Επιπτώσεις της εκπεμπόμενης από θερμικές πηγές υπέρυθρης ακτινοβολίας σε παράγοντες του εξωκυττάριου χώρου στον κερατοειδή και στον κρυσταλλοειδή φακό κονίκλων και η επίδραση της αναστολής της κυκλοοξυγενάσης

Abstract

Purpose: To investigate the effect of acute and chronic exposure to infrared radiation (IR) on rabbit corneal and lens metalloproteinase-2 (MMP-2), MMP-9 and glycosaminoglycans (GAGs) and the influence of cyclooxygenase (COX) inhibition. Materials-Methods: Fourteen (14) New Zealand rabbits were used totally. Chronic exposure to IR included 4 month irradiation of 3 rabbits, whereas 3 animals were the control group. Regarding acute exposure, 8 rabbits were used, diclofenac sodium eye drops 0.1% were instilled in their right eyes and 4 of them were irradiated for 12 hours. By comparing the left irradiated with the left non-irradiated eyes, the effect of IR exposure was investigated. COX inhibition role with and without IR exposure was determined, by comparing the left with the right eyes of the irradiated and the non-irradiated rabbits separately .The cornea and lens were extracted, followed by gelatin zymography to determine MMP-2 and MMP-9 activity, GAGs isolation, measurement of uronic acids and electrophoresis on cellulose acetate membranes for GAGs analysis. Results: Chronic IR exposure induced the activity of corneal and lens pro-MMP2 activity but did not affect GAGs. Acute exposure increased corneal and lens proMMP-2 activity and lens heparan sulfate amount, whereas the use of diclofenac sodium was unable to influence these effects. Conclusions: Corneal and lens acute and chronic IR exposure induced the activity of pro-MMP-2. Acute exposure also increased lens heparan sulfate amount. These results considering the role of these molecules in many ocular diseases, could correlate the IR exposure with various ocular damages, elucidate the possible mechanisms involved and contribute to the field of preventive and therapeutic solutions.

Σκοπός: Να διερευνήσει την επίδραση της οξείας και της χρόνιας έκθεσης σε υπέρυθρη ακτινοβολία (infrared radiation-IR) στις μεταλλοπρωτεϊνάσες-2 και -9 (ΜΜΡ-2 και ΜΜΡ-9), καθώς και στις γλυκοζαμινογλυκάνες (GAGs) στον κερατοειδή και τον κρυσταλλοειδή φακό κονίκλων και να μελετήσει, επίσης, την επίδραση της αναστολής της κυκλοοξυγενάσης (COX, φλεγμονώδης διαμεσολαβητής). Υλικό-Μεθοδολογία: Δεκατέσσερεις κόνικλοι Νέας Ζηλανδίας χρησιμοποιήθηκαν συνολικά. Η χρόνια έκθεση σε IR περιελάμβανε ακτινοβόληση επί τετραμήνου τριών κονίκλων, ενώ τρεις άλλοι κόνικλοι αποτέλεσαν την ομάδα των μαρτύρων. Όσον αφορά στην οξεία έκθεση, χρησιμοποιήθηκαν οκτώ κόνικλοι, σταγόνες θειικής δικλοφενάκης 0,1% ενσταλλάχτηκαν στους δεξιούς οφθαλμούς όλων των κονίκλων, ενώ τέσσερεις από τους οκτώ κονίκλους ακτινοβολήθηκαν επί δωδεκαώρου. Συγκρίνοντας τους αριστερούς ακτινοβολημένους με τους αριστερούς μη ακτινοβολημένους οφθαλμούς διερευνήθηκε η επίδραση της οξείας έκθεσης σε IR. Μελετήθηκε, επίσης, ο ρόλος της COX αναστολής με και χωρίς έκθεση σε IR, συγκρίνοντας τους αριστερούς με τους δεξιούς οφθαλμούς των ακτινοβολημένων και μη ακτινοβολημένων κονίκλων αντίστοιχα. Μετά την λήψη του κερατοειδούς και του φακού, ακολούθησε ζυμογραφία ζελατίνης για τον υπολογισμό της δραστηριότητας της ΜΜΡ-2 και ΜΜΡ-9, καθώς και απομόνωση των GAGs και μέτρηση των ουρωνικών οξέων στα δείγματα, τα οποία τελικά ηλεκτροφορήθηκαν σε μεμβράνες οξικής κυτταρίνης για την ποιοτική και ποσοτική ανάλυση των GAGs. Αποτελέσματα: Η χρόνια έκθεση σε IR προκάλεσε επαγωγή της δραστηριότητας της προ-ΜΜΡ-2, χωρίς να επηρεάσει τις GAGs τόσο στον κερατοειδή όσο και στον κρυσταλλοειδή φακό. Η οξεία έκθεση αύξησε τη δραστηριότητα της προ-ΜΜΡ-2 στον κερατοειδή και τον φακό, όπως επίσης και την θειική ηπαράνη στον φακό, ενώ η θειική δικλοφενάκη δεν μπόρεσε να επηρεάσει αυτές τις επιδράσεις. Συμπεράσματα: Η οξεία και η χρόνια έκθεση σε IR προκάλεσε επαγωγή της δραστηριότητας της προ-ΜΜΡ-2. Η οξεία έκθεση, επίσης, αύξησε το ποσό της θειικής ηπαράνης στον κρυσταλλοειδή φακό. Τα αποτελέσματα αυτά, αναλογιζόμενοι τις. βιολογικές δράσεις των παραπάνω μορίων σε διάφορες οφθαλμικές παθήσεις, θα μπορούσαν να συσχετίσουν την έκθεση σε IR με την πρόκληση διαφόρων βλαβών στον οφθαλμό, να αποσαφηνίσουν τους πιθανούς μηχανισμούς πρόκλησης των βλαβών αυτών και να συμβάλλουν στον τομέα ανίχνευσης προληπτικών ή και θεραπευτικών μέτρων.