תגובת meshwork trabecular להעלאת לחץ בעין האנושית החי
Summary
הגירת trabecular meshwork (TM) לחלל התעלה של Schlemm יכולה להיגרם על ידי העלאת לחץ אקוטית על ידי ophthalmodynamometer, ונצפתה על ידי טומוגרפיה קוהרנטיות אופטית תחום רפאים. מטרתה של שיטה זו היא לכמת את תגובת morphometric של מערכת יצוא חיים להעלאת לחץ אקוטית בחיים רקמות באתרו.
Abstract
המאפיינים מכאניים של meshwork trabecular (TM) צמודים להתנגדות יצוא ורגולצית לחץ התוך עיני (IOP). הרציונל מאחורי טכניקה זו הוא התצפית הישירה של התגובה המכנית של TM להעלאת לחץ תוך עיני חריפה. לפני הסריקה, לחץ תוך העיניים נמדדה בתחילת מחקר ובמהלך העלאת לחץ תוך עינית. לימבוס נסרק על ידי טומוגרפיה קוהרנטיות אופטית רפאים-תחום בתחילת מחקר ובמהלך העלאת לחץ תוך-עינית (ophthalmodynamometer (ODM) מיושם בכוח 30 ז). סריקות מעובדות כדי לשפר את ההדמיה של מסלול יצוא הומור המימי באמצעות ImageJ. ציוני דרך של כלי דם המשמשים לזיהוי מקומות המתאימים בתחילת מחקר ובכרכי סריקת העלאת לחץ תוך עיני. תעלת Schlemm אזור (SC) חתך (SC-CSA) ואורך SC מקדמי לאחוריים לאורך הציר הארוך שלה נמדדת באופן ידני ב 10 מקומות בקטע 1 מ"מ של SC. אומר פנימי לקיר מרחק חיצוני (אורך ציר קצר) מחושב כאזור של SC מחולק בהאורך ציר זמן. כדי לבחון את התרומה של רקמות בסמוך לגבה IOP ההשפעה, מדידות חוזרות ונשנות ללא ועם הרפיה של שריר חלק בהחדרה של tropicamide. הגירת TM לSC היא התנגדה על ידי TM נוקשות, אבל מוגברת על ידי התמיכה של זיקתו לשריר חלק סמוך בתוך גוף הריסים. טכניקה זו היא ראשונה כדי למדוד את תגובת החיים האנושית TM להעלאת לחץ באתר בתנאים פיסיולוגיים בתוך העין האנושית.
Introduction
גלאוקומה היא הגורם השני המוביל בעולם לעיוורון בלתי הפיך 1. לחץ התוך עיני מוגבר (IOP) מהווה גורם סיכון עיקרי לסיבתי הנוכחות והתקדמות של הגלאוקומה 2-7. IOP מוסדר על ידי איזון בין ההיווצרות והיצוא של הומור המימי 8. המקומות של התנגדות יצוא הגדולה ביותר הם רקמת juxtacanicular והקיר הפנימי של תעלת Schlemm (SC), הממשק בין SC וmeshwork trabecular (TM) 9-11. בעוד TM נוקשות עשויות לתרום למניעת קריסת SC לנוכח העלאת לחץ התוך העינית, Overby et al. 12 לאחרונה הוכיח כי ביטוי גנים בגלאוקומה משתנה, וכתוצאה מכך התקשות אנדותל SC מוגברת, פגיעה היווצרות נקבוביות, שהובילו להעלאת לחץ תוך עינית ב עיני גלאוקומה 13. מורפולוגיה TM וקשיחות לתאם עם מתקן יצוא 14,15, תוך שימת דגש לאהוא צריך למדוד המאפיינים ביו-המכאניים שלה.
מדידות מיקרוסקופי כוח אטומית של TM להראות קשיחות גבוהה בעיניים נתרמו על ידי חולי גלאוקומה (81 kPa) בהשוואה לעיניים מתורמים ללא גלאוקומה (4.0 kPa) 16, אבל המדידות הללו נעשו ברקמות לשעבר גזור vivo. TM האחורי מעוגן לתוך שריר הריסים באמצעות גידים קדמי של תאי שריר האורך שיכניסו לתוך TM lamellated וcribiform החיצוני 17. שריר פעילות הריסים (CM) עלולה להגביר את מתיחות TM, מחקה נוקשות TM גבוהות 17. היכולת להתבונן שינויים בהתנגדות לקריסת SC הנגרמת על ידי הפרעות של שריר חלק הוכחה במודל חיה 18. אנחנו הוכחנו את יכולת התמונה הלא פולשני מערכת יצוא הומור המימי העיקרית בחיים עיניים אנושיות דיסטלי וכולל SC באמצעות טומוגרפיה קוהרנטיות אופטית תחום ספקטרלי (אוקטובר) <sup> 19-21. שימוש בטכניקה זו, יש לנו הפגנו את היכולת לכמת את תגובת morphometric של TM וSC להעלאת לחץ תוך עיני חריף 22.
המטרה הכוללת של השיטה המתוארת במסמך זה הייתה לכמת את תגובת morphometric של מערכת יצוא חיים להעלאת לחץ תוך עינית חריפה בחיים רקמות באתרו. טכניקה זו יש את היתרון של בדיקת TM בתנאים פיסיולוגיים, הכולל תרומות של שתי פעילות סיבי ההתכווצות בתוך TM וCM לTM נוקשות, בהשוואה למדידות שנעשו בפורסמו רקמות גזור. הרציונל מאחורי החלת בטכניקה זו כדי התבוננות בתגובת TM המכנית הוא שזה מספק לנו תובנות אחרות זמינות להתנהגות המכנית של TM, שהיום אנחנו יודעים להיות מקושרים ישירות להתנגדות יצוא ורגולצית IOP 13. להבחין בתרומה של רקמות התכווצות לקשיחות כוללת, Coho קטןRT של נושאים נבדק בלי ועם דיכוי של פעילות שריר חלק בממשל של tropicamide.
Protocol
Representative Results
Discussion
הטכניקה הנוכחית ממנפת תצפית לא פולשנית של התגובה המכנית של רקמות רכות לכמת קריסת SC. יש צורך בעבודה בעתיד באמצעות עיני גופת אדם לכייל סטיות רקמות נוקשות רקמה בפועל לאחר נתיחה. אבל, מחקרים כאלה יסבלו אותן המגבלות של מודלים יצוא קודמים; במיוחד, שתרומתם של שרירים המתגורר?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Supported in part by National Institute of Health contracts R01-EY13178, and P30-EY08098 (Bethesda, MD), the Eye and Ear Foundation (Pittsburgh, PA), and unrestricted grants from Research to Prevent Blindness (New York, NY).
Materials
| Spectral Domain OCT | Zeiss | Cirrus | |
| Imaging Workstation | Apple | iMac | |
| Ophthalmodynamometer | (Baillairt Matalene Ophthalmodynamometer, Surgical instruments CO., Inc. New York, NY) | ||
| Image Processing Program | rsb.info.nih.gov/ij | ImageJ, FIJI | |
Referências
- Quigley, H. A., Broman, A. T. The number of people with glaucoma worldwide 2010 and 2020. The British journal of ophthalmolog. 90, 262-267 (2006).
- Sommer, A., et al. Relationship between intraocular pressure and primary open angle glaucoma among white and black Americans. The Baltimore Eye Survey. Archives of ophthalmolog. 109, 1090-1095 (1991).
- Sommer, A., et al. Racial differences in the cause-specific prevalence of blindness in east Baltimore. The New England journal of medicin. 325, 1412-1417 (1991).
- Leske, M. C., Connell, A. M., Wu, S. Y., Hyman, L., Schachat, A. P. Distribution of intraocular pressure. The Barbados Eye Study. Archives of ophthalmolog. 115, 1051-1057 (1997).
- Leske, M. C., Wu, S. Y., Hennis, A., Honkanen, R., Nemesure, B. Risk factors for incident open-angle glaucoma: the Barbados Eye Studies. Ophthalmolog. 115, 85-93 (2008).
- Mitchell, P., Lee, A. J., Rochtchina, E., Wang, J. J. Open-angle glaucoma and systemic hypertension: the blue mountains eye study. Journal of glaucom. 13, 319-326 (2004).
- Mitchell, P., Smith, W., Attebo, K., Healey, P. R. Prevalence of open-angle glaucoma in Australia. The Blue Mountains Eye Study. Ophthalmolog. 103, 1661-1669 (1996).
- Gabelt, B., Kaufman, P., Kaufman, P. L. . Adler’s Physiology of the Ey. , 237-289 (2003).
- Grant, W. M. Experimental aqueous perfusion in enucleated human eyes). Archives of ophthalmolog. 69, 783-801 (1963).
- Jocson, V. L., Sears, M. L. Experimental aqueous perfusion in enucleated human eyes. Results after obstruction of Schlemm’s canal. Archives of ophthalmolog. 86, 65-71 (1971).
- Maepea, O., Bill, A. Pressures in the juxtacanalicular tissue and Schlemm’s canal in monkeys. Experimental eye researc. 54, 879-883 (1992).
- Johnstone, M. A., Grant, W. G. Pressure-dependent changes in structures of the aqueous outflow system of human and monkey eyes. American journal of ophthalmolog. 75, 365-383 (1973).
- Overby, D. R., et al. Altered mechanobiology of Schlemm’s canal endothelial cells in glaucoma. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of Americ. , (2014).
- Allingham, R. R., de Kater, A. W., Ethier, C. R. Schlemm’s canal and primary open angle glaucoma: correlation between Schlemm’s canal dimensions and outflow facility. Experimental eye researc. 62, 101-109 (1996).
- Camras, L. J., Stamer, W. D., Epstein, D., Gonzalez, P., Yuan, F. Differential effects of trabecular meshwork stiffness on outflow facility in normal human and porcine eyes. Investigative ophthalmolog., & visual scienc. 53, 5242-5250 (2012).
- Last, J. A., et al. Elastic modulus determination of normal and glaucomatous human trabecular meshwork. Investigative ophthalmolog., & visual. 52, 2147-2152 (2011).
- Lutjen-Drecoll, E. Functional morphology of the trabecular meshwork in primate eyes. Progress in retinal and eye researc. 18, 91-119 (1999).
- Li, G., et al. Pilocarpine-induced dilation of Schlemm’s canal and prevention of lumen collapse at elevated intraocular pressures in living mice visualized by OCT. Investigative ophthalmolog., & visual scienc. 55, 3737-3746 (2014).
- Francis, A. W., et al. Morphometric analysis of aqueous humor outflow structures with spectral-domain optical coherence tomography. Investigative ophthalmolog., & visual. 53, 5198-5207 (2012).
- Kagemann, L., et al. 3D visualization of aqueous humor outflow structures in-situ in humans. Experimental eye researc. 93, 308-315 (2011).
- Kagemann, L., et al. Identification and assessment of Schlemm’s canal by spectral-domain optical coherence tomography. Investigative ophthalmolog., & visual. 51, 4054-4059 (2010).
- Kagemann, L., et al. IOP Elevation Reduces Schlemm’s Canal Cross-sectional Area. Investigative ophthalmolog & visual scienc. , (2014).
