Клітинно-молекулярні механізми прогресування офтальмологічної патології на тлі впливу факторів навколишнього середовища. Огляд літератури

Автор(и)

  • Ольга Володимирівна Недзвецька Харківської медичної академії післядипломної освіти, Україна https://orcid.org/0000-0001-7143-2829
  • Ірина Юріївна Багмут Харківської медичної академії післядипломної освіти, Україна
  • Ірина Анатоліївна Соболєва Харківської медичної академії післядипломної освіти, Україна https://orcid.org/0000-0001-9647-4179
  • Ірина Василівна Пастух Харківської медичної академії післядипломної освіти, Україна https://orcid.org/0000-0002-4230-880X
  • Наталія Анатоліївна Гончарова Харківської медичної академії післядипломної освіти, Україна https://orcid.org/0000-0002-1986-6328

DOI:

https://doi.org/10.15587/2519-4798.2021.223486

Ключові слова:

патологічні процеси органу зору, матричні металопротеїнази, цитокіни, фактор росту ендотелію судин, білок р53, важкі метали

Анотація

Сучасні науковці все частіше звертають увагу на молекулярні механізми виникнення хвороб органу зору в умовах антропогенного забруднення навколишнього середовища. Забруднення довкілля в основному відбувається за рахунок атмосферних викидів підприємств металургійної, автомобільної, авіаційної та нафтохімічної промисловості, відходів тваринницьких ферм та внаслідок застосування мінеральних добрив і отрутохімікатів. За кількістю промислового бруду на душу населення Україна посідає одне з перших місць у Європі.

Метою цього огляду літератури було проаналізувати роль поза- та внутрішньоклітинних білкових структур та молекулярні механізми виникнення деяких патологічних процесів органу зору, що виникають під впливом антропогенного навантаження на організм людини.

Матеріал та методи дослідження. Наукові публікації в закордонних та вітчизняних журналах з відповідної тематики за останні 5 років, Інтернет ресурси.

Результати досліджень та їх обговорення. В ході огляду літератури було розширено наукове уявлення про роль репараційного ензиму (MGMT), фактору росту ендотелію судин, білків сімейства Bcl-2, білків p53 та Ki 67, матриксних металопротеїназах при деякій офтальмологічній патології. З’ясовано, що антропоекологічні фактори навколишнього середовища здатні спричиняти оксидативний стрес внаслідок мітохондріальної дисфункції та апоптоз, які є компонентом складного патофізіологічного процесу при найпоширеніших хворобах зорового аналізатору.

Висновки. Вивчення молекулярних механізмів виникнення і прогресування захворювань органу зору за участю білкових факторів дає можливість розширити уявлення про патогенетичні ланки їх розвитку з метою прогнозування перебігу патологічного процесу, адекватного лікування та профілактики

Біографії авторів

Ольга Володимирівна Недзвецька, Харківської медичної академії післядипломної освіти

Доктор медичних наук, професор

Кафедра офтальмології

Ірина Юріївна Багмут, Харківської медичної академії післядипломної освіти

Доктор медичних наук, професор, завідувач кафедри

Кафедрa клінічної патологічної фізіології, топографічної анатомії та оперативної хірургії

Ірина Анатоліївна Соболєва, Харківської медичної академії післядипломної освіти

Доктор медичних наук, професор

Кафедра офтальмології

Ірина Василівна Пастух, Харківської медичної академії післядипломної освіти

Кандидат медичних наук, доцент

Кафедра офтальмології

Наталія Анатоліївна Гончарова, Харківської медичної академії післядипломної освіти

Кандидат медичних наук, доцент

Кафедра офтальмології

Посилання

  1. Khvesyk, M. A.; Khvesyk, M. A. (Ed.) (2014) .Ekolohichna i pryrodno-tekhnohenna bezpeka Ukrainy v rehionalnomu vymiri. Kyiv: In-t ekonomiky pryrodokorystuvannia ta staloho rozvytku, 339.
  2. Yakovenko, O. V., Kuraieva, I. V., Kroik, H. A. et. al. (2015). Heokhimichni osoblyvosti rozpodilu vazhkykh metaliv u gruntakh zony vplyvu pidpryiemstv kolorovoi metalurhii. Visnyk Dnipropetrovskoho universytetu. Seriia: Heolohiia, heohrafiia, 23 (1), 152–157.
  3. Kuraeva, Y. V. (2016). Geochemical indicators of the ecological state of the contaminated soil. Dnipropetrovsk University Bulletin. Series: geology, geography, 24 (2), 61–69. doi: http://doi.org/10.15421/111634
  4. Fu, Z., Xi, S. (2019). The effects of heavy metals on human metabolism. Toxicology Mechanisms and Methods, 30 (3), 167–176. doi: http://doi.org/10.1080/15376516.2019.1701594
  5. Le, D.-V., Jiang, J.-H. (2020). Fluorescence determination of the activity of O6-methylguanine-DNA methyltransferase based on the activation of restriction endonuclease and the use of graphene oxide. Microchimica Acta, 187 (5). doi: http://doi.org/10.1007/s00604-020-04280-0
  6. Xing, X., He, Z., Wang, Z., Mo, Z., Chen, L., Yang, B. et. al. (2020). Association between H3K36me3 modification and methylation of LINE-1 and MGMT in peripheral blood lymphocytes of PAH-exposed workers. Toxicology Research, 9 (5), 661–668. doi: http://doi.org/10.1093/toxres/tfaa074
  7. Wang, K., Chen, D., Qian, Z., Cui, D., Gao, L., Lou, M. (2017). Hedgehog/Gli1 signaling pathway regulates MGMT expression and chemoresistance to temozolomide in human glioblastoma. Cancer Cell International, 17 (1). doi: http://doi.org/10.1186/s12935-017-0491-x
  8. Yu, W., Zhang, L., Wei, Q., Shao, A. (2020). O6-Methylguanine-DNA Methyltransferase (MGMT): Challenges and New Opportunities in Glioma Chemotherapy. Frontiers in Oncology, 9. doi: http://doi.org/10.3389/fonc.2019.01547
  9. Njuma, O. J., Su, Y., Guengerich, F. P. (2019). The abundant DNA adduct N7-methyl deoxyguanosine contributes to miscoding during replication by human DNA polymerase η. Journal of Biological Chemistry, 294 (26), 10253–10265. doi: http://doi.org/10.1074/jbc.ra119.008986
  10. Yazici, H., Wu, H., Tigli, H., Yilmaz, E., Kebudi, R., Santella, R. (2020). High levels of global genome methylation in patients with retinoblastoma. Oncology Letters, 20 (1), 715–723. doi: http://doi.org/10.3892/ol.2020.11613
  11. Li, P., Yu, H., Zhang, G., Kang, L., Qin, B., Cao, Y. et. al. (2020). Identification and Characterization of N6-Methyladenosine CircRNAs and Methyltransferases in the Lens Epithelium Cells From Age-Related Cataract. Investigative Opthalmology & Visual Science, 61 (10), 13. doi: http://doi.org/10.1167/iovs.61.10.13
  12. Vynohradova, Yu. V. (2015). Issledovanye povrezhdenyia y protsessov vosstanovlenyia setchatky hlaza mishei posle obluchenyia uskorennimy protonamy i deistvyia metylnytrozomochevyni. Dubna, 23.
  13. Deng, G., Moran, E. P., Cheng, R., Matlock, G., Zhou, K., Moran, D. et. al. (2017). Therapeutic Effects of a Novel Agonist of Peroxisome Proliferator-Activated Receptor Alpha for the Treatment of Diabetic Retinopathy. Investigative Opthalmology & Visual Science, 58 (12), 5030–5042. doi: http://doi.org/10.1167/iovs.16-21402
  14. Savage, S. R., McCollum, G. W., Yang, R., Penn, J. S. (2015). RNA-seq identifies a role for the PPARβ/δ inverse agonist GSK0660 in the regulation of TNFα-induced cytokine signaling in retinal endothelial cells. Molecular Vision, 21, 568–576.
  15. Zografos, L. J., Andrews, E., Wolin, D. L., Calingaert, B., Davenport, E. K., Hollis, K. A. et. al. (2019). Physician and Patient Knowledge of Safety and Safe Use Information for Aflibercept in Europe: Evaluation of Risk-Minimization Measures. Pharmaceutical Medicine, 33 (3), 219–233. doi: http://doi.org/10.1007/s40290-019-00279-y
  16. Romero-Aroca, P., Baget-Bernaldiz, M., Pareja-Rios, A., Lopez-Galvez, M., Navarro-Gil, R., Verges, R. (2016). Diabetic Macular Edema Pathophysiology: Vasogenic versus Inflammatory. Journal of Diabetes Research, 2016, 1–17. doi: http://doi.org/10.1155/2016/2156273
  17. Shalchi, Z., Mahroo, O., Bunce, C., Mitry, D. (2020). Anti-vascular endothelial growth factor for macular oedema secondary to branch retinal vein occlusion. Cochrane Database of Systematic Reviews, 7 (7). doi: http://doi.org/10.1002/14651858.cd009510.pub3
  18. Joseph, C., Mangani, A. S., Gupta, V., Chitranshi, N., Shen, T., Dheer, Y. et. al. (2020). Cell Cycle Deficits in Neurodegenerative Disorders: Uncovering Molecular Mechanisms to Drive Innovative Therapeutic Development. Aging and Disease, 11 (4), 946–466. doi: http://doi.org/10.14336/ad.2019.0923
  19. Shpak, A. A., Guekht, A. B., Druzhkova, T. A., Kozlova, K. I., Gulyaeva, N. V. (2017). Brain-Derived Neurotrophic Factor in Patients with Primary Open-Angle Glaucoma and Age-related Cataract. Current Eye Research, 43 (2), 224–231. doi: http://doi.org/10.1080/02713683.2017.1396617
  20. Awais, R., Spiller, D. G., White, M. R. H., Paraoan, L. (2016). p63 is required beside p53 for PERP-mediated apoptosis in uveal melanoma. British Journal of Cancer, 115 (8), 983–992. doi: http://doi.org/10.1038/bjc.2016.269
  21. Xiao, F., Li, Y., Dai, L., Deng, Y., Zou, Y., Li, P. et. al. (2012). Hexavalent chromium targets mitochondrial respiratory chain complex I to induce reactive oxygen species-dependent caspase-3 activation in L-02 hepatocytes. International Journal of Molecular Medicine, 30 (3), 629–635. doi: http://doi.org/10.3892/ijmm.2012.1031
  22. Naoi, M., Wu, Y., Shamoto-Nagai, M., Maruyama, W. (2019). Mitochondria in Neuroprotection by Phytochemicals: Bioactive Polyphenols Modulate Mitochondrial Apoptosis System, Function and Structure. International Journal of Molecular Sciences, 20 (10), 2451. doi: http://doi.org/10.3390/ijms20102451
  23. Boutry, J., Dujon, A. M., Gerard, A.-L., Tissot, S., Macdonald, N., Schultz, A. et. al. (2020). Ecological and Evolutionary Consequences of Anticancer Adaptations. iScience, 23 (11), 101716. doi: http://doi.org/10.1016/j.isci.2020.101716
  24. Ahn, Y. J., Kim, M. S., Chung, S. K. (2016). Calpain and Caspase-12 Expression in Lens Epithelial Cells of Diabetic Cataracts. American Journal of Ophthalmology, 167, 31–37. doi: http://doi.org/10.1016/j.ajo.2016.04.009
  25. Chitranshi, N., Dheer, Y., Abbasi, M., You, Y., Graham, S. L., Gupta, V. (2018). Glaucoma Pathogenesis and Neurotrophins: Focus on the Molecular and Genetic Basis for Therapeutic Prospects. Current Neuropharmacology, 16 (7), 1018–1035. doi: http://doi.org/10.2174/1570159x16666180419121247
  26. Vennam, S., Georgoulas, S., Khawaja, A., Chua, S., Strouthidis, N. G., Foster, P. J. (2019). Heavy metal toxicity and the aetiology of glaucoma. Eye, 34 (1), 129–137. doi: http://doi.org/10.1038/s41433-019-0672-z
  27. Conley, S. M., McKay, B. S., Jay Gandolfi, A., Daniel Stamer, W. (2006). Alterations in human trabecular meshwork cell homeostasis by selenium. Experimental Eye Research, 82 (4), 637–647. doi: http://doi.org/10.1016/j.exer.2005.08.024
  28. Vafadari, B., Salamian, A., Kaczmarek, L. (2016). MMP-9 in translation: from molecule to brain physiology, pathology, and therapy. Journal of Neurochemistry, 139, 91–114. doi: http://doi.org/10.1111/jnc.13415
  29. Singh, M., Tyagi, S. C. (2017). Metalloproteinases as mediators of inflammation and the eyes: molecular genetic underpinnings governing ocular pathophysiology. International Journal of Ophthalmology, 10 (8), 1308–1318. doi: http://doi.org/10.18240/ijo.2017.08.20
  30. O’Callaghan, J., Cassidy, P. S., Humphries, P. (2017). Open-angle glaucoma: therapeutically targeting the extracellular matrix of the conventional outflow pathway. Expert Opinion on Therapeutic Targets, 21 (11), 1037–1050. doi: http://doi.org/10.1080/14728222.2017.1386174
  31. Levanova, O. N., Sokolov, V. A., Likhvantseva, V. G. i dr. (2017). Korreliatsionnii analiz klinicheskikh, morfometricheskikh i funktsionalnykh pokazatelei s matriksnymi metalloproteinazami-2 i -9 pri pervichnoi otkrytougolnoi glaukome. Prakticheskaia meditsina, 3 (104), 54–59.
  32. Zhuravleva, A. N. (2010). Skleralnii komponent v glaukomnom protsesse. Moscow, 26.
  33. Määttä, M., Tervahartiala, T., Harju, M., Airaksinen, J., Autio-Harmainen, H., Sorsa, T. (2005). Matrix Metalloproteinases and Their Tissue Inhibitors in Aqueous Humor of Patients With Primary Open-Angle Glaucoma, Exfoliation Syndrome, and Exfoliation Glaucoma. Journal of Glaucoma, 14 (1), 64–69. doi: http://doi.org/10.1097/01.ijg.0000145812.39224.0a
  34. Schneider, M., Fuchshofer, R. (2016). The role of astrocytes in optic nerve head fibrosis in glaucoma. Experimental Eye Research, 142, 49–55. doi: http://doi.org/10.1016/j.exer.2015.08.014
  35. Feng, Q. Y., Hu, Z. X., Song, X. L., Pan, H. W. (2017). Aberrant expression of genes and proteins in pterygium and their implications in the pathogenesis. International Journal of Ophthalmology, 10 (6), 973–981. doi: http://doi.org/10.18240/ijo.2017.06.22
  36. Belinsky, I., Murchison, A. P., Evans, J. J., Andrews, D. W., Farrell, C. J., Casey, J. P. et. al. (2018). Spheno-Orbital Meningiomas: An Analysis Based on World Health Organization Classification and Ki-67 Proliferative Index. Ophthalmic Plastic & Reconstructive Surgery, 34 (2), 143–150. doi: http://doi.org/10.1097/iop.0000000000000904
  37. Su, F. F., Chen, J. L. (2019). Expression and clinical significance of p16 and Ki-67 in malignant melanoma of the conjunctiva. Journal of Biological Regulators and Homeostatic Agents, 33 (3), 821–825.
  38. Turan, M., Turan, G. (2020). Bcl-2, p53, and Ki-67 expression in pterygium and normal conjunctiva and their relationship with pterygium recurrence. European Journal of Ophthalmology, 30 (6), 1232–1237. doi: http://doi.org/10.1177/1120672120945903
  39. Rahimi-Esboei, B., Zarei, M., Mohebali, M., Keshavarz Valian, H., Shojaee, S., Mahmoudzadeh, R., Salabati, M. (2018). Serologic Tests of IgG and IgM Antibodies and IgG Avidity for Diagnosis of Ocular Toxoplasmosis. The Korean Journal of Parasitology, 56 (2), 147–152. doi: http://doi.org/10.3347/kjp.2018.56.2.147
  40. Yip, C., Foidart, P., Noël, A., Sounni, N. (2019). MT4-MMP: The GPI-Anchored Membrane-Type Matrix Metalloprotease with Multiple Functions in Diseases. International Journal of Molecular Sciences, 20 (2), 354. doi: http://doi.org/10.3390/ijms20020354
  41. Lee, K.-A., Kim, K.-W., Kim, B.-M., Won, J.-Y., Kim, H.-A., Moon, H.-W. et. al. (2018). Clinical and diagnostic significance of serum immunoglobulin A rheumatoid factor in primary Sjogren’s syndrome. Clinical Oral Investigations, 23 (3), 1415–1423. doi: http://doi.org/10.1007/s00784-018-2545-4

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-01-30

Як цитувати

Недзвецька, О. В., Багмут, І. Ю., Соболєва, І. А. ., Пастух, І. В., & Гончарова, Н. А. (2021). Клітинно-молекулярні механізми прогресування офтальмологічної патології на тлі впливу факторів навколишнього середовища. Огляд літератури. ScienceRise: Medical Science, (1 (40), 29–33. https://doi.org/10.15587/2519-4798.2021.223486

Номер

№ 1 (40) (2021)

Розділ

Медичні науки

Ліцензія

Авторське право (c) 2021 Ольга Владимировна Недзвецкая, Ирина Юрьевна Багмут, Ирина Анатольевна Соболева, Ирина Васильевна Пастух, Наталья Анатольевна Гончарова

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Наше видання використовує положення про авторські права Creative Commons CC BY для журналів відкритого доступу. 

Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:

1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.

2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.