Возможности и перспективы антиоксидантной терапии в лечении заболеваний глаз

Глаз входит в число органов, наиболее уязвимых для оксидативного стресса вследствие подверженности воздействию атмосферного  кислорода, световых и ультрафиолетовых лучей, ионизирующей  радиации, загрязняющих окружающую  среду  и раздражающих веществ, а также микроорганизмов, которые могут способствовать сдвигу баланса в сторону реакций окисления. По современным представлениям оксидативный стресс является важным звеном патогенеза широкого ряда офтальмологических заболеваний, включающих поражения хрусталика (катаракта), передней камеры глаза (глаукома), роговицы (кератоконус, травмы, состояния после хирургического вмешательства), поверхности глаза (птеригиум, синдром сухого глаза), сетчатки (увеиты, ретинопатии) и зрительного нерва (нейропатии, глаукома). Среди перспективных стратегий патогенетической терапии состояний, ассоциированных с оксидативным стрессом, выделяют прямое ингибирование процессов перекисного окисления липидов, индукцию сигналинга антиоксидантного транскрипционного фактора-2, подавление экспрессии и активности фактора роста эндотелия сосудов (VEGF), а также использование средств с прямой антиоксидантной активностью. В качестве одного из основных антиоксидантов для применения в офтальмологии нередко рассматривается метилэтилпиридинол, или 3-окси-6-метил-2-этилпиридина гидрохлорид, обладающий выраженным антирадикальным (скэвенджерным) эффектом. Отличительной особенностью метилэтилпиридинола является возможность применения в виде различных лекарственных форм. В офтальмологии он применяется инъекционно, а также в виде инстилляций в форме глазных капель. Метилэтилпиридинол может применяться для лечения и профилактики воспалений и ожогов роговицы, кровоизлияний в переднюю камеру глаза и в склеру, тромбоза центральной вены сетчатки и ее ветвей, диабетической ретинопатии и осложнений при миопии, а также для защиты роговицы при воздействии света высокой интенсивности и ношении контактных линз. В настоящем обзоре рассмотрены основные аспекты оксидативного стресса как ведущего компонента патогенеза заболеваний глаза, а также возможности проведения антиоксидантной терапии с использованием метилэтилпиридинола.

1. Berg J.M., Tymoczko J.L., Stryer L. Biochemistry. 5th ed. New York: WH Freeman; 2002. 1100 p.

2. Приходько В.А., Селизарова Н.О., Оковитый С.В. Молекулярные механизмы развития гипоксии и адаптации к ней. Часть I. Архив патологии. 2021;83(2):52–61. https://doi.org/10.17116/patol20218302152.

3. Pinazo-Durán M.D., Gallego-Pinazo R., García-Medina J.J., Zanón-Moreno V., Nucci C., Dolz-Marco R. et al. Oxidative stress and its downstream signaling in aging eyes. Clin Interv Aging. 2014;9:637–652. https://doi.org/10.2147/CIA.S52662.

4. Pisoschi A.M., Pop A. The role of antioxidants in the chemistry of oxidative stress: A review. Eur J Med Chem. 2015;97:55–74. https://doi.org/10.1016/j.ejmech.2015.04.040.

5. Hsueh Y.J., Chen Y.N., Tsao Y.T., Cheng C.M., Wu W.C., Chen H.C. The Pathomechanism, Antioxidant Biomarkers, and Treatment of Oxidative Stress-Related Eye Diseases. Int J Mol Sci. 2022;23(3):1255. https://doi.org/10.3390/ijms23031255.

6. Kruk J., Kubasik-Kladna K., Aboul-Enein H.Y. The Role Oxidative Stress in the Pathogenesis of Eye Diseases: Current Status and a Dual Role of Physical Activity. Mini Rev Med Chem. 2015;16(3):241–257. https://doi.org/10.2174/1389557516666151120114605.

7. Cabrera M.P., Chihuailaf R.H. Antioxidants and the integrity of ocular tissues. Vet Med Int. 2011:905153. https://doi.org/10.4061/2011/905153.

8. Poprac P., Jomova K., Simunkova M., Kollar V., Rhodes C.J., Valko M. Targeting Free Radicals in Oxidative Stress-Related Human Diseases. Trends Pharmacol Sci. 2017;38(7):592–607. https://doi.org/10.1016/j.tips.2017.04.005.

9. Смирнов А.В., Оковитый С.В. Антигипоксанты. Экспериментальная и клиническая фармакология. 2001;64(3):76–80. Режим доступа: https://pharm-spb.ru/docs/pub/2001_Antihypoxants.pdf.

10. Saccà SC, Izzotti A. Oxidative stress and glaucoma: injury in the anterior segment of the eye. Prog Brain Res. 2008;173:385–407. https://doi.org/10.1016/S0079-6123(08)01127-8.

11. Berthoud V.M., Beyer E.C. Oxidative stress, lens gap junctions, and cataracts. Antioxid Redox Signal. 2009;11(2):339–353. https://doi.org/10.1089/ars.2008.2119.

12. Uchino Y., Kawakita T., Ishii T., Ishii N., Tsubota K. A new mouse model of dry eye disease: oxidative stress affects functional decline in the lacrimal gland. Cornea. 2012;31(Suppl. 1):S63–S67. https://doi.org/10.1097/ICO.0b013e31826a5de1.

13. Francisco B.M., Salvador M., Amparo N. Oxidative stress in myopia. Oxid Med Cell Longev. 2015:750637. https://doi.org/10.1155/2015/750637.

14. Navel V., Malecaze J., Pereira B., Baker J.S., Malecaze F., Sapin V. et al. Oxidative and antioxidative stress markers in keratoconus: a systematic review and meta-analysis. Acta Ophthalmol. 2021;99(6):e777–e794. https://doi.org/10.1111/aos.14714.

15. Ouyang X., Yang J., Hong Z., Wu Y., Xie Y., Wang G. Mechanisms of blue light-induced eye hazard and protective measures: a review. Biomed Pharmacother. 2020;130:110577. https://doi.org/10.1016/j.biopha.2020.110577.

16. Sanz-Morello B., Ahmadi H., Vohra R., Saruhanian S., Freude K.K., Hamann S., Kolko M. Oxidative Stress in Optic Neuropathies. Antioxidants (Basel). 2021;10(10):1538. https://doi.org/10.3390/antiox10101538.

17. Nita M., Grzybowski A. The Role of the Reactive Oxygen Species and Oxidative Stress in the Pathomechanism of the Age-Related Ocular Diseases and Other Pathologies of the Anterior and Posterior Eye Segments in Adults. Oxid Med Cell Longev. 2016:3164734. https://doi.org/10.1155/2016/3164734.

18. Williams D.L. Oxidation, antioxidants and cataract formation: a literature review. Vet Ophthalmol. 2006;9(5):292–298. https://doi.org/10.1111/j.1463-5224.2006.00498.x.

19. Ковалевская М.А., Владимирова Ю.В., Филина Л.А., Кокорев В.Л. Современные концепции и перспективы воздействия на катарактогенез. Клиническая офтальмология. 2021;21(1):24–28. https://doi.org/10.32364/2311-7729-2021-21-1-24-28.

20. Спасов А.А., Науменко Л.В., Говорова Ю.А. Основы диабетического катарактогенеза и перспективные пути его фармакологической коррекции. Acta Biomedica Scientifica. 2021;6(2):114–125. https://doi.org/10.29413/ABS.2021-6.2.13.

21. Kumar D.M., Agarwal N. Oxidative stress in glaucoma: a burden of evidence. J Glaucoma. 2007;16(3):334–343. https://doi.org/10.1097/01.ijg.0000243480.67532.1b.

22. Quigley H.A. Neuronal death in glaucoma. Prog Retin Eye Res. 1999;18(1):39–57. https://doi.org/10.1016/s1350-9462(98)00014-7.

23. Tezel G. Oxidative stress in glaucomatous neurodegeneration: mechanisms and consequences. Prog Retin Eye Res. 2006;25(5):490–513. https://doi.org/10.1016/j.preteyeres.2006.07.003.

24. Bellezza I. Oxidative Stress in Age-Related Macular Degeneration: Nrf2 as Therapeutic Target. Front Pharmacol. 2018;9:1280. https://doi.org/10.3389/fphar.2018.01280.

25. Wang P., Chin E.K., Almeida D. Antioxidants for the Treatment of Retinal Disease: Summary of Recent Evidence. Clin Ophthalmol. 2021;15:1621–1628. https://doi.org/10.2147/OPTH.S307009.

26. Toma C., De Cillà S., Palumbo A., Garhwal D.P., Grossini E. Oxidative and Nitrosative Stress in Age-Related Macular Degeneration: A Review of Their Role in Different Stages of Disease. Antioxidants (Basel). 2021;10(5):653. https://doi.org/10.3390/antiox10050653.

27. Li S.Y., Fu Z.J., Lo A.C. Hypoxia-induced oxidative stress in ischemic retinopathy. Oxid Med Cell Longev. 2012:426769. https://doi.org/10.1155/2012/426769.

28. Kang E.Y., Liu P.K., Wen Y.T., Quinn P.M.J., Levi S.R., Wang N.K., Tsai R.K. Role of Oxidative Stress in Ocular Diseases Associated with Retinal Ganglion Cells Degeneration. Antioxidants (Basel). 2021;10(12):1948. https://doi.org/10.3390/antiox10121948.

29. Kaluzhny Y., Kinuthia M.W., Lapointe A.M., Truong T., Klausner M., Hayden P. Oxidative stress in corneal injuries of different origin: Utilization of 3D human corneal epithelial tissue model. Exp Eye Res. 2020;190:107867. https://doi.org/10.1016/j.exer.2019.107867.

30. Колесников А.В., Кирсанова И.В., Соколова А.И., Бань Е.В. Окислительный стресс и методы его коррекции при ожогах роговицы (обзор). Саратовский научно-медицинский журнал. 2020;16(2):459–463. Режим доступа: https://ssmj.ru/system/files/archive/2020/2020_02_459-463.pdf.

31. Gu X.J., Liu X., Chen Y.Y., Zhao Y., Xu M., Han X.J. et al. Involvement of NADPH oxidases in alkali burn-induced corneal injury. Int J Mol Med. 2016;38(1):75–82. https://doi.org/10.3892/ijmm.2016.2594.

32. Zhao X., Wang Y., Wang Y., Li S., Chen P. Oxidative stress and premature senescence in corneal endothelium following penetrating keratoplasty in an animal model. BMC Ophthalmol. 2016;16:16. https://doi.org/10.1186/s12886-016-0192-6.

33. Casini G., Loiudice P., Menchini M., Sartini F., De Cillà S., Figus M., Nardi M. Traumatic submacular hemorrhage: available treatment options and synthesis of the literature. Int J Retina Vitreous. 2019;5:48. https://doi.org/10.1186/s40942-019-0200-0.

34. Mohan K., Kecova H., Hernandez-Merino E., Kardon R.H., Harper M.M. Retinal ganglion cell damage in an experimental rodent model of blast-mediated traumatic brain injury. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2013;54(5):3440–3450. https://doi.org/10.1167/iovs.12-11522.

35. Bricker-Anthony C., Hines-Beard J., Rex T.S. Eye-Directed Overpressure Airwave-Induced Trauma Causes Lasting Damage to the Anterior and Posterior Globe: A Model for Testing Cell-Based Therapies. J Ocul Pharmacol Ther. 2016;32(5):286–295. https://doi.org/10.1089/jop.2015.0104.

36. Jha K.A., Rasiah P.K., Gentry J., Del Mar N.A., Kumar R., Adebiyi A. et al. Mesenchymal stem cell secretome protects against oxidative stress-induced ocular blast visual pathologies. Exp Eye Res. 2022;215:108930. https://doi.org/10.1016/j.exer.2022.108930.

37. Shih Y.F., Horng I.H., Yang C.H., Lin L.L., Peng Y., Hung P.T. Ocular pulse amplitude in myopia. J Ocul Pharmacol. 1991;7(1):83–87. https://doi.org/10.1089/jop.1991.7.83.

38. Simonelli F., Nesti A., Pensa M., Romano L., Savastano S., Rinaldi E., Auricchio G. Lipid peroxidation and human cataractogenesis in diabetes and severe myopia. Exp Eye Res. 1989;49(2):181–187. https://doi.org/10.1016/0014-4835(89)90088-2.

39. Шкребец Г.В. Биохимические показатели и прогнозирование развития глаукомы у лиц с прогрессирующей близорукостью. Вестник офтальмологии. 2010;126(5):17–19. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=15250712.

40. McNeil J.D., Wiebkin O.W., Betts W.H., Cleland L.G. Depolymerisation products of hyaluronic acid after exposure to oxygen-derived free radicals. Ann Rheum Dis. 1985;44(11):780–789. https://doi.org/10.1136/ard.44.11.780.

41. Arimura N., Ki-i Y., Hashiguchi T., Kawahara K., Biswas K., Nakamura M. et al. Intraocular expression and release of high-mobility group box 1 protein in retinal detachment. Lab Invest. 2009;89(3):278–289. https://doi.org/10.1038/labinvest.2008.165.

42. Klebe S., Callahan T., Power J.H. Peroxiredoxin I and II in human eyes: cellular distribution and association with pterygium and DNA damage. J Histochem Cytochem. 2014;62(1):85–96. https://doi.org/10.1369/0022155413508409.

43. Dogru M., Kojima T., Simsek C., Tsubota K. Potential Role of Oxidative Stress in Ocular Surface Inflammation and Dry Eye Disease. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2018;59(14):DES163–DES168. https://doi.org/10.1167/iovs.17-23402.

44. Garcia-Medina J.J., Rubio-Velazquez E., Foulquie-Moreno E., Casaroli-Marano R.P., Pinazo-Duran M.D., Zanon-Moreno V., Del-Rio-Vellosillo M. Update on the Effects of Antioxidants on Diabetic Retinopathy: In Vitro Experiments, Animal Studies and Clinical Trials. Antioxidants (Basel). 2020;9(6):561. https://doi.org/10.3390/antiox9060561.

45. Алексеев И.Б., Антонов А.А., Астахов Ю.С., Бессмертный А.М., Брежнев А.Ю., Бржеский В.В. и др. Глаукома первичная закрытоугольная: клинические рекомендации. М.; 2021. 71 с. Режим доступа: https://cr.minzdrav.gov.ru/recomend/631_1.

46. Антонов А.А., Астахов Ю.С., Бессмертный А.М., Брежнев А.Ю., Бржеский В.В., Газизова И.Р. и др. Глаукома первичная открытоугольная: клинические рекомендации. М.; 2020. 78 с. Режим доступа: https://cr.minzdrav.gov.ru/recomend/96_1.

47. Chesnokova N.B., Beznos O.V., Pavlenko T.A., Zabozlaev A.A., Pavlova M.V. Effects of hydroxypyridine derivatives mexidol and emoxypin on the reparative processes in rabbit eye on the models of corneal epithelial defect and conjunctival ischemia. Bull Exp Biol Med. 2015;158(3):346–348. https://doi.org/10.1007/s10517-015-2758-3.

48. Ченцова Е.В., Макаров П.В., Куликов А.Н., Черныш В.Ф., Чурашов С.В. Ожоги глаз: клинические рекомендации. М.; 2020. 43 с. Режим доступа: https://cr.minzdrav.gov.ru/recomend/106_1.

49. Ченцова Е.В., Алексеева И.Б., Бойко Э.В., Куликов А.Н., Флора С.В. Травма глаза закрытая: клинические рекомендации. М.; 2020. 33 с. Режим доступа: https://cr.minzdrav.gov.ru/recomend/103_2.

50. Бржеский В.В., Воронцова Т.Н., Догадова Л.П., Жукова О.В., Иомдина Е.Н., Кушнаревич Н.Ю. Миопия: клинические рекомендации. М.; 2020. 68 с. Режим доступа: https://cr.minzdrav.gov.ru/recomend/109_1.

51. Babizhayev M.A., Seguin M.C., Gueyne J., Evstigneeva R.P., Ageyeva E.A., Zheltukhina G.A. L-carnosine (beta-alanyl-L-histidine) and carcinine (beta-alanylhistamine) act as natural antioxidants with hydroxyl-radical-scavenging and lipid-peroxidase activities. Biochem J. 1994;304(Pt 2):509–516. https://doi.org/10.1042/bj3040509.

52. Муранов К.О., Тимофеева А.K., Болдырев А.А., Карпова О.Е., Шеремет Н.Л., Полунин Г.С. и др. Поиск шаперон-подобных антикатарактальных препаратов-антиагрегантов кристаллинов хрусталика глаза. Сообщение первое: Шаперон-подобное действие дипептида N-ацетил-карнозина: исследование in vitro на модели УФ-индуцированной агрегации αβ-кристаллина. Вестник офтальмологии. 2008;124(2):1–6. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=10341946.

53. Ayala M.N., Söderberg P.G. Vitamin E can protect against ultraviolet radiation-induced cataract in albino rats. Ophthalmic Res. 2004;36(5):264–269. https://doi.org/10.1159/000081206.

54. Abe M., Reiter R.J., Orhii P.B., Hara M., Poeggeler B. Inhibitory effect of melatonin on cataract formation in newborn rats: evidence for an antioxidative role for melatonin. J Pineal Res. 1994;17(2):94–100. https://doi.org/10.1111/j.1600-079x.1994.tb00119.x.

55. Zhang D., Li M. Puerarin prevents cataract development and progression in diabetic rats through Nrf2/HO-1 signaling. Mol Med Rep. 2019;20(2):1017–1024. https://doi.org/10.3892/mmr.2019.10320.

56. Wei H.Y., Zhang Y.J., Zhao S.Z. Puerarin regulates neovascular glaucoma through pigment epithelium-derived growth factor-induced NF-κB signaling pathway. Mol Med Rep. 2018;17(6):7866–7874. https://doi.org/10.3892/mmr.2018.8800.

57. Ho M.C., Peng Y.J., Chen S.J., Chiou S.H. Senile cataracts and oxidative stress. J Clin Gerontol Geriatr. 2010;1(1):17–21. https://doi.org/10.1016/j.jcgg.2010.10.006.

58. Rossino M.G., Lulli M., Amato R., Cammalleri M., Monte M.D., Casini G. Oxidative Stress Induces a VEGF Autocrine Loop in the Retina: Relevance for Diabetic Retinopathy. Cells. 2020;9(6):1452. https://doi.org/10.3390/cells9061452.

59. Шохин И.Е., Богданова Д.С., Колганова М.А. Сравнительная оценка фармацевтической эквивалентности препаратов «Эмоксипин®, глазные капли 1%» и «Виксипин®, глазные капли 1%». Практическая медицина. 2018;16(5):206–209. Режим доступа: http://pmarchive.ru/el-arxiv/arxiv-za-2018-god/oftalmologiya-otorinolaringologiya-5-tom-16.

60. Оковитый С.В., Шуленин С.Н., Смирнов А.В. Клиническая фармакология антигипоксантов и антиоксидантов. СПб.: ФАРМиндекс; 2005. 72 с. Okovityi S.V., Shulenin S.N., Smirnov A.V. Clinical pharmacology of antihypoxants and antioxidants. St Petersburg: FARMindex; 2005. 72 p. (In Russ.)

61. Лукьянова Л.Д., Германова Э.Л., Цыбина Т.А., Чернобаева Г.Н. Энерготропное действие сукцинатсодержащих производных 3-оксипиридина. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 2009;148(10):388–392. Режим доступа: https://elibrary.ru/item.asp?id=15179107.

62. Новиков В.Е., Ковалева Л.А., Лосенкова С.О., Климкина Е.И. Фармакология антиоксидантов на основе 3-оксипиридина. Вестник Смоленской государственной медицинской академии. 2004;(3):69–77. Режим доступа: https://sgma.info/ru/issues-archive/2004/2004-3.html.

63. Крутенков О.А., Евграфов В.Ю. Влияние эмоксипина и препаратов тромболитического ряда на состояние зрительных функций у больных диабетической ретинопатией. В: Материалы II Евро-Азиатской конференции по офтальмохирургии, г. Екатеринбург, 25–28 апреля 2001 г. Екатеринбург; 2001. Ч. 2. С. 326–327.

64. Даутова З.А., Митрофанова Н.В. Применение препарата Эмоксипин в комплексном лечении глаукомы. Практическая медицина. 2016;(2-1):153–159. Режим доступа: http://pmarchive.ru/el-arxiv/arxiv-za-2016-god/prakticheskaya-medicina-2-94-2016-tom-1-oftalmologiya/.

65. Разумовская А.М., Разумовский М.И., Коровянский Ю.А. Сравнительная эффективность применения метилэтилпиридинола путем эндоназального электрофореза и парабульбарных инъекций при хориоретинальной дистрофии. Офтальмология. 2017;14(3):268–273. https://doi.org/10.18008/1816-5095-2017-3-268-273.

66. Мохаммед И., Черкасов И.С. Эффективность лечения больных с внутриглазными кровоизлияниями эмоксипином. Офтальмологический журнал. 1990;(1):29–30. Режим доступа: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/2280919/.

67. Волчегорский И.А., Тур Е.В., Солянникова О.В., Рыкун В.С., Сумина М.С., Дмитриенко В.Н., Бердникова Е.В. Эффективность применения производных 3-оксипиридина и янтарной кислоты в комплексном лечении первичной открытоугольной глаукомы. Экспериментальная и клиническая фармакология. 2012;75(7):20–26. Режим доступа: http://ekf.folium.ru/index.php/ekf/article/view/184.

68. Гуськова Т.А., Либерман С.С. Применение препарата Эмоксипин при заболеваниях глаза. Фарматека. 1999;(6):25–26.

69. Нероев В.В., Гундорова Р.А., Макаров П.В. (ред.). Ожоги глаз. М.: ГЭОТАР-Медиа; 2013. 223 с.

70. Тарутта Е.П., Иомдина Е.Н., Тарасова Н.А., Маркосян Г.А., Максимова М.В. Комплексный подход к профилактике и лечению прогрессирующей миопии у школьников. РМЖ. Клиническая офтальмология. 2018;19(2):70–76. https://doi.org/10.21689/2311-7729-2018-18-2-70-76.

71. Аксенова О.А., Аксенова С.В., Куликова М.П. Влияние эмоксипина на некоторые показатели системы иммунитета при герпетических кератитах. В: Тахчиди Х.П. (ред.). Актуальные проблемы офтальмологии: VI Всероссийской научной конференции молодых ученых, г. Москва, 21 июня 2011 г. М.; 2011. Режим доступа: https://eyepress.ru/article.aspx?9186.

72. Поваляева Д.А., Егоров В.В., Смолякова Г.П., Данилова Л.П. Клинические аспекты применения этиотропной иммунотерапии в комплексном лечении больных с острым герпесвирус-ассоциированным оптическим невритом. Офтальмология. 2018;15(1):80–86. https://doi.org/10.18008/1816-5095-2018-1-80-86.

73. Яновская Н.П., Штолько В.Н., Бурлакова Е.Б. Влияние малых доз эмоксипина и пиридоксина гидрохлорида на состояние больных катарактой и глаукомой. Бюллетень экспериментальной биологии и медицины. 1993;115(5):479–481. Режим доступа: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/8043826/.

74. Дашина В.В., Аль-Рашид З.Ж., Малышев А.В., Лысенко О.И., Янченко С.В., Сергиенко А.А. Снижение риска развития катаракты у пациентов, оперированных по поводу эпиретинальной мембраны. Современные проблемы науки и образования. 2018;(6). Режим доступа: https://science-education.ru/ru/article/view?id=28214.