Способ диагностики стадии возрастной катаракты

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ СТАДИИ ВОЗРАСТНОЙ КАТАРАКТЫ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт биофизики и клеточной инженерии Национальной академии наук Беларуси(72) Авторы Мажуль Владимир Михайлович (умерший) Галец Инесса Веславовна Щербин Дмитрий Григорьевич Чекина Анна Юрьевна(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт биофизики и клеточной инженерии Национальной академии наук Беларуси(57) Способ диагностики стадии возрастной катаракты, при котором регистрируют интенсивность фосфоресценции изолированной ткани хрусталика в бескислородных условиях при комнатной температуре при длинах волн 441 и 525 нм при возбуждении фосфоресценции светом с длиной волны соответственно 297 и 320-350 нм, рассчитывают коэффициентпо формуле 525 , 441 где 525 и 441 - интенсивность фосфоресценции при длине волны 525 и 441 нм соответственно,и диагностируют отсутствие возрастной катаракты при значении 0,4 или стадию незрелой возрастной катаракты при 0,50,9, почти зрелую возрастную катаракту - при 0,91,5, зрелую возрастную катаракту - при 1,5. Изобретение относится к области медицины, в частности к офтальмологии, а именно к способам диагностики возрастной катаракты. Известен способ диагностики возрастной катаракты 1, при котором на хрусталик воздействуют лазерным излучателем длиной волны 320-350 нм, интенсивность флуоресценции хрусталика регистрируют в трех точках на длинах волн 400, 440 и 500 нм. Диагноз ставят в зависимости от значения индекса помутнения. Недостатками известного способа является то, что при измерении учитывается суммарная интенсивность как мутности объекта, так и параметров его флуоресценции без разделения их на составляющие, лазерное излучение представляет для органа зрения значительно большую опасность, чем все из 16103 1 2012.08.30 вестные источники некогерентного света, так как оно способно вызвать его повреждение за значительно более короткий промежуток времени, чем тот, который необходим для срабатывания физиологических защитных механизмов. Наиболее близким является способ исследования хрусталика глаза в норме и при возрастной катаракте с помощью метода фосфоресценции при комнатной температуре (ФКТ) 2. Согласно данному способу, стадию катаракты определяют по значению интенсивности полосы спектра ФКТ ткани хрусталика при длине волны регистрации 530 нм при всех длинах волн возбуждения. Спектры фосфоресценции тканей хрусталика регистрируют в диапазоне длин волн 400-650 нм при возбуждении в интервалах длин волн 270-300 нм и 320-450 нм. К недостаткам известного решения можно отнести относительную продолжительность проведения диагностики вследствие регистрации интенсивности фосфоресценции хрусталика на значительном количестве возбуждающих длин волн, зависимость параметра интенсивности спектра ФКТ продуктов окисления триптофана и перекисного окисления липидов (ПОЛ) при определенной длине волны регистрации от индивидуальных особенностей ткани хрусталика глаза человека. Задачей предлагаемого изобретения является создание простого способа диагностики стадий возрастной катаракты. Задача решается за счет того, что в известном способе диагностики стадий возрастной катаракты регистрируют интенсивность фосфоресценции изолированной ткани хрусталика в бескислородных условиях при комнатной температуре при длинах волн 441 и 525 нм при возбуждении фосфоресценции светом с длиной волны соответственно 297 и 320-350 нм,рассчитывают коэффициентпо формуле 525/441,где 525 и 441 - интенсивность фосфоресценции на длине волны 525 и 441 нм соответственно,и диагностируют отсутствие возрастной катаракты при значении 0,4 или стадию незрелой возрастной катаракты при 0,50,9, почти зрелую возрастную катаракту - при 0,91,5, зрелую возрастную катаракту - при 1,5. Основная масса хрусталика образована волокнами, которые представляют собой клетки эпителия, вытянутые в длину. Каждое волокно представляет собой прозрачную шестиугольную призму. Вещество хрусталика, образованное белком кристаллином, совершенно прозрачно и так же, как другие компоненты светопреломляющего аппарата, лишено сосудов и нервов. В настоящее время основной причиной формирования катаракты является механизм свободнорадикального окисления. В результате образования свободных радикалов в хрусталике происходит образование и накопление токсичных соединений, приводящих к необратимым изменениям белков хрусталика. Диагностику возрастной катаракты осуществляют следующим образом. С помощью высокочувствительного компьютерного спектрофосфориметра производят измерение интенсивности ФКТ тканей изолированного хрусталика при длине волны регистрации 441 нм при возбуждении светом длиной волны 297 нм и длине волны регистрации 525 нм при возбуждении светом в диапазоне длин волн 320-350 нм. На основании данных параметров вычисляют коэффициент , равный отношению значений интенсивностей при длине волны регистрации 525 нм (525) и длине волны регистрации 441 нм (441). С помощью метода ФКТ на основании спектральных характеристик биологических образцов в диапазоне длин волн 400-650 нм возможно осуществлять мониторинг накапливающихся с возрастом и при развитии патологии иммобилизованных продуктов окисления триптофана и перекисного окисления липидов (ПОЛ). Методом ФКТ показано, что продукты фотохимической деградации триптофана и липидов, накапливающиеся с возрастом в тканях хрусталика человека, в ткани прозрачного бесцветного хрусталика человека (возраст 19 лет) находятся преимущественно в высокоподвижном молекулярном окружении и, вследствие высокой эффективности столкновительной релаксации триплет 2 16103 1 2012.08.30 ных уровней, в миллисекундном диапазоне не фосфоресцируют. После иммобилизации,предположительно на белках, эти хромофоры приобретают выраженную способность к ФКТ в результате резкого снижения эффективности процессов безызлучательной дезактивации возбужденных триплетных состояний. Способность продуктов окисления триптофана и ПОЛ иммобилизоваться на белках в процессе их накопления в тканях хрусталика может приводить к нежелательным изменениям в структуре кристалликов и мембранных белков хрусталика глаза человека и, как следствие этого, нарушать их физиологическое структурно-динамическое состояние, что может увеличивать тенденцию этих белков к агрегации, повышая, таким образом, вероятность развития возрастной катаракты. Так, с возрастом (45-55 лет) и при развитии катаракты степень иммобилизации продуктов окисления триптофана и ПОЛ возрастает. Данное техническое решение заключается в оптимизации параметров, по которым проводится диагностика стадий развития возрастной катаракты. Оценку степени иммобилизации накапливающихся с возрастом и при развитии катаракты продуктов окисления триптофана и ПОЛ производят на основе сравнительного анализа интенсивностей в спектрах ФКТ тканей изолированного хрусталика глаза в 2 точках (определенных опытным путем). Одна из них, 441, является значением интенсивности спектра ФКТ тканей хрусталика при длине волны 441 нм (при возбуждении светом длиной волны 297 нм), другая,525, - при длине волны 525 нм (при возбуждении светом в диапазоне длин волн 320-350 нм). Отношение 525/441 и является количественным показателем степени иммобилизации продуктов окисления триптофана и ПОЛ в тканях хрусталика, который выражают в виде коэффициента . Диагностику стадий развития возрастной катаракты производят на основании значений этого коэффициента . Пример конкретного выполнения. Для проведения исследований использовали прозрачные хрусталики людей среднего и пожилого возраста (45-55 лет) и хрусталики больных возрастной катарактой (возраст 7383 года). Прозрачные хрусталики извлекали из энуклеированных глаз скоропостижно скончавшихся людей (не позднее 5-7 часов после смерти). Хрусталики больных возрастной катарактой получены во время операций в клинике глазных болезней УО Белорусского государственного медицинского университета. Перед проведением экспериментов хрусталики декапсулировали. Хрусталиковую линзу разделяли на две равные части вдоль вертикальной оси и одну из них помещали в кварцевую кювету с оптической толщиной 2 мм, содержащую 0,15-фосфатный буфер ( 7,4), и измеряли спектры ФКТ. Исследование фосфоресценции тканей хрусталика проводили в бескислородных условиях вследствие способности молекул кислорода тушить триплетные возбужденные состояния органических хромофоров. Удаление кислорода из образцов осуществляли с помощью сульфита натрия в конечной концентрации 40 мМ, который вносили в кварцевую кювету перед проведением фосфоресцентных измерений за 40 мин. Остаточная концентрация кислорода в буферном растворе не превышала 1 нМ. Фосфоресцентные измерения проводили с помощью созданного в ГНУ Институт биофизики и клеточной инженерии НАН Беларуси высокочувствительного автоматизированного спектрофосфориметра. Это устройство с монохроматическими возбуждением и регистрацией послесвечения позволяет регистрировать спектры фосфоресценции исследуемых объектов в спектральном диапазоне 250-650 нм с квантовым выходом до 10-6. Измерение интенсивности ФКТ тканей хрусталика производили при длине волны регистрации 441 нм (441) при возбуждении светом длиной волны 297 нм и при длине волны регистрации 525 нм (525) при возбуждении светом в диапазоне длин волн 320-350 нм. Отношение 525 к 441 использовали как количественный показатель степени иммобилизации продуктов окисления триптофана и ПОЛ в тканях хрусталика в виде коэффициента . Значения коэффициентапродуктов окисления триптофана и ПОЛ втканях изолированных хрусталиков человека прозрачных и на различных стадиях развития возрастной катаракты представлены в таблице. 3 Стадия возрастной катаракты (3) 1 отсутствует 8 0,4 2 незрелая 10 0,50,9 3 почти зрелая 10 0,91,5 4 зрелая 10 1,5 В отличие от известных способов диагностики катаракты данный способ позволяет быстро и с высокой степенью точности проводить диагностику возрастной катаракты ткани изолированного хрусталика и определять стадии ее развития благодаря оптимизации выбранных параметров исследований. В отличие от остальных технических решений продолжительность проведения диагностики возрастной катаракты ткани изолированного хрусталика вследствие регистрации интенсивности ФКТ биологической пробы только в двух точках значительно сокращается параметры мутности хрусталика не влияют на показатель степени иммобилизации продуктов окисления триптофана и ПОЛ в тканях хрусталика данный способ диагностики при создании соответствующего оборудования позволит обнаруживать изменения ткани хрусталика, предшествующие стадии помутнения, т.е. установить вероятность развития возрастной катаракты. Источники информации 1. Патент 2326582 1, 2008. 2. Мажуль В.М., Толсторожев Г.Б., Галец И.В., Фролова Д.А., Чекина А.Ю. Фосфоресцентный анализ тканей хрусталика в норме и при возрастной катаракте Рецепт (специальный выпуск). - 2007. - С. 353-357. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4