Офтальмохирургия. 2020; : 31-39
Влияние мелатонина на продукцию провоспалительных цитокинов при хирургии катаракты у пациентов с неэкссудативной формой ВМД
https://doi.org/10.25276/0235-4160-2020-3-31-39Аннотация
Актуальность. В последние годы в различных областях медицины, включая офтальмологию, проводятся исследования, связанные с изучением роли мелатонина и цитокинов при развитии различных патологических процессов.
Цель. Изучить влияние мелатонинсодержащей терапии на концентрацию провоспалительных цитокинов, мелатонина в слезной жидкости и сыворотке крови у пациентов с неэкссудативной фор- мой возрастной макулярной дегенерации при хирургии неосложненной сенильной катаракты.
Материал и методы. В ходе исследования были сформированы 2 группы: 1-я (основная) группа – 40 пациентов, принимавших препарат «Мелаксен» (3 мг на ночь) в течение 3 мес. перед операцией; 2-я (контрольная) группа – 40 пациентов, не принимавших мелатонин перед операцией. Лабораторные исследования образцов крови и слезной жидкости на гормон мелатонин и цитокины (ИЛ-1β и ИЛ- 8) проводились с помощью иммуноферментного анализа.
Результаты. При приеме экзогенного мелатонина у пациентов основной группы концентрация мелатонина в сыворотке крови и слез- ной жидкости была достоверно выше весь период наблюдения, по сравнению с больными контрольной группы. Также мелатонинсодержащая терапия способствовала снижению концентрации провоспалительных цитокинов ИЛ-8 и ИЛ-1β. Корреляционный анализ уровня цитокинов и содержания мелатонина в слезной жидкости у пациентов обследуемых групп выявил достоверно более высокую обратную связь перед операцией и достоверно более слабую и прямую после оперативного вмешательства.
Выводы. Повышение концентрации мелатонина в слезной жидкости после операции по поводу сенильной катаракты в обеих группах свидетельствует о возможном повышении его продукции в ответ на хирургическое лечение и направлено на снижение активности местного воспалительного процесса. Полученные результаты позволяют сделать заключение о противовоспалительном действии мелатонина.
Список литературы
1. Pinna A, Zaccheddu F, Boscia F, Carru С, Solinas G. Homocysteine and risk of age related macular degeneration: a systematic review and metaanalysis. Acta Ophthalmologica. 2018;96: e269-e276. doi:10.1111/aos.13343
2. Gheorghe A, Mahdi L, Musat O. Age-related macular degeneration. Rom J Ophthalmol. 2015;59(2): 74–77.
3. Ho J, Xirasagar S, Kao LT, Lin HC. Neovascular age-related macular degeneration is associated with cataract surgery. Acta Ophthalmologica. 2018;96(2): e213–e217. doi:10.1111/aos.13511
4. Ходжаев Н.С., Чупров А.Д., Ким С.М. Роль мелатонина в патогенезе возрастной макулярной дегенерации (обзор). Саратовский научно-медицинский журнал. 2019;15(2): 559–563. [Khodzhaev NS, Chuprov AD, Kim SM. Role of melatonin in pathogenesis of agerelated macular degeneration (review). Saratov Journal of Medical Scientific Research. 2019;15(2): 559–563. (In Russ.)]
5. Еричев В.П., Петров С.Ю., Суббот А.М., Волжанин А.В., Германова В.Н., Карлова Е.В. Роль цитокинов в патогенезе глазных болезней. Национальный журнал глаукома. 2017;16(1): 87–101. [Erichev VP, Petrov SYu, Subbot АМ, Volzhanin AV, Germanova VN, Karlova ЕV. Role of cytokines in the pathogenesis of eye diseases. National Journal Glaukoma. 2017;16(1): 87–101. (In Russ.)]
6. Симбирцев А.С., Тотолян А.А. Цитокины в лабораторной диагностике. Инфекционные болезни: Новости. Мнения. Обучение. 2015;2: 82–98. [Simbircev AS, Totolyan AA. Citokiny v laboratornoj diagnostike. Infekcionnye bolezni: Novosti. Mneniya. Obuchenie. 2015;2: 82–98. (In Russ.)]
7. Симбирцев А.С. Цитокины в патогенезе и лечении заболеваний человека. Спб.: Фолиант; 2018. [Simbircev AS. Citokiny v patogeneze i lechenii zabolevanij cheloveka. Spb.: Foliant; 2018. (In Russ.)]
8. Chu L, Wang B, Xu B, Dong N. Aqueous cytokines as predictors of macular edema in non-diabetic patients following uncomplcated phacoemulsification cataract surgery. Molecular Vision. 2013;19: 2418–2425.
9. Черных В.В, Ермакова О.В., Орлов Н.Б., Обухова О.О., Горбенко О.М., Шваюк А.П., Еремина А.В., Трунов А.Н. Особенности содержания про воспалительных цитокинов в слезной и внутриглазной жидкостях при первичной открытоугольной глаукоме. Сибирский научный медицинский журнал. 2018;38(5): 5–10. [Chernykh VV, Ermakova OV, Orlov NB, Obukhova OO, Gorbenko OM, Shvayuk AP, Eremina AV, Trunov AN. Features of the content of proinflammatory cytokines in lacrimal and intraocular fluid in patients with primary open-angle glaucoma. Siberian scientific medical journal. 2018;38(5): 5–10. (In Russ.)] doi:10.15372/SSMJ20180501
10. Csősz E, Deák E, Toth N, Traverso CE, Csutak A, Tőzser J. Comparative analysis of cytokine profiles of glaucomatous tears and aqueous humour reveals potential biomarkers for trabeculectomy complications. FEBS Open Bio. 2019;9(5): 1020–1028. doi:org/10.1002/2211-5463.12637
11. Комаров Ф.И., Рапопорт С.И., Малиновская Н.К., Анисимов В.Н. Мелатонин в норме и патологии. М.: Медпрактика; 2004. [Komarov FI, Rapoport SI, Malinovskaya NK, Anisimov VN. Melatonin v norme i patologii. M.: Medpraktika; 2004. (In Russ.)]
12. Sardo FLo, Muti P, Blandino G, Strano S. Melatonin and Hippo Pathway: Is There Existing Cross- Talk? Int J Mol Sci. 2017;18(9): 1–26. doi:10.3390/ijms18091913
13. Blasiak J, Reiter RJ, Kaarniranta K. Melatonin in Retinal Physiology and Pathology: The Case of Age- Related Macular Degeneration. Oxid Med Cell Longev. 2016;3: 1–12. doi:10.1155/2016/6819736
14. Арушанян Э.Б, Наумов С.С. Противовоспалительные возможности мелатонина. Клиническая медицина. 2013;91(7): 18–22. [Arushanyan EB, Naumov SS. Anti-inflammatory potential of melatonin. Clinical medicine. 2013;91(7): 18–22. (In Russ.)]
15. Чеснокова Н.Б., Безнос О.В., Бейшенова Г.А. Влияние инстилляций мелатонина и дексаметазона на клиническое течение увеита и биохимические процессы во влаге передней камеры. Российская педиатрическая офтальмология. 2016;1(11): 29–34. [Chesnokova NB, Beznos OV, Beyshenova GA. The influence of melatonin and dexamethasone instillations on the clinical course of uveitis and the biochemical processes in the aqueous humour of the anterior chamber of the eye. Russian Pediatric Ophthalmology. 2016;11(1): 27–32. (In Russ.)] doi:10.18821/1993-1859-2016-11-1-27-32
16. Sande PH, Alvarez J, Calcagno J, Rosenstein RE. Preliminary findings on the effect of melatonin on the clinical outcome of cataract surgery in dogs. Veterinary ophthalmology. 2016;19(3): 184–194. doi:org/10.1111/vop.12282
17. Gomez-Moreno G, Guardia J, Ferrera MJ, Cutando A, Reiter RJ. Melatonin in diseases of the oral cavity. Oral Diseases. 2010;16(3): 242–247. doi:10.1111/j.1601-0825.2009.01610.x
18. Pinazo-Duran MD, Gallego-Pinazo R, Garcia- Medina JJ, Zanon-Moreno V, Nucci C, Dolz-Marco R, Martinez-Castillo S, Galbis-Estrada K, Marco-Ramirez C, Lopez-Galvez MI, Galarreta DJ, Diaz-Llopis MJ. Oxidative stress and itsdownstream signaling in agingeyes. Clinical Interventions in Aging. 2014;9: 637–652. doi:10.2147/CIA.S52662
19. Truscott RJ. Age-related nuclear cataractoxidation is the key. Exp Eye Res. 2005;80(5): 709–725. doi:10.1016/j.exer.2004.12.007
20. Tezel G. Oxidative stress in glaucomatous neurodegeneration: mechanisms and consequences. Prog Retin Eye Res. 2006;25(5): 490–513. doi:10.1016/j.preteyeres.2006.07.003
21. Hollyfield JG, Bonilha VL, Rayborn ME, Yang X, Shadrach KG, Lu L, Ufret RL, Salomon RG, Perez VL. Oxidative damage-induced inflammation initiates agerelated macular degeneration. Nat Med. 2008;14(2): 194–198. doi:10.1038/nm1709
22. Yi C, Pan X, Yan H, Guo M, Pierpaoli W. Effects of melatonin in agerelated macular degeneration. Ann NY Acad Sci. 2005;1057: 384–392. doi:/10.1196/annals.1356.029
23. Hoyle CHV, Peral A, Pintor J. Melatonin potentiates tear secretion induced by diadenosine tetraphosphate in the rabbit. Eur J Pharmacol. 2006;552(1-3): 159–161. doi:10.1016/j.ejphar.2006.09.012
24. Sande PH, Dorfman D, Fernandez DC, Chianelli M, Domínguez Rubio AP, Franchi AM, Silberman DM, Rosenstein RE, Saenz DA. Treatment with melatonin after onset of experimental uveitis attenuates ocular inflammation. Br J Pharmacol. 2014;171(24): 5696–5707. doi:10.1111/bph.12873
25. Nishi T, Saeki K, Miyata K, Yoshikawa T, Ueda T, Kurumatani N, Obayashi K, Ogata N. Original Investigation Effects of Cataract Surgery on Melatonin Secretion in Adults 60 Years and Older A Randomized Clinical Trial. JAMA Ophthalmol. 2020;138(4): 405–411. doi:org/10.1001/jamaophthalmol.2020.0206
26. Арбеньева H.C., Чехова Т.А., Братко В.И., Обухова О.О., Горбенко О.М., Шваюк А.П., Повещенко О.В., Трунов А.Н., Черных В.В. Влияние комплексного лечения с использованием тромботцитарной аутоплазмы на клинико-лабораторные показатели с эндогенным увеитом и макулярным отеком. Сибирский научный медицинский журнал. 2019;39(5): 110– 118. [Arben’eva HC, CHekhova TA, Bratko VI, Obuhova OO, Gorbenko OM, SHvayuk AP, Poveshchenko OV, Trunov AN, CHernyh VV. Vliyanie kompleksnogo lecheniya s ispol’zovaniem trombotcitarnoj autoplazmy na kliniko-laboratornye pokazateli s endogennym uveitom i makulyarnym otekom. Sibirskij Nauchnyj Medicinskij Zhurnal. 2019;39(5): 110–118. (In Russ.)]
Fyodorov Journal of Ophthalmic Surgery. 2020; : 31-39
The effect of melatonin on the production of pro-inflammatory cytokines in cataract surgery in patients with non-exudative AMD
https://doi.org/10.25276/0235-4160-2020-3-31-39Abstract
Background. In recent years, the studies concerning the role of melatonin and cytokines in the development of various pathological processes have been conducted in various fields of medicine, including ophthalmology.
Purpose. To study the effect of melatonin-containing therapy on the concentration of pro-inflammatory cytokines, melatonin in the lacrimal fluid and melatonin in the blood serum in patients with non-exudative AMD in the course of surgery for uncomplicated senile cataract. Material and methods. During the study, 2 groups have been formed: group 1 (main group) – 40 patients who took the drug «Melaxen» (3 mg at night) for 3 months before the surgery; group 2 (control group) – 40 patients who did not take melatonin before the surgery. Laboratory studies of blood samples and tear fluid for the hormone melatonin and cytokines (IL-1β and IL-8) were carried out using enzyme-linked immunosorbent assay.
Results. When taking exogenous melatonin in patients of the main group, the concentration of melatonin in blood serum and lacrimal fluid was significantly higher during the entire observation period, compared with the control group patients. Also, melatonin-containing therapy contributed to a decrease in the concentration of pro-inflammatory IL-8 and IL-1β cytokines. A correlation analysis of the level of cytokines and the content of melatonin in lacrimal fluid of the examined groups patients revealed a significantly higher feedback before surgery and significantly weaker and direct after the surgery.
Conclusion. An increase in the concentration of melatonin in the lacrimal fluid after surgery for senile cataract in both groups indicates a possible increase in its production in response to surgical treatment and is aimed at reducing the activity of the local inflammatory process. The obtained results allow us to conclude that melatonin has an antiinflammatory effect.
References
1. Pinna A, Zaccheddu F, Boscia F, Carru S, Solinas G. Homocysteine and risk of age related macular degeneration: a systematic review and metaanalysis. Acta Ophthalmologica. 2018;96: e269-e276. doi:10.1111/aos.13343
2. Gheorghe A, Mahdi L, Musat O. Age-related macular degeneration. Rom J Ophthalmol. 2015;59(2): 74–77.
3. Ho J, Xirasagar S, Kao LT, Lin HC. Neovascular age-related macular degeneration is associated with cataract surgery. Acta Ophthalmologica. 2018;96(2): e213–e217. doi:10.1111/aos.13511
4. Khodzhaev N.S., Chuprov A.D., Kim S.M. Rol' melatonina v patogeneze vozrastnoi makulyarnoi degeneratsii (obzor). Saratovskii nauchno-meditsinskii zhurnal. 2019;15(2): 559–563. [Khodzhaev NS, Chuprov AD, Kim SM. Role of melatonin in pathogenesis of agerelated macular degeneration (review). Saratov Journal of Medical Scientific Research. 2019;15(2): 559–563. (In Russ.)]
5. Erichev V.P., Petrov S.Yu., Subbot A.M., Volzhanin A.V., Germanova V.N., Karlova E.V. Rol' tsitokinov v patogeneze glaznykh boleznei. Natsional'nyi zhurnal glaukoma. 2017;16(1): 87–101. [Erichev VP, Petrov SYu, Subbot AM, Volzhanin AV, Germanova VN, Karlova EV. Role of cytokines in the pathogenesis of eye diseases. National Journal Glaukoma. 2017;16(1): 87–101. (In Russ.)]
6. Simbirtsev A.S., Totolyan A.A. Tsitokiny v laboratornoi diagnostike. Infektsionnye bolezni: Novosti. Mneniya. Obuchenie. 2015;2: 82–98. [Simbircev AS, Totolyan AA. Citokiny v laboratornoj diagnostike. Infekcionnye bolezni: Novosti. Mneniya. Obuchenie. 2015;2: 82–98. (In Russ.)]
7. Simbirtsev A.S. Tsitokiny v patogeneze i lechenii zabolevanii cheloveka. Spb.: Foliant; 2018. [Simbircev AS. Citokiny v patogeneze i lechenii zabolevanij cheloveka. Spb.: Foliant; 2018. (In Russ.)]
8. Chu L, Wang B, Xu B, Dong N. Aqueous cytokines as predictors of macular edema in non-diabetic patients following uncomplcated phacoemulsification cataract surgery. Molecular Vision. 2013;19: 2418–2425.
9. Chernykh V.V, Ermakova O.V., Orlov N.B., Obukhova O.O., Gorbenko O.M., Shvayuk A.P., Eremina A.V., Trunov A.N. Osobennosti soderzhaniya pro vospalitel'nykh tsitokinov v sleznoi i vnutriglaznoi zhidkostyakh pri pervichnoi otkrytougol'noi glaukome. Sibirskii nauchnyi meditsinskii zhurnal. 2018;38(5): 5–10. [Chernykh VV, Ermakova OV, Orlov NB, Obukhova OO, Gorbenko OM, Shvayuk AP, Eremina AV, Trunov AN. Features of the content of proinflammatory cytokines in lacrimal and intraocular fluid in patients with primary open-angle glaucoma. Siberian scientific medical journal. 2018;38(5): 5–10. (In Russ.)] doi:10.15372/SSMJ20180501
10. Csősz E, Deák E, Toth N, Traverso CE, Csutak A, Tőzser J. Comparative analysis of cytokine profiles of glaucomatous tears and aqueous humour reveals potential biomarkers for trabeculectomy complications. FEBS Open Bio. 2019;9(5): 1020–1028. doi:org/10.1002/2211-5463.12637
11. Komarov F.I., Rapoport S.I., Malinovskaya N.K., Anisimov V.N. Melatonin v norme i patologii. M.: Medpraktika; 2004. [Komarov FI, Rapoport SI, Malinovskaya NK, Anisimov VN. Melatonin v norme i patologii. M.: Medpraktika; 2004. (In Russ.)]
12. Sardo FLo, Muti P, Blandino G, Strano S. Melatonin and Hippo Pathway: Is There Existing Cross- Talk? Int J Mol Sci. 2017;18(9): 1–26. doi:10.3390/ijms18091913
13. Blasiak J, Reiter RJ, Kaarniranta K. Melatonin in Retinal Physiology and Pathology: The Case of Age- Related Macular Degeneration. Oxid Med Cell Longev. 2016;3: 1–12. doi:10.1155/2016/6819736
14. Arushanyan E.B, Naumov S.S. Protivovospalitel'nye vozmozhnosti melatonina. Klinicheskaya meditsina. 2013;91(7): 18–22. [Arushanyan EB, Naumov SS. Anti-inflammatory potential of melatonin. Clinical medicine. 2013;91(7): 18–22. (In Russ.)]
15. Chesnokova N.B., Beznos O.V., Beishenova G.A. Vliyanie instillyatsii melatonina i deksametazona na klinicheskoe techenie uveita i biokhimicheskie protsessy vo vlage perednei kamery. Rossiiskaya pediatricheskaya oftal'mologiya. 2016;1(11): 29–34. [Chesnokova NB, Beznos OV, Beyshenova GA. The influence of melatonin and dexamethasone instillations on the clinical course of uveitis and the biochemical processes in the aqueous humour of the anterior chamber of the eye. Russian Pediatric Ophthalmology. 2016;11(1): 27–32. (In Russ.)] doi:10.18821/1993-1859-2016-11-1-27-32
16. Sande PH, Alvarez J, Calcagno J, Rosenstein RE. Preliminary findings on the effect of melatonin on the clinical outcome of cataract surgery in dogs. Veterinary ophthalmology. 2016;19(3): 184–194. doi:org/10.1111/vop.12282
17. Gomez-Moreno G, Guardia J, Ferrera MJ, Cutando A, Reiter RJ. Melatonin in diseases of the oral cavity. Oral Diseases. 2010;16(3): 242–247. doi:10.1111/j.1601-0825.2009.01610.x
18. Pinazo-Duran MD, Gallego-Pinazo R, Garcia- Medina JJ, Zanon-Moreno V, Nucci C, Dolz-Marco R, Martinez-Castillo S, Galbis-Estrada K, Marco-Ramirez C, Lopez-Galvez MI, Galarreta DJ, Diaz-Llopis MJ. Oxidative stress and itsdownstream signaling in agingeyes. Clinical Interventions in Aging. 2014;9: 637–652. doi:10.2147/CIA.S52662
19. Truscott RJ. Age-related nuclear cataractoxidation is the key. Exp Eye Res. 2005;80(5): 709–725. doi:10.1016/j.exer.2004.12.007
20. Tezel G. Oxidative stress in glaucomatous neurodegeneration: mechanisms and consequences. Prog Retin Eye Res. 2006;25(5): 490–513. doi:10.1016/j.preteyeres.2006.07.003
21. Hollyfield JG, Bonilha VL, Rayborn ME, Yang X, Shadrach KG, Lu L, Ufret RL, Salomon RG, Perez VL. Oxidative damage-induced inflammation initiates agerelated macular degeneration. Nat Med. 2008;14(2): 194–198. doi:10.1038/nm1709
22. Yi C, Pan X, Yan H, Guo M, Pierpaoli W. Effects of melatonin in agerelated macular degeneration. Ann NY Acad Sci. 2005;1057: 384–392. doi:/10.1196/annals.1356.029
23. Hoyle CHV, Peral A, Pintor J. Melatonin potentiates tear secretion induced by diadenosine tetraphosphate in the rabbit. Eur J Pharmacol. 2006;552(1-3): 159–161. doi:10.1016/j.ejphar.2006.09.012
24. Sande PH, Dorfman D, Fernandez DC, Chianelli M, Domínguez Rubio AP, Franchi AM, Silberman DM, Rosenstein RE, Saenz DA. Treatment with melatonin after onset of experimental uveitis attenuates ocular inflammation. Br J Pharmacol. 2014;171(24): 5696–5707. doi:10.1111/bph.12873
25. Nishi T, Saeki K, Miyata K, Yoshikawa T, Ueda T, Kurumatani N, Obayashi K, Ogata N. Original Investigation Effects of Cataract Surgery on Melatonin Secretion in Adults 60 Years and Older A Randomized Clinical Trial. JAMA Ophthalmol. 2020;138(4): 405–411. doi:org/10.1001/jamaophthalmol.2020.0206
26. Arben'eva H.C., Chekhova T.A., Bratko V.I., Obukhova O.O., Gorbenko O.M., Shvayuk A.P., Poveshchenko O.V., Trunov A.N., Chernykh V.V. Vliyanie kompleksnogo lecheniya s ispol'zovaniem trombottsitarnoi autoplazmy na kliniko-laboratornye pokazateli s endogennym uveitom i makulyarnym otekom. Sibirskii nauchnyi meditsinskii zhurnal. 2019;39(5): 110– 118. [Arben’eva HC, CHekhova TA, Bratko VI, Obuhova OO, Gorbenko OM, SHvayuk AP, Poveshchenko OV, Trunov AN, CHernyh VV. Vliyanie kompleksnogo lecheniya s ispol’zovaniem trombotcitarnoj autoplazmy na kliniko-laboratornye pokazateli s endogennym uveitom i makulyarnym otekom. Sibirskij Nauchnyj Medicinskij Zhurnal. 2019;39(5): 110–118. (In Russ.)]
