Wodór molekularny a choroby oczu – czy zawsze trzeba nosić okulary?

Drodzy Czytelnicy, na Waszą prośbę w listach do redakcji pochylę się nad wykorzystaniem wodoru molekularnego w chorobach i urazach oczu. Ze względu na obszerność zagadnienia tu będzie skrót, a cały artykuł na moim blogu.

Nie zawsze jest konieczne noszenie okularów. Tak, to prawda i chociaż nie dotyczy to wszystkich przypadków, to wygląda na to, że większość jest w tej grupie.

Wydawało mi się, że w Polsce higiena wzroku jest pomijana przez badania naukowe i okazuje się, że nie całkiem. Przytoczę tu badanie z grudnia 2022 r. pod tytułem „Zachowania okulistyczne wśród dorosłych w Polsce: ogólnopolskie badanie przekrojowe”.

Autorzy badania: Agnieszka Kamińska, Jarosław Pinkas, Piotr Tyszko, Iwona Wrześniewska-Wal i Mateusz Jankowski. Cytuję…

Około 2,2 miliarda ludzi na całym świecie ma zaburzenia widzenia. Spośród nich ponad 50% ma upośledzenie wzroku lub ślepotę z przyczyn, którym można zapobiec lub które można naprawić. Starzenie się, styl życia, genetyka, przebyte infekcje i przewlekłe schorzenia (np. cukrzyca czy nadciśnienie) to najważniejsze czynniki chorób oczu i upośledzenia wzroku.

Obecnie większość głównych przyczyn upośledzenia wzroku i ślepoty ma modyfikowalne czynniki ryzyka, jak również skuteczną terapię. Jednak wyniki Światowego raportu na temat wzroku, opublikowanego przez Światową Organizację Zdrowia, wykazały, że interwencje na rzecz promocji zdrowia w zakresie pielęgnacji oczu poświęcono mniej uwagi niż interwencjom ukierunkowanym na profilaktykę wtórną lub leczenie.

Istnieje szeroki zakres chorób oczu, które można skutecznie zwalczać za pomocą strategii zapobiegawczych, w tym krótkowzroczność, uraz oka, związane z wiekiem zwyrodnienie plamki żółtej, zaćma, jaglica i infekcje oka. Używanie tytoniu i dieta niskiej jakości są powszechnymi czynnikami ryzyka związanymi z licznymi chorobami, w tym chorobami oczu, takimi jak zaćma i związane z wiekiem zwyrodnienie plamki żółtej.

Oprócz ogólnych zaleceń dotyczących zdrowego trybu życia istnieją również zachowania związane ze stylem życia, mające na celu pielęgnację wzroku. Istnieje silna korelacja między ekspozycją na promieniowanie ultrafioletowe (UV) a chorobami oczu. Przewlekła ekspozycja oka na promieniowanie UV jest związana z powstawaniem zaćmy, skrzydlikiem, klimatyczną keratopatią kropelkową i nowotworami powiek.

Noszenie okularów przeciwsłonecznych z filtrem UV w słoneczny dzień jest przykładem dbania o oczy, które zapewnia ochronę przed promieniowaniem UV. Szacuje się, że do 2050 roku blisko połowa światowej populacji może mieć krótkowzroczność.

Zachowania związane ze stylem życia, takie jak praca z bliska, niewłaściwa postawa podczas czytania i pisania, dłuższy czas na naukę i czytanie, ograniczony czas na świeżym powietrzu oraz długotrwałe korzystanie z urządzeń elektronicznych (zwłaszcza mobilnych, takich jak smartfony) mogą prowadzić do zmęczenia wzroku i wad refrakcji (głównie krótkowzroczności wśród dzieci).

Zwiększony czas spędzany na świeżym powietrzu i zmniejszona aktywność w pracy z bliska to jedne z najskuteczniejszych interwencji opóźniających wystąpienie i spowalniających postęp krótkowzroczności. Miejsce pracy również odgrywa ważną rolę w promowaniu pielęgnacji oczu. Wizualna ergonomia w miejscu pracy może zmniejszyć ryzyko zespołu widzenia komputerowego, suchego oka i zmęczenia oczu.

Regularne przerwy przed ekranem mogą również zmniejszyć ryzyko wystąpienia objawów ze strony oczu. Ponadto właściwa organizacja miejsca pracy i przestrzeganie zasad ochrony oczu w miejscu pracy zmniejsza ryzyko urazów oczu związanych z pracą.

Osoby z chorobami oczu powinny zwracać szczególną uwagę na zachowania związane z pielęgnacją oczu. Przestrzeganie zasad noszenia okularów jest podstawową zasadą pielęgnacji oczu u osób z wadami refrakcji. Ponadto stosowanie nawilżających kropli do oczu jest najbardziej dostępnym sposobem łagodzenia objawów zespołu suchego oka. Higiena rąk przed kontaktem z soczewkami kontaktowymi zmniejsza również ryzyko pospolitych infekcji oczu.

Większość badań dotyczących zachowań związanych z pielęgnacją oczu ogranicza się do zapobiegawczych zmian stylu życia, które mogą zmniejszyć ryzyko krótkowzroczności lub spowolnić jej postęp u dzieci.

Dlatego niniejsze badanie miało na celu ocenę zachowań związanych z opieką okulistyczną wśród dorosłych w Polsce oraz identyfikację czynników związanych z praktykami w zakresie pielęgnacji oczu.

Wdrożenie zachowań związanych z dbaniem o oczy może zmniejszyć ryzyko wystąpienia objawów i chorób oczu. Celem niniejszego badania była ocena zachowań związanych z pielęgnacją oczu oraz identyfikacja czynników związanych z praktykami pielęgnacyjnymi wśród osób dorosłych w Polsce. Badanie przekrojowe zostało zrealizowane w dniach 9–12 grudnia 2022 r. na ogólnopolskiej losowo-kwotowej próbie osób dorosłych w Polsce.

Kwestionariusz badawczy zawierał zestaw pytań dotyczących 10 różnych zachowań związanych z opieką nad oczami. Populacja badana obejmowała 1076 uczestników w średnim wieku 45,7 ± 16,2 lat, a 54,2% uczestników stanowiły kobiety. Najczęstszym (30,2%) zachowaniem dbającym o wzrok było używanie dobrego oświetlenia w pomieszczeniach, a 27,3% używało okularów przeciwsłonecznych z filtrem UV. Ponad jedna piąta uczestników zadeklarowała robienie regularnych przerw przed ekranem i ograniczanie czasu przed ekranem. Mniej niż jedna dziesiąta uczestników stosowała suplementy diety z luteiną, beta-karotenem czy cynkiem.

Spośród 12 czynników ocenianych w tym badaniu, zgłaszana przez samych siebie wiedza na temat chorób oczu była najważniejszym czynnikiem związanym (p < 0,05) z zachowaniami pielęgnacyjnymi. Nie stwierdzono luk ekonomicznych ani edukacyjnych (p > 0,05) we wdrażaniu większości zachowań okulistycznych wśród dorosłych w Polsce. Badanie to wykazało niski poziom realizacji zachowań związanych z opieką nad narządem wzroku wśród osób dorosłych w Polsce. Koniec cytatu. Całość na: https://www.mdpi.com/1660-4601/20/4/3590.

Stres oksydacyjny inicjuje, towarzyszy i przyczynia się do rozwoju szeregu chorób i urazów u człowieka, w tym chorób oczu. Reaktywne formy tlenu (ROS) mogą generować stres oksydacyjny poprzez nadmierną produkcję ROS i/lub zmniejszenie fizjologicznie występujących przeciwutleniaczy. Aby zastąpić te osłabione przeciwutleniacze, potrzebne są substancje o skutecznych właściwościach przeciwutleniających, które tłumią stres oksydacyjny i umożliwiają gojenie.

Wodór cząsteczkowy (H₂) jest bardzo odpowiedni do tego celu ze względu na swoje unikalne właściwości. H₂ jest jedynym przeciwutleniaczem, który przekracza bariery krew–mózg i krew–oczne. Szybko przenika przez tkanki ze względu na mały rozmiar cząsteczki i skutecznie usuwa RFT, głównie rodniki hydroksylowe i nadtlenoazotyn. Oprócz działania przeciwutleniającego H₂ wykazuje również właściwości przeciwzapalne, przeciwapoptotyczne, cytoprotekcyjne i mitohormetyczne. Istotną zaletą H₂ jest jego nietoksyczność, nawet przy stosowaniu w wysokich stężeniach.

W badaniu wykazano wpływ wodoru cząsteczkowego (H₂) na gojenie rogówki uszkodzonej alkaliami. Wyniki pokazują, że irygacja uszkodzonych oczu wodą nasyconą H₂ natychmiast po urazie, a następnie w ciągu kolejnych pięciu dni, odnawia przezroczystość rogówki utraconą po urazie, a zmniejszone nawilżenie rogówki po urazie zwiększyło się do poziomów fizjologicznych w ciągu dziesięciu dni po urazie.

Ogólnie rzecz biorąc, enzymatyczne i nieenzymatyczne przeciwutleniacze tworzą endogenną obronę przeciwutleniającą, aby selektywnie neutralizować cytotoksyczne ROS. Jeśli jednak stres oksydacyjny sukcesywnie gromadzi się w oczach, a ochrona endogennymi przeciwutleniaczami jest niewystarczająca do zneutralizowania nadmiaru RFT lub utrzymania homeostazy komórkowej, te nadmierne ROS mogą spowodować szkodliwe skutki i ostatecznie doprowadzić do śmierci komórki. Dotychczas zgromadzone dowody sugerują, że etiologia wielu chorób oczu, w tym zaćmy, jaskry, zwyrodnienia plamki żółtej związanego z wiekiem, barwnikowego zwyrodnienia siatkówki, retinopatii cukrzycowej (DR) i urazów wielonarządowych, jest blisko spokrewniona z ROS.

Dlatego konieczne i uzasadnione jest dostarczanie egzogennych przeciwutleniaczy w celu zahamowania postępu patologii narządu wzroku i złagodzenia uszkodzeń oksydacyjnych (Rysunek 1). Korzystne efekty wywoływane przez egzogenne przeciwutleniacze w celu złagodzenia chorób oczu są obiecujące. Jednak kilka barier może utrudniać terapeutyczne wykorzystanie tych egzogennych zmiataczy, takich jak niska przepuszczalność błony i wysokie toksyczne skutki uboczne. Co więcej, te wady ograniczałyby podawanie tych terapii do wąskiego zakresu dawek terapeutycznych.

Rysunek 1. Podstawowe zasady oddziaływania wodorowego na patologie okulistyczne.

Skróty: CAT – zaćma; Rogówka NV – neowaskularyzacja rogówki; DR – retinopatia cukrzycowa; GLA – jaskra; HRS – sól fizjologiczna bogata w wodór; IP – dootrzewnowo; IV – do ciała szklistego; RD – zwyrodnienie siatkówki; RFT – reaktywne formy tlenu; TA – podawanie miejscowe; TON – traumatyczna neuropatia nerwu wzrokowego.

Podstawowym założeniem i celem potencjalnej praktyki klinicznej jest zapewnienie bezpiecznego dostarczania wodoru i precyzyjnej analizy wydajności. Kompatybilność tkankowa wodoru jest zadowalająca, ponieważ jest substancją endogenną, która jest stale wytwarzana w jelicie człowieka. Z punktu widzenia bezpieczeństwa wodór ma przewagę nad wieloma innymi przeciwutleniaczami, ponieważ nie wykazuje cytotoksyczności nawet w wysokich stężeniach. Wdychanie wodoru było już stosowane w profilaktyce choroby dekompresyjnej u nurków i zapewniało dobre profile bezpieczeństwa.

Wodór może modulować kilka funkcji biologicznych i wykazuje działanie przeciwutleniające oraz przeciwzapalne. Zdolność wodoru do neutralizowania wolnych rodników, zwłaszcza rodników hydroksylowych, jak również innych szkodliwych ROS, można wykorzystać do leczenia lub zapobiegania zaburzeniom oczu związanym ze stresem oksydacyjnym. W praktyce klinicznej okulistyczne wykorzystanie wodoru pozostaje dziedziną rzadko poruszaną. Jednak seria pionierskich eksperymentów opartych na dowodach laboratoryjnych potwierdziła cenne możliwości opracowania wodoru jako narzędzia terapeutycznego przeciwko chorobom oczu (Rysunek 2).

Zwyrodnienie siatkówki (RD) to heterogenna grupa dziedzicznych dystrofii siatkówki charakteryzujących się postępującą apoptozą fotoreceptorów. Obecne strategie terapeutyczne przeciwko RD obejmują terapię genową, suplementy diety, terapię antyapoptotyczną, przeszczepy siatkówki, protezy siatkówki, terapię komórkami macierzystymi oraz wodór molekularny.

Ze względu na złożoność etiologii i przewlekły cykl patologicznej progresji efekty terapeutyczne wspomnianych podejść pozostają jednak niezadowalające. Wykazano, że ROS odgrywają kluczową rolę w niezależnej od kaspazy apoptozie fotoreceptorów w RD. Pogląd ten jest dodatkowo poparty faktem, że wiele przeciwutleniaczy skutecznie hamuje degenerację fotoreceptorów w modelach RD. Biorąc pod uwagę silną zdolność wodoru do wychwytywania RFT, uzasadnione jest postawienie hipotezy, że egzogenna suplementacja wodoru może złagodzić stres oksydacyjny w RD i działać jako strategia terapeutyczna opóźniająca lub zapobiegająca degeneracji fotoreceptorów.

Nadmierna ekspozycja na światło może indukować powstawanie i gromadzenie się ROS w siatkówce i ostatecznie prowadzić do apoptozy fotoreceptorów. Patologiczny mechanizm choroby wywołanej światłem jest częściowo podobny do mechanizmu RD. Dlatego ten wysoce odtwarzalny model był szeroko stosowany w badaniach patologicznych i terapeutycznych RD.

Dotychczas dwa niezależne badania wykazały, że sól fizjologiczna nasycona wodorem może chronić siatkówkę przed uszkodzeniami wywołanymi światłem poprzez osłabienie stresu oksydacyjnego. Wykazano, że zarówno architektura siatkówki, jak i formy elektroretinogramu przystosowane do ciemności (ERG) były stosunkowo nienaruszone u szczurów traktowanych wodorem w porównaniu z kontrolami traktowanymi nośnikiem.

Bardziej szczegółowe badania z użyciem mikroskopu elektronowego wykazały, że traktowanie wodorem może chronić organelle komórkowe fotoreceptorów przed uszkodzeniem wywołanym światłem. Wyniki te potwierdzają, że wodór może przenikać przez błony, a następnie przedostawać się do jądra i mitochondriów. Ponadto stężenie dialdehydu malonowego w siatkówce, będącego markerem peroksydacji lipidów, zostało znacznie zmniejszone przez terapię wodorem, co wskazuje, że ochronne działanie wodoru można przypisać jego właściwościom przeciwutleniającym.

Retinopatia cukrzycowa (DR) jest główną przyczyną ślepoty wśród osób w wieku produkcyjnym w krajach rozwiniętych, a także istotną przyczyną ślepoty w populacji osób starszych. Ogólna częstość występowania retinopatii wśród chorych na cukrzycę wynosi około 26%. Zarówno badania kliniczne, jak i eksperymentalne wykazały, że DR jest ściśle związana ze stresem oksydacyjnym.

W modelach zwierzęcych wykazano, że sól fizjologiczna bogata w wodór może hamować aktywność kaspazy, łagodzić apoptozę siatkówki, zmniejszać przepuszczalność naczyń oraz redukować pogrubienie miąższu siatkówki.

Urazowa neuropatia nerwu wzrokowego jest jedną z najbardziej wyniszczających przyczyn trwałej utraty wzroku i całkowitej ślepoty. W modelach zwierzęcych wykazano, że wodór może sprzyjać przeżywalności komórek zwojowych siatkówki i poprawiać powrót funkcji wzrokowych poprzez tłumienie apoptozy indukowanej przez ROS.

Zaćma jest główną przyczyną ślepoty na całym świecie i dotyka do 80% populacji w wieku powyżej 70 lat. Obecnie jedynym skutecznym sposobem leczenia zaćmy jest chirurgiczne usunięcie zmętniałej soczewki i zastąpienie jej sztuczną soczewką wewnątrzgałkową. W modelach eksperymentalnych wykazano jednak, że wodór może opóźniać powstawanie zaćmy poprzez utrzymywanie aktywności enzymatycznych i nieenzymatycznych przeciwutleniaczy oraz ograniczanie peroksydacji lipidów błonowych.

Potencjalne efekty terapeutyczne przeciw jaskrze również są przedmiotem badań. W modelach zwierzęcych podawanie kropli do oczu nasyconych wodorem zwiększało stężenie wodoru w ciele szklistym, tłumiło stres oksydacyjny wywołany niedokrwieniem/reperfuzją oraz zmniejszało apoptozę neuronów siatkówki. Wykazano także, że terapia wodorem może hamować aktywację mikrogleju i redukować ekscytotoksyczność indukowaną glutaminianem.

Terapeutyczny gaz medyczny może stanowić rozsądne podejście do leczenia chorób związanych ze stresem oksydacyjnym. Wodór jest obiecującym środkiem gazowym, który selektywnie redukuje cytotoksyczne ROS i wywiera działanie ochronne na narządy poprzez regulację stresu oksydacyjnego i stanu zapalnego. Jest na tyle łagodny, że nie zakłóca fizjologicznych reakcji utleniania-redukcji ani nie zaburza RFT zaangażowanych w sygnalizację komórkową. Skuteczność i bezpieczeństwo wodoru w łagodzeniu patologii oka zostały zweryfikowane w serii eksperymentów. Pionierskie próby omówione w niniejszej pracy budzą nadzieję na odkrycie nowego, łatwego i uniwersalnego narzędzia terapeutycznego przeciwko chorobom oczu.

[terapie_generatory]