استرس اکسیداتیو (oxidative stress) حالتی است که در آن تعادل بین گونههای فعال اکسیژن (reactive oxygen species; ROS) تولید شده در سلول و سیستم دفاع آنتیاکسیدانی که آنها را خنثی میکند، برهم میخورد. 2)
ROS شامل انواع زیر است. 2)
آنیون سوپراکسید (O₂⁻) : در اثر نشت از زنجیره انتقال الکترون میتوکندری تولید میشود.
پراکسید هیدروژن (H₂O₂) : به راحتی از غشا عبور کرده و آسیب را به کل سلول گسترش میدهد.
رادیکال هیدروکسیل (•OH) : واکنشپذیرترین نوع است و مستقیماً DNA، پروتئینها و لیپیدها را اکسید میکند.
نیتریک اکسید (NO) و مشتقات آن: در تولید بیش از حد، به التهاب و آسیب عروقی کمک میکند.
چشم در میان تمام اندامهای بدن به ویژه در برابر استرس اکسیداتیو آسیبپذیر است. قرار گرفتن مداوم در معرض انرژی نور، مصرف بالای اکسیژن و تجمع مواد حساس به نور (مانند A2E) تولید ROS را در بافت چشم افزایش میدهد. 2) اعتقاد بر این است که استرس اکسیداتیو در حال حاضر در بروز و پیشرفت بیش از ۱۰۰ بیماری چشمی نقش دارد. 2)
Qاسترس اکسیداتیو با کدام بیماریهای چشمی مرتبط است؟
Qچرا در دژنراسیون رنگدانهای شبکیه، مخروطها نیز آسیب میبینند؟
A
در RP، دژنراسیون و مرگ گیرندههای نوری استوانهای اولیه رخ میدهد. با از بین رفتن استوانهها، مصرف اکسیژن در لایه هستهای خارجی کاهش یافته و حالت نسبی هیپراکسی موضعی ایجاد میشود. این اکسیژن اضافی ROS تولید کرده و به طور ثانویه به مخروطها آسیب میزند.6) برای جزئیات به بخش «پاتوفیزیولوژی» مراجعه کنید.
مجتمعهای I و III زنجیره انتقال الکترون میتوکندری (ETC) منابع اصلی تولید ROS هستند. 1) کاهش عملکرد مجتمع I اساس LHON (نوروپاتی ارثی بینایی لبر) و DOA (آتروفی بینایی غالب) است. 1)
LHON: شیوع 1 در 50,000. اختلال در زنجیره انتقال الکترون میتوکندری (ETC) ناشی از جهشهای DNA میتوکندری (11778، 3460، 14484). 1)
DOA: شیوع 1/35,000. اختلال در همجوشی غشای داخلی و تولید بیش از حد ROS ناشی از جهش ژن OPA1. 1)
با افزایش سن، فعالیت آنزیمهای آنتیاکسیدان درونزا (SOD، کاتالاز، گلوتاتیون پراکسیداز) کاهش مییابد. در اپیتلیوم رنگدانهای شبکیه (RPE)، ماده حساس به نور A2E به صورت وابسته به سن تجمع یافته و با تابش نور مرئی، گونههای فعال اکسیژن (ROS) تولید میکند. 2)
پلیمورفیسمها و جهشهای ژنهای SOD1، SOD2 و CAT باعث تفاوتهای فردی در دفاع آنتیاکسیدانی میشوند. 2) Nrf2 (فاکتور ۲ مرتبط با فاکتور هستهای E2) یک تنظیمکننده اصلی رونویسی گروهی از ژنهای آنتیاکسیدانی است و کاهش عملکرد آن مستقیماً به افزایش حساسیت اکسیداتیو سیستمیک منجر میشود. 2)
اگرچه آزمایش بالینی استاندارد طلایی برای اندازهگیری مستقیم استرس اکسیداتیو ایجاد نشده است، اما نشانگرهای زیستی زیر در تحقیقات و ارزیابی بالینی استفاده میشوند.
درمان مکمل آنتیاکسیدانی برای دژنراسیون ماکولا وابسته به سن تنها رویکردی است که شواهد آن اثبات شده است. 2)
فرمول AREDS2 (دوز روزانه): ویتامین C 500 میلیگرم، ویتامین E 400 IU، لوتئین 10 میلیگرم، زآگزانتین 2 میلیگرم، روی 80 میلیگرم، مس 2 میلیگرم. خطر پیشرفت از دژنراسیون ماکولا وابسته به سن متوسط به پیشرفته را حدود 25% کاهش میدهد. 2)
نوروپاتیهای بینایی ارثی (LHON و DOA): درمان کمکی میتوکندریایی
LBP یک پلیساکارید طبیعی است که از میوه گوجی بری (枸杞子) استخراج میشود و با فعالسازی مسیر Nrf2 اثرات آنتیاکسیدانی و محافظت عصبی نشان میدهد. 3)
دژنراسیون ماکولا وابسته به سن: در مطالعهای که LBP با دوز 13.7 گرم در روز به مدت 90 روز تجویز شد، اثر محافظتی در برابر دژنراسیون ماکولا گزارش شده است. 3)
رتینیت پیگمانتوزا: در یک مطالعه روی 42 بیمار که روزانه 5 گرم LBP به مدت 12 ماه دریافت کردند، اثر محافظتی بر میدان بینایی و الکترورتینوگرام مشاهده شد.3)
گلوکوم: در یک مطالعه بر روی موشها، تجویز 1 میلیگرم بر کیلوگرم به مدت 11 هفته، اثر محافظتی بر سلولهای گانگلیونی شبکیه (RGC) نشان داد.3)
خشکی چشم: در یک مطالعه حیوانی، تجویز 250 تا 500 میلیگرم بر کیلوگرم به مدت 21 روز کاهش آسیب اکسیداتیو را نشان داد. 3)
Qآیا مکمل AREDS2 برای همه قابل مصرف است؟
A
AREDS2 اثربخشی خود را در بیماران مبتلا به دژنراسیون ماکولای وابسته به سن متوسط (تعداد زیادی دروزن با اندازه متوسط یا یک یا چند دروزن بزرگ) نشان داده است.2)اثر آن در چشمهای سالم یا بیماران با دروزن اولیه اثبات نشده است. باید بر اساس تشخیص چشمپزشک استفاده شود.
کمپلکسهای I و III زنجیره انتقال الکترون (ETC) تعبیهشده در غشای داخلی میتوکندری، با نشت الکترون، مقادیر زیادی O₂⁻ تولید میکنند.1)سوپراکسید دیسموتاز (SOD) O₂⁻ را به H₂O₂ تبدیل میکند و کاتالاز و گلوتاتیون پراکسیداز H₂O₂ را خنثی میکنند.2)شکست این دفاع چندمرحلهای منجر به زنجیرهای از آسیب اکسیداتیو میشود.
SOD دارای سه ایزوفرم است.2)
SOD1 (Cu/ZnSOD): سیتوپلاسم و فضای بین غشایی میتوکندری. موشهای فاقد SOD1 به طور خودبهخود دچار دژنراسیون شبه AMD میشوند.2)
SOD2 (MnSOD): ماتریکس میتوکندری. خط اول دفاع در برابر ROS مشتق از میتوکندری.
SOD3 (EC-SOD): ماتریکس خارج سلولی. در قرنیه، عدسی و زلالیه بیان میشود و آنتیاکسیدان خارج سلولی را فراهم میکند. 2)
سد خونی-شبکیهای (BRB) از غشای محدود کننده داخلی و اتصالات محکم اندوتلیوم عروق شبکیه تشکیل شده است. 9)استرس اکسیداتیو پروتئینهای اتصال محکم (claudin، occludin، ZO-1) را اصلاح کرده و BRB را مختل میکند و منجر به نفوذ التهابی و نشت پروتئین پلاسما میشود. 4)
فعال شدن مسیرهای NF-κB و MAPK اختلال BRB را تشدید میکند و وضعیت التهاب مزمن با شدت کم به نام «پارا-التهاب» ایجاد میشود. 4) در این حالت، ترمیم کامل بافت رخ نمیدهد و تخریب به صورت نهفته پیشرفت میکند.
A2E (N-retinylidene-N-retinylethanolamine) که جزء لیپوفوسسین RPE است، یک ماده حساس به نور است که با تابش نور آبی، گونههای فعال اکسیژن (ROS) تولید میکند.2) A2E همچنین عملکرد لیزوزوم را مختل کرده و از فاگوسیتوز و تجزیه بخش خارجی گیرنده نوری توسط RPE جلوگیری میکند. این چرخه معیوب، تجمع دروزن و پیشرفت به سمت آتروفی جغرافیایی را تسریع میکند.
در شرایط هیپرگلیسمی، آنزیم آلدوز ردوکتاز گلوکز را به سوربیتول و فروکتوز تبدیل کرده و NADPH را مصرف میکند.4) NADPH کوآنزیم آنزیم گلوتاتیون ردوکتاز است، بنابراین کاهش آن، ظرفیت آنتیاکسیدانی درون سلولی را به شدت کاهش میدهد. همزمان، مسیرهای PKC، NF-κB و MAPK فعال شده و تولید VEGF و TNF-α افزایش مییابد که منجر به تخریب سد خونی-شبکیه (BRB) میشود.4)
7. تحقیقات جدید و چشمانداز آینده (گزارشهای مرحله تحقیقاتی)
یک کارآزمایی فاز II از مصرف خوراکی NAC برای دژنراسیون مخروطی در RP در حال انجام است.
شیف و همکاران (2021) یک مطالعه 24 هفتهای روی 24 بیمار RP با افزایش تدریجی NAC از 600 میلیگرم در روز به 1800 میلیگرم در روز انجام دادند. 6) بهبود در حساسیت میدان بینایی و ضخامت لایه مخروطی OCT مشاهده شد. در حال حاضر، کارآزمایی فاز II RCT با شماره NCT05537220 (آزمایش NAC Attack) در حال انجام است. 6)
در مطالعهای که بر روی مدل حیوانی RP با تزریق زیر شبکیهای وکتور AAV کدکننده Nrf2 انجام شد، اثر محافظتی قابل توجهی بر روی گیرندههای نوری مخروطی گزارش شده است. 5)
در گروه دریافتکننده AAV-NRF2، دامنه الکترورتینوگرافی مخروطی و تعداد سلولهای مخروطی به طور معنیداری بالاتر از گروه غیردریافتکننده باقی ماند.5)Nrf2 از طریق ژنهای هدف (HO-1، NQO1، GPx، GCL) مجموعه آنزیمهای آنتیاکسیدان را به طور همزمان القا میکند، بنابراین به عنوان یک استراتژی حفاظت از شبکیه با ژن درمانی تکژنی مورد توجه است.5)
یک پلتفرم کشف دارو با استفاده از سلولهای گانگلیونی شبکیه مشتق از iPS (iPSC-RGC) از LHON و DOA ساخته شده است و ارزیابی داروهای کاندید مانند NAC، CoQ10 و EPI-743 در حال پیشرفت است.1)
داروی درمان مولتیپل اسکلروزیس DMF (BG-12) یک فعالکننده قوی Nrf2 است و اثرات محافظتی آن در مدلهای دژنراسیون شبکیه گزارش شده است.2)امکان کاربرد در حوزه چشمپزشکی مطرح است، اما ارزیابی عوارض جانبی سیستمیک (لنفوپنی) یک چالش است.
نشان داده شده است که مداخلهای که miR-26a-5p را تقویت میکند، بیان ژن SOD و کاتالاز را افزایش داده و آسیب اکسیداتیو شبکیه را در مدل رتینوپاتی دیابتی کاهش میدهد.8)درمان هدفمند miRNA به عنوان یک گزینه درمانی مولکولی برای رتینوپاتی دیابتی در مرحله تحقیقاتی قرار دارد.
چندین کارآزمایی بالینی بیماریمحور با استفاده از پلیساکارید لیسیم بارباروم (LBP) در حال انجام است و انتظار میرود دادههای ایمنی بلندمدت جمعآوری شود.3)
Qآیا NAC (N-استیلسیستئین) به صورت تجاری در دسترس است و میتوان از آن بدون تجویز پزشک استفاده کرد؟
A
NAC به عنوان مکمل غذایی به فروش میرسد، اما استفاده از آن برای RP در حال حاضر در مرحله کارآزمایی بالینی است و اثربخشی و ایمنی آن تأیید نشده است.6)از مصرف خودسرانه دوزهای بالا و طولانی مدت خودداری کنید و در صورت تمایل به استفاده، حتماً با چشمپزشک مشورت کنید.
Kang EY, Liu PK, Wen YT, et al. Role of oxidative stress in ocular diseases associated with retinal ganglion cells degeneration. Antioxidants. 2021;10(12):1948.
Shu DY, Chaudhary S, Cho KS, et al. Role of oxidative stress in ocular diseases: a balancing act. Metabolites. 2023;13(2):187.
Niu Y, Zhang G, Sun X, He S, Dou G. Distinct Role of Lycium barbarum L. Polysaccharides in Oxidative Stress-Related Ocular Diseases. Pharmaceuticals (Basel). 2023;16(2):215. doi:10.3390/ph16020215.
Eshaq RS, Aldalati AMZ, Alexander JS, Harris NR. Diabetic retinopathy: Breaking the barrier. Pathophysiology. 2017;24(4):229-241. doi:10.1016/j.pathophys.2017.07.001.
Xiong W, MacColl Garfinkel AE, Li Y, Benowitz LI, Cepko CL. NRF2 promotes neuronal survival in neurodegeneration and acute nerve damage. J Clin Invest. 2015;125(4):1433-1445. doi:10.1172/JCI79735.
Schiff L, Boodhansingh KE, Bhagat N, et al. N-acetylcysteine for the treatment of retinitis pigmentosa. Invest Ophthalmol Vis Sci. 2021;62(14):5.
Zhao Z, Wang K, Han B, et al. Serum total antioxidant status and aqueous humor superoxide dismutase activity in primary open-angle glaucoma patients. Curr Eye Res. 2019;44(9):998-1005.
Bian J, Ge W, Jiang Z. miR-26a-5p attenuates oxidative stress and inflammation in diabetic retinopathy through the USP14/NF-kappaB signaling pathway. J Ophthalmol. 2024;2024:1470898. doi:10.1155/2024/1470898.
O’Leary F, Campbell M. The blood-retina barrier in health and disease. FEBS J. 2023;290(5):878-891.
متن مقاله را کپی کنید و در دستیار هوش مصنوعی دلخواه خود بچسبانید.
مقاله در کلیپبورد کپی شد
یکی از دستیارهای هوش مصنوعی زیر را باز کنید و متن کپیشده را در کادر گفتگو بچسبانید.