Уровень мелатонина как фактор риска развития возрастной макулярной дегенерации

Обоснование. Существующая тенденция к росту заболеваемости возрастной макулярной дегенерации (ВМД)  у населения, в том числе у работоспособной части, с  возможной потерей профессиональной деятельности,  свидетельствует о необходимости раннего доклинического выявления групп риска, своевременной профилактики и  лечения. В профилактике и лечении ВМД активно  обсуждается перспектива применения мелатонина.

Цель исследования: провести анализ уровней мелатонина в сыворотке крови и слезной жидкости у пациентов с ВМД и изучить их корреляцию с факторами риска.

Материалы и методы. В ходе исследования было  сформировано две группы: основная – пациенты с  неэкссудативной формой ВМД и сенильной катарактой (n =  40) и референтная – условно здоровые пациенты без ВМД и катаракты (n = 20). У пациентов обеих групп проводилось анкетирование для выявления факторов риска ВМД.  Содержание мелатонина в сыворотке крови и слезной  жидкости определяли с помощью иммуноферментного  анализа с использованием тест-системы Melatonin ELISA Kit  (США).

Результаты. В ходе проведенного исследования было установлено, что концентрация мелатонина в сыворотке крови и слезной жидкости у пациентов с ВМД была достоверно ниже, по сравнению с пациентами референтной группы (p<0,05). Содержание мелатонина в сыворотке  крови и слезной жидкости зависит от следующих факторов:  возраст, индекс массы тела (ИМТ), артериальная гипертония,  цвет глаз, бессонница и работа в ночные смены. Возможно, локальное определение мелатонина в слезной жидкости может быть биомаркером при определении офтальмологических патологических  состояний.

Заключение. Полученные результаты могут быть  использованы в качестве рекомендаций для уточнения  индивидуальных схем применения мелатонина, особенно  при лечении пациентов с ВМД.  

1. Prevention of Blindness and Visual Impairment: Priority Eye Diseases. Geneva: World Health Organization; 2004. Available from: http://www.who.int/blindness/causes/priority/en. [Accessed 8th December 2020]

2. Lu L, Hackett SF, Mincey A, Lai H, Campochiaro PA. Effects of Different Types of Oxidative Stress in RPE Cells. J Cell Physiol. 2006; 206 (1): 119–125. doi: 10.1002/jcp.20439

3. Coleman HR, Chan CC, Ferris III FL, Chew EY. Age-related macular degeneration. Lancet. 2008; 372 (9652): 1835–1845. doi: 10.1016/S0140–6736 (08) 61759–6

4. Roubeix С, Sahel JA, Guillonneau X, Delarasse S, Sennlaub F. On the inflammatory origins of AMD. Med Sci (Paris). 2020; 36 (10): 886–892. doi: org/10.1051/medsci/2020159

5. Alkozi HA, Wang X, Perez de Lara MJ, Pintor J. Presence of melanopsin in human crystalline lens epithelial cells and its role in melatonin synthesis. Exp Eye Res. 2017; 154:168–176. doi: 10.1016/j.exer.2016.11.019

6. Crooke A, Huete-Toral F, Martínez-Águila A, Colligris B, Pintor J. Ocular disorders and the utility of animal models in the discovery of melatoninergic drugs with therapeutic potential. Expert Opin Drug Discov. 2012; 7 (10): 989–1001. doi: 10.1517/17460441.2012.714769

7. Gaspar do Amaral F, Cipolla-Neto J. A brief review about melatonin, a pineal hormone. Arch. Endocrinol. Metab. 2018.

8. (4): 472–479. doi: 10.20945/2359–3997000000066

9. Fernández A, Ordóñez R, Reiter RJ, González-Gallego J, Mauriz JL. Melatonin and endoplasmic reticulum stress: relation to autophagy and apoptosis. J Pineal Res. 2015; 59 (3): 292–307. doi: 10.1111/jpi.12264

10. Reiter RJ, Rosales-Corral S, Tan DX, Jou MJ, Galano A, Xu B. Melatonin as a mitochondria-targeted antioxidant: one of evolution’s best ideas. Cell Mol Life Sci. 2017;74 (21): 3863–3881. doi: 10.1007/s00018-017-2609-7

11. Carrascal L, Nunez-Abades P, Ayala A, Cano M. Role of Melatonin in the Inflammatory Process and its Therapeutic Potential. Curr Pharm Des. 2018; 24 (14): 1563–1588. doi: 10.2174/1381612824666180426112832

12. Guerrero JM, Reiter RJ. Melatonin-immune system relationships. Curr Top Med Chem. 2002;2 (2): 167–179. doi: 10.2174/1568026023394335

13. Pierpaoli W, Maestroni GJ. Melatonin: a principal neuroimmunoregulatory and anti-stress hormone: its anti-aging effects. Immunol Lett. 1987; 16 (3-4):355–361. doi: 10.1016/0165-2478 (87) 90169-6

14. Kaur C, Sivakumar V, Robinson R, Foulds WS, Luu CD, Ling EA. Neuroprotective effect of melatonin against hypoxiainduced retinal ganglion cell death in neonatal rats. J. Pineal Res. 2013; 54 (2):190–206. doi: 10.1111/jpi.12016

15. Stefanova NA, Zhdankina AA, Fursova AZh, Kolosova NG. Potential of melatonin for prevention of age-related macular degeneration: experimental study. Adv Gerontol 2013; 26: 122–129 (in Russ)

16. Zetner D, Andersen LP, Rosenberg J. Melatonin as protection against radiation injury: a systematic review. Drug Res (Stuttg). 2016; 66 (6):56–57. doi: 10.1055/s-0035–1569358

17. Hardeland R. Melatonin and the theories of aging: a critical appraisal of melatonin’s role in antiaging mechanisms. J. Pineal Res. 2013; 55 (4):325–356. doi: 10.1111/jpi.12090

18. Lv XD, Liu S, Cao Z, Gong LL, Feng XP, Gao QF, et. al. Correlation between serum melatonin and aMT6S level for age-related macular degeneration patients. Eur Rev Med Pharmacol Sci. 2016; 20 (20): 4196–4201

19. Rosen R, Hu DN, Perez V, Tai K, Yu GP, Chen M, et. al. Urinary 6-sulfatoxymelatonin level in age-related macular degeneration patients. Mol Vis. 2009; 21 (15): 1673–1679

20. Changxian Yi, Pan X, Yan H, Guo M, Pierpaoli W. Effects of Melatonin in Age-Related Macular Degeneration. Ann. N. Y. Acad. Sci. 2005; 1057: 384–392. doi: 10.1196/annals. 1356.029.

21. Kandel H, Pesudovs K, Watson SL. Measurement of Quality of Life in Keratoconus. Cornea. 2020; 39 (3): 386–393. doi: 10.1097/ICO.0000000000002170

22. Carracedo G, Carpena C, Concepción P, Díaz V, GarcíaGarcíac M, Jemni N, et. al. Presence of melatonin in human tears. Journal of Optometry. 2017;10 (1):3–4. doi.org/10.1016/j.optom.2016.03.002

23. Stepicheva NA, Weiss J, Shang P, Yazdankhah M, Ghosh S, Bhutto IA, et. al. Melatonin as the Possible Link Between Age-Related Retinal Regeneration and the Disrupted Circadian Rhythm in Elderly. Adv Exp Med Biol. 2019; 1185:45–49. doi: 10.1007/978-3-030-27378-1_8

24. Crooke A, Huete‐Toral F, Colligris B, Pintor J. The role and therapeutic potential of melatonin in age‐related ocular diseases. J. Pineal Res. 2017; 63 (2). doi: 10.1111/jpi.12430

25. Mehta S. Age-Related Macular Degeneration. Prim Care. 2015;42 (3):377–391. doi: 10.1016/j.pop.2015.05.009

26. Momeni-Moghaddam H, Kundart J, Ehsani M, AbdehKykha A. Body mass index and binocular vision skills. Saudi J Ophthalmol. 2012;26 (3):331–334. doi:10.1016/j.sjopt.2012.01.002

27. Haas P, Kubista KE, Krugluger W, Huber J, Binder S. Impact of visceral fat and pro-inflammatory factors on the pathogenesis of age-related macular degeneration. Acta Ophthalmol. 2015; 93 (6): 533–538. doi: 10.1111/aos.12670

28. Tokarz P, Kaarniranta K, Blasiak J. Role of antioxidant enzymes and small molecular weight antioxidants in the pathogenesis of age-related macular degeneration (AMD). Biogerontology. 2013; 14 (5): 461–482. doi: 10.1007/s10522-013-9463-2

29. Bovier ER, Lewis RD, Hammond BR Jr. The relationship between lutein and zeaxanthin status and body fat. Nutrients. 2013; 5 (3): 750–757. doi: 10.3390/nu5030750

30. Lipecz A, Miller L, Kovacs I, Czakó C, Csipo T, Baffi J, et. al. Microvascular contributions to age-related macular degeneration (AMD): from mechanisms of choriocapillaris aging to novel interventions. Geroscience. 2019;41 (6):813–845. doi: 10.1007/s11357-019-00138-3

31. Metelitsina TI, Grunwald JE, DuPont JC, Ying GS. Effect of systemic hypertension on foveolar choroidal blood flow in age related macular degeneration. Br J Ophthalmol. 2006; 90 (3): 342–346. doi: 10.1136/bjo.2005.082974

32. Thomas J, Mohammad S, Charnigo R, Baffi J, Abdel-Latif A, Ziada KM. Age-Related Macular Degeneration and Coronary Artery Disease in a VA Population. South Med J. 2015; 108 (8): 502–506. doi: 10.14423/SMJ.0000000000000329

33. Mitchell P, Smith W, Wang JJ. Iris color, skin sun sensitivity, and age-related maculopathy. The Blue Mountains Eye Study. Ophthalmology. 1998;105 (8): 1359–63. doi: 10.1016/S0161-6420(98)98013-7

34. Higuchi S, Motohashi Y, Ishibashi K, Maeda T. Influence of eye colors of Caucasians and Asians on suppression of melatonin secretion by light. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2007; 292 (6): 2352–2356. doi.org/10.1152/ajpregu.00355.2006

35. Tsai DC, Chen HC, Leu HB, Chen SJ, Hsu NW, Huang CC, et. al. The association between clinically diagnosed insomnia and age‐related macular degeneration: a population‐based cohort study. Acta Ophthalmol. 2020; 98 (2). e238-e244. doi: 10.1111/aos.14238