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 κυκλοοξ:
Creators: name: Δαδούκης, Παναγιώτης Ι.
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2011
Subjects: Υπέρυθρη Ακτινοβολία
Μεταλλοπρωτεϊνάσεις
Γλυκοζαμινογλυκάνες
Κερατοειδής
Κρυσταλλοειδής φακός
Infrared Radiation
Metalloproteinases
Glycosaminoglycans
Cornea
Crystalline lens

description: Ο ήλιος αποτελεί την κύρια πηγή οπτικής ακτινοβολίας στη φύση εκπέμποντας υπεριώδη, ορατή και υπέρυθρη ακτινοβολία, μεγάλο ποσοστό των οποίων φθάνει στην επιφάνεια της Γης. Υπάρχουν όμως και τεχνητές πηγές οπτικής ακτινοβολίας όπως κλίβανοι, θερμάστρες, λάμπες, συσκευές ψησίματος κ.α. στις οποίες είναι δυνατόν να εκτείθονται άτομα, ηθελημένα ή μη, και η έκθεση αυτή να ξεπερνά συχνά τα «φυσιολογικά» επίπεδα. Αρκετές μελέτες έχουν συσχετίσει την έκθεση στην IR με πρόκληση διαφόρων βλαβών στους οφθαλμικούς ιστούς, συμπεριλαμβανομένων της καταρρακτογένεσης, των θερμικών εγκαυμάτων του κερατοειδούς και του αμφιβληστροειδή και του δερματικού ερυθήματος ab igne. Παρόλ’αυτά, λίγα είναι γνωστά μέχρις στιγμής για τους μηχανισμούς πρόκλησης των βλαβών αυτών από την IR, σε αντίθεση με την UV, όπου αρκετές έρευνες έχουν αποδείξει την συμμετόχη μορίων του εξωκυττάρριου χώρου, μεταξύ αυτών και των μεταλλοπρωτεϊνασών (MMPs), στις βλαπτικές επιδράσεις της. Σε αυτό το πλαίσιο σχεδιάστηκε η παρούσα εργασία, με στόχο την μελέτη της επίδρασης της οξείας και χρόνιας έκθεσης της IR σε μόρια του εξωκυτταρίου χώρου και συγκεκριμένα στην MMP-2, την MMP-9 και τις γλυκοζαμινογλυκάνες (GAGs) στον κερατοειδή και τον κρυσταλλοειδή φακό κονίκλων. Παράλληλα, στην οξεία έκθεση διευρευνήθηκε κι ο ρόλος της θειικής δικλοφενάκης, ενός μη ειδικού αναστολέα της κυκλοοξυγενάσης (COX), αν μπορεί δηλαδή να επηρεάσει τις αλλαγές που επιφέρει η έκθεση σε IR στις MMPs και GAGs. Όσον αφορά τη μελέτη της χρόνιας έκθεσης στην IR χρησιμοποιήθηκαν δύο ομάδες των τριών κονίκλων. Η πρώτη αποτέλεσε την ομάδα των μαρτύρων, ενώ η δεύτερη εκτέθηκε σε IR για τέσσερεις μήνες. Για την οξεία έκθεση χρησιμοποιήθηκαν δύο ομάδες των τεσσάρων κονίκλων. Τα πειραματόζωα της πρώτης ομάδας δεν ακτινοβολήθηκαν, ενώ της δεύτερης εκτέθηκαν στην IR για δώδεκα ώρες. Παράλληλα στους δεξιούς οφθαλμούς των κονίκλων αμφότερων των ομάδων έγινε ενστάλαξη οφθαλμικών σταγόνων θειικής δικλοφενάκης 0,1%, με σκοπό να προσδιορισθεί ο ρόλος της COX αναστολής με και χωρίς την επίδραση IR, συγκρίνοντας τους αριστερούς με τους δεξιούς οφθαλμούς για κάθε ομάδα χωριστά. Κατόπιν λήψης του κερατοειδούς και του φακού των πειραματοζώων, πραγματοποιήθηκε ζυμογραφία ζελατίνης για τον προσδιορισμό της δραστηριότητας της MMP-2 και της MMP-9, καθώς και απομόνωση των GAGs και μέτρηση των ουρωνικών οξέων, τα οποία τελικά ηλεκτροφορήθηκαν σε μεμβράνες οξικής κυτταρίνης για την ποιοτική και ποσοτική ανάλυση των GAGs. Η χρόνια έκθεση σε IR προκάλεσε επαγωγή της δραστηριότητας της pro-MMP-2, αλλά δεν επηρέασε τις GAGs στα δείγματα και του κερατοειδή και του φακού. Η οξεία έκθεση σε IR αύξησε την δραστηριότητα της δραστηριότητας της pro-MMP-2 στα κερατοειδικά και στα φακικά δείγματα, καθώς και το ποσό της θειικής ηπαράνης στα φακικά δείγματα, με τη χρήση της θειικής δικλοφενάκης να μην επιφέρει αλλαγές στις παραπάνω επιδράσεις. Εν κατακλείδι, τα αποτελέσματα της παρούσας μελέτης δείχνουν ότι η οξεία και η χρόνια έκθεση στην IR μπορεί να επηρεάσει τις MMPs και τις GAGs στον κερατοειδή και τον φακό, γεγονός που θα μπορούσε ενδεχομένως, αναλογιζόμενοι τον ρόλο που διαδραματίζουν τα μόρια αυτά σε πολλές οφθαλμικές παθήσεις, να συσχετίσει την έκθεση σε IR με την πρόκληση διαφόρων βλαβών στον οφθαλμό και να συμβάλλει στην αποσαφήνιση των εμπλεκόμενων μηχανισμών αλλά και στην ανίχνευση προληπτικών ή και θεραπευτικών μέτρων.
description: Sun is the main source of optical radiation in nature, emitting ultraviolet (UV), visible and infrared radiation (IR), large amount of which reaches Earth’s surface. There are also artificial sources of IR radiation, such as furnaces, heaters, lamps etc, that many people are exposed to, deliberately or not, and this exposure can sometimes exceed “normal” limits . Many studies have correlated the excessive or prolonged exposure to IR with several damages to ocular tissues, including cataract formation , corneal and retinal thermal burns and dermal erythema ab igne . Nevertheless, little is known so far about the mechanisms involved in IR-induced tissue damages, in contrast to UV, where the interference of extracellular molecules, including matrix metalloproteinases (MMPs) is already extensively referred in the literature. In this context the objective of the present study was to investigate the effect of acute and chronic exposure to IR on rabbit corneal and crystalline lens metalloproteinases-2 (MMP-2), MMP-9 and glycosaminoglycans (GAGs) and study,whether cyclooxygenase (COX, an inflammatory mediator) inhibition, could alter acute IR-exposure effects. Two groups of three rabbits each were used for chronic exposure, one of which was exposed to IR for four months. As far as acute exposure is concerned, two groups of four rabbits each were used. The first was not the irradiated and the second group was exposed to IR for twelve hours. Furthermore, diclofenac sodium eye drops 0.1% were instilled in the right rabbit eye of both groups in order to determine the role of COX inhibition with and without IR exposure, by comparing the left to the right rabbit eyes for each group separately. The cornea and the lens of each animal were extracted, followed by gelatin zymography to determine MMP-2 and MMP-9 activity and GAGs isolation and measurement of uronic acids, which were finally electrophoresed on cellulose acetate membranes for the qualitative and quantitative analysis of GAGs. Chronic IR exposure induced the activity of pro-MMP-2, but did not affect GAGs, in both corneal and lens samples. Acute exposure to IR increased the activity of corneal and lens pro-MMP-2 and induced the amount of heparan sulphate in lens samples , whereas the use of diclofenac sodium was unable to alter these effects. In conclusion, the results of this study suggest that acute and chronic exposure to IR can affect corneal and lens MMPs and GAGs and this, 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.