1. Принципы ускоренного роговичного коллагенового кросслинкинга

1.2.2. Поперечные сшивки роговицы

С возрастом кератоконус стабилизируется [30]. Диагноз ставят и наиболее быстрое прогрессирование обычно начинается в период полового созревания и продолжается всю юность, останавливаясь на третьем-четвёртом десятилетии жизни. Стабилизация кератоконуса с возрастом [30], а также меньшая частота эктазии после LASIK у пожилых пациентов [31] стали косвенным клиническим доказательством того, что биомеханические свойства роговицы человека меняются со временем; это подтверждено лабораторными исследованиями. Нокс Картрайт и соавт. описывают двукратное увеличение жёсткости роговицы в возрасте от 20 до 100 лет, проявляющееся линейным уменьшением смещения вершины роговицы в ответ на изменение внутриглазного давления, равное тому, что происходит в течение сердечного цикла [32].

Возрастное увеличение жёсткости роговицы связывают со сшивками, индуцированными гликированием, которые образуются между ламеллами коллагена стромы или внутри них в результате накопления конечных продуктов неферментативного гликирования с течением времени [33, 34]. Аналогично показано, что у людей с сахарным диабетом кератоконус развивается значительно реже, чем у людей без диабета [35]; это объясняют более выраженным сшиванием роговицы за счёт гликозилирования и ферментативной активности лизилоксидазы, что повышает прочность роговицы.

Кросслинкинг роговицы ультрафиолетом А (УФА) в сочетании с рибофлавином создаёт дополнительные ковалентные связи. Какие именно молекулы и где именно образуют ковалентные связи в микроструктуре коллагена стромы, до сих пор точно не известно [19].

Подробное описание возможных сценариев сшивания приводят Хейс и соавт. [19]. Модель описывает коллагеновые фибриллы, молекулы коллагена и щетинообразные отростки коровых белков протеогликанов с их гликозаминогликанами. Возможные места сшивания: (a) внутри молекул (внутримолекулярные); (b) молекула коллагена — молекула коллагена на поверхности фибриллы (межмолекулярные); (c) молекула коллагена — молекула коллагена на поверхности фибриллы (межмолекулярные); (d) непосредственно фибрилла коллагена — фибрилла коллагена (межфибриллярные); (e) протеогликан — молекула коллагена (поверхность фибриллы); (f) внутри коровых белков протеогликанов (внутрипротеогликановые) и (g) коровый белок протеогликана — коровый белок протеогликана (межпротеогликановые) [19]. Авторы предположили, что ковалентные связи при кросслинкинге образуются преимущественно на поверхности коллагеновых фибрилл и в белковой сети вокруг коллагена, тем самым придавая жёсткость внеклеточному матриксу. Простая аналогия этого процесса — вымоченная в стакане сахарного сиропа мягкая верёвочка: сахарная корочка делает её жёсткой. Они также пришли к выводу, что «сшивки предотвращают обычную усадку, связанную с обезвоживанием ткани при подготовке к электронной микроскопии, (поэтому фибриллы) могут ошибочно казаться больше в диаметре, чем в необработанной роговице».

Какие именно молекулы образуют ковалентные поперечные связи, всё ещё изучается. Маккол и соавт. [36] показали, что при кросслинкинге стромы роговицы рибофлавином и УФА (RFUVA) преобладают реакции с участием карбонильных групп при минимальной роли свободных аминогрупп, и предположили, что в этих реакциях могут участвовать «гистидин, гидроксипролин, гидроксилизин, тирозин и треонин». Бруммер [37] рассмотрел,