Zinātnieki acs aizmugurē atklājuši iepriekš nezināmu attīrīšanas sistēmu — slēptu ceļu, pa kuru šķidrums un vielmaiņas atkritumvielas var nonākt organisma limfātiskajā sistēmā. Atklājums apstrīd ilgstoši pastāvējušo priekšstatu par to, kā acs aizvada nevēlamās vielas, un nākotnē varētu pavērt jaunus virzienus tādu slimību ārstēšanai, kas izraisa neatgriezenisku redzes zudumu.

Glaukoma, ar vecumu saistīta makulas deģenerācija un vairākas citas nopietnas redzes slimības ir saistītas ar šķidruma, vielmaiņas atlieku un iekaisuma materiāla uzkrāšanos acs aizmugurē. Līdz šim pētniekiem nebija skaidrs, kā šis jutīgais reģions atbrīvojas no nevēlamajām vielām.

Britu Kolumbijas Universitātes (UBC) un Toronto Universitātes komanda ir identificējusi iepriekš neatzītu drenāžas ceļu, ko dēvē par aizmugurējo okulāro limfātiskās atteces jeb POLO (posterior ocular lymphatic outflow) ceļu. Pētījums veikts ar pelēm, un iegūtie dati liecina, ka šī sistēma aizvada šķidrumu un atkritumvielas no acs aizmugures uz limfātisko tīklu, kas organismā palīdz uzturēt šķidruma līdzsvaru, izvadīt noteiktus vielmaiņas produktus un koordinēt imūnās atbildes.

“Tīklene ir viena no metaboliski aktīvākajām ķermeņa daļām, kas nepārtraukti rada blakusproduktus, kuri jāaizvāc,” sacīja Neeru Gupta, UBC oftalmoloģijas un redzes zinātņu nodaļas profesore un vadītāja. “Šis atklājums palīdz izskaidrot, kā acs izskalo šos atkritumus, un sola mainīt mūsu domāšanu par virkni acu slimību un to ārstēšanu.”

Slēpta drenāžas sistēma var pavērt jaunus ārstēšanas virzienus

Tīklene ir gaismas jutīgs audu slānis acs aizmugurē. Lai pārvērstu gaismu signālos, ko smadzenes spēj interpretēt, tai nepieciešams daudz enerģijas. Šī nepārtrauktā aktivitāte rada vielmaiņas blakusproduktus, kas jāaizvāc, lai apkārtējie audi varētu pienācīgi darboties.

Ja šķidrums un atkritumvielas uzkrājas, tie var veicināt acu bojājumus. Glaukoma, makulas deģenerācija un citi tīklenes traucējumi ir saistīti ar šķidruma regulācijas izmaiņām, šūnu atkritumvielu uzkrāšanos, audu stresu un iekaisumu. Ar vecumu saistīta makulas deģenerācija vien Kanādā skar aptuveni 2,5 miljonus cilvēku, tādēļ izpratnei par procesiem, kas uztur tīkleni veselīgu, varētu būt būtiska nozīme.

POLO ceļš liecina, ka acs aizmugurē pastāv dabisks mehānisms nevēlamo vielu pārvietošanai prom no šī jutīgā reģiona. Ja pētniekiem izdosies noskaidrot, kā šis mehānisms darbojas un vai to iespējams pastiprināt, tas varētu kļūt par jaunu mērķi redzi aizsargājošu terapiju izstrādē.

“Tas sniedz pilnīgi jaunu ietvaru šo slimību izpratnei un potenciālu mērķi terapeitiskiem risinājumiem,” sacīja Gupta. “Tagad jautājums ir šāds: kā mēs varam pastiprināt vai izmantot šo attīrīšanas sistēmu, lai ārstētu vai pat novērstu slimības?”

Atklājums apstrīd vairāk nekā gadsimtu senus pieņēmumus

Vairāk nekā 100 gadu zinātnieki kopumā uzskatīja, ka acij nav tādu limfātiskās drenāžas sistēmu, kādas atrodamas gandrīz visos citos orgānos. Limfātisko sistēmu veido asinsvadi un audi, kas savāc lieko šķidrumu, pārvieto noteiktus vielmaiņas atkritumus un palīdz koordinēt imūnās reakcijas. Tā darbojas līdzās asinsrites sistēmai, lai visā organismā uzturētu stabilus apstākļus.

Priekšstats par aci kā no šī tīkla lielā mērā nošķirtu orgānu sāka mainīties 2009. gadā, kad Gupta un Yeni Yücel identificēja ar limfātisko sistēmu saistītu drenāžas ceļu acs priekšējā daļā. Viņas to nosauca par “uveolimfātisko” ceļu, sniedzot pierādījumus, ka acij ir iepriekš neatpazītas saiknes ar organisma šķidruma aizvadīšanas mehānismiem.

Yücel, Toronto Universitātes profesore un oftalmopatoloģijas direktore, turpināja pētīt iespēju, ka līdzīgi ceļi varētu pastāvēt arī citās acs daļās. Neraugoties uz agrāko atklājumu, acs aizmugure joprojām bija salīdzinoši maz izpētīta. Tas bija būtisks iztrūkums, jo tīklene un tai apkārtējie audi tiek skarti vairākās slimībās, kas ir vieni no nopietnākajiem neatgriezeniska redzes zuduma cēloņiem.

“Tīklene ir atbildīga par redzi, un tieši tur rodas arī daudzas no smagākajām redzes zuduma slimībām,” sacīja Yücel. “Izpratne par to, kā šī acs daļa uztur līdzsvarotu vidi un materiālu plūsmu, ir ļoti svarīga.”

Pētnieki izseko slepenam ceļam aiz tīklenes

Lai noskaidrotu, kā šķidrums izkļūst no acs aizmugures, pētnieki pelēm apvienoja vairākas modernas attēlveidošanas metodes, tostarp magnētiskās rezonanses izmeklējumu (MRI), tuvu infrasarkanās gaismas fluorescences attēlveidošanu un mikroskopisku izpēti.

Zinātnieki acs aizmugurē esošā šaurā telpā ievadīja fluorescējošas marķiermolekulas. Tā kā šīs molekulas varēja pamanīt to pārvietošanās laikā, pētnieki varēja izsekot šķidruma ceļam un noteikt, kur tas nonāk.

Rezultāti atklāja sīkus limfātiskos asinsvadus dzīslainajā apvalkā jeb horoīdā — plānā, asinsvadiem bagātā slānī, kas atrodas zem tīklenes. Horoīds palīdz apgādāt ārējo tīkleni ar barības vielām, taču limfātisko asinsvadu klātbūtne šajā reģionā iepriekš nebija pierādīta.

Komanda novēroja, ka šķidrums no acs aizmugures pārvietojas uz apkārtējiem orbitālajiem audiem, kas aizņem telpu ap acs ābolu. Dažu minūšu laikā marķiervielas sasniedza tuvumā esošos limfmezglus, savienojot jaunatklāto acs drenāžas ceļu ar organisma plašāko limfātisko sistēmu.

Tas sniedza pierādījumus, ka šķidrums no acs aizmugures var nonākt aktīvā aizvadīšanas ceļā, nevis palikt tikai acs iekšienē.

“Tā kā tika uzskatīts, ka horoīdā limfātisko asinsvadu nav, komanda izmantoja vairākas metodes, lai pierādītu gan to klātbūtni, gan darbību,” piebilda Yücel, kura ir arī ārste-pētniece Sentmiķeļa slimnīcā. “Mēs bijām pārsteigti, redzot tik tiešu šķidruma ceļu prom no acs uz limfātisko sistēmu. Tas liecina, ka acs aizmugurē ir aktīvs attīrīšanas ceļš, kam varētu būt nozīmīga loma šķidruma, olbaltumvielu un iekaisuma materiāla izvadīšanā, kas slimību gadījumā uzkrājas.”

Vai acs attīrīšanas sistēma var palīdzēt novērst aklumu?

Lai gan atklājums piedāvā jaunu skaidrojumu tam, kā šķidrums un atkritumvielas var izkļūt no acs aizmugures, joprojām paliek svarīgi neatbildēti jautājumi. Eksperimenti veikti ar pelēm, tādēļ nepieciešami turpmāki pētījumi, lai noskaidrotu, kā POLO ceļš darbojas cilvēkiem.

Pētniekiem vēl jāizvērtē, vai izmaiņas šajā drenāžas sistēmā veicina acu slimību attīstību un vai tās darbību iespējams droši mainīt. Ja uz šiem jautājumiem izdosies atbildēt, ceļš nākotnē varētu piedāvāt vairākas ārstēšanas iespējas.

Viens no potenciālajiem virzieniem būtu terapijas, kas uzlabo šķidruma aizvadīšanu un tādējādi, iespējams, samazina ar iekaisumu un audu bojājumiem saistītu vielu uzkrāšanos. Vēl viena iespēja būtu izmantot zināšanas par šo drenāžas ceļu, lai uzlabotu medikamentu nogādāšanu dziļi acī esošajām struktūrām.

Šīs sistēmas izpratne varētu arī palīdzēt pētīt, kā spiediens, iekaisums un šķidruma plūsma mijiedarbojas tādās slimībās kā glaukoma un ar vecumu saistīta makulas deģenerācija. Tomēr tās pagaidām ir iespējamas nākotnes attīstības, nevis jau apstiprinātas ārstēšanas metodes.

“Šis ir fundamentāls atklājums, kas parāda — acs nav tik noslēgta sistēma, kā iepriekš domājām,” sacīja Gupta. “Tas dod mums jaunu karti, jaunu mehānismu un virkni jaunu jautājumu, ko pētīt.”

Pētījuma rezultāti publicēti zinātniskajā žurnālā Translational Vision Science & Technology.

Pētījumu atbalstīja Kanādas Veselības pētniecības institūti, Kanādas Glaukomas pētniecības biedrība, Henry Farrugia Oftalmoloģijas pētniecības fonds, Kanādas Kosmosa aģentūra, Dorothy Pitts katedra, Stephen M. Drance katedra, Thor and Nicky Eaton pētniecības fonds un Canada Foundation for Innovation Leaders Opportunity Fund.