生きている人間の目で圧力上昇を小柱網の対応
Summary
シュレム管の空間内に、小柱網（TM）の移行は、眼底血圧計により、急性の圧力上昇によって誘導され、そしてスペクトル領域光コヒーレンス断層撮影法により観察することができます。この方法の目的は、 その場で生体組織における急性の圧力上昇に住ん流出路の形態学的応答を定量化することです。
Abstract
小柱網（TM）の機械的特性は、流出抵抗及び眼圧（IOP）の調節にリンクされています。この手法の理論的根拠は、急性IOP上昇へのTMの機械的応答の直接観察です。スキャンの前に、IOPはベースライン時とIOP上昇の間に測定されます。輪部は、ベースラインにおけるスペクトルドメイン光コヒーレンストモグラフィーによってスキャンされ、IOP上昇中（眼底血圧計（ODM）30gの力で適用されます）。スキャンは、ImageJのを使用して、房水の流出経路の可視化を強化するために処理されます。血管のランドマークは、ベースライン及びIOP上昇スキャンボリュームにおける対応する位置を識別するために使用されます。シュレム管（SC）断面積（SC-CSA）とその長軸に沿って後方より前方からSCの長さは、SCの1ミリメートルのセグメント内の10箇所に手動で測定されます。平均外壁距離（短軸長）には、その内部で割っSCの面積として計算されます。長軸の長さ。効果IOP上昇に隣接する組織の寄与を調べるために、測定は、トロピカミド点眼と平滑筋の弛緩なしとで繰り返されています。 SCへのTMの移行は、TM剛性によって抵抗されていますが、毛様体内の隣接する平滑筋への取り付けのサポートによって強化されています。この技術は、人間の眼内での生理的条件下で、in situでの圧力上昇に生きているヒトTM応答を測定する最初のものです。
Introduction
緑内障は、不可逆的な失明1の世界第二の主要な原因です。上昇した眼内圧（IOP）は緑内障2-7の存在および進行の主要な原因となる危険因子です。 IOPは、房水8の形成と流出とのバランスによって調節されます。最大の流出抵抗の位置はjuxtacanicular組織とシュレム管（SC）の内壁、SCと小柱網（TM）9-11との間のインタフェースです。 TM剛性はIOPの上昇に直面してSCの崩壊の防止に寄与することができるが、Overby ら 12は、最近でIOPの上昇につながる、細孔の形成を阻害、増加SC内皮硬化をもたらす、緑内障における遺伝子発現が変化することを実証しました緑内障の眼13。 TMの形態および剛性はTを強調し、流出施設14,15と相関します彼は、その生体力学的特性を測定する必要があります。
TMの原子間力顕微鏡の測定は、緑内障（4.0キロパスカル）16のないドナーからの目と比較して、緑内障患者（81キロパスカル）から寄贈された目に上昇した剛性を示しているが、これらの測定は、解剖ex vivoでの組織で行われました。後部TMは、外側lamellatedとcribiform TM 17に挿入縦筋細胞の前方腱を介して毛様体筋に固定されています。毛様体筋（CM）活性が上昇したTM剛性17を模倣する、TMの張りを増大させることができます。平滑筋の摂動により誘導されるSCの崩壊に抵抗の変化を観察する能力は、動物モデル18に示されています。我々は、非侵襲的に画像化する能力に遠位人間の目に住み、スペクトルドメイン光コヒーレンストモグラフィー（OCT）を使用して、SCを含むの主房水流出システムを実証しています<SUP> 19-21。この技術を用いて、我々は、急性IOP上昇22 TMおよびSCの形態学的応答を定量化する能力を実証しました。
本明細書に記載される方法の全体的な目標は、in situで生体組織における急性IOP上昇に住ん流出路の形態学的応答を定量化することでした。この技術は、解剖組織において行わ公開測定と比較して、TM剛性のTM及びCM内の両方収縮繊維活性の寄与を含む、生理学的条件下でTMを検査するという利点を有します。機械TM応答の観察にこの技術を適用することの理論的根拠は、それは我々が今流出抵抗とIOP規制13に直接リンクすることがわかっているTMの機械的挙動にそうでなければ利用できない洞察を提供してくれていることです。全体の剛性、小さなギンザケに対する収縮組織の寄与を識別するために、被験者のRTはなく、かつトロピカミドの投与による平滑筋活動の抑制とを調べました。
Protocol
Representative Results
Discussion
本技術は、SCの崩壊を定量化するため、軟組織の機械的応答の非侵襲的観察を利用しています。ヒト死体の目を使用して、今後の作業は、解剖後の組織のたわみを、実際の組織の剛性を校正するために必要とされます。しかし、このような研究は、以前の流出モデルの同様の制限を受けます。具体的には、組織の緊張に住んでいる筋肉の寄与が存在しないこと。生きている哺乳動物の眼のモ?…
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).
