Запалення та оксидативний стрес

Запалення — частина нормальної захисної системи організму.

Поверхня ока постійно контактує із зовнішнім світом. Вона стикається з повітрям, мікроорганізмами, алергенами, часточками, змінами вологості й температури та багатьма іншими потенційними навантаженнями. Тому імунній системі потрібно стежити за цією поверхнею й захищати її.

Коли клітини виявляють ушкодження, інфекцію чи інші види стресу, вони можуть вивільняти сигнальні молекули, що запускають імунну відповідь. У цій відповіді можуть брати участь судини, імунні клітини та навколишні тканини.

Це не обов’язково шкідливо. Запалення за своєю суттю — захисний біологічний процес. Проблема виникає, коли запальна активність стає надмірною, тривалою або погано регульованою. Замість того щоб просто допомагати тканині відновитися, вона може почати сприяти подальшій дисфункції та ушкодженню.

Є кілька можливих точок входу.

Уявіть, що слізна плівка раз по раз стає нестабільною й розривається надто рано. Тоді на ділянках поверхні ока може посилюватися випаровування та виникати локальний гіперосмотичний стрес. Епітеліальні клітини, що вкривають око, можуть виявляти це ненормальне середовище. У відповідь можуть активуватися внутрішньоклітинні сигнальні шляхи, а клітини — вивільняти запальні медіатори. До них належать такі молекули, як цитокіни, хемокіни та матриксні металопротеїнази.

Ці сигнали можуть впливати на сусідні клітини та залучати або активувати імунні клітини. Тож проблема, що спершу стосувалася слізної плівки, може почати залучати імунну систему:

нестабільність слізної плівки→клітинний стрес→запальна сигналізація

Але на цьому процес не обов’язково зупиняється.

Щойно запальні шляхи активуються, вони можуть впливати на кілька компонентів системи поверхні ока. Запальні медіатори можуть сприяти ушкодженню епітеліальних клітин і порушенню бар’єрної функції. Вони можуть впливати на келихоподібні клітини та вироблення муцинів. Вони можуть взаємодіяти з чутливими нервами. Запальні процеси також можуть впливати на роботу слізних і мейбомієвих залоз при деяких формах сухого ока.

Через ці зміни слізній плівці та поверхні ока важче повернутися до нормального гомеостазу. Це створює ще одну можливу петлю зворотного зв’язку:

навантаження на слізну плівку чи поверхню→запалення→подальша дисфункція поверхні→більша нестабільність слізної плівки

Це частина того, що часто називають хибним колом сухого ока.

Запалення — це не одна-єдина реакція. Імунна система має два взаємодіючі компоненти: вроджений імунітет і адаптивний імунітет.

Вроджений імунітет забезпечує швидку відповідь на стрес тканин, ушкодження та потенційні загрози. Епітеліальні клітини самої поверхні ока беруть участь у цій системі. Вони не пасивні жертви запалення — вони можуть виявляти стрес і виробляти сигнали, які запускають або підсилюють імунну відповідь.

Адаптивний імунітет залучає спеціалізованіші імунні клітини, зокрема Т-клітини, які можуть долучатися, коли запальні реакції тривають.

Ці системи спілкуються між собою. Експериментальні та клінічні дослідження показали, що при сухому оці задіяні і вроджені, і адаптивні імунні шляхи. Проте для пацієнта найважливіша простіша ідея: поверхня ока — це активне імунне середовище, і тривалий стрес може змінювати його поведінку.

Кожна клітина використовує кисень у межах нормального обміну речовин. Під час цих процесів клітини природно виробляють хімічно активні молекули, зокрема активні форми кисню, які часто скорочують до АФК (англ. ROS).

АФК не є автоматично шкідливими. На контрольованому рівні вони беруть участь у нормальній клітинній сигналізації. Клітини мають також антиоксидантні системи, які допомагають тримати ці активні молекули під контролем.

Оксидативний стрес виникає, коли баланс зміщується — коли виробництво активних молекул перевищує здатність антиоксидантних систем ефективно їх нейтралізувати чи контролювати. Тоді білки, ліпіди, ДНК та інші клітинні структури можуть ушкоджуватися.

Поверхня ока особливо піддана впливу довкілля та метаболічному стресу. Її клітини стикаються з киснем, світлом, забруднювачами довкілля, запаленням і постійною механічною взаємодією з повіками.

За стресових умов утворення активних форм кисню може посилюватися. Якщо антиоксидантний захист не може достатньо компенсувати це, може розвинутися оксидативний стрес. Це може заважати нормальній роботі епітеліальних клітин і сприяти клітинному ушкодженню.

Оксидативний стрес виявляли в експериментальних і клінічних дослідженнях сухого ока, його вивчали в кількох частинах системи поверхні ока, зокрема в рогівці, кон’юнктиві, слізних і мейбомієвих залозах.

Але важливо не перетворювати це на ще одне надмірне спрощення. Сухе око — не просто «хвороба оксидативного стресу». Оксидативний стрес — це один із біологічних механізмів, що може брати участь у ширшій мережі відхилень, задіяних у сухому оці.

Запалення й оксидативний стрес — різні процеси, але вони можуть тісно взаємодіяти. Запальна активність може збільшувати вироблення активних форм кисню. Водночас оксидативний стрес може активувати клітинні сигнальні шляхи, що підтримують запальні реакції.

Це створює можливість ще однієї петлі зворотного зв’язку:

клітинний стрес→оксидативний стрес→запальна сигналізація→додатковий клітинний стрес

Отже, за деяких обставин ці процеси можуть підсилювати один одного. Але їхня відносна важливість, імовірно, не однакова в кожної людини із сухим оком.

Це одна з найважливіших ідей цієї статті.

Припустімо, що людина починає з проблеми мейбомієвих залоз. Порушена доставка меібуму може сприяти нестабільності слізної плівки. Ця нестабільність може створювати більше навантаження на поверхню ока. Клітини поверхні тоді можуть генерувати запальні сигнали. Запалення згодом може сприяти додатковій дисфункції поверхні. У такому разі запалення могло розвинутися вже після первинної проблеми.

Але є й стани, за яких запальні чи імунні процеси можуть бути значно ближчими до початку шляху розвитку хвороби.

Тож на запитання «Чи запалення — причина мого сухого ока?» не завжди можна відповісти просто «так» чи «ні». Краще запитати так: «Яку роль запалення відіграє саме в моїй системі сухого ока?»

Не обов’язково однаковою мірою, на однаковому рівні чи на кожній стадії хвороби.

Визначення TFOS визнає запалення поверхні ока важливим етіологічним чинником сухого ока, але це не означає, що клінічно очевидне запалення має бути виявлене в кожного пацієнта.

Сухе око — мультифакторне захворювання. У різних людей можуть поєднуватися різні комбінації нестабільності слізної плівки, гіперосмолярності, запалення, ушкодження поверхні ока та нейросенсорних порушень. І ці взаємозв’язки можуть змінюватися з часом.

Саме тому наявність симптомів сухого ока автоматично не говорить нам, скільки запалення є — і чи запалення є головною проблемою.

Запалення не завжди супроводжується різким почервонінням чи набряком. Біологічна запальна активність може існувати на рівні, який неочевидний, якщо просто дивитися на око. Це іноді описують як субклінічне запалення. Клітини можуть виробляти запальні медіатори, а імунні шляхи бути активованими, навіть коли око не виглядає сильно запаленим.

І навпаки, видиме почервоніння автоматично не доводить, що причина — запалення, пов’язане із сухим оком. Почервоніння можуть спричиняти багато різних станів ока.

Тому лише за виглядом не можна повністю оцінити запальний стан поверхні ока.

Так, але цей зв’язок складний.

Запальні медіатори можуть взаємодіяти з чутливими нервовими закінченнями та змінювати їхню реакцію на подразники. Це може сприяти відчуттю печіння, подразнення, болю чи інших ненормальних відчуттів.

Але симптоми виникають не лише від запалення. На те, що відчуває людина, можуть впливати нестабільність слізної плівки, гіперосмолярність, механічне тертя, ушкодження епітелію та нейросенсорні порушення.

Це ще одна причина, чому вираженість симптомів і видимі ознаки не завжди ідеально збігаються. Двоє людей із зовні схожими змінами поверхні ока можуть відчувати дуже різний рівень дискомфорту.

Тому що сухе око — це система.

В однієї людини може бути недостатньо водних сліз. В іншої — порушена доставка меібуму. Ще хтось кліпає неповністю. У когось є порушення поверхні ока. У когось змінена обробка сенсорних сигналів. А в багатьох людей кілька відхилень існують одночасно.

Запалення може взаємодіяти з усіма цими шляхами, але називати кожну проблему із сухим оком просто «запаленням» означає ризикувати приховати механізм, який запустив або досі підтримує проблему. Це важливо, адже розуміння того, що саме працює не так, дає більше інформації, ніж одне універсальне пояснення для всіх, хто має сухе око.

Причин може бути багато. Вони можуть виникати як наслідок нестабільності слізної плівки, гіперосмолярності та навантаження на поверхню ока, але також можуть бути пов’язані з імунними захворюваннями, стресом довкілля, інфекцією, захворюваннями повік, ліками, операціями та багатьма іншими станами. На оксидативний стрес так само можуть впливати різні біологічні та зовнішні чинники.

Це питання про те, чому ці процеси стали важливими саме в конкретної людини. Поки що головне: і запалення, і оксидативний стрес можуть стати частиною біологічного середовища, яке не дає слізній плівці та поверхні ока підтримувати нормальний гомеостаз.