτός αγωνιστής» δεδομένου ότι ενεργοποιεί διαφορετικές τάξεις υποδοχέων. Κάθε τάξη υποδοχέων εμφανίζει διαφορετικές ιδιότητες. Από λειτουργική άποψη, οι υποδοχείς του γλουταμινικού και εν γένει οι υποδοχείς των διεγερτικών αμινοξέων διακρίνονται στους ιονικούς (ionotropic glutamate receptors, iglur) και στους μεταβοτροπικούς (metabotropic glutamate receptors, mglur). Οι ιονικοί υποδοχείς περιλαμβάνουν τη θέση δέσμευσης του διαβιβαστή και το κανάλι ιόντων που επιτρέπει την διακίνηση αποκλειστικά Na + ή/και Ca 2+. Αντίθετα οι μεταβοτροπικοί υποδοχείς του γλουταμινικού συζευγνύονται με πρωτεΐνες G, οι οποίες με τη σειρά τους δραστηριοποιούν ενδοκυττάριους δεύτερους αγγελιαφόρους [243], [244] Ιονικοί υποδοχείς των διεγερτικών αμινοξέων Οι ιονικοί υποδοχείς διακρίνονται φαρμακολογικώς με βάση την εκλεκτική συγγένειά τους με συγκεκριμένους αγωνιστές. Τρεις κύριες κατηγορίες περιγράφονται: του Ν-μεθυλο-D-ασπαραγινικού οξέος (NMDA), του α-αμινο,3-υδροξυ,5-μεθυλ,4-ισοξαζολοπροπιονικού οξέος (AMPA), και αυτοί του καϊνικού [245],[246]. 48

49 Εικόνα 6. Η κινητοποίηση του L-γλουταμινικού στις νευρικές συνάψεις. Το γλουταμινικό συγκεντρωμένο σε συναπτικά κυστίδια απελευθερώνεται με σύντηξη των κυστιδίων με την προσυναπτική μεμβράνη. Το γλουταμινικό απομακρύνεται από τη συναπτική σχισμή με επαναπρόσληψη από τον προσυναπτικό νευρώνα μέσω ειδικών φορέων εξαρτώμενων από την ανταλλαγή Na + και Κ +. Οι φορείς αυτοί πιθανόν αντιστοιχούν στον ταυτοποιημενο φορέα υψηλής χημικής συγγένειας EAAC1. Ταυτόχρονα το γλουταμινικό απομακρύνεται με πρόσληψη από τα αστροκύτταρα όπου μεταβολίζεται προς γλουταμίνη και α-κετογλουταρικό [241] Οι NMDA υποδοχείς Οι NMDA συνιστούν την κύρια κατηγορία ιονικών υποδοχέων στον εγκέφαλο των θηλαστικών [247]. Η ύπαρξη διαφορετικών τάξεων υποδοχέων των διεγερτικών αμινοξέων επιβεβαιώθηκε και με τον προσδιορισμό εκλεκτικών αγωνιστών και ανταγωνιστών των συγκεκριμένων υποδοχέων. Στην περίπτωση των NMDA υποδοχέων, το NMDA, το κινολινικό και το ιβοτενικό είναι εκλεκτικοί αγωνιστές ενώ οι ίδιοι υποδοχείς αναστέλλονται συναγωνιστικώς πολύ ισχυρά από μεγάλο αριθμό φωσφονικών αμινοξέων όπως το (R)-2-αμινο,5-φωσφονοπεντανοϊκό οξύ (D-AP5) και το 3-(2-καρβοξυπιπεραζινο,4-ϋλ)προπυλ-1-φωσφονικό οξύ (CPP) [248]. Μη συναγωνιστικοί ανταγωνιστές έχουν επίσης περιγραφεί όπως η φαινυλκυκλιδίνη (PCP) που δρα ως ανταγωνιστής των καναλιών σε «ανοικτή» κατάσταση, το 7-διχλωροκυνουρενικο οξύ (5,7- DCKA) που συνδέεται σε μία αλλοστερική περιοχή δέσμευσης της γλυκίνης και η διζοσιλπίνη (MK-801) η οποία δεσμεύεται σε περιοχή σύνδεσης του καναλιού [245], [249]. 49

50 Η παρουσία των NMDA υποδοχέων, μέχρι σήμερα έχει κατάδειχθεί στα νευρικά κύτταρα, όχι όμως και στα νευρογλοιακά. Εντοπίζονται στις μετασυναπτικές μεμβράνες των διεγερτικών συνάψεων και συμμετέχουν σε μία ποικιλία λειτουργιών στο ΚΝΣ συμπεριλαμβανομενης της νευρωνικής διαφοροποίησης, της συναπτικής πλαστικότητας, και της μακροχρόνιας ενίσχυσης, λειτουργίας που έχει σχετισθεί με τη μνήμη [250]. Επιπροσθέτως, οι NMDA επάγουν την προκαλούμενη από τα διεγερτικά αμινοξέα τοξικότητα (excitotoxicity) στο ΚΝΣ [242]. O NMDA είναι υποδοχέας σε κανάλι ιόντων, ο οποίος ενεργοποιείται όταν δεσμεύει κάποιον αγωνιστή. Το κανάλι είναι διαπερατό για τα ιόντα Na +, Κ +, και Ca 2+ [243]. Ο υποδοχέας αυτός περιλαμβάνει μία περιοχή δέσμευσης του νευρομεταβιβαστή, όπου ενώνεται το γλουταμινικό, μία ρυθμιστική περιοχή όπου ενώνεται το αμινοξύ γλυκίνη, μία περιοχή μέσα στο δίαυλο που ενώνεται με τη φαινυλκυκλιδίνη, μία τάσεο-ελεγχόμενη περιοχή σύνδεσης με το Mg 2+ και την ανασταλτική περιοχή των δισθενών κατιόντων που συνδέει Ζn 2+. Η διέγερση των NMDA υποδοχέων απαιτεί την σύγχρονη δράση τόσο του γλουταμινικού όσο και της γλυκίνης στις θέσεις δέσμευσής τους, και για το λόγο αυτό οι δύο ενώσεις καλούνται «συν-αγωνιστές» για τον NMDA υποδοχέα [251]. Η πλήρης ενεργοποίηση του υποδοχέα πιθανώς απαιτεί τη σύνδεση δύο μορίων γλουταμινικού και δύο μορίων γλυκίνης. Ο υποδοχέας εμφανίζει υψηλή χημική συγγένεια για το γλουταμινικό και θεωρείται ότι η ποσότητα που απελευθερώνεται στη συναπτική σχισμή είναι αρκετή για να οδηγήσει στην πλήρη ενεργοποίηση του. Αντίθετα, η απευαισθητοποίηση του υποδοχέα φαίνεται ότι είναι μία βραδεία και πολύπλοκη διεργασία. Ένα ιδιαίτερο χαρακτηριστικό του NMDA υποδοχέα είναι η ιδιότητα του ιονικού του καναλιού να αποκλείεται από Mg 2+ όταν η κυτταρική μεμβράνη βρίσκεται σε ηρεμία (δηλαδή εμφανίζει δυναμικό περίπου 70mV). Όσο η μεμβράνη βρίσκεται σε ηρεμία, το κανάλι παραμένει αποκλεισμένο ακόμα και στη περίπτωση που γλουταμινικό και γλυκίνη είναι ενωμένα με τον υποδοχέα. Η εκπόλωση της μεμβράνης οδηγεί σε απομάκρυνση του Mg 2+ [252]. Η εκπόλωση του νευρώνα, επιτυγχάνεται με την εισροή Na +, που με τη σειρά της επάγεται από μη- NMDA γλουταμινεργικούς υποδοχείς, δηλαδή υποδοχείς AMPA και καϊνικού. Η απομάκρυνση των Mg 2+ επιτρέπει την διακίνηση ιόντων μέσω του καναλιού. Ο υποδοχέας NMDA εμφανίζει μεγάλη αγωγιμότητα για τα Ca 2+ επιτρέποντας την προς το εσωτερικό του κυττάρου εισροή Ca 2+ σε συνδυασμό με διακίνηση Na + και Κ +. Η διαπερατότητα του υποδοχέα για τα Ca 2+ πιθανόν αντανακλά την παρουσία πολλαπλών σημείων των Ca 2+ στο εσωτερικό του ιονικού πόρου [253]. Τα Ca 2+ έχουν τρεις ακόμα δράσεις: Αυξάνουν το βαθμό απευαισθητοποίησης του υποδοχέα σε αυξη- 50

51 μένες συγκεντρώσεις γλυκίνης, αυξάνουν την απάντηση του υποδοχέα σε χαμηλότερες συγκεντρώσεις γλυκίνης και αναστέλλουν τον NMDA υποδοχέα με μηχανισμό ελεγχόμενο από τη διαφορά δυναμικού [254]. Η αύξηση του ενδοκυττάριου ασβεστίου ενεργοποιεί μία σειρά από ένζυμα εξαρτώμενα από το Ca 2+. Σε αυτά περιλαμβάνονται η πρωτεϊνική κινάση C, η φωσφολιπάση Α 2, η φωσφολιπάση C, η εξαρτώμενη από το σύμπλεγμα Ca 2+ -καλμοδουλίνης πρωτεϊνική κινάση ΙΙ, η συνθετάση του οξειδίου του αζώτου και διάφορες πρωτεάσες και ενδονουκλεάσες Οι μη-nmda υποδοχείς Στη κατηγορία αυτή υπάγονται οι υποδοχείς του α-αμινο,3-υδροξυ,5-μεθυλο,4-ισοξαζολοπροπιονικού οξέος (AMPA) και οι υποδοχείς του καϊνικού οξέος [245]. Η φυσική ουσία καϊνικό που προέρχεται από το φύκος Diganea Simplex, καθώς και το συνθετικό ανάλογο του κισκουαλικού οξέος του α-αμινο,3-υδροξυ,5-μεθυλο,4-ισοξαζολοπροπιονικό (AMPA) δρουν ως αγωνιστές στους υποδοχείς του καϊνικού και AMPA αντίστοιχα εκτός του γλουταμινικού και χαρακτηρίζουν τις συγκεκριμένες οικογένειες υποδοχέων, αν και το καϊνικό είναι σε θέση να διεγείρει τους υποδοχείς AMPA και αντίστοιχα το AMPA διεγείρει υποτύπους των υποδοχέων καϊνικού. Η ύπαρξη των υποδοχέων αυτών και η μεταξύ τους διάκριση κατέστη δυνατή με την ανακάλυψη και χρήση αγωνιστών και εξειδικευμένων NMDA ανταγωνιστών όπως του (R)2-αμινο,5-φωσφονοπεντανοϊκό οξύ (D-AP5) και του (MK-801). Και οι δύο τάξεις υποδοχέων αποτελούνται από ένα μη τασεοελεγχόμενο ιονικό δίαυλο σχετικά αδιαπέραστο για τα δισθενή ιόντα.. Η επίδραση του γλουταμινικού και των λοιπών αγωνιστών των μη-nmda υποδοχέων συνεπάγεται τη διάνοιξη του καναλιού των τελευταίων, στην δημιουργία ρεύματος που προκαλείται από την εισροή κυρίως ιόντων Na + και σε μικρότερο βαθμό ιόντων Ca 2+ [246] και την επαγωγή ταχείας συναπτικής διέγερσης. Η ενεργοποίηση των μη-nmda υποδοχέων απαιτεί την δράση δύο μορίων αγωνιστή [237]. Οι υποδοχείς AMPA εντοπίζονται σε όλο τον εγκέφαλο όπως καταδεικνύεται μέσω αυτοραδιογραφικών τεχνικών με τη χρήση 3 Η AMPA και 3 Η γλουταμινικού, in situ υβριδισμού και ανοσοϊστοχημικών μελετών [244]. Εκτός των νευρώνων, υποδοχείς AMPA εντοπίζονται και στα νευρογλοιακά κύτταρα και μάλιστα υπάρχουν ενδείξεις ότι εμπλέκονται στα φαινόμενα τοξικότητας από διέγερση [255] και στην ισχαιμική βλάβη [256]. Η δημιουργία ρεύματος από την εισροή κατιόντων και η επαγωγή ταχείας συναπτικής διέγερσης φαίνεται ότι δεν είναι ο μοναδικός μηχανισμός δράσης των AMPA υποδοχέων. Η εισροή ιόντων Ca 2+ πιθανώς ενεργοποιεί δεύτερους αγγελιοφόρους μεταξύ αυτών και πρωτεϊνικές 51

52 κινάσες. Συνεπώς οι υποδοχείς AMPA έχουν ταυτόχρονα ιδιότητες και μεταβοτροπικών υποδοχέων [257]. Υποδοχείς AMPA έχουν εντοπισθεί και προσυναπτικά. Υπάρχουν ενδείξεις ότι το AMPA είναι σε θέση να αυξήσει την απελευθέρωση γλουταμινικού από συναπτοσωμάτια ιππακάμπου επίμυος και ότι η δράση αυτή εκδηλώνεται μέσω προσυναπτικών υποδοχέων AMPA [258]. Οι υποδοχείς του καϊνικού (Kainate receptors, KA) αποτελούν την τρίτη κατηγορία ιονικών υποδοχέων του γλουταμινικού [244]. Οι ιδιότητές τους καθώς και ο ρόλος τους στη συναπτική μετάδοση έγινε γνωστός πρόσφατα, μετά την ανακάλυψη εκλεκτικών ανταγωνιστών που επιτρέπουν τη διάκριση τους από τους υποδοχείς AMPA [259] Μεταβοτροπικοί υποδοχείς των διεγερτικών αμινοξέων Σε αντίθεση με τους ιονικούς υποδοχείς που φέρουν εσωτερικό ιονικό δίαυλο κατιόντων, οι μεταβοτροπικοί υποδοχείς (mglurs) δρουν μέσω της σύξευξής τους με G πρωτεΐνες ενεργοποιώντας συστήματα δεύτερων αγγελιοφόρων και προκαλώντας βραδείες συναπτικές απαντήσεις. Η αφθονία του γλουταμινικού ως νευρομεταβιβαστή σε συνδυασμό με την ευρεία κατανομή των μεταβοτροπικών υποδοχέων καταδεικνύει την σημασία των υποδοχέων αυτών ως τροποποιητών δεύτερων διαβιβαστών στο ΚΝΣ των θηλαστικών. Υπάρχουν ενδείξεις ότι η ενεργοποίηση των μεταβοτροπικών υποδοχέων έχει τόσο νευροπροστατευτικές όσο και νευροτοξικές δράσεις. Η εφαρμογή του αγωνιστή των μεταβοτροπικών υποδοχέων trans- ACPD μπορεί να εμποδίσει την επαγομένη από τους υποδοχείς NMDA τοξικότητα. Ωστόσο, παρότι και άλλες μελέτες έχουν καταδείξει την νευροπροστατευτική δράση του trans-acpd τόσο in vivo όσο και in vitro [260], πρόσφατες μελέτες αποδεικνύουν την νευροπαθολογική δράση των αγωνιστών των μεταβοτροπικών υποδοχέων [261]. Το κατά πόσο οι μεταβοτροπικοί υποδοχείς έχουν νευροτοξική ή νευροπροστατευτική δράση πιθανόν εξαρτάται από τη συνολική δράση των διαφόρων υποτύπων των μεταβοτροπικών υποδοχέων και τη σύζευξη τους με διεγερτικούς ή ανασταλτικούς δεύτερους αγγελιοφόρους Η συμμετοχή των υποδοχέων του γλουταμινικού στη τοξικότητα διέγερσης Οι ιονικοί υποδοχείς. Η επαγόμενη από το γλουταμινικό αύξηση της ενδοκυττάριας συγκέντρωσης ασβεστίου είναι άμεσα εξαρτημένη με τους υποδοχείς του γλουταμινικού, τόσο τους ιονικούς όσο και τους μεταβοτροπικούς. Ο NMDA υποδοχέας θεωρήθηκε εξ αρχής ότι κατέχει κεντρικό ρόλο στην τοξικότητα από διέγερση καθώς φάνηκε ότι οι υψηλές συγκεντρώσεις 52

53 εξωκυττάριου Mg 2+ είναι σε θέση να αναστείλουν την τοξικότητα από το γλουταμινικό [163]. Πειράματα με ανταγωνιστές των υποδοχέων του γλουταμινικού έχουν καταδείξει ότι τόσο οι υποδοχείς AMPA/KA όσο και οι NMDA υποδοχείς συμμετέχουν στην οξεία νευρωνική βλάβη και την κυτταρική εξοίδηση αλλά η πιο βραδεία καταστροφή απαιτεί την ενεργοποίηση των NMDA υποδοχέων. Το φαινόμενο του κυτταρικού θανάτου μετά από βραδεία εκσεσημασμένη έκθεση στο γλουταμινικό μπορεί να ανασταλεί σχεδόν ολοκληρωτικά με εκλεκτικό αποκλεισμό των NMDA υποδοχέων. Αντίθετα εκλεκτικός αποκλεισμός των υποδοχέων AMPA/KA έχει μικρή επίδραση στον καθυστερημένο κυτταρικό θάνατο. Επιπρόσθετα, ο περιορισμένος ρόλος των υποδοχέων AMPA στην τοξικότητα από διέγερση ενισχύεται από το γεγονός ότι απαιτείται παρατεταμένη ενεργοποίηση των τελευταίων προκειμένου να επιτευχθεί κυτταρικός θάνατος [262]. Εν τούτοις υπάρχουν ενδείξεις ότι οι αναστολείς των υποδοχέων AMPA μπορούν να δράσουν προστατευτικά ακόμα και αν χορηγηθούν καθυστερημένα, μετά δηλαδή το αρχικό γεγονός της αύξησης της διαπερατότητας για τα ιόντα Na + [159]. Η αυξημένη διαπερατότητα των NMDA υποδοχέων για τα ιόντα Ca 2+ πιθανόν σχετίζεται με τον κυρίαρχο ρόλο των υποδοχέων αυτών στην τοξικότητα από διέγερση, εν τούτοις, το γεγονός αυτό δεν αποτελεί τη μοναδική αιτία. Είναι σήμερα γνωστό ότι η αύξηση της ενδοκυττάριας συγκέντρωσης Ca 2+ δεν προκαλεί πάντοτε τα ίδια ενδοκυττάρια φαινόμενα και ότι τόσο η οδός αύξησης του ενδοκυττάριου Ca 2+ όσο και η περιοχή αύξησης της συγκέντρωσης του ιόντος προκαλεί διαφορετικά ενδοκυττάρια φαινόμενα [263]. Κατά τον ίδιο τρόπο, η επαγόμενη από τα ιόντα Ca 2+ νευροτοξικότητα σχετίζεται με την ενεργοποίηση συγκεκριμένων οδών [264]. Η παρατήρηση αυτή ενισχύεται από το γεγονός ότι ενδοκυττάρια φορτία Ca 2+ που προκαλούνται από τασεοελεγχόμενους διαύλους Ca 2+ δεν έχουν τοξική δράση, σε αντίθεση με την αύξηση του ενδοκυττάριου ασβεστίου που προκαλείται από τους υποδοχείς NMDA [265]. Το γεγονός αυτό έδωσε έναυσμα για την ανάπτυξη της θεωρίας της «ειδικότητας της προέλευσης» (source-specificity) για την τοξικότητα από τα Ca 2+. Η θεωρία αυτή προτείνει ότι ένζυμα που εμπλέκονται στα φαινόμενα τοξικότητας είναι άμεσα συνδεδεμένα με τους NMDA υποδοχείς [165]. Η αύξηση του ενδοκυττάριου ασβεστίου προκαλεί μία σειρά από ενδοκυττάρια φαινόμενα που οδηγούν σε κυτταρική βλάβη (Εικόνα 8) 1. Ενεργοποίηση των καλπαϊνών: Οι καλπαΐνες (Calpains) αποτελούν μία σειρά από κυτταροπλασματικές κυστεϊνο-πρωτεϊνάσες εξαρτώμενες από το Ca 2+. Εμφανίζουν δύο υπομονάδες, μία 80 kd με τέσσερις περιοχές (εκ των οποίων η μία είναι ομόλογη με την καλμοδουλίνη και η άλλη με την παπαίνη) και μία μικρότερη 30 kd με μία περιοχή επίσης ομόλογη με την καλμοδουλίνη. Η ενεργός 53

54 καλπαΐνη διασπά κυτταρικές πρωτεΐνες όπως η σπεκτρίνη, η φοντρίνη, η πρωτεϊνική κινάση C και η Ca 2+ -ATPάση [266]. Η ενεργοποίηση των καλπαϊνών συμβάλει στην διαταραχή της μεμβρανικής και κυτταροπλασματικής μεταφοράς, την τροποποίηση της γονιδιακής έκφρασης και την νευρωνική εκφύλιση [267]. Υπάρχουν ενδείξεις ότι η ενεργοποίηση των ιονικών υποδοχέων των διεγερτικών αμινοξέων προκαλεί ενεργοποίηση των καλπαϊνών και ως εκ τούτου είναι πιθανό ότι εμπλέκονται στα φαινόμενα τοξικότητας. 2. Η συσσώρευση ενδοκυττάριου Ca 2+ προκαλεί μεταφορά της φωσφολιπάσης Α2 από το κυτταροδιάλυμα στην κυτταρική μεμβράνη. Η φωσφολιπάση Α2 διασπά γλυκεροφωσφολιπίδια της μεμβράνης οδηγώντας στη απελευθέρωση ελεύθερων λιπαρών οξέων (όπως του αραχιδονικού) και λυσοφωσφατιδίων. Το αραχιδονικό οξύ χρησιμοποιείται περαιτέρω για το σχηματισμό προσταγλανδινών και λευκοτριενίων με συνοδό σχηματισμό υπεροξειδίου [268]. Η δραστηριότητα της φωσφολιπάσης Α2 αυξάνει με την ενεργοποίηση των ιονικών υποδοχέων του γλουταμινικού. Συνεπώς η ενεργοποίηση των τελευταίων οδηγεί στο σχηματισμό νευροτοξικών προϊόντων όπως δραστικά ιόντα περιέχοντα οξυγόνο (reactive oxygen species, ROS). 3. Ενεργοποίηση κινασών εξαρτώμενων από τα ιόντα Ca 2+. Το γλουταμινικό μέσω της ενεργοποίησης των NMDA υποδοχέων αναστέλλει την εξαρτώμενη από το Ca 2+ / καλμοδουλίνη πρωτεϊνική κινάση ΙΙ (CaMKII) [269]. 4. Ενεργοποίηση ενδονουκλεασών: Η αύξηση του ενδοκυττάριου Ca 2+ προκαλεί την ενεργοποίηση ενδονουκλεασών. Οι τελευταίες διασπούν το DNA μεταξύ των νουκλεοσωματίων οδηγώντας στο σχηματισμό θραυσμάτων πολλαπλασίων των 200 βάσεων [270]. Η εφαρμογή γλουταμινικού, NMDA, AMPA και καϊνικόυ προκαλεί το σχηματισμό τέτοιων θραυσμάτων. 5. Ο ρόλος του πυρηνικού παράγοντα κάπα-β (Nuclear factor kappa B): Ο μεταγραφικός παράγοντας ΝF-κΒ παίζει δυναμικό ρόλο στην επιβίωση ή μη τον νευρικών κυττάρων καθώς έχει κατάδειχθεί ότι εμφανίζει αντί-αποπτωτικό ρόλο. Παρόλα αυτά υπάρχουν μελέτες που συσχετίζουν την ενεργοποίηση του ΝF-κΒ με τα φαινόμενα τοξικότητας από διέγερση, αν και οι μελέτες αυτές τίθενται υπό αμφισβήτηση [271]. 6. Ο ρόλος των μιτοχονδρίων: Η συμμετοχή των μιτοχονδρίων στους μηχανισμούς τοξικότητας από διέγερση έχει επισημανθεί από πολλούς ερευνητές. Η αύξηση του ενδοκυττάριου ασβεστίου συνοδεύεται από αύξηση του ενδομιτοχονδριακού ασβεστίου μέσω μιτοχονδριακής πρόσληψης [272]. 54

55 Εικόνα 7. Η δράση του γλουταμινικού σε ιονικούς και μεταβοτροπικούς υποδοχείς οδηγεί σε αύξηση των ενδοκυττάριων επιπέδων Ca 2+ που με τη σειρά της συμβάλει στην ενεργοποίηση μίας σειράς ενδοκυττάριων συστημάτων, πολλά από τα οποία είναι τοξικά για το κύτταρο (Lynch και Guttmann, 2002[273], τροποποιημένο από Lynch και Dawson, 1994[274]) Το φαινόμενο της τοξικότητας διέγερσης εμφανίζει ετερογένεια και πιθανόν η ετερογένεια αυτή αντικατοπτρίζει τη διαφορετική έκφραση των υποτύπων των υποδοχέων NMDA, τόσο σε διάφορες περιοχές του εγκεφάλου, όσο και σε διαφορετικές φάσεις της ανάπτυξης. Είναι γνωστό ότι η ευαισθησία του εγκεφάλου στην ισχαιμία ποικίλει. Ο μετωπιαίος λοβός εμφανίζει μεγαλύτερη ευαισθησία στην ισχαιμία σε σχέση με τα κοκκιώδη κύτταρα της παρεγκεφαλίδας. Επίσης είναι γνωστό ότι διαφορετικές περιοχές του εγκεφάλου επιδεικνύουν διαφορετική ευαισθησία στο γλουταμινικό. Οι διαφορές αυτές πιθανόν σχετίζονται και με τους διαφορετικούς τύπους υποδοχέων του γλουταμινικού που εκφράζονται σε κάθε περιοχή [159]. Ο ρόλος των υποδοχέων AMPA/KA στα φαινόμενα τοξικότητας από διέγερση είναι περιορισμένος σε σχέση με τον κυρίαρχο ρόλο των υποδοχέων NMDA. Εν τούτοις είναι πιθανό ότι οι διαφορές αυτές οφείλονται στο γεγονός ότι οι υποδοχείς AMPA εμφανίζουν φαινόμενα απευαισθητοποίησης ταχύτερα σε σχέση με τους NMDA υποδοχείς. Μελέτες όπου χρησιμοποιήθηκε διαμόλυνση κυττάρων με κλωνοποιημενο DNA καταδεικνύουν ότι στα κύτταρα αυτά η ενεργοποίηση των υποδοχέων AMPA οδηγεί σε κυτταρικό θάνατο, όταν εμποδιστεί η απευαισθητοποίηση του υποδοχέα [275]. Τέλος υπάρχουν περιπτώσεις όπου οι υποδοχείς AMPA πιθανόν συμμετέχουν σε μεγαλύτερο βαθμό στα φαινόμενα τοξικότητας. Η μεγάλη ευαισθησία των ινών Purkinje της παρεγκεφαλίδας αποδίδεται στην παρουσία συγκεκριμένου υποτύπου του υποδοχέα AMPA όπου απουσιάζει η διορθωμένη υπομονάδα GluR2 η οποία χαρακτηρίζεται από αυξημένη διαπερατότητα για τα ιόντα Ca 2+ [273]. 55

56 Οι μεταβοτροπικοί υποδοχείς Ο ρόλος των μεταβοτροπικών υποδοχέων του γλουταμινικού στην εκδήλωση των φαινομένων τοξικότητας διέγερσης είναι πολύπλοκος. Στο γεγονός αυτό συμβάλλει και το ότι οι διαφορετικές τάξεις των μεταβοτροπικών υποδοχέων εμφανίζουν διαφορετική προσυναπτική και μετασυναπτική κατανομή [276]. Σε προσυναπτικό επίπεδο, οι μεταβοτροπικοί υποδοχείς ενισχύουν την απελευθέρωση γλουταμινικού [277]. Αντίθετα, οι μεταβοτροπικοί υποδοχείς σε άλλες περιπτώσεις είναι δυνατό να αναστείλουν την απελευθέρωση γλουταμινικού και με τον τρόπο αυτό να δράσουν νευροπροστατευτικά [278]. Σε μετασυναπτικό επίπεδο, οι μεταβοτροπικοί υποδοχείς είναι σε θέση να κινητοποιήσουν ενδοκυττάρια απόθέματα Ca + μέσω των G-συνδεδεμένων πρωτεϊνών και του σχηματισμού 1,4,5-τριφωσφορικής ινοσιτόλης και μέσω του μηχανισμού αυτού να επάγουν τον κυτταρικό θάνατο Η συμμετοχή του γλουταμινικού στο θάνατο των γαγγλιακών κυττάρων Έχει διευκρινιστεί ότι τα επίπεδα του γλουταμινικού στο υαλοειδές των ασθενών με γλαύκωμα είναι περίπου διπλάσια αυτών χωρίς γλαύκωμα [22]. Είναι γνωστό από τη παθολογία του γλαυκώματος ότι πεθαίνουν τα γαγγλιακά κύτταρα και μια υποομάδα αμακρο-ινικών κυττάρων τα οποία περιέχουν ιονοτροπικούς υποδοχείς. Το γεγονός αυτό βρίσκεται σε απόλυτη συμφωνία με την άποψη ότι το γλουταμινικό μπορεί να είναι το υπεύθυνο μόριο αυτής της παθολογίας καθώς είναι γνωστό ότι η υπερενεργοποίηση των ιονοτροπικών υποδοχέων του γλουταμινικού έχει ως αποτέλεσμα το θάνατο των γαγγλιακών κυττάρων [279]. Ένα σημαντικό σημείο αυτών των ευρημάτων είναι η ανέρευση της πηγής του αυξημένου γλουταμινικού. Μια πιθανότητα είναι ότι προέρχεται από τα νεκρά γαγγλιακά κύτταρα καθώς είναι γνωστό ότι τα κύτταρα αυτά περιέχουν σημαντικά ποσά γλουταμινικού [280]. Αυτό φαίνεται απίθανο για δύο λόγους. Πρώτο εάν τα γαγγλιακά κύτταρα όπως φαίνεται πεθαίνουν στο γλαύκωμα με απόπτωση, τότε τα περιεχόμενα του κυττάρου δεν απελευθερώνονται αλλά ολόκληρο το κύτταρο θα φαγοκυττωθεί. Επίσης εάν τα νεκρά γαγγλιακά κύτταρα απελευθέρωναν το περιεχόμενο τους τυχόν γλουταμινικό θα προσλαμβανόταν αμέσως από τα αστροκύτταρα και τα κύτταρα του Muller και στη συνέχεια θα μεταβολιζόταν [281]. Στον αμφιβληστροειδή υπάρχει ένας πολύ αποτελεσματικός μηχανισμός λήψης του εξωκυττάριου γλουταμινικού. Πρόσφατα ανακαλύφθηκε ότι όταν το γλουταμινικό στο υαλοειδές κουνελιών αυξάνεται ακόμα και κατά 2mom κάθε 2 ημέρες για μια περίοδο 8 εβδομάδων ο αμφιβληστροειδής παραμένει ανεπηρέαστος. Αυτό μπορεί να εξηγηθεί από το γεγονός ότι τυχόν γλουταμινικό που εισέρχεται στον αμφιβληστροειδή απενεργοποιείται άμεσα και επομένως προλαμβάνεται 56

57 ο δυνητικά τοξικός του ρόλος στους νευρώνες του αμφιβληστροειδή. Σε μια πρόσφατη δημοσίευση αναφέρεται ότι η μερική βλάβη στο οπτικό νεύρο προκαλεί αύξηση του γλουταμινικού στο ΥΥ [23]. Η σημαντικότητα αυτού του ευρήματος είναι δύσκολο να κατανοηθεί διότι φυσιολογικά στο ΥΥ ανευρίσκονται μεγαλύτερες ποσότητες γλουταμινικού σε σχέση με το υαλοειδές. Πιθανή εξήγηση της αύξησης του γλουταμινικού στο υαλοειδές των ασθενών με γλαύκωμα είναι η διαταραχή του ικανοποιητικού μηχανισμού του γλουταμινικού στον αμφιβληστροειδή (Εικόνα 9.) Εικόνα 8. Παράγοντες που επηρεάζουν τα εξωκυττάριας επίπεδα του γλουταμινικού στον αμφιβληστροειδή. (Από Osborne ΝΝ κα συν.: Curr Opin Ophthalmol, Volume 10(2).April ) Αυτό επίσης εξηγεί το πώς πεθαίνουν τα γαγγλιακά κύτταρα. Το γλουταμινικό που απελευθερώνεται δεν αδρανοποιείται αντιθέτως αθροίζεται και σκοτώνει τους νευρώνες του αμφιβληστροειδή που περιέχουν ιονοτροπικούς υποδοχείς. Στην περίπτωση του αμφιβληστροειδή το γλουταμινικό τελικά διαχέεται στο υαλοειδές σώμα και στο ΥΥ. Αν και δεν έχει αποδειχθεί ακόμα ότι υπάρχει διαταραχή στο μεταβολισμό του αμφιβληστροειδή σε ασθενείς με γλαύκωμα, η επαγωγή του οξειδωτικού stress στα κύτταρα του αποτελεί αιτία διαταραχής της 57

58 δραστηριότητας των μεταφορέων των νευροδιεγερτικών αμινοξέων [282]. Ο μεταφορέας ΕΑΑΤ1 του γλουταμινικού ελαττώνεται σε ασθενείς με γλαύκωμα [283] Όπως έχει προταθεί στο γλαύκωμα μπορεί να συμβαίνει μια παρατεταμένη ισχαιμία λόγω της μείωσης της ροής του αίματος στη κεφαλή του οπτικού νεύρου [53]. Είναι πιθανό το γλουταμινικό και άλλοι νευρομεταβιβαστές να απελευθερώνονται, σε αυτή τη περίπτωση, σε υψηλές συγκεντρώσεις [284]. Κατά τη διάρκεια της προσβολής αυτής είναι δυνατό οι μηχανισμοί αδρανοποίησης του γλουταμινικού και άλλων νευρομεταβιβαστών να μη λειτουργούν ικανοποιητικά λόγω της μειωμένης διάθεσης ενέργειας, με αποτέλεσμα την άθροιση του και στο υαλοειδές. Αν και αυτό θα εξηγούσε ικανοποιητικά τις υψηλές συγκεντρώσεις γλουταμινικού στο υαλοειδές σώμα και κατ επέκταση στο υδατοειδές υγρό των ασθενών με γλαύκωμα, είναι δύσκολο να κατανοήσουμε γιατί άλλοι νευρομεταβιβαστές όπως π.χ. η γλυκίνη δεν αυξάνονται [22]. Ίσως μελλοντικές μελέτες να δείξουν ότι ακριβώς αυτή είναι και η αιτία, όπως φάνηκε και πρόσφατα σε πειραματικά μοντέλα όπου προκληθείσα με μηχανισμό πίεσης ισχαιμία στον αμφιβληστροειδή του ενός οφθαλμού, ποντικιών προκάλεσε αύξηση των επιπέδων της γλυκίνης σε σχέση με τον άλλο οφθαλμό μετά από 14 ημέρες [206]. 4.2 Το ασπαραγινικό (Ασπαρτικό) Όπως συμβαίνει και με το γλουταμινικό, το διεγερτικό αμινοξύ ασπαραγινικό δεν διαπερνά τον αιματοεγκεφαλικό φραγμό. Μέχρι σήμερα δεν έγινε δυνατό να γίνει διάκριση ανάμεσα στο γλουταμινικό και ασπαραγινικό σύστημα. NH 2 -O 2 CCHCH 2 CO 2 - Εικόνα 9. Το αμινοξύ L-ασπαραγινικό Μεταβολικές μελέτες υποδεικνύουν αρκετές διαφορετικές "δεξαμενές" και για τα δύο αμινοξέα [285] αλλά οι "δεξαμενές" αυτές δεν συνοδεύονται από συγκεκριμένους ανατομικούς σχηματισμούς. Ο νευρομεταβιβαστικός ρόλος του ασπαραγινικού αμφισβητείται καθώς δεν εντοπίζεται σε κυστίδια και δεν απελευθερώνεται με μηχανισμό εξαρτώμενο από τα Ca 2+. Οι πρόδρομες ουσίες, ο τρόπος σύνθεσης και ο μεταβολισμός του ασπαραγινικού καθώς και η εντόπιση των νευρώνων που περιέχουν ασπαραγινικό δεν έχουν διευκρινιστεί οριστικώς. Προτει- 58

59 νόμενες πρόδρομες ουσίες για το ασπαραγινικό είναι το οξαλοξικό, το γλουταμινικό, η γλουταμίνη και η ασπαραγίνη. Κάποιες υποθετικές προβολές που περιέχουν ασπαραγινικό είναι οι ίνες που ξεκινούν από τον εγκεφαλικό φλοιό και προβάλουν στο ραβδωτό σώμα, το προσκεφάλαιο, τους αμυγδαλοειδείς πυρήνες, τη μέλαινα ουσία και το νωτιαίο μυελό. Επιπλέον το ραβδωτό σώμα μπορεί να νευρώνεται από ίνες του θαλάμου και του οσφρητικού συστήματος που χρησιμοποιούν ως νευρομεταβιβαστή ασπαραγινικό. Η πλέον ισχυρή ένδειξη για πιθανό νευρομεταβιβαστικό ρόλο του ασπαραγινικού προέρχεται από καταστροφή της νευρικής οδού από την οπίσθια ελαία προς την παρεγκεφαλίδα, καταστροφή που οδηγεί σε μείωση των επιπέδων ασπαραγινικού στην παρεγκεφαλίδα [159]. Λαμβανόμενα μαζί, το αμινοξύ ασπαραγινικό. είναι γνωστό ότι διεγείρει νευρώνες με ανάλογο τρόπο όπως το γλουταμινικό, χρησιμοποιώντας τους ίδιους υποδοχείς. Εντούτοις, το περιεχόμενο ασπαραγινικό στο εγκέφαλο, είναι αξιοσημείωτα μικρότερο από το γλουταμινικό (Περιεχόμενο ασπαραγινικού στο σύνολο του εγκεφάλου επίμυος σε µmol/g ιστού: 3.7 ± 0.2). 4.3 Ομοκυστεΐνη Η ομοκυστεΐνη αποτελεί ένα από τα ενεργά σημεία έρευνας σήμερα στην Ιατρική. Η ανακάλυψη ύπαρξης αθηρωματικών πλακών σε νεαρά άτομα με υπερομοκυστεϊναιμία [286], καθώς και το γεγονός ότι οι αρτηριακές και φλεβικές θρομβώσεις είναι συνήθεις σε αυτούς τους ασθενείς αποτελεί είχε ως αποτέλεσμα η υπερομοκυστεϊναιμία να αναγνωριστεί ως ανεξάρτητος παράγοντας κινδύνου καρδιαγγειακής νόσου [287]. Πολλά οφθαλμολογικά προβλήματα σχετίζονται με την ύπαρξη υπερομοκυστεϊναιμίας, όπως η υπεξάρθρωση του κρυσταλλοειδούς φακού, η μυωπία, ο καταρράκτης και η αποκόλληση του αμφιβληστροειδή. Επίσης έχουν αναφερθεί απόφραξη της κεντρικής αρτηρίας του αμφιβληστροειδή καθώς και αιμορραγίες του αμφιβληστροειδή. Σε άλλα οφθαλμολογικά νοσήματα δεν έχει διευκρινισθεί ο πιθανός ρόλος της ομοκυστεΐνης. Αύξηση των συγκεντρώσεων της έχει αναφερθεί στο απόφολιδωτικό σύνδρομο και γλαύκωμα [288],[289], αλλά όχι στο πρωτοπαθές γλαύκωμα ανοικτής γωνίας [290] Μεταβολισμός της ομοκυστεΐνης Η ομοκυστεΐνη (2-αμινό -4- μερκαπτό-βουτυρικό οξύ) (Εικόνα 10) συντέθηκε το 1932 από το duvigneaud, ο οποίος μελετούσε τις θειόλες στην ινσουλίνη [291]. Είναι θειούχο αμινοξύ μη απαραίτητο. 59

60 HSCH 2 CH 2 CH(NH 2 )CO 2 H Εικόνα 10. Η δομή της ομοκυστεΐνης (Hcy) Δεν υπάρχει στη δίαιτα αλλά αποτελεί απαραίτητο ενδιάμεσο παράγοντα, στο φυσιολογικό μεταβολισμό των θηλαστικών, της μεθειονίνης. Η μία αποτελεί τη πρόδρομο ουσία της άλλης και η σύνθεση της μιας αποτελεί την οδό αποτοξίνωσης από την άλλη. Όλα αυτά συμβαίνουν κατά το συνεχή κύκλο της μεθειονίνης [292]. Η μεθειονίνη αποτελεί το δότη ομάδων μεθυλίων σε ζωτικής σημασίας μόρια όπως η κρεατινίνη και η φωσφατιδυλχολίνη και επιτρέπει τη μεθυλίωση του DNA, RNA κα των νευρομεταδιαβιβαστών [293]. Η ομοκυστεΐνη που προκύπτει είναι δυνητικά τοξική για τα κύτταρα και πρέπει να μεταβολιστεί μέσω δύο βιοχημικών κύκλων: του κύκλου της μεθειονίνης και της διασουλφυλίωσης (Εικόνα 11) [293]. Ο κύκλος της μεθειονίνης σχηματίζεται από τη σύνθεση της S- αδενοσύλ-μεθειονίνης (SAM), από πολυάριθμες ειδικές αντιδράσεις μεθυλίωσης με τελικό αποτέλεσμα το σχηματισμό της S-αδενοσύλ-ομοκυστεΐνης (SAH), την αντίστροφη αντίδραση η οποία ευνοεί τη σύνθεση της SAH εκτός εάν τα προϊόντα (ομοκυστεΐνη και μεθειονίνη) έχουν απομακρυνθεί και από την επαναμεθυλίωση της ομοκυστεΐνης. Ο κύκλος αυτών των αντιδράσεων απαιτεί τη παρουσία ενώσεων όπως το 5-μέθυλτετρά υδροξύ-φολικό ως δότη των μεθυλίων και της μεθύλ-κοβαλαμίνης ως συνένζυμο. Ο βασικός αυτός μεταβολικός κύκλος της μεθειονίνης απαντάται σε όλα τα φυσιολογικά κύτταρα των θηλαστικών [294]. 60

61 Εικόνα 11. Ο μεταβολικός κύκλος της μεθειονίνης και της Hcy. Οι αριθμοί ανταποκρίνονται στα ένζυμα που καταλύουν τις κάτωθι αντιδράσεις 1: Μέθυλ-τρανσφεράση της μεθειονίνης, 2: Εξαρτώμενη από την αδενοσύλμεθειονίνη (SAM) μεθυλίωση, 3: Αδενοσύλ-κυστεάση, 4: Κυσταθειονίνη β- συνθάση, 5: γ-κυσταθειονάση, 6: Μετατροπή της κυστεΐνης σε SO 4,7: Βηταΐνη-Hcy μέθυλ τρανσφεράση, 8: αφυδρογονάση της χολίνης και αφυδρογονάση της αλδεϋδικής βηταΐνης, 9: Συνθάση μεθειονίνης, 10: Υδροξυμεθυλάση της σερίνης, 11: Αναγωγάση του μεθυλένε-τετρά υδροφυλικού, 12: Ισορροπία ανάμεσα στην ελεύθερη μεθειονίνη και τη μεθειονίνη δεσμευμένη με πρωτεΐνες, 13: Αποκαρβοξυλάση της αδενοσύλ-μεθειονίνης, 14: Συνθάση της σπερμιδίνης, 15: Φωσφορυλάση της μεθύλ-αδενοσίνης και μετατροπή σε μεθειονίνη. Από Finkelstein και συν. Int J Biochem Cell Biol, 2000). Για το μεταβολισμό της ομοκυστεΐνης είναι απαραίτητη η παρουσία αρκετών παραγόντων του συμπλέγματος των Β βιταμινών. Το φυλλικό οξύ και οι βιταμίνες Β 2, Β 6 και Β 12 χρησιμοποιούνται στην οδό επαναμεθυλίωσης ενώ η Β 6 χρησιμοποιείται και στην οδό της διασουλφυλίωσης. Έλλειψη φυλλικού οξέος και των βιταμινών Β 6 ή Β 12 οδηγεί σε διαταραχή του μεταβολισμού της ομοκυστεΐνης με επακόλουθο την αύξηση της συγκέντρωσης της στο πλάσμα. Επιπρόσθετα μετάλλαξη στα γονίδια που κωδικοποιούν τη μέθυλ-τέτρα-υδρό-φυλλική αναγωγάση (MTHFR), τη συνθάση της μεθειονίνης και τη β-συνθάση της κυσταθειόνης, επίσης μπορεί να προκαλέσουν υπερομοκυστεναιμία [295]. Άτομα που κληρονομούν δύο αλλήλια με παρόμοια βλάβη θα έχουν μικρή ή 61

62 καθόλου λειτουργία του ενζύμου. Αυτό θα οδηγήσει σε σοβαρή υπερομοκυστεναιμία και μια σπάνια νόσο που είναι γνωστή ως ομοκυστινουρία. Χωρίς θεραπεία ασθενείς με ομοκυστινουρία θα έχουν κάποιο καρδιακό συμβάν μέχρι την ηλικία των 30 ετών [296]. Στο δεύτερο κύκλο που συμμετέχει η ομοκυστεΐνη έχουμε ως τελικό προϊόν το σχηματισμό της κυστεΐνης. Και τα δύο απαραίτητα ένζυμα για αυτές τις αντιδράσεις η β-συνθάση κυσταθειόνης και γ- κυσταθειονάση, απαιτούν τη παρουσία συνενζύμων όπως η φωσφορική πυριδοξάλη. Σε αντίθεση με το κύκλο της μεθειονίνης η διασουλφυλίωση δεν απαντάται σε όλα τα κύτταρα τα οποία, επομένως απαιτούν εξωγενή πηγή κυστείνης [293]. Επί παρουσίας μεγάλης ποσότητας μεθειονίνης, η ομοκυστεΐνη οδηγείται προς την οδό της διασουλφυλίωσης όπου με τη προσθήκη ενός μορίου σερίνης από τη συνθάση της β-κυσταθειόνης σχηματίζεται κυστίνη σε μια σειρά αντιδράσεων που απαιτούν ως συνένζυμο τη βιταμίνη B 6 [292]. Εάν το ισοζύγιο της μεθειονίνης είναι θετικό η ομοκυστεΐνη μεθυλιώνεται σε μεθειονίνη με τη βοήθεια της συνθάσης της μεθειονίνης σε μια διαδικασία όπου η βιταμίνη Β 12 και το 5-MHTFR δρουν ως συνένζυμα [292]. Υπάρχουν και άλλες μεταβολικές οδοί στις οποίες συμμετέχει η ομοκυστεΐνη με κυριότερη το μεταβολισμό της σε κυκλικό θειο-εστέρα την ομοκυστεΐνη-θειολακτόνη, ουσίας ικανής να συνδέεται με πρωτεΐνες [297]. Η οδός αυτή ενεργοποιείται και καθίσταται η κυρίαρχος όταν υπάρχει διαταραχή των προηγούμενων δύο μεταβολικών οδών είτε λόγω γενετικών διαταραχών (μεταλλάξεις ενζύμων) είτε λόγω ανεπαρκούς πρόσληψης από τη δίαιτα φυλλικού οξέος, Β12 ή Β6. Η ομοκυστεΐνηθειολακτόνη σχηματίζεται με τη βοήθεια της μεθειονύλ-trna συνθάσης και αποτελεί μια αντίδραση επιδιόρθωαης λαθών στη βιοσύνθεση των πρωτεϊνών όταν η ομοκυστεΐνη επιλέγεται στη θέση της μεθειονίνης [297],[298],[299]. Συνοψίζοντας το παραπάνω μεταβολικό κύκλο θα μπορούσαμε να αναφέρουμε τις εξής τέσσερις βιολογικές λειτουργίες που επιτελεί η ομοκυστεΐνη: 1. Αύξηση της συγκέντρωσης της μεθειονίνης, συμμετέχοντας στο κύκλο της μεθειονίνης 2. Μέσω της διασουλφυλίωσης μετατροπή σε κυστεΐνη 3. Ανακύκλωση του φολικού 4. Καταβολισμό της χολίνης Η κατανομή των υποστρωμάτων ανάμεσα στις δύο αντιδράσεις αποτελεί και το μηχανισμό ρύθμισης της σύνθεσης της ομοκυστεΐνη (ή της μεθειονίνης) [293]. Στη πρώτη περίπτωση ο ανταγωνισμός για τη μεθειονίνη είναι ανάμεσα στη σύνθεση πρωτεϊνών και στο σχηματισμό της SAM ενώ στη δεύτερη περίπτωση είναι οι αντιδράσεις η οποίες χρησιμοποιούν την ομοκυστεΐνη. Και στα δύο σημεία η δραστηριότητα 62

63 των σχετικών ενζύμων προσδιορίζεται από τις έμφυτες κινετικές του αρχές και από την συγκέντρωση τους στους ιστούς. Η συγκέντρωση τους επηρεάζεται από μακροχρόνιους παράγοντες όπως η ηλικία, η δίαιτα το φύλο και την ορμονική κατάσταση. Αντιθέτως οι κινετικές αρχές αποτελούν μορφή γρήγορης προσαρμογής. Πρόσφατες εργασίες υποδεικνύουν την ύπαρξη και ενός άλλου ρυθμιστικού μηχανισμού ευαίσθητου στο οξειδωτικό stress. Η συνθάση της κυσταθειόνης, μια πρωτεΐνη της αίμης [300] είναι ενεργός στην οξειδωμένη μορφή της [301]. Αντιθέτως, η συνθάση της μεθειονίνης με την οξείδωση απενεργοποιείται και απαιτεί μεθυλίωση αναγωγής για να επανεργοποιηθεί [302]. Επομένως είναι πιθανό ότι το οξειδωτικό stress προάγει την διασουλφυλίωση με τελικό αποτέλεσμα τη σύνθεση κυστεΐνης και γλουταθειόνης. Ενώ λοιπόν ο μεταβολικός κύκλος της μεθειονίνης λειτουργεί ως προς τη κατεύθυνση διατήρησης της, η διασουλφυλίωση προάγει το καταβολισμό της και τη σύνθεση της κυστεΐνης. Ωστόσο και οι δύο μηχανισμοί περιορίζουν την συγκέντρωση της ομοκυστεΐνης στους ιστούς. Είναι πιθανό η μορφή της ομοκυστεΐνης που απαντάται στο φυσιολογικό πλάσμα να αντιπροσωπεύει τη μορφή μεταφοράς από το σημείο παραγωγής στο σημείο κατανάλωσης [292]. Περίπου το 70% των μορίων της ομοκυστεΐνης του πλάσματος βρίσκονται στον οργανισμό ενωμένα με πρωτεΐνες, 25% ενώνονται μεταξύ τους με δισουλφιδικούς δεσμούς για να σχηματίσουν τα διμερή μόρια ενώ λιγότερο από 5% ενώνεται με άλλες θειόλες, συμπεριλαμβανομένου της κυστεΐνης για να σχηματίσει δισουλφίδια ή κυκλοφορεί ως ελεύθερη θειόλη [303] Κλινική σημασία της ομοκυστεΐνης Η κλινική σημασία της ομοκυστεΐνης περιγράφθηκε για πρώτη φορά το 1962 [304], όταν και χρησιμοποιήθηκε για πρώτη φορά ο όρος ομοκυστινουρία λόγω ομόζυγης βλάβης στη συνθάση της κυσταθειόνης, σε ασθενείς όπου η κυρίαρχη κλινική εικόνα ήταν η ύπαρξη θρομβοαγγειακών επεισοδίων, μαζί με διανοητική υστέρηση, οφθαλμικές και σκελετικές ανωμαλίες [305]. Τα άτομα αυτά με επίπεδα ομοκυστεΐνης από μmol/l (με φυσιολογικά επίπεδα περίπου 10 μmol/l) παρουσιάζουν αυξημένο κίνδυνο αγγειακών διαταραχών [306]. Η παρατήρηση του σεσημασμένων αθηροσκληρωτικών αλλοιώσεων σε δύο νεογνά με ομοκυστινουρία, λόγω γενετικών διαταραχών (συγγενή έλλειψη της β- συνθάσης της κυσταθειόνης και βλάβη στο μεταβολισμό της κοβολαμίνης) οδήγησε στη διατύπωση της θεωρίας ότι η ομοκυστεΐνη αποτελεί σημαντικό αιτιολογικό παράγοντα αθηροσκληρωτικής νόσου [307]. Η υπόθεση αυτή υποστηρίζεται και από στοιχεία από νεότερες μελέτες που καταδεικνύουν μια σημαντική συσχέτιση μεταξύ των αυξημένων επιπέδων της ομοκυστεΐνης και του κινδύνου φλεβικής θρόμβωσης, νόσου των στεφανιαίων, εγκεφαλικών ή περιφερικών αγγείων [308]. 63

64 Σήμερα η ομοκυστεναιμία θεωρείται ανεξάρτητος παράγοντας θρομβοαγγειακών επεισοδίων ωστόσο δεν είναι απολύτως ξεκάθαρο εάν η έστω και ελάχιστα αυξημένη συγκέντρωση της ομοκυστεΐνης αποτελεί τον αιτιολογικό παράγοντα ή απλά είναι δείκτης της νόσου [292]. Εκτός από τις σπάνιες γενετικές ανωμαλίες που μπορεί να σχετίζονται με αύξηση των επιπέδων της ομοκυστεΐνης, σημαντικές είναι και ορισμένες διατροφικές ελλείψεις [309]. Συγκεκριμένα υπάρχει αντιστρόφως ανάλογη σχέση με τη ποσότητα πρόσληψης από τη δίαιτα φυλλικού οξέος, βιταμίνης Β6 και Β12 και των επιπέδων ελεύθερης Hcy. Η συμπληρωματική διατροφή με αυτές τις βιταμίνες θα μπορούσε να ελαττώσει τον αγγειακό κίνδυνο [310]. Συγκεντρωτικά θα μπορούσαμε να αναφέρουμε τα εξής καταστροφικά αποτελέσματα της αύξησης συγκέντρωσης της ομοκυστεΐνης [311]. Α) Προθρομβωτικά γεγονότα: 1. Ελαττώνει τα επίπεδα θρομβομοδουλίνης 2. Ελαττώνει τα επίπεδα θεικής ηπαρίνης 3. Ελαττώνει τη δραστηριότητα της C πρωτείνης 4. Αναστέλλει τη δέσμευση του ιστικού ενεργοποιητή του πλασμινογόνου στα ενδοθηλιακά κύτταρα 5. Ενεργοποιεί τους παράγοντες V και XII 6. Ενεργοποιεί την έκφραση ιστικών παραγόντων 7. Προάγει τη συνάθροιση και συγκόλληση των αιμοπεταλίων Β) Άλλες βλαπτικές δράσεις της ομοκυστεΐνης: 1. Προκαλεί δυσλειτουργία των ενδοθηλιακών κυττάρων (ελάττωση του NO) 2. Προκαλεί τοξικότητα στα ενδοθηλιακά κύτταρα και δραστηριοποιεί την απόπτωση 3. Πολλαπλασιασμός των κυττάρων των λείων μυών 4. Ανακατασκευή του εξωκυττάριου υλικού και ενεργοποίηση των ευαίσθητων redox MMPs και μειώνει τη βιοδιαθεσιμότητα του NO με αποτέλεσμα την ίνωση του εξωκυττάριου υλικού 5. Επάγει την αγγειοσυστολή 6. Προάγει τη τροποποίηση της LDL χοληστερόλης 7. Είναι προ-φλεγμονώδης 8. Επάγει το οξειδωτικό stress με το σχηματισμό ενεργών ριζών Συγκεντρώσεις ομοκυστεΐνης Οι συγκεντρώσεις ομοκυστεΐνης στο πλάσμα είναι χαμηλά στη παιδική ηλικία και στη συνέχεια αυξάνονται περισσότερο στα αγόρια παρά στα κορίτσια. Στην ηλικία των ετών υπάρχει μια διαφορά μεταξύ ανδρών και γυναικών περίπου 2 μmol/l με μέσες τιμές 11 μmol/l στους άνδρες και 9 μmol/l στις γυναίκες. Η διαφορά αυτή ανάμεσα στα δύο φύλα οφείλεται σε ορμονικούς λόγους, σε μεγαλύτερη 64

65 μυϊκή μάζα και σε σχετικές με το φύλο διαφορές του τρόπου ζωής [312]. Οι διαφορές αυτές μετά την εμμηνόπαυση σχεδόν εξαφανίζονται. Αυξημένες συγκεντρώσεις ομοκυστεΐνης είναι συνηθισμένες στο γενικό πληθυσμό. Το 21% των ατόμων μεγάλης ηλικίας που έλαβε μέρος στη μελέτη Framingham είχε επίπεδα ομοκυστεΐνης άνω του 15.8 μmol/l [309]. Αυτό μπορεί να είναι αποτέλεσμα είτε ετερόζυγης έλλειψης στη β- συνθάση της κυσταθειόνης είτε στην MTHFR είτε από μη ικανοποιητική λήψη από τη δίαιτα διατροφικών παραγόντων (φυλλικό οξύ, βιταμίνες Β 6 και Β 12 ). Ασθενείς με ήπια ομοκυστεναιμία έχουν συγκεντρώσεις μεταξύ 15-25μΜ. Συνήθως υποφέρουν από νόσο των στεφανιαίων αγγείων, περιφερική αγγειακή νόσο ή των αγγείων του εγκεφάλου. Υψηλότερες συγκεντρώσεις ομοκυστεΐνης 25-50μΜ βρίσκουμε σε ασθενείς με διαταραχή στη νεφρική λειτουργία και τελικού σταδίου νεφρική ανεπάρκεια. Ασθενείς με συγγενή διαταραχή στο μεταβολισμό της ομοκυστεΐνης έχουν πολύ αυξημένα επίπεδα (50-500μΜ)[313] Παράγοντες που αυξάνουν τα επίπεδα της ομοκυστεΐνης Η υπερομοκυστεναιμία είναι αρκετά πιο συχνή στο γενικό πληθυσμό από ότι αρχικά πιστεύαμε, με πιθανή συχνότητα 1 στους 70 ανθρώπους [314]. Η συχνότητα αυτή αυξάνει αρκετά στο 40% των ασθενών με περιφερική αθηροσκλήρυνση και νόσο των στεφανιαίων ή αγγείων του εγκεφάλου[315]. Πολλοί είναι οι παράγοντες που επηρεάζουν τα επίπεδα της ομοκυστεΐνης (Εικόνα 12), όπως ελλείψεις σε κάποια ένζυμα, ελλείψεις οι διαταραχές στη κατανομή ή αυξημένος καταβολισμός των συνενζύμων. Τα επίπεδα της ομοκυστεΐνης αυξάνονται κατά τη διάρκεια της ζωής περίπου κατά 3 με 5 μmol/l και είναι πιο αυξημένα στους άνδρες παρά στις γυναίκες Γενετικοί παράγοντες Οφείλονται σε κληρονομικές βλάβες στα ένζυμα που ελέγχουν το μεταβολισμό της ομοκυστεΐνης συμπεριλαμβανομένου της CBS, MTHFR και της συνθάσης της μεθειονίνης. Ομόζυγη βλάβη της CBS έχει ως επακόλουθο της ομοκυστινουρία με επίπεδα ομοκυστεΐνης στο πλάσμα άνω των 100 μmol/l [305]. Ετερόζυγη βλάβη δε προκαλεί ομοκυστινουρία αλλά ενώ μπορεί να υπάρχουν φυσιολογικά επίπεδα ομοκυστεΐνης, αυτά αυξάνονται δραματικά μετά από φόρτωση με μεθειονίνη καθότι θα υπάρχει δυσκολία στη οδό της διασουλφυλίωσης [305]. Μεγάλος αριθμός μεταλλάξεων στο γονίδιο που κωδικοποιεί το MHTFR οδηγεί σε ελάττωση της δράσης του και αντικατάστασης του από τη πιο θερμοευαίσθητη μορφή του ενζύμου [316]. Η μετάλλαξη αυτή έχει μεγάλη διαφορά στη συχνότητα σε διάφορους πληθυσμούς και κυμαίνεται από 5% στη Βόρεια Ευρώπη [317], 11% στην Ιρλανδία και πολύ μεγαλύτερη 65

66 στις Μεσογειακές χώρες [318]. Η σχέση του με τα αυξημένα επίπεδα ομοκυστεΐνης δεν είναι ξεκάθαρη αλλά πιστεύεται ότι σχετίζεται με την ανάγκη υψηλότερων επιπέδων φολικού στο πλάσμα ώστε να διατηρηθεί ο μεταβολισμός σε φυσιολογικά επίπεδα [319]. Οι μεταλλάξεις στο γονίδιο που κωδικοποιεί τη σύνθεση της μεθυλκοβαλαμίνης, απαραίτητου συνενζύμου για τη συνθάση της μεθειονίνης έχει ως αποτέλεσμα τη λειτουργική έλλειψη του ενζύμου και οδηγεί σε αύξηση των επιπέδων της ομοκυστεΐνης [320] Διατροφικοί παράγοντες Τα διατροφικά επίπεδα του φυλλικού οξέος και των βιταμινών B 6 και Β 12 είναι αντιστρόφως ανάλογα με τα επίπεδα της ομοκυστεΐνης στο πλάσμα [321] και η δίαιτα πλούσια σε μεθειονίνη οδηγεί σε αύξηση σε αύξηση της συγκέντρωσης της ομοκυστεΐνης [322] Δημογραφικοί παράγοντες Σε μεγαλύτερη ηλικία αυξάνουν και τα επίπεδα της ομοκυστεΐνης λόγω μειωμένης πρόσληψης φυλλικού οξέος και λόγω της πιθανής διαταραχής της νεφρικής λειτουργίας [309]. Επίσης οι άνδρες [323] και η λευκή φυλή έχουν αυξημένα επίπεδα ομοκυστεΐνης [324]. Η θεραπεία αναπλήρωσης ορμονών σε γυναίκες μετά την εμμηνόπαυση μειώνει την αύξηση της συγκέντρωσης της ομοκυστεΐνης που παρατηρείται σε μετεμμηνοπαυσιακές γυναίκες [325] Χρόνια νοσήματα Χρόνια νοσήματα όπως η νεφρική ανεπάρκεια οδηγεί λόγω ελάττωσης της κάθαρσης σε αυξημένα επίπεδα ομοκυστεΐνης, ενώ νοσήματα όπως ο σακχαρώδης διαβήτης, ο υποθυρεοειδισμός και κακοήθειες όπως η λεμφοβλαστική λευχαιμία αυξάνουν τις συγκεντρώσεις της ομοκυστεΐνης [322] Φάρμακα Η μεθοτρεξάτη και τα αντί-επιληπτικά φάρμακα όπως η καρβαμαζεπίνη και η φαινυτοΐνη επηρεάζουν το μεταβολισμό του φυλλικού οξέος, ενώ η κυκλοσπορίνη επηρεάζει τη νεφρική λειτουργία, και το νιτρικό οξύ επηρεάζει τη συνθάση της μεθειονίνης που όλα αυτά αυξάνουν τα επίπεδα της ομοκυστεΐνης [326] Συχνά υπάρχει ένα άθροισμα αιτιών που οδηγούν σε υπερομοκυστεναιμία. Οι συχνότερες αιτίες είναι ο μη υγιεινός τρόπος ζωής, χαμηλά επίπεδα πρόσληψης βιταμινών, διαταραχές απορρόφησης από το γαστρεντερικό σύστημα λόγω της έλλειψης των βιταμινών και των ενζύμων, και αλληλεπιδράσεις από τα διάφορα φάρμακα. 66

67 Εικόνα 12. Παράγοντες που επηρεάζουν τα επίπεδα ομοκυστεΐνης Το κάπνισμα σχετίζεται άμεσα με τα αυξημένα επίπεδα ομοκυστεΐνης [327]. Η σύγχρονη κατανάλωση αλκοόλ, καφεΐνης και ανεπαρκούς διατροφής αυξάνουν την επιβλαβή επίδραση του καπνίσματος. Ο σύγχρονος τρόπος ζωής χωρίς εξάσκηση, παχυσαρκία και stress σχετίζονται με αυξημένα επίπεδα ομοκυστεΐνης [328] Μείωση συγκεντρώσεων ομοκυστεΐνης. Προτού υπάρξει οποιαδήποτε παρέμβαση θα πρέπει αν είναι δυνατό να εξαλειφθούν οι παράγοντες πρόκλησης υπερομοκυστεναιμίας. Σε αρκετές περιπτώσεις η αλλαγή του τρόπου ζωής μπορεί να είναι αρκετή για την ομαλοποίηση των επιπέδων της ομοκυστεΐνης [329]. Τα βιταμινούχα συμπληρώματα διατροφής μπορεί να επαναφέρουν στο φυσιολογικό τα επίπεδα των μεταβολιτών ακόμα και όταν τα επίπεδα των βιταμινών στο πλάσμα είναι μέσα σε φυσιολογικά όρια. Δηλαδή εάν η αύξηση της συγκέντρωσης της ομοκυστεΐνης οφείλεται σε διαταραχή της νεφρικής λειτουργίας ή σε γενετικούς παράγοντες τα βιταμινούχα συμπληρώματα μπορεί να μειώσουν τα επίπεδα της ομοκυστεΐνης, ακόμα και αν οι συγκεντρώσεις των βιταμινών είναι φυσιολογικές. Μετά-ανάλυση μελετών ελάττωσης της ομοκυστεΐνης στο πλάσμα με συμπληρώματα διατροφής έδειξε ότι σε ένα τυπικό πληθυσμό το φυλλικό οξύ και η βιταμίνη Β12 μειώνουν τα επίπεδα ομοκυστεΐνης κατά 25 με 30% αντίστοιχα ανάλογα με τη συγκέντρωση που χρησιμοποιήθηκε [330] Ομοκυστεΐνη και ενδοθήλιο Αρκετές μελέτες έχουν δείξει ότι η ομοκυστεΐνη αποτελεί ανεξάρτητο παράγοντα κινδύνου καρδιαγγειακής νόσου [308],[331]. Η ομοκυ- 67

68 στινουρία (μεγάλη αύξηση της συγκέντρωσης της Hcy στο πλάσμα >100μmol/L) σχετίζεται με πρώιμα επεισόδια θρόμβωσης και αθηροσκλήρυνση [286]. Ακόμα και η μέτρια αύξηση της συγκέντρωσης της (>10μmol/L) έχει συνδεθεί με αυξημένο κίνδυνο αθηροσκλήρυνσης και υπέρτασης [332] Έχουν προταθεί διάφοροι μηχανισμοί εξήγησης της τοξικότητας της ομοκυστεΐνης στο ενδοθήλιο των αγγείων, όπως η παραγωγή υπεροξειδίου του υδρογόνου ή η αύξηση στη συγκέντρωση της θρομβοξάνης, η αιμάτωση του αριθμού των υποδοχέων για τον ενεργοποιητή του ιστικού πλασμινογόνου [331]. Το ενδοθήλιο ρυθμίζει τη συγκόλληση των αιμοπεταλίων, τη μεταφορά λιπιδίων και τη μιτωτική δραστηριότητα [333]. Η κινητική δυσλειτουργία του ενδοθηλίου αποτελεί σημαντικό προγνωστικό παράγοντα της αθηροσκλήρυνσης και των επιπλοκών της [334]. Οι υψηλές συγκεντρώσεις ομοκυστεΐνης έχουν καταστροφική επίδραση στο ενδοθήλιο των αγγείων σε πειραματικά μοντέλα [335]. Επομένως η επαγόμενη από την ομοκυστεΐνη δυσλειτουργία του ενδοθηλίου αποτελεί ένα πιθανό μηχανισμό προδιάθεσης για αγγειακή νόσο. Οι ασθενείς με υπερομοκυστεναιμία παρουσιάζουν δυσλειτουργία του ενδοθηλίου [336] ενώ και πειραματικώς προκληθείσα υπερομοκυστεναιμία με από του στόματος χορήγηση μεθειονίνης προκαλεί δυσλειτουργία του ενδοθηλίου σε ανθρώπους [337]. Θεραπείες που είχαν στόχο της ελάττωση των επιπέδων της ομοκυστεΐνης έδειξαν σημαντική βελτίωση της καρδιαγγειακής λειτουργίας και των παραγόντων πήξης και υποστηρίζεται ότι αυτή η αντιμετώπιση είναι αποτελεσματική [338]. Επίσης η ομοκυστεΐνη προάγει το πολλαπλασιασμό των λείων μυϊκών ινών [339], της υπεροξείδωσης των λιπιδίων [340], της οξείδωσης των χαμηλής πυκνότητας λιποπρωτεινών [340] και αύξησης των τριγλυκεριδίων [341] γεγονότα που βοηθούν περαιτέρω στη δημιουργία αρωματικών πλακών και φλεβικής θρόμβωσης. Η ομοκυστεΐνη μεταβολίζεται στο κυκλικό εστέρα Hcy-thiolactone (Εικόνα 13). Η οδός αυτή καθίσταται η κυρίαρχη όταν η επαναμεθυλιοποίηση ή η διασουλφυλίωση έχουν διαταραχθεί λόγω γενετικών διαταραχών των ενζύμων που συμμετέχουν στο μεταβολισμό της όπως η συνθάση της β-κυσταθειόνης ή η MTHFR ή από ανεπαρκή πρόσληψη φυλλικού οξέος και βιταμινών Β 12 και Β 6 [342]. 68

69 Εικόνα 13. Μεταβολικός κύκλος θειολακτόνης Ομοκυστεΐνη και οξειδωτικό stress Η ομοκυστεΐνη in vitro αυξάνει το οξειδωτικό stress [340]. Η ομοκυστεΐνη που κυκλοφορεί στο πλάσμα βρίσκεται ήδη σε οξειδωμένη μορφή, κυρίως ως αποτέλεσμα αυτό-οξείδωσης που οδηγεί στο σχηματισμό ομοκυστεΐνης, και μεικτών δισουλφιδίων ομοκυστεΐνη και Hcy thiolactone. Κατά την οξείδωση του σουλφυδριλίου δημιουργούνται ελεύθερα ανιόντα υπεροξειδίου (Ο 2) και υπεροξειδίου του υδρογόνου (Η 2 Ο 2 ) τα οποία θεωρούνται υπεύθυνα για τη τοξικότητα της ομοκυστεΐνης στα ενδοθηλιακά κύτταρα [343]. Πρόσφατα έχει καταδειχθεί ότι όταν μια καλλιέργεια ανθρώπινων αγγειακών ενδοθηλιακών κυττάρων εκτεθεί σε αυξημένες συγκεντρώσεις ομοκυστεΐνης, σε αντίθεση με άλλες καταστάσεις οξειδωτικού stress, αποτυγχάνουν να επάγουν αντίδραση στο οξειδωτικό περιβάλλον [344]. Αντιθέτως η ομοκυστεΐνη προκαλεί αναγωγικό stress λόγω μειωμένης έκφρασης αρκετών αντιοξειδωτικών ενζύμων και επικείμενη δυσλειτουργία του ενδοπλασματικού δικτύου [345]. Δεδομένου ότι η ομοκυστεΐνη ελαττώνει την ενδοκυττάρια δραστηριότητα της υπεροξειδάσης της γλουταθειόνης [346] υπάρχει η πιθανότητα ότι η ομοκυστεΐνη επάγει τη κυτταροτοξική δράση παραγόντων ή καταστάσεων που είναι γνωστό ότι δημιουργούν ενεργές ελεύθερες ρίζες. και ελαττώνει την ανθεκτικότητα των κυττάρων στο H 2 O 2 [344]. Η ομοκυστεΐνη προκαλεί δυσλειτουργία του ενδοθηλίου σε διάφορα επίπεδα. Ενώ το ενδοθήλιο έχει αντιθρομβοτικές ιδιότητες η έκθεση του στην ομοκυστεΐνη το μετατρέπει σε προθρομβωτικό με αυξημένη δραστηριότητα των παραγόντων Vκαι XII, ελάττωση της δραστηριότητας της C πρωτεΐνης με συνοδό αναστολή της δραστηριότητας της θρομβοτροποποιητικής έκφρασης, επαγωγή της έκφρασης των ιστικών παραγόντων και καταστολή της θειικής ηπαρίνης [340]. Όλες αυτές οι δράσεις έχουν ως κοινό παρανομαστή τη διευκόλυνση δημιουργίας της θρομβίνης. 69

70 Οι αγγειοδιασταλτικές ιδιότητες του ενδοθηλίου επίσης αλλάζουν εξαιτίας της ομοκυστεΐνης λόγω της παραγωγής μονοξειδίου του αζώτου (ΝΟ) από το ενδοθήλιο επί παρουσίας ομοκυστεΐνης. Τα ενδοθηλιακά κύτταρα αποτοξινώνονται από τη ομοκυστεΐνης με την απελευθέρωση ΝΟ ή μιας σχετικής S-νιτροθειόλης η οποία ενώνεται με την ομοκυστεΐνη και οδηγεί στη δημιουργία της S-νιτρομοκυστεΐνης [347]. Τα ενδοθηλιακά κύτταρα όταν εκτίθενται στην ομοκυστεΐνη αρχικά αντιδρούν με αύξηση της παραγωγής S-νιτροζοθειόλων συμπεριλαμβανομένου και της S- νιτρομοκυστεΐνης, ωστόσο η S-νίτρωση της ομοκυστεΐνης εξασθενεί τη παθογενετικότητα της αναστέλλοντας την εξαρτώμενη από το σουλφυδρίλιο δημιουργία του H 2 O 2, ενώ όπως και οι άλλες S- νιτροθειόλες η S- νιτρομοκυστεΐνη είναι δυνητικός αγγειοδιαστολέας και αναστολέας της συσσώρευσης αιμοπεταλίων. Η προστατευτική αυτή δράση του NO τελικά κάμπτεται από τη χρόνια έκθεση των ενδοθηλιακών κυττάρων στην υπερομοκυστεναιμία. Η μείωση της παραγωγής του NO τελικά οδηγεί στην χωρίς αντίδραση οξειδωτική βλάβη της ομοκυστεΐνης στο ενδοθήλιο [340] Ομοκυστεΐνη και νευροτοξικότητα Η ομοκυστεΐνη είναι ένα νευροδιεγερτικό αμινοξύ το οποίο επάγει, σε αυξημένες συγκεντρώσεις το κυτταρικό θάνατο στον εγκέφαλο μέσω διέγερσης των Ν-μέθυλ-D- ασπαραγινικούς (NMDA) υποδοχέων [348]. Η νευροδιεγερτική αυτή τοξικότητα έχει καταδειχθεί τόσο σε καλλιέργειες νευρώνων [349], όσο και σε πειραματικά μοντέλα με ζώα [350]. Σε πρόσφατη μελέτη αποδείχθηκε η τοξική δράση της ενεργού μορφής της ομοκυστεΐνης σε επίμυες [351]. Μάλιστα διαπιστώθηκε ότι ο θάνατος των γαγγλιακών κυττάρων γίνεται με απόπτωση. Η απόπτωση αποτελεί μια ενεργό μορφή φυσιολογικού, προγραμματισμένου θανάτου. Διαδραματίζει σημαντικό ρόλο στην ομοιόσταση των ιστών [352] ενώ η δράση της στην ακεραιότητα του ενδοθηλίου επηρεάζεται από τη λειτουργική κατάσταση του ενδοθηλίου. Το ότι ο θάνατος των γαγγλιακών κυττάρων επέρχεται με απόπτωση διευκρινίστηκε τόσο με τη δοκιμασία TUNNEL όσος και με ειδικές ανοσοιστοχημικές εξετάσεις (κασπάση-3) (Εικόνα 14). 70

71 Εικόνα 14. Α-Φυσιολογικός αμφιβληστροειδής, Β- Αμφιβληστροειδής μετά από in vivo έκθεση σε αυξημένες συγκεντρώσεις Hcy, όπου και διακρίνεται (βέλη) η απώλεια των γαγγλιακών κυττάρων. (RGC στιβάδα γαγγλιακών κυττάρων, INL έσω αφοριστική μεμβράνη, ONL εξω κοκκώδης στιβάδα, RPE μελέγχροου επιθήλιο κερατοειδούς). (Από Moore P και συν. Exp Eye Res, 2001) Συμπεραίνετε ότι η ομοκυστεΐνη είναι ακόμα ένα αμινοξύ το οποίο τροφοδοτεί τη νευροδιεγερτική τοξικότητα του γλουταμινικού οξέος και επάγει την ικανότητα του να συνδέεται με τον NMDA υποδοχέα. Αυτό επιτυγχάνεται με τη συμμετοχή των μεταφορέων των νευροδιεγερτικών αμινοξέων για τους οποίου η ομοκυστεΐνη αποτελεί μεταφορικό υπόστρωμα και επομένως δρα ως ανταγωνιστικός αναστολέας της σύνδεσης του γλουταμινικού με τους μεταφορείς [349],[353],[354]. Επομένως η ομοκυστεΐνη ενεργοποιεί τον NMDA υποδοχέα του οποίου η δράση τροποποιείται από το γλουταμινικό. Η ενεργοποίηση του NMDA υποδοχέα ξεκινά ένα φαύλο κύκλο όπου σημαντικό ρόλο παίζουν το ενδοκυττάριο ασβέστιο και η συνθάση του νιτρικού οξέος [351]. Το ομοκυστεινικό οξύ, προιόν οξείδωσης της ομοκυστεΐνης, δρα ως διεγερτικός νευρομεταβιβαστής ενεργοποιώντας το NMDA υποδοχέα [355]. Η δέσμευση του από το NMDA υποδοχέα έμμεσα επάγει την είσοδο Ca ++ [349]. Ενδιαφέρον έχει το γεγονός ότι σε χαμηλές συγκεντρώσεις γλυκίνης δρα ως μερικός συναγωνιστής του σημείου δέσμευσης της γλυκίνης στο NMDA υποδοχέα (νευροπροστατευτική δράση της ομοκυστεΐνης). Η τοξική αυτή δράση της ομοκυστεΐνης επί παρουσίας χαμηλής συγκέντρωσης της γλυκίνης παρατηρείται όταν υπάρχει μεγάλη συγκέντρωση ομοκυστεΐνης. Αντιθέτως όταν η συγκέντρωση της γλυκίνης αυξάνεται στο νευρικό σύστημα, ακόμα και μια μικρότερη συγκέντρωση ομοκυστεΐνης μπορεί να είναι τοξική με τη δέσμευση και ενεργοποίηση του NMDA υποδοχέα [349]. Επομένως ανάλογα με τις συγκεντρώσεις της γλυκίνης μπορεί είτε να συμπληρώνει το σημείο δέσμευσης της γλυκίνης στο NMDA υποδο- 71

72 χέα ή μπορεί να δρα ως ανταγωνιστής. Από πειραματικά μοντέλα είναι σαφώς καταγεγραμμένα τρία συμπεράσματα. Πρώτον ότι το νευροδιεγερτικό αμινοξύ ομοκυστεΐνης είναι τοξικό για τους νευρώνες της στιβάδας των γαγγλιακών κυττάρων. Η τοξικότητα αυτή οδηγεί στο θάνατο των νευρών με το μηχανισμό της απόπτωσης, και τρίτον ότι η συνδυασμένη δράση της ομοκυστεΐνης και του γλουταμινικού οξέος είχε ως αποτέλεσμα τον θάνατο περισσότερων και με γρηγορότερο ρυθμό γαγγλιακών κυττάρων [351] Ομοκυστεΐνη και μεταλλοπρωτεϊνάσες Η ομοκυστεΐνης εκτός του ότι αναστέλλει την αύξηση των αγγειακών ενδοθηλιακών κυττάρων [257], ενεργοποιεί το πολλαπλασιασμό των λείων μυϊκών κυττάρων των αγγείων [339] και επάγει το κατάβολισμό του εξωκυττάριου υλικού [356]. Ανάμεσα στις αλλαγές του εξωκυττάριου υλικού που προκαλούνται από την αύξηση της συγκέντρωσης της ομοκυστεΐνης κατά την αθηρογένεση [286] είναι και η καταστροφή των ελαστικών δομών των αρτηριών. Υπάρχει επομένως και αύξηση στις ελαστολυτικές πρωτεάσες [357]. Τέσσερις μεταλλοπρωτεϊνάσες που ανήκουν στις μεταλλοπρωτεϊνάσες του στρώματος είναι ελαστολυτικές πρωτεινάσες: η ζελατινάση Α (MMP-2) και B (MMP-9), η ματριλυσίνη (MMP-7) και η μεταλλοελαστάση (MMP-12) [358]. Στη πάθηση του ΣΑ ενδιαφέρουν κυρίως η MMP-2 και η MMP-9, που είναι ζελατινάσες τύπου Α και Β αντίστοιχα. Σήμερα πιστεύεται ότι εξαιτίας της ανισορροπίας των ενζύμων αποδόμησης της εξωκυττάριας ουσίας (μεταλλοπρωτεϊνάσες, MMP) και των αναστολέων τους (TIMP), το παθολογικό ΑΥ δεν αποδομείται αλλά με την πάροδο του χρόνου αθροίζεται προοδευτικά εντός των ιστών [359]. Τόσο στο ΠΓΑΓ όσο και στο ΓΑ, η συγκέντρωση εξωκυττάριου υλικού στο διηθητικό ηθμό, είτε με τη μορφή πλάκας είτε ΑΥ μπορεί να είναι υπεύθυνη για τη παρεμπόδιση της ροής του ΥΥ και την αύξηση της ΕΟΠ [360]. Η ελάττωση των επιπέδων της MMP-2 συντελεί στη συνάθροιση ανώμαλου εξωκυττάριου υλικού που απαντάται στους οφθαλμούς με ΠΓΑΓ [360]. Στους οφθαλμούς με ΣΑ ή ΓΑ η υπερβολική de novo παραγωγή ανώμαλων στοιχείων του εξωκυττάριου υλικού έχει ως αποτέλεσμα τη συνάθροιση του ινώδους υλικού σχεδόν σε όλες τις δομές του πρόσθιου τμήματος του οφθαλμού συμπεριλαμβανομένου και του παρακαναλικού ιστού του διηθητικού ηθμού [27]. Αναφέρεται σε μελέτες η ικανότητα ουσιών που περιέχουν θειόλη να ενεργοποιούν τη προ- MMP-2 [361]. Η ομοκυστεΐνη σε μικρές συγκεντρώσεις αποτελεί ενεργοποιητή της MMP-2, αλλά σε αυξημένες συγκεντρώσεις την αναστέλλει [356]. 72

73 Oμοκυστεΐνη και οφθαλμός Η αύξηση της συγκέντρωσης της ομοκυστεΐνης αποτελεί τόσο ανεξάρτητο παράγοντα κινδύνου πρόκλησης αθηροσκληρωτικής νόσου αλλά επίσης αλληλεπιδρά και με άλλους [321]. Είναι γνωστό ότι τα αγγεία του αμφιβληστροειδή έχουν παρόμοια ανατομικά και φυσιολογικά χαρακτηριστικά με τη εγκεφαλική και καρδιακή μικροκυκλοφορία [362]. Σε πρόσφατες μελέτες βρέθηκε ότι η αύξηση της συγκέντρωσης της ομοκυστεΐνης αποτελεί ανεξάρτητο παράγοντα κινδύνου αποφρακτικής αγγειακής νόσου του αμφιβληστροειδή [363]. Η ηλικιακή εκφύλιση της ωχράς κηλίδας παρουσιάζει ορισμένα κοινά χαρακτηριστικά με τη καρδιαγγειακή νόσο όπως την αύξηση των επιπέδων κάποιων βιολογικών δεικτών όπως η ομοκυστεΐνη και η C αντιδρώσα πρωτεΐνη. Αρκετοί από τους μηχανισμούς που σχετίζονται με την αύξηση της συγκέντρωσης της ομοκυστεΐνης έχουν θετική συσχέτιση και με την ηλικιακή εκφύλιση της ωχράς [364]. Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως το γλαύκωμα αποτελεί μία από τις κυριότερες αιτίες τύφλωσης παγκοσμίως [2] και η συνηθέστερη μορφή του, το ΠΓΑΓ σχετίζεται με την αυξημένη ΕΟΠ, νευροτοξικότητα και απόπτωση [279], αλλαγές στο εξωκυττάριου υλικό [365] και υποξία λόγω απορύθμισης αγγειακών παραγόντων τοπικά και συστηματικά [366]. Είναι αξιοσημείωτο το ότι το ΠΓΑΓ έχει συσχετιστεί με νευροεκφυλιστική νοσήματα όπως η νόσος του Parkinson [367], ενώ έχει επονομαστεί και οφθαλμική νόσος Alzheimer, διότι υπάρχουν κοινά παθογενετικά βήματα στη νευροεκφυλιστική διαδικασία των δύο νοσημάτων [368]. Ένας επιπλέον σύνδεσμος ανάμεσα σε αυτές τις νευροπάθειες αποτελεί η αύξηση των συγκεντρώσεων της ομοκυστεΐνης στο γλαύκωμα [369], στη νόσο του Alzheimer [370] και στη νόσο του Parkinson [371]. Η ομοκυστεΐνη είναι μια νευροτοξίνη που επάγει τις χαρακτηριστικές παθολογικές αλλαγές που παρατηρούνται στη γλαυκωματική νευροπάθεια όπως την απόπτωση των γαγγλιακών κυττάρων [351], τις αλλαγές στο εξωκυττάριο υλικό [372], το οξειδωτικό stress [373], και την αγγειακή απορρύθμιση λόγω ισχαιμίας [308]. Επιπλέον η ομοκυστεΐνη αποτελεί παράγοντα κινδύνου για την ατροφία του εγκεφάλου [374] και για άλλα οφθαλμικά νοσήματα όπως η εκφύλιση της ωχράς [375], η αγγειακή αποφρακτική νόσος του αμφιβληστροειδή [376], την οπτική ισχαιμική νευροπάθεια [377] και το δευτεροπαθές γλαύκωμα εξαιτίας του ΣΑ [288]. Στο ΠΓΑΓ και στο ΓΑ έχουν παρατηρηθεί αυξημένα επίπεδα ομοκυστεΐνης [369] ωστόσο στη διεθνή βιλβιογραφία υπάρχουν αντικρουόμενα δεδομένα [290] όσον αφορά τα επίπεδα ομοκυστεΐνης στο πλάσμα και στο ΥΥ ασθενών με ΠΓΑΓ και ΓΑ. 73

74 Ο ρόλος της ομοκυστεΐνης στο πρωτοπαθές γλαύκωμα ανοικτής γωνίας Η παθογένεια της γλαυκωματικής οπτικής νευροπάθειας στο ΠΓΑΓ παραμένει αδιευκρίνιστη. Οι σημαντικότεροι παράγοντες κινδύνου θεωρούνται η αυξημένη ΕΟΠ, η μεγάλη ηλικία, γενετικοί παράγοντες, φυλετικοί παράγοντες, και διαθλαστικές ανωμαλίες [378]. Επίσης αρκετές μελέτες τονίζουν το ρόλο του μεταβολισμού και της ανακατασκευής του εξωκυττάριου υλικού [379]. Ζητήματα διερεύνησης επίσης αποτελούν οι αγγειακές ανωμαλίες [380] καθώς και η νευροτοξικότητα με απώλεια των γαγγλιακών κυττάρων μετά από τοξικότητα διέγερσης των υποδοχέων του γλουταμινικού [351]. Η μετρίου βαθμού ομοκυστεναιμία σχετίζεται με γενετικούς ή μη παράγοντες οι οποίοι επηρεάζουν τη δραστικότητα των ενζύμων στη μεταβολική της επαναμεθυλίωσης ή της διασουλφουλίωσης. Ομόζυγη ή ετερόφυλη έλλειψη στο MTHFR (Methylenetetrahydrofolate-μεθυλενοτετραϋδροφυλλικό) γονίδιο αποτελεί τους συνηθέστερους αιτιολογικούς παράγοντες που προκαλούν μέτρια ομοκυστεναιμία [381]. Η μειωμένη δραστηριότητα του MTHFR γονιδίου οδηγεί σε έλλειψη παραγωγής του 5-μέθυλ-τετρά- υδροφυλλικού, του συνενζύμου που απαιτείται για τη μεθυλίωση της ομοκυστεΐνης σε μεθειονίνη από τη συνθάση της μεθειονίνης. Έλλειψη της απαραίτητης μεθυλίωσης της ομοκυστεΐνης οδηγεί σε υπερομοκυστεναιμία. Μη γενετικοί παράγοντες πρόκλησης υπερομοκυστεναιμίας συμπεριλαμβάνουν την ηλικία, διάφορα καρδιαγγειακά ή νοσήματα των αγγείων του εγκεφάλου, φάρμακα (π.χ. αντιεπιληπτικά), τρόπο ζωής όπως διατροφικά ελλείμματα, κάπνισμα, κατανάλωση υψηλών ποσοτήτων καφέ κα [382]. Η ομοκυστεΐνη προκαλεί αγγειακές βλάβες [383], και αυξάνει το κίνδυνο καρδιαγγειακής νόσου και αποφρακτικής αρτηριακής νόσου [382]. Οι βλάβες στα αγγεία προκαλούνται από ένα συνδυασμό ενδοθηλιακής βλάβης, πολλαπλασιασμό των λείων μυϊκών ινών, ενεργοποίηση των αιμοπεταλίων και θρομβογένεσης [383]. Επιπλέον η ομοκυστεΐνη μειώνει την αγγειοδιαστολή του ενδοθηλίου με αναστολή της συνθάσης του νιτρικού οξέος με αποτέλεσμα τη δυσλειτουργία του ενδοθηλίου λόγω μειωμένης βιοδιαθεσιμότητας του νιτρικού οξέος [384] Επίσης προκαλεί αλλαγές στην ανακατασκευή του εξωκυττάριου υλικού, επάγοντας την έκφραση κολλαγόνου και α-ακτίνης στο επίπεδο μεταγραφής των γονιδίων. Η ομοκυστεΐνη συμμετέχει στη διαδικασία μέσω απορύθμισης των μεταλλοπρωτεινασών του στρώματος (MMPs) και των αναστολέων του (TIMPs) [385]. Τέλος συμβάλει στο κυτταρικό θάνατο των νευρικών κυττάρων επάγοντας την απόπτωση ή την τοξικότητα διέγερσης. Υπάρχουν δεδομένα πως τα αυξημένα επίπεδα ομοκυστεΐνης συμβάλλουν στο κυτταρικό θάνατο των νευρών διεγείροντας διάφορους μηχανισμούς, ανάλογα με τις συνθήκες, απόπτωσης ή τοξικότητας διέγερσης 74

75 [349]. Πρόσφατα αποδείχθηκε ο θάνατος μέσω απόπτωσης των γαγγλιακών κυττάρων του αμφιβληστροειδή μέσω υπερερεθισμού των NMDA υποδοχέων και ενεργοποίηση της κασπάσης-3 [351]. Η βλάβη αυτή που προήλθε από μηχανισμούς τοξικότητας διέγερσης συνοδευόταν από ταυτόχρονη αύξηση της συγκέντρωσης της ομοκυστεΐνης και του γλουταμινικού Ο ρόλος της ομοκυστεΐνης στο αποφολιδωτικό σύνδρομο και γλαύκωμα Το ΣΑ χαρακτηρίζεται από την εξωκυττάρια εναπόθεση ινώδους υλικού στην οδό αποχέτευσης του ΥΥ στο διηθητικό ηθμό [386], και αποτελεί τη πιο αναγνωρίσιμη αιτία γλαυκώματος ανοικτής γωνίας [46]. Ωστόσο η μετάπτωση από το ΣΑ στο ΓΑ δεν είναι πλήρως κατανοητή. Υπάρχουν στοιχεία ότι τροποποιητές της εξωκυττάριας ουσίας [387], και παράγοντες οξειδωτικού stress στο υδατοειδές υγρό [49] μαζί με την ισχαιμία του πρόσθιου τμήματος [388] αποτελούν τους μηχανισμούς ανάπτυξης αυτής της προοδευτικής μορφής γλαυκώματος. Υπάρχουν αυξανόμενα στοιχεία ότι το ΣΑ αποτελεί μια μορφή ίνωσης που σχετίζεται με υπερβολική σύνθεση κα εναπόθεση ανώμαλου ελαστικού ινώδους υλικού σε πολλούς οφθαλμικούς αλλά και εξωοφθάλμιους ιστούς [389]. Η ομοκυστεΐνη είναι ένα ιδιαιτέρα ενεργό αμινοξύ το οποίο προάγει τα χαρακτηριστικά παθολογικά ευρήματα που παρατηρούνται στο ΓΑ συμπεριλαμβανομένου τις αλλαγές του εξωκυττάριου υλικού [373],[390], του οξειδωτικού stress [373], και παραγωγής αυτού του υποτύπου μεταλλο-πρωτεινασών του στρώματος [373] της ίνωσης [390], της παραγωγής τροποποιημένων αυξητικών παραγόντων, κολλαγενασών [391] και πρό-φλεγμονωδών παραγόντων [392] οι οποίοι βρίσκονται αυξημένοι στο σύνδρομο ξηρού οφθαλμού [393] και των αγγειακών αλλαγών [369]. Η ενεργός συμμετοχή του διηθητικού ηθμού στην παραγωγή αυτή του παθολογικού υλικού έχει ως αποτέλεσμα τη συσσώρευση του στο παρακαναλικό ιστό, γεγονός που αποτελεί τη κυρίαρχη αιτία αύξησης της πίεσης στους οφθαλμούς με ΣΑ [360]. Η υπερομοκυστεναιμία και το ΣΑ παρουσιάζουν κοινά χαρακτηριστικά σε διάφορες διαταραχές. Η ήπια υπερομοκυστεναιμία αποτελεί ανεξάρτητο παράγοντα κινδύνου για πρώιμη αγγειακή νόσο [315], έμφραγμα του μυοκαρδίου [394], και αγγειακό εγκεφαλικό επεισόδιο [395]. Το ΣΑ σχετίζεται θετικά με ιστορικό υπέρτασης, στηθάγχης, εμφράγματος του μυοκαρδίου και αγγειακού εγκεφαλικού επεισοδίου [395] γεγονός που υποστηρίζει την αγγειακή φύση της νόσου [33]. Το ΣΑ είναι συχνό σε ασθενείς με νόσο του Alzheimer [31]. Σημαντικά αυξημένες συγκεντρώσεις ομοκυστεΐνης επίσης βρέθηκαν σε ασθενείς με Alzheimer όπως και σε ασθενείς με άνοια [396]. Παρομοίως το ΣΑ έχει 75

76 συσχετιστεί με απόφραξη της κεντρικής ή και κλάδου της φλέβας του αμφιβληστροειδή [397], και η υπερομοκυστεναιμία αποτελεί παράγοντα κινδύνου για απόφραξη της κεντρικής φλέβας του αμφιβληστροειδή [398] και επίσης μη αρτηριτιδικής πρόσθιας ισχαιμικής οπτικής νευροπάθειας και απόφραξης της κεντρικής αρτηρίας του αμφιβληστροειδή [399]. Οι υψηλές συγκεντρώσεις ομοκυστεΐνης ίσως αποτελούν παράγοντα κινδύνου για την ανάπτυξη γλαυκώματος καθώς έχουν βρεθεί αυξημένες σε ασθενείς με ΓΑ [288],[289]. Σε ασθενείς με ΠΓΑΓ βρέθηκαν υψηλότερα επίπεδα ομοκυστεΐνης και μεγάλη συχνότητα της θερμοποίκηλης MTHFR 677 C-T πολυμορφισμού αναγωγάσης [369]. Σημαντικός αριθμός μεταλλάξεων σε διάφορα σημεία του γονιδίου που κωδικοποιεί το MTHFR έχουν ως αποτέλεσμα τη μείωση της λειτουργίας του ενζύμου, συμπεριλαμβανομένου του 677 C-T πολυμορφισμού, που οδηγούν στην αντικατάσταση της αλανίνης από βαλίνη, με αποτέλεσμα λιγότερο ενεργή θερμοποίκηλη μορφή [381]. Ομοζυγωτές για τη θερμοποίκηλη μορφή του MTHFR προδιαθέτει στην ανάπτυξη ομοκυστυναιμίας [400]. Η ομοκυστεναιμία και το ΣΑ επίσης συσχετίζονται και λόγω οφθαλμικών αγγειακών ανωμαλιών. Επίσης αναφέρεται και συσχέτιση τους με απόφραξη της κεντρικής φλέβας του αμφιβληστροειδή [398]. Οι Leibovitch και συνεργάτες αξιολόγησαν ασθενείς με ΓΑ και συμπέραναν ότι το ΑΥ μπορεί να αποτελεί παρά-προϊόν της επαγώμενης από την ομοκυστεΐνη ελαστόλυσης του ελαστικού και ινώδους κολλαγόνου [289]. Συμπερασματικά η υπερομοκυστεναιμία σχετίζεται με το ΣΑ τόσο επί παρουσίας γλαυκωματικής βλάβης ή και χωρίς. Η υπερομοκυστεναιμία μπορεί να αποτελεί σημαντικό τροποποιήσιμο παράγοντα κινδύνου ανάπτυξης ΣΑ [288] 76

77 ΕΙΔΙΚΟ ΜΕΡΟΣ

78

79 1. ΣΚΟΠΟΣ Στους περισσότερους τύπους γλαυκώματος η υψηλή ΕΟΠ αποτελεί το κύριο παράγοντα κινδύνου ανάπτυξης για το γλαύκωμα [3]. Οι τρέχουσες θεραπείες (φαρμακευτική αγωγή, laser και χειρουργικές επεμβάσεις), έχουν ως στόχο την σημαντική μείωση της ΕΟΠ που όπως αποδείχθηκε από ελεγχόμενες, τυχαιοποιημένες πολυκεντρικές μελέτες, επιβραδύνει ή διακόπτει την έκπτωση των οπτικών πεδίων [4],[5]. Αρκετοί ασθενείς όμως παρά την ικανοποιητική ελάττωση των επιπέδων της ΕΟΠ συνεχίζουν να χειροτερεύουν [6]-[8], υποδεικνύοντας πως υπάρχουν και κάποιοι άλλοι μηχανισμοί ανεξάρτητοι από την ΕΟΠ που συμβάλλουν στην απώλεια όρασης. Παρά την αναμφίβολη αποτελεσματικότητα των νεότερων φαρμάκων για την αντιμετώπιση της υψηλής ΕΟΠ υπάρχει προβληματισμός για αυτούς τους ασθενείς που χειροτερεύουν παρά τον ικανοποιητικό έλεγχο της ΕΟΠ [9]. Είναι αδιαμφισβήτητο γεγονός και αποτελεί σημαντικό μέρος της σύγχρονης έρευνας στο τομέα του γλαυκώματος η ανακάλυψη νέων θεραπευτικών στρατηγικών για την πιο ολοκληρωμένη αντιμετώπιση της πάθησης. Ταυτόχρονα με την αύξηση της ΕΟΠ ή ανεξάρτητα αυτής, και άλλοι παράγοντες μπορούν μεμονωμένα ή και αθροιστικά να συμβάλλουν στο θάνατο των γαγγλιακών κυττάρων και των ινών του οπτικού νεύρου στο γλαύκωμα. Ο αμφιβληστροειδής εξαρτάται από την αιματική ροή για να διατηρήσει τις υψηλές ενεργειακές του ανάγκες και η τοπική ισχαιμία έχει ενεργοποιηθεί ως ένας από αυτούς τους παράγοντες [20]. Η υπερβολική ενεργοποίηση του γλουταμινεργικού συστήματος και ιδιαίτερα των Ν-μέθυλ-D-ασπαραγινικού υποτύπου επίσης έχει προταθεί ότι συμβάλλει στο θάνατο των γαγγλιακών κυττάρων στο γλαύκωμα [21]-[23]. Η ομοκυστεΐνη αποτελεί παράγοντα κινδύνου για την ατροφία του εγκεφάλου [374] και για άλλα οφθαλμικά νοσήματα όπως η εκφύλιση της ωχράς [375], η αγγειακή αποφρακτική νόσος του αμφιβληστροειδή [376], την οπτική ισχαιμική νευροπάθεια [377] και το ΓΑ [288]. Στο ΠΓΑΓ και στο ΓΑ έχουν παρατηρηθεί αυξημένα επίπεδα ομοκυστεΐνης [369] ωστόσο στη διεθνή βιλβιογραφία υπάρχουν αντικρουόμενα δεδομενα [290] όσον αφορά τις συγκεντρώσεις ομοκυστεΐνης στο πλάσμα και στο ΥΥ ασθενών με ΠΓΑΓ και ΓΑ. Από πρόσφατα δεδομένα γνωρίζουμε ότι αυξημένες συγκεντρώσεις ομοκυστεΐνης συμβάλλουν στο κυτταρικό θάνατο των νεύρων διεγείροντας διάφορους μηχανισμούς, ανάλογα με τις συνθήκες, απόπτωσης ή τοξικότητας διέγερσης [349]. Πρόσφατα αποδείχθηκε ο θάνατος μέσω απόπτωσης των γαγγλιακών κυττάρων του αμφιβληστροειδή μέσω υπερερεθισμού των NMDA υποδοχέων και ενεργοποίηση της κασπάσης-3 [351]. Η βλάβη αυτή που προήλθε από μηχανισμούς τοξικότητας διέγερσης συνοδευόταν από ταυτόχρονη αύξηση της συγκέντρωσης της ομοκυστεΐνης και του γλουταμινικού. 79

80 Από τη μελέτη της βιβλιογραφίας έχει διευκρινιστεί ο ρόλος του γλουταμινικού και η συγκέντρωση του σε διάφορους ιστούς και συστήματα κυρίως στο νευρικό, συσχετίζεται ισχυρά με τη τοξικότητα διέγερσης και τη διαδικασία νέκρωσης ή/και απόπτωσης. Η μελέτη της συγκέντρωσης της ομοκυστεΐνης στο ΥΥ και στο πλάσμα αποτελεί ενεργό σημείο έρευνας. Τα αποτελέσματα όσον αφορά τη συγκέντρωση της ομοκυστεΐνης στο ΥΥ είναι αντικρουόμενα. Αναφέρεται η αύξηση της συγκέντρωσης της ομοκυστεΐνης στο ΥΥ σε ασθενείς με ΓΑ [401], ενώ αντίθετα σε άλλη μελέτη δεν υπήρξε στατιστικά σημαντική διαφορά μεταξύ των ασθενών με ΓΑ και σε φυσιολογικούς μάρτυρες [402] Η αναζήτηση στη διεθνή βιβλιογραφία έδειξε ότι δεν έχει υπάρξει προηγούμενη δημοσιευμένη μελέτη σύγκρισης των συγκεντρώσεων της ομοκυστεΐνης στο ΥΥ σε όλες τις ομάδες των ασθενών όπως συμπεριελήφθησαν στο ερευνητικό πρωτόκολλο αυτής της διατριβής. Έχουν γίνει διάφορες μελέτες υπολογισμού της συγκέντρωσης της ομοκυστεΐνης στο πλάσμα. Αν και η γενικότερη τάση δείχνει ότι οι συγκεντρώσεις της ομοκυστεΐνης είναι αυξημένες στο πλάσμα ασθενών με ΣΑ [402], ΓΑ [288],[289] ή και ΠΓΑΓ, υπάρχουν εργασίες στις οποίες δεν αναδεικνύεται σημαντική διαφορά [290]. Από την αναζήτηση μας στη βιβλιογραφία δεν έχει βρεθεί προηγούμενο μελέτης η οποία να υπολογίζει τις συγκεντρώσεις της ομοκυστεΐνης στο ΥΥ και στο πλάσμα σε 4 ομάδες ασθενών (φυσιολογικούς μάρτυρες, ΣΑ,ΓΑ και ΠΓΑΓ) και σε ικανό αριθμό. Η συσχέτιση των συγκεντρώσεων της ομοκυστεΐνης στο ΥΥ και στο πλάσμα στις παραπάνω ομάδες ταυτόχρονα με τη συσχέτιση των τιμών της με διάφορους άλλους παράγοντες που επηρεάζουν το μεταβολισμό της όπως φύλλο και ηλικία, πιστεύουμε ότι μπορεί να αναδείξει τη σημασία της ως παράγοντας κινδύνου για την ανάπτυξη γλαυκώματος και να διευκρινίσει το πιθανό ρόλο που μπορεί να διαδραματίζει για τη μετάβαση από το ΣΑ στο ΓΑ. Σκοπός της διατριβής αυτής είναι η διασάφηση του πιθανού ρόλου των νευρομεταβιβαστικών αμινοξέων και της ομοκυστεΐνης και/ή πιθανής αιτιακής συσχέτισης μεταξύ τους στην παθογένεια του ΠΓΑΓ και του ΓΑ. Η έρευνα αυτή ίσως προσφέρει δεδομένα, χρήσιμα για τη κατανόηση των παθογενετικών μηχανισμών που συμβάλλουν στο θάνατο των γαγγλιακών κυττάρων καθώς και στη μετάβαση από το ΣΑ στο ΓΑ. Μακροπρόθεσμος στόχος μπορεί να θεωρηθεί η ανάπτυξη διαφορετικών θεραπευτικών προσεγγίσεων, πέρα από τη ελάττωση της ΕΟΠ με μείωση της απώλειας όρασης από τη πάθηση αυτή. Οι ενότητες που συνθέτουν τη διατριβή είναι: Συλλογή των κλινικών δεδομένων και του βιολογικού υλικού Ανάλυση του βιολογικού υλικού 80

81 Επεξεργασία των δεδομένων που έχουν συλλεχθεί, με στόχο τη διαμόρφωση μιας βελτιωμένης λειτουργικής υπόθεσης για την παθογένεια της ασθένειας 2. ΑΣΘΕΝΕΙΣ ΚΑΙ ΜΕΘΟΔΟΣ 2.1 Συλλογή δειγμάτων Δείγματα ΥΥ συλλέχτηκαν στην αρχή της επέμβασης του καταρράκτη με λιθοθρυψία στην Α Πανεπιστημιακή Οφθαλμολογική Κλινική του Νοσοκομείου ΑΧΕΠΑ σε από ασθενείς με αρχόμενο ή μέτριου βαθμού ΠΓΑΓ και ΓΑ (οριζόμενο με όριο την κάθετη κοίλανση μικρότερη από 0.8 και μέση απώλεια οπτικών πεδίων μικρότερη από 12 db). Επίσης, συλλέχτηκαν δείγματα ΥΥ από ασθενείς που χειρουργήθηκαν με καταρράκτη και ΣΑ, καθώς και από ασθενείς που έπασχαν μόνο από καταρράκτη,. Όλοι οι ασθενείς υπεβλήθησαν σε εξέταση με πλήρη μυδρίαση πριν το χειρουργείο για την επιβεβαίωση της παρουσίας ή όχι της πάθησης καθώς και σε πρωινή μέτρηση της ΕΟΠ. Το πρωτόκολλο περιελάμβανε την καταγραφή του ονόματος, το κωδικό του δείγματος, το φύλλο, την ηλικία, την οπτική οξύτητα και σωματομορφικά χαρακτηριστικά. Με βάση τη προεγχειρητική εξέταση έγινε η ταξινόμηση των ασθενών σε μία από τις παρακάτω ομάδες: Ομάδα φυσιολογικών μαρτύρων, ομάδα ατόμων με ΣΑ, ασθενείς με ΓΑ που λάμβαναν θεραπεία και ασθενείς με ΠΓΑΓ που επίσης λάμβαναν θεραπεία. Η διάγνωση του γλαυκώματος βασιζόταν, είτε στην ανίχνευση γλαυκωματικού τύπου βλάβη του οπτικού νεύρου (λέπτυνση του νευρικού δακτυλίου, ή notching, κτλ ), είτε στη γλαυκωματικού τύπου απώλεια των οπτικών πεδίων τους (ρινικό βήμα, παρακεντρικό, ή τοξοειδές σκότωμα ), ή και στα δύο. Ασθενείς με άλλα γλαυκώματα πέραν του ΓΑ και του ΠΓΑΓ καθώς και ασθενείς με συνοδές οφθαλμικές ή συστηματικές παθήσεις που θα μπορούσαν να επηρεάσουν τα αποτελέσματα εξαιρέθηκαν της μελέτης αυτής. Επίσης, εξαιρέθηκαν άτομα που είχαν ιστορικό προηγούμενης οφθαλμολογικής χειρουργικής επέμβασης, ή επέμβασης με laser. Έγινε καταγραφή των συστηματικών παθήσεων, καθώς και των φαρμάκων που λάμβαναν ενώ ειδική μέριμνα λήφθηκε για τη καταγραφή σκευασμάτων που είναι γνωστό ότι επηρεάζουν το μεταβολισμό του φυλλικού οξέος ή συμπληρώματα βιταμινών. Οι ασθενείς που έπασχαν από γλαύκωμα (ΓΑ ή ΠΓΑΓ) ελάμβαναν τοπική θεραπεία, είτε β-αναστολέα είτε προσταγλανδίνη, φάρμακα που διαπιστωμένα συμβάλλουν στην ελάττωση της ΕΟΠ. Όλοι οι ασθενείς, τηρώντας τους κανόνες της βιοηθικής, υπέ- 81

82 γραψαν έντυπο συγκατάθεσης πριν από τη λήψη του δείγματος. Οι ασθενείς εξετάσθηκαν πριν το χειρουργείο με πλήρη μυδρίαση, με σκοπό την επιβεβαίωση της παρουσίας του ΑΥ. Τα δείγματα του ΥΥ λήφθηκαν από 4 χειρουργούς, με συγκεκριμένη τεχνική ώστε να εξασφαλισθεί η αξιοπιστία της λήψης του ΥΥ. Το ΥΥ αναρροφήθηκε πριν την έγχυση του ιξωδοελαστικού παράγοντα στον πρόσθιο θάλαμο, ή την ένθεση συντηρητή προσθίου θαλάμου. Μία μικρή ποσότητα ΥΥ αναρροφήθηκε από κάθε οφθαλμό (15 25 μl) διαμέσου μίας παρακέντησης στο πρόσθιο θάλαμο με τη χρήση μαχαιριδίου 27- gauge και στη συνέχεια έγινε αναρρόφηση σε σύριγγα ινσουλίνης, δείχνοντας ιδιαίτερη προσοχή στο να αποφευχθεί επαφή με την ίριδα, ή αναρρόφηση αιματικών στοιχείων. Όλα τα δείγματα του ΥΥ συντηρήθηκαν σε ψυγείο στους 80 C μέχρι την ανάλυση Η λήψη αίματος έγινε από τους ασθενείς το πρωί πριν υποβληθούν στην επέμβαση φακοθρυψίας, νήστις. Έγινε λήψη 5 ml αίματος το οποίο και τοποθετήθηκε άμεσα σε φιαλίδιο συλλογή και έγινε η φυγοκέντρηση οπότε και λήφθηκε το πλάσμα που στη συνέχεια και καταψύχθηκε. Για την εκτίμηση των συγκεντρώσεων του γλουταμινικού οξέος συλλέχτηκαν 50 δείγματα ΥΥ. Συγκεκριμένα 25 ήταν οι μάρτυρες που είχαν υποβληθεί σε εγχείρηση καταρράκτη με τη μέθοδο της φακοθρυψίας και 25 οι ασθενείς που έπασχαν από γλαύκωμα (ΓΑ και ΠΓΑΓ). Για την εκτίμηση των συγκεντρώσεων της ομοκυστεΐνης συλλέχτηκαν 138 δείγματα ΥΥ, 48 από ασθενείς (φυσιολογικούς μάρτυρες), 30 με ΣΑ, 30 από ασθενείς με ΓΑ, και 30 άτομα με ΠΓΑΓ. Εξαιρέθηκαν ασθενείς με ιατρικό ιστορικό διαταραχών που επηρεάζουν το μεταβολισμό της ομοκυστεΐνης όπως θρομβοεμβολική, ηπατική, νεφρική, γαστρεντερική ή νευρολογική νόσο όπως επίσης και με παλαιότερη οφθαλμική φλεγμονή πέραν από επιπεφυκίτιδα, ηλικιακή εκφύλιση της ωχράς, μυωπία και διαβητική αμφιβληστροειδοπάθεια, αποφρακτική νόσο του αμφιβληστροειδή, ερύθρωση της ίριδας και γλαύκωμα πέρα από ΠΓΑΓ ή ΓΑ. Τέλος αποκλείσαμε ασθενείς που λάμβαναν θεραπεία ορμονικής υποκατάστασης ή άλλα φάρμακα που είναι γνωστό ότι επηρεάζουν το μεταβολισμό της ομοκυστεΐνης. Όλες οι βιοχημικές εξετάσεις που αφορούσαν το προσδιορισμό της συγκέντρωσης της ομοκυστεΐνης στο ΥΥ και στο πλάσμα έγιναν στο Εργαστήριο Βιολογικής Χημείας της Ιατρικής Σχολής του ΑΠΘ υπό την επίβλεψη του Αναπληρωτή Καθηγητή Γ. Κολιάκου. Οι βιοχημικές εξετάσεις που αφορούσαν το προσδιορισμό της συγκέντρωσης του γλουταμινικού και του ασπαραγινικού οξέος έγιναν στο Εργαστήριο Φαρμακολογίας της Ιατρικής Σχολής του ΑΠΘ υπό την επίβλεψη του Αναπληρωτή Καθηγητή Φαρμακολογίας Δ. Κούβελα. 82

83 2.2 Τεχνικές προσδιορισμού των συγκεντρώσεων των αμινοξέων Προσδιορισμός της συγκέντρωσης του γλουταμινικού και του ασπαραγινικού στο υδατοειδές υγρό Μετά την απόψυξη του, το δείγμα διαχωρίζεται από τις πρωτεΐνες οι οποίες προκαλούν παρεμπόδιση διαχωρισμού και ανίχνευσης. Σε κάθε 50μl δείγματος προσθέσαμε 50 μl μεθανόλης (CH 3 OH), και ακολούθησε ανάδευση σε Vortex. Το διάλυμα φυγοκεντρήθηκε σε 2000 rpm, για 10 min, στους 4 o C. Κατόπιν έγινε αραίωση με απεσταγμένο ύδωρ και στο τελικό διάλυμα των 30 μl έγινε παραγώγιση με 4 μl OPA (ορθοφθαλδυαλδεύδη) και έγχυση στο HPLC. Η ανίχνευση έγινε φθορισμομετρικώς. Η διάταξη HPLC που χρησιμοποιήθηκε είναι της εταιρείας Simadzu Προσδιορισμός της συγκέντρωσης της ομοκυστεΐνης στο υδατοειδές υγρό και στο πλάσμα Ο προσδιορισμός της συγκέντρωσης της ομοκυστεΐνης στο πλάσμα έγινε με τη βοήθεια του κυτίου ενζυμικού ανοσοφθορισμού Axis FHCY 100. Η δεσμευμένη με πρωτεΐνη ομοκυστεΐνη ανάγεται σε ελεύθερη ομοκυστεΐνη. Η αναγωγή έγινε με τη χρήση διαλύματος DTT (dithio-threitol). Μετατρέπεται σε S-αδενοσύλ-L- ομοκυστεΐνη με τη χρήση της SAH υδρολάσης επί παρουσίας αδενοσίνης. Το ένζυμο είναι ειδικό για την L μορφή της ομοκυστεΐνης η οποία είναι και η μοναδική που υπάρχει στο πλάσμα. Η ακόλουθη στερεάς φάσης αντίδραση ανοσοφθορισμού βασίζεται στο συναγωνισμό μεταξύ της SAH του δείγματος και δεσμευμένης SAH στα τοιχώματα του δίσκου μικροτιτλοποίησης για τις θέσεις δέμευσης στο μονοκλωνικό αντί-sah αντίσωμα. Μετά την απομάκρυνση του μη συζευγμένου αντί-sah αντισώματος προστίθεται ένα δεύτερο αντίσωμα (rabbit anti mouse) σεσημασμένο με το ένζυμο υπεροξειδάση της αρμομικίας (horse radish) HRP. Η δράση της υπεροξειδάσης προσδιορίζεται φασματοφωτομετρικά μετά τη πρόσθεση του υποστρώματος και η απορρόφηση είναι αντιστρόφως ανάλογη με τη συγκέντρωση της ομοκυστεΐνης του δείγματος. Η μέση τιμή της ομοκυστεΐνης στο πλάσμα εξαρτάται από διάφορους παράγοντες μεταξύ των οποίων ηλικία, γένος, γεωγραφική περιοχή και γενετικούς παράγοντες. Σύμφωνα με τη διεθνή βιβλιογραφία το εύρος διακύμανσης της συγκέντρωσης της ομοκυστεΐνης για ενήλικους άνδρες και γυναίκες (>60 ετών) κυμαίνεται από 5-15 μmol/l. Διεθνώς ως τιμή αναφοράς της συγκέντρωσης της ομοκυστεΐνης λαμβάνονται τα 15 μmol/l. 2.3 Στατιστική μελέτη Για τη στατιστική ανάλυση των δεδομένων χρησιμοποιήθηκε το πρόγραμμα SPSS 11.5 (SPSS Inc, 2002). Για την περιγραφή των 83

84 δεδομένων χρησιμοποιήθηκε ο μέσος όρος και η τυπική απόκλιση. Η δοκιμασία Kolmogorov-Smirnov χρησιμοποιήθηκαν προκειμένου να ελεγχθεί εάν οι συνεχείς μεταβλητές που αναλύθηκαν ακολουθούσαν την κανονική κατανομή. Για τη σύγκριση των μέσων όρων των συγκεντρώσεων της ομοκυστεϊνης και του γλουταμινικού μεταξύ των τεσσάρων ομάδων συμμετεχόντων χρησιμοποιήθηκε η ανάλυση της διακύμανσης μίας κατεύθυνσης (one way-anova), με τη post hoc δοκιμασία Scheffé. Το κριτήριο t για ανεξάρτητα δείγματα (Independent Samples T-test) χρησιμοποιήθηκε για τη σύγκριση των μέσων όρων της ομοκυστεΐνης στις δύο κατηγορίες θεραπευτικών σκευασμάτων, αλλά και μεταξύ των δύο φύλλων ανά κατηγορία. Για τη σύγκριση των μέσων όρων της μη παραμετρικής μεταβλητής της ηλικίας μεταξύ των ομάδων συμμετεχόντων χρησιμοποιήθηκε η δοκιμασία Kruskal-Wallis. Για τον έλεγχο συσχέτισης μεταξύ των συγκεντρώσεων ομοκυστεΐνης στο ΥΥ και στο πλάσμα χρησιμοποιήθηκε ο συντελεστής συσχέτισης του Pearson, ενώ για τη διερεύνηση της πιθανής συσχέτισής τους με την ηλικία δοκιμάστηκε ο συντελεστής συσχέτισης του Spearman. Πιθανές διαφορές μεταξύ των δυο φύλων ανά κατηγορία, ή των δύο κατηγοριών θεραπευτικών σκευασμάτων στις τέσσερις ομάδες συμμετεχόντων ελέγχθηκαν με τη διαδικασία cross-tabulation και τη χρήση της δοκιμασίας χ 2. Προκειμενου να ελεγχθεί εάν η ομοκυστεΐνη αποτελεί παράγοντα κινδύνου για την ανάπτυξη γλαυκώματος χρησιμοποιήθηκε η Multiple logistic regression analyses. Έτσι υπολογίστηκαν τα odds ratio εκδήλωσης γλαυκώματος για 1 μmol/l αύξηση στη συγκέντρωση της ομοκυστεϊνης τόσο στο πλάσμα, όσο και στο ΥΥ, ενώ παρουσιάζονται και τα διαστήματα εμπιστοσύνης 95% (95% confidence intervals). Το επίπεδο σημαντικότητας ορίστηκε στο 0,05 (p<0,05). 3. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ 3.1 Ηλικία και Φύλο Δείγματα γλουταμινικoύ και ασπαραγινικού στο υδατοειδές υγρό Για την εκτίμηση των συγκεντρώσεων του γλουταμινικού και του ασπαραγινικού συλλέχτηκαν 50 δείγματα ΥΥ. Πιο αναλυτικά 25 δείγματα συγκεντρώθηκαν από ασθενείς με ΓΑ και ΠΓΑΓ και 25 από υγιείς μάρτυρες με γεροντικό καταρράκτη. Η μέση ηλικία ήταν για τους ασθενείς με ΓΑ και ΠΓΑΓ 73,8±4,5 έτη και για τους υγιείς μάρτυρες τα 74,2±5,6 έτη (Πίνακας 1, Εικόνα 15). Δεν υπήρχε στατιστικά σημαντική διαφορά ανάμεσα στις δύο ομάδες (p=0,6). Οι άνδρες ήταν 26 (52%) και οι γυναίκες 24 (48%) (Πίνακας 2, Εικόνα 16). Πιο αναλυτικά με ΓΑ και 84

85 ΠΓΑΓ έπασχαν 12 άνδρες και 13 γυναίκες, και οι υγιείς μάρτυρες περιελάμβαναν 14 άνδρες και 11 γυναίκες (Πίνακας 3, Εικόνα 17). Πίνακας 1. Η ηλικιακή κατανομή Μάρτυρες (n=25) ΓΑ ΚΑΙ ΠΓΑΓ (n=25) 74,2±5,6 έτη 73,8±4,5 έτη Εικόνα 15. Η ηλικία στις δύο ομάδες Πίνακας 2. Η κατανομή ανά φύλο Άνδρες Γυναίκες 26 (52%) 24 (48%) Εικόνα 16. Η κατανομή ανά φύλο 85

86 Πίνακας 3. Η κατανομή ανδρών γυναικών ανά κατηγορία Μάρτυρες ΓΑ και ΠΓΑΓ Άνδρες Γυναίκες Σύνολο Εικόνα 17. Η κατανομή ανδρών γυναικών ανά κατηγορία Δείγματα ομοκυστεΐνης στο υδατοειδές υγρό και στο πλάσμα Συνολικά συγκεντρώθηκαν 138 δείγματα ΥΥ και αντίστοιχα πλάσματος για τις ανάγκες αυτής της διατριβής και από τις τέσσερις κατηγορίες ασθενών. Πιο αναλυτικά, 30 δείγματα συγκεντρώθηκαν από ασθενείς με ΣΑ, 30 δείγματα συγκεντρώθηκαν από ασθενείς με ΓΑ, 30 από ασθενείς με ΠΓΑΓ και 48 από υγιείς μάρτυρες με γεροντικό καταρράκτη. Η μέση ηλικία ήταν για τους ασθενείς με ΣΑ 73,4±8,4 έτη, για τους ασθενείς με ΓΑ τα 73,8±4,5 έτη, για τους ασθενείς με ΠΓΑΓ τα 72,7±8,7 έτη και για τους υγιείς μάρτυρες τα 73,2±6,1 έτη (Πίνακας 4, Εικόνα 18). Δεν υπήρχε στατιστικά σημαντική διαφορά όσο αφορά την ηλικία ανάμεσα σε ασθενείς οποιασδήποτε ομάδας ΣΑ, ΓΑ και ΠΓΑΓ τόσο μεταξύ του όσο και με υγιείς μάρτυρες (p>0,05) αντίστοιχα. Οι άνδρες ήταν 69 (50%) και οι γυναίκες 69 (50%) (Πίνακας 5, Εικόνα 19). Πιο αναλυτικά με ΣΑ έπασχαν 15 (50%) άνδρες και 15 (50%) γυναίκες, με ΓΑ 15 (50%) άνδρες και 15(50%) γυναίκες, με ΠΓΑΓ 14 (46,7%) άνδρες και 16 (53,3%) γυναίκες και οι μάρτυρες περιελάμβαναν 25 (52,1%) άνδρες και 23 (47,9%) γυναίκες (Πίνακας 6, Εικόνα 20). Η ηλικία κατά φύλλο και κατηγορία ήταν για τους μάρτυρες οι άνδρες 73,9±6,5 έτη και οι γυναίκες 72,4±5.8έτη. Στους ασθενείς με ΣΑ οι άνδρες είχαν ηλικία 72,3±10,5έτη και οι γυναίκες 74,5±5,9έτη. Στους ασθενείς με ΓΑ η κατανομή της ηλικίας κατά φύλλο ήταν 74,3±4,3 έτη για τους άνδρες και 86

87 73,3±4,9 έτη για τις γυναίκες, και στη κατηγορία ΠΓΑΓ οι άνδρες ήταν 71,5±10,3 έτη και οι γυναίκες 73,8 ±7,2. (Πίνακας 7, Εικόνα 21). Πίνακας 4. Η ηλικιακή κατανομή Μάρτυρες (n=48) ΣΑ (n=30) ΓΑ (n=30) ΠΓΑΓ (n=30) 73,2±6,1 73,4±8,4 73,8±4,5 έτη 72,7±8,7 έτη Εικόνα 18. Η ηλικία στις δύο ομάδες Πίνακας 5. Η κατανομή ανά φύλλο Άνδρες Γυναίκες 69 (50%) 69 (50%) Εικόνα 19. Η κατανομή ανά φύλλο 87

88 Πίνακας 6. Η κατανομή ανδρών γυναικών ανά κατηγορία Μάρτυρες ΣΑ ΓΑ ΠΓΑΓ Άνδρες Γυναίκες Σύνολο Εικόνα 20. Η κατανομή ανδρών γυναικών ανά κατηγορία. Πίνακας 7. Η ηλικιακή κατανομή ανά κατηγορία και φύλλο Μάρτυρες ΣΑ ΓΑ ΠΓΑΓ Άνδρες 73,9±6,5 72,3±10,5 74,3±4,3 71,5±10,3 Γυναίκες 72,4± ,5±5,9 73,3±4,9 73,8 ±7,2 Εικόνα 21. Η ηλικιακή κατανομή ανά κατηγορία και φύλλο 88

89 Οι ασθενείς που ανήκαν στις ομάδες με ΓΑ και ΠΓΑΓ λάμβαναν τοπική θεραπεία με σταγόνες για το γλαύκωμα. Από τους ασθενείς με ΓΑ (n=30) από αυτούς 15 (50%) ήταν σε αγωγή με β-αναστολέα ενώ 15 ήταν σε αγωγή με ανάλογα προσταγλανδινών (50%). Στην ομάδα με ΠΓΑΓ (n=30), 50% (n=15) ήταν σε αγωγή με β-αναστολέα και 50% (n=15) αντίστοιχα σε θεραπεία με ανάλογα προσταγλανδινών (Πίνακας 8, Εικόνα 22). Πίνακας 8. Η κατανομή ανάλογα με τη θεραπεία ΓΑ ΠΓΑΓ Β-αναστολέας 15 (50%) 15 (50%) Ανάλογα προσταγλανδινών 15 (50%) 15(50%) Εικόνα 22. Η κατανομή ανάλογα με τη θεραπεία 3.2 Η συγκέντρωση του γλουταμινικού και του ασπαραγινικού στο υδατοειδές υγρό των ασθενών με γλαύκωμα και της ομάδας ελέγχου Η συγκέντρωση του γλουταμινικού και του ασπαραγινικού μετρήθηκε σε 50 δείγματα εκ των οποίων 25 με γλαύκωμα και σε 25 μάρτυρες. Η μέση ηλικία ήταν 73,8±4,5 στους ασθενείς με γλαύκωμα και 74,2±5,6 έτη στην ομάδα. Παρατηρήθηκε στατιστικά σημαντική αύξηση της συγκέντρωσης του γλουταμινικού και στατιστικά σημαντική μείωση της συγκέντρωσης του ασπαραγινικού οξέος στα δείγματα των ασθενών με γλαύκωμα. Συγκεκριμένα η συγκέντρωση του γλουταμινικού αυξήθηκε σε 5,43± 1,49 pg/ ml έναντι 2,78±1,07 pg/ml των υγιών μαρτύρων, (p<0.05). Αντιθέτως η συγκέντρωση του ασπαραγινικού μειώθηκε στην ομάδα των ασθενών σε 0,82±0,25 pg/ ml έναντι 1,76±0,98 pg/ ml των υγιών μαρ- 89

90 τύρων, (p<0.05) (Πίνακας 9, Εικόνα 23). Πίνακας 9. Η συγκέντρωση του γλουταμινικού και του ασπαραγινικού στο ΥΥ υγιών ατόμων και ατόμων με γλαύκωμα Asp Glu Control (n=25, ) 1,76±0,98 2,78±1,07 Glaucoma-XFS(n=25, 12 /13 ) 0,82±0,25 5,43±1,49 Εικόνα 23. Η συγκέντρωση του γλουταμινικού και του ασπαραγινικού στο ΥΥ υγιών ατόμων και ατόμων με γλαύκωμα 3.3 Η συγκέντρωση της ομοκυστεΐνης στο υδατοειδές υγρό και στο πλάσμα ασθενών με ΣΑ, ΓΑ, ΠΓΑΓ και της ομάδας ελέγχου Η ομοκυστεΐνη ταυτοποιήθηκε σε όλα τα δείγματα ΥΥ και του πλάσματος Μέση συγκέντρωση ομοκυστεΐνης στο υδατοειδές υγρό και στο πλάσμα ασθενών με ΣΑ, ΓΑ, ΠΓΑΓ και της ομάδας ελέγχου Οι ασθενείς με ΓΑ είχαν σημαντικά υψηλότερες συγκεντρώσεις ομοκυστεΐνης τόσο στο ΥΥ (2,89±0,82 μmol/l) όσο και στο πλάσμα (13,04±3,37 μmol/l) έναντι των φυσιολογικών μαρτύρων (1,87±0,47 μmol/l) και (13,04±3,3737 μmol/l) (Πίνακας 10, Εικόνα 24-25). Επίσης οι ασθενείς με ΠΓΑΓ είχαν σημαντικά υψηλότερες συγκεντρώσεις ομοκυστεΐνης τόσο στο ΥΥ (2,29±0,43μmol/l) όσο και στο πλάσμα (19,17 ±2,80 μmol/l). Στην ομάδα του ΣΑ δεν παρατηρήθηκε στατιστικά σημαντική διαφορά όσον αφορά τη συγκέντρωση της ομοκυστεΐνης ανάμεσα σε αυτή την ομάδα και την ομάδα ελέγχου τόσο στο ΥΥ(1,98±0,48 μmol/l) όσο και στο πλάσμα (14,52±5,47 μmol/l). Στατιστικώς σημαντική διαφορά (p<0,05) παρατηρήθηκε στο ΥΥ και στο πλάσμα, μεταξύ της ομάδας των ατόμων με ΣΑ και των ασθενών με ΓΑ. 90

91 Πίνακας 10. Η συγκέντρωση της ομοκυστεΐνης στο υδατοειδές υγρό και στο πλάσμα Μάρτυρες ΣΑ ΓΑ ΠΓΑΓ Υδατοειδές υγρό 1,87±0,47 1,98±0,48 2,89±0,82** 2,29±0,43* Πλάσμα 13,04±3,37 14,52±5,47 17,51±6,08** 19,17±2,80** *P<0,05, **P<0,01 Εικόνα 24. Η συγκέντρωση της ομοκυστεΐνης στο υδατοειδές υγρό Εικόνα 25. Η συγκέντρωση της ομοκυστεΐνης στο πλάσμα 91

92 3.3.2 Συσχέτιση συγκέντρωσης ομοκυστεΐνης στο υδατοειδές υγρό και στο πλάσμα ασθενών με ΣΑ, ΓΑ, ΠΓΑΓ και της ομάδας ελέγχου Υπήρξε στατιστικά σημαντική συσχέτιση ανάμεσα στη συγκέντρωση της ομοκυστεΐνης στο ΥΥ και στην αντίστοιχη στο πλάσμα στους ασθενείς με ΣΑ (r=0,55, p<0.05), καθώς και τους ασθενείς με ΓΑ(r=0,41, p=<0,05), αλλά όχι στους ασθενείς με ΠΓΑΓ (r=0,26, p>0.05), και της ομάδας ελέγχου (r=0,26, p>0.05) (Πίνακας 11). Πίνακας 11. Συσχέτιση συγκέντρωσης ομοκυστεΐνης στο υδατοειδές υγρό και στο πλάσμα Μάρτυρες ΣΑ ΓΑ ΠΓΑΓ R ,41 0, Ποσοστά υπερομοκυστεναιμίας ασθενών με ΣΑ, ΓΑ, ΠΓΑΓ και της ομάδας ελέγχου Υπερομοκυστεναιμία (τιμή αναφοράς 15 μmol/l) ήταν παρούσα στο 93,3% (28/30)των ασθενών με ΠΓΑΓ, 40% (12/30) των ατόμων με ΣΑ και 70% (21/30) των ασθενών με ΓΑ και 27,1% (13/48) της ομάδας ελέγχου (Πίνακας 12, Εικόνα 26). Πίνακας 12. Υπερομοκυστεναιμία στις ομάδες ασθενών Μάρτυρες ΣΑ ΓΑ ΠΓΑΓ Υπερομοκυστεναιμία 27,1% 40% 70% 93,3% Εικόνα 26. Υπερομοκυστεναιμία στις ομάδες ασθενών Ποσοστά υπερομοκυστεναιμίας ανάλογα με το φύλο και την ηλικία Η στατιστική ανάλυση έδειξε ότι δεν υπήρξε συσχέτιση της 92

93 υπερομοκυστειναιμίας με το φύλο. Υπερομοκυστειναιμία παρατηρήθηκε στο 55% (38/69) των ανδρών (συνολικά και στις τέσσερις ομάδες) έναντι 52% (36/69) των γυναικών (Πίνακας 13). Πίνακας 13. Ποσοστά υπερομοκυστεναιμίας ανάλογα με το φύλο Άνδρες (n=69) Γυναίκες (n=69) Υπερομοκυστεναιμία 55% 52% Αναλυτικότερα από τα 13 άτομα στην ομάδα των μαρτύρων που είχαν υπερομοκυστεναιμία οι 5 ήταν άνδρες (20% επί του συνόλου των ανδρών της κατηγορίας) και οι 8 γυναίκες (34,8%). Στην ομάδα με ΣΑ υπερομοκυστεναιμία είχαν 8 άνδρες (53,3%) και 4 γυναίκες (26,7%). Στην ομάδα με ΓΑ τα αντίστοιχα ποσοστά ήταν 11 άνδρες (73,3%) και 10 γυναίκες (66,7%) ενώ στην ομάδα με ΠΓΑΓ 14 άνδρες (100%) και 14 γυναίκες (100%) (Πίνακας 14, Εικόνα 27). Πίνακας 14. Ποσοστά υπερομοκυστεναιμίας ανάλογα με το φύλλο Μάρτυρες ΣΑ ΓΑ ΠΓΑΓ Άνδρες (5/25) 20% (8/15) 53,3% (11/15) 73,3% (14/14) 100% Γυναίκες (8/23) 34,8% (4/15) 26,7% (10/15) 66,7% (14/16) 87,5% Εικόνα 27. Ποσοστά υπερομοκυστεναιμίας ανάλογα με το φύλλο Η στατιστική ανάλυση των δεδομένων δεν απέδειξε την ηλικία εώς αξιόλογο παράγοντα κινδύνου. Σαφώς και με την αύξηση της ηλικίας υπήρξε αύξηση των ποσοστών υπερομοκυστεναιμίας χωρίς όμως η αύξηση αυτή να αγγίζει στατιστικώς σημαντικά όρια Συγκέντρωση ομοκυστεΐνης ανάλογα με τη θεραπευτική αγωγή Δεν παρατηρήθηκε στατιστικώς σημαντική διαφορά στους μέσους 93

94 όρους συγκέντρωσης ομοκυστεΐνης τόσο στο ΥΥ όσο και στο πλάσμα μεταξύ των ασθενών με ΓΑ ή ΠΓΑΓ που ήταν σε θεραπεία με ανάλογα προσταγλανδίνης (n=30) ή β-αναστολείς (n=30) (Πίνακας 15, Εικόνα 28). Πίνακας 15. Συγκέντρωση ομοκυστεΐνης ανάλογα με τη θεραπεία ΓΑ ΠΓΑΓ ΥΥ Πλάσμα ΥΥ Πλάσμα Β-αναστολέας 2,99±0, ±4,84 2,24 ±0,38 19,35±3,46 Ανάλογα προσταγλανδινών 2,80±0,57 17,61±7,30 2,33 ±0,48 18,99±2,03 Εικόνα 28. Συγκέντρωση ομοκυστεΐνης ανάλογα με τη θεραπεία Πολυπαραγοντική λογαριθμιστική παλινδρόμηση Στη προσπάθεια μας να καθορίσουμε κατά πόσο η ομοκυστεΐνη αποτελεί παράγοντα κινδύνου για την ανάπτυξη γλαυκώματος έγινε η ανάλυση των δεδομένων με τη μέθοδο της πολυπαραγοντικής λογαριθμιστικής παλινδρόμησης. Στο ΥΥ των ατόμων με ΣΑ (odds ratio για 1 μmol/l αύξηση στη συγκέντρωση της ομοκυστεΐνης ήταν 1,67 με 95% CI=0,63±4,48) και στους ασθενείς με ΓΑ (odds ratio για 1 μmol/l αύξηση στη συγκέντρωση της ομοκυστεΐνης 50,66% με 95% CI=8,91± 291,26). Στους ασθενείς με ΠΓΑΓ βρέθηκε (odds ratio για 1 μmol/l αύξηση στη συγκέντρωση της ομοκυστεΐνης 8,69 με 95% CI=2,44±30,94) (Πίνακας 16). Πίνακας 16. Πολυπαραγοντική λογαριθμιστική παλινδρόμηση υδατοειδούς υγρού ΣΑ ΓΑ ΠΓΑΓ Odds ratio (95% CI) 1,67 (0,63±4,48) 50,66 (8,91±291,26) 8,69 (2,44±30,94) 94