Стабильность биомеханических параметров фиброзной оболочки глаза при старении: связь с хронологическим и биологическим возрастом по данным исследования RussAge | Халатян А.С., Юсеф Ю., Мачехина Л.В., Мельницкая А.А., Стражеско И.Д., Аветисов К.С., Алтемирова Х.Х., Косова Д.В.

Введение

Изучение биомеханических свойств фиброзной оболочки глаза открывает ценные перспективы для различных направлений офтальмологии: от измерения внутриглазного давления (intraocular pressure, IOP) и подбора контактной коррекции до диа­гностики патологий роговицы и рефракционной хирургии.

В последнее время корнеальный гистерезис (Corneal Hysteresis, CH) [1] и фактор резистентности роговицы (Corneal Resistance Factor, CRF) активно изучаются, поскольку они предоставляют комплексную информацию о биомеханике фиброзной оболочки глаза. Данные параметры могут быть быстро измерены in vivo в клинических условиях с помощью анализатора глазного ответа ORA (Reichert Ocular Response Analyzer, США) [2].

Корнеальный гистерезис — это условная величина, характеризующая способность роговицы поглощать энергию воздушного импульса, т. е. ее вязкоэластические свойства [1]. CRF — эмпирически полученный параметр, отражающий ее эластичность и общее сопротивление [2]. Оба параметра (CH и CRF) являются результатом сложного взаимодействия между составом и структурой коллагена, свойствами слоев и кривизной роговицы, уровнем гидратации ткани [3]. С возрастом некоторые из этих параметров могут меняться и таким образом влиять на биомеханические свойства фиброзной оболочки глаза [4].

Оценка истинного значения офтальмотонуса сегодня требует учета не только объемных характеристик глазного яблока, но и его биомеханических параметров. При этом общепризнано, что фиброзная оболочка глаза, включая роговицу, обладает уникальными эластическими и биомеханическими характеристиками у каждого пациента. Следовательно, показатели, полученные методом тонометрической аппланации, строго индивидуальны и определяются как объемными изменениями внутри глаза, так и ригидностью его наружной капсулы. Эта ригидность, в свою очередь, зависит от толщины и кривизны роговицы, степени ее гидратации, биохимического состава и вязкоэластических качеств [5, 6]. Так, уровень роговично-компенсированного внутриглазного давления (Corneal-Compensated Intraocular Pressure, IOPcc) является наиболее важным в клиническом плане тонометрическим показателем, поскольку учитывает индивидуальные особенности фиброзной оболочки глаза пациентов и считается более точным отражением истинного IOP [7]. IOPcc рассчитывается алгоритмом ORA с использованием данных о CH, чтобы максимально уменьшить влияние толщины и биомеханических свойств роговицы на результат измерения. IOP по Гольдману (Goldman Correlated IOP, IOPg) — уровень IOP, приближенный к показателям «золотого стандарта» тонометрии по Гольдману. Значение IOPg, определяемое с помощью прибора ORA, представляет собой среднее арифметическое двух показателей давления (P1 и P2), полученных при измерении СН.

В ряде исследований была показана связь между изменениями биомеханических параметров фиброзной оболочки глаза с хронологическим возрастом [4, 8], например, есть данные, что с возрастом жесткость роговицы увеличивается [9]. Это связывают с возрастными изменениями в составе и структуре внеклеточного матрикса роговицы, прежде всего с увеличением количества и прочности поперечных сшивок между молекулами коллагена, основного структурного белка стромы [10]. Однако эта корреляция не является строго линейной на протяжении всей жизни и может замедляться или даже меняться в пожилом возрасте из-за дегенеративных процессов. Понимание этой связи критически важно для клинической практики: биомеханика роговицы влияет на точность измерения IOP, риск развития глаукомы и, что особенно важно, на прогноз и планирование рефракционных операций (например, LASIK — laser-assisted in situ keratomileusis, лазерный кератомилез in situ) и операций по удалению катаракты, где более жесткая роговица у пожилых пациентов может быть фактором стабильности, но требует иных расчетов. Таким образом, следует выяснить, можно ли рассматривать биомеханические параметры роговицы как косвенные индикаторы биологического возраста. Смешанные выборки (здоровые лица и пациенты с офтальмопатологией) во многоэтнических популяциях были существенным ограничением предыдущих исследований.

Цель исследования: оценить взаимосвязь биомеханических показателей фиброзной оболочки глаза с хронологическим и биологическим возрастом (рассчитанным по модели PhenoAge) у здоровых лиц в российской популяции. Ключевым отличием данного исследования является анализ этих взаимосвязей в однородной российской популяции здоровых лиц, без тяжелых соматических и офтальмологических заболеваний.

Материал и методы

Обследован 71 здоровый доброволец (142 глаза) в возрасте от 22 до 83 лет, пациенты участвовали в исследовании RussAge [11]. Исследование было проведено на базе ФГБНУ «НИИГБ им. М.М. Краснова» совместно с ОСП РГНКЦ ФГАОУ ВО РНИМУ им. Н.И. Пирогова Мин­здрава России (Пироговский Университет) в соответствии с этическими принципами Хельсинкской декларации. Каждым пациентом было подписано информированное согласие.

Критерии включения в исследование: возраст старше 18 лет, согласие на участие в исследовании. Критерии невключения/исключения из групп исследования: наличие любых офтальмологических заболеваний в анамнезе и в период наблюдения (включая аномалии рефракции >±3,0 D, глаукому, патологию роговицы, воспалительные заболевания, диабетическую ретинопатию, артифакии), системные аутоиммунные и онкологические заболевания, сахарный диабет 1 и 2 типов, выраженные когнитивные и психические нарушения, умеренные и тяжелые формы хронических заболеваний.

Все участники исследования были предварительно обследованы офтальмологом для верификации отсутствия офтальмопатологии в соответствии с указанными выше критериями. Далее пациентам, которые соответствовали критериям, проводили измерения офтальмотонуса и биомеханических свойств фиброзной оболочки глаза на приборе ORA. Все измерения ORA были выполнены одним опытным оператором в утренние часы (с 9:00 до 12:00) для минимизации суточных колебаний. Достоверное измерение с помощью анализатора ORA было определено как четкие, приблизительно симметричные пики сигнала аппланации; достаточно ровный сигнал на нисходящей кривой, впадине и восходящей кривой; ровный базовый сигнал; графическое изображение волнового сигнала (Waveform Score, WS) величиной более 7,0. Были зарегистрированы четыре параметра, полученные в результате измерений, включая CH, CRF, IOPg и IOPcc. Биологический возраст рассчитывали по модели PhenoAge.

Статистический анализ данных осуществляли при помощи пакета программного обеспечения SPSS Statistics 26. Для проверки распределения на нормальность был использован одновыборочный критерий Колмогорова — Смирнова. Описательные статистики для количественных переменных, распределенных нормально, представлены в виде среднего значения (M) и стандартного отклонения (SD. Корреляции оценивали с помощью непараметрического метода Спирмена. Прогностическую модель, характеризующую зависимость количественной переменной от факторов, разрабатывали с помощью метода линейной регрессии.

Результаты исследования

В исследование была включена когорта из 71 здорового добровольца (142 глаза) в возрасте от 22 до 83 лет (медиана 53 года). Исследуемая группа включала пациентов всех возрастных когорт по классификации ВОЗ: 18 лет — 44 года (n=27), 45–59 лет (n=20), 60 лет — 74 года (n=20) и 75–89 лет (n=4). Наиболее представленными были группы молодого и среднего возраста. Средние значения биомеханических параметров, измеренные с помощью анализатора ORA, представлены в таблице 1. Показатели IOP (IOPg и IOPcc), СH и CRF соответствовали ранее описанным референсным значениям для здоровой популяции.

Ключевым результатом исследования стало отсутствие статистически значимой корреляции между хронологическим и биологическим возрастом и основными биомеханическими параметрами — CH, CRF, IOPg и IOPcc (табл. 2). Коэффициенты корреляции Спирмена (ρ) для этих пар были близки к нулю и не достигали уровня статистической значимости (все p>0,10).

Для подтверждения результатов корреляционного анализа был проведен простой линейный регрессионный анализ (табл. 3). Модели, в которых параметры ORA выступали в качестве зависимых переменных, а возраст — в качестве предиктора, показали исключительно низкий коэффициент детерминации R² (от 0 до 3,6%). Это означает, что возраст не объясняет практически никакой доли вариабельности биомеханических свойств фиброзной оболочки глаза в исследуемой популяции. Наклоны регрессионных прямых (B-коэффициенты) были статистически незначимы (все p>0,05), а их доверительные интервалы включали ноль, что окончательно подтверждает отсутствие какой-либо выраженной линейной зависимости.

Анализ биомеханических параметров левого глаза показал полное отсутствие статистически значимых связей с возрастом. Коэффициенты корреляции Спирмена между хронологическим и биологическим возрастом и параметрами IOPg, IOPcc, CH и CRF были близки к нулю и не достигали уровня статистической значимости (все p>0,05). Регрессионный анализ подтвердил эти результаты: модели линейной регрессии показали исключительно низкие коэффициенты детерминации R² (от 0 до 2,9%), что указывает на то, что возраст не объясняет вариабельность биомеханических свойств роговицы левого глаза. Наклоны регрессионных прямых (B-коэффициенты) были статистически незначимы, а их доверительные интервалы включали ноль. Таким образом, параметры правого глаза демонстрируют такую же возрастную стабильность, как и левого, что подтверждает вывод об их независимости от возраста в здоровой популяции.

Обсуждение

Старение органа зрения — комплексный процесс, сопровождающийся структурными и функциональными изменениями структур глаза. Однако связь изменений конкретных офтальмологических параметров с возрастом изучена недостаточно. В последнее десятилетие биомеханические параметры фиброзной оболочки глаза привлекают значительное внимание, достигнуты существенные успехи в оценке ее вязкоупругости и гидратации. Установлено, что коллагеновые волокна — основные несущие нагрузку компоненты стромы — определяют биомеханическое поведение фиброзной оболочки глаза в зависимости от их содержания и распределения.

В современной офтальмологии, особенно в диа­гностике и мониторинге глаукомы, а также заболеваний роговицы, на первый план выходит комплексный анализ анамнеза, данных диа­гностических исследований, к которым относится в том числе и методика анализа биомеханических свойств глаза с помощью прибора ORA и его аналогов.

В различных исследованиях с использованием таких устройств, как ORA, данные о связи CH, CRF и уровня IOP с возрастом в здоровой популяции неоднозначны [1, 3, 4, 12–20]. В таблице 4 систематизированы данные по исследованиям, ключевым критерием поиска которых был анализ здоровых лиц в разных возрастных группах (19 лет — 82 года) с использованием прибора ORA. Показано, что CH и CRF были наиболее часто измеряемыми параметрами, за ними следовал анализ IOP.

Наши данные согласуются с результатами ряда зарубежных исследований, которые также не обнаружили значимого влияния возраста на биомеханику фиброзной оболочки глаза, измеренную с помощью ORA. К ним относятся работы R. Liu et al. [12], H.S. Hwang et al. [13], J. Chua et al. [14] и M.B. Souza et al. [15]. Можно предположить, что в строго отобранных здоровых популяциях компенсаторные механизмы способны нивелировать ожидаемые возрастные изменения. Однако другие авторы, такие как A. Kotecha et al. [16], С.Э. Аветисов и соавт. [1], S.G. Cevik et al. [17] и F. Shokrollahzadeh et al. [18], напротив, демонстрируют статистически значимое снижение CH и CRF с возрастом. Столь выраженная гетерогенность в литературе может быть объяснена несколькими факторами. Во-первых, ключевое значение имеет строгость критериев отбора. Включение в исследование пациентов с недиа­гностированной начальной глаукомой или кератоконусом, которые сами по себе значительно влияют на биомеханику, может искажать результаты. Во-вторых, этнические различия в структуре и свойствах роговицы могут вносить свой вклад в наблюдаемые противоречия. В-третьих, определенную роль могут играть методические особенности, такие как время проведения измерений, количество операторов и строгость соблюдения критериев качества ORA.

В нашем исследовании связи биомеханических параметров фиброзной оболочки глаза с хронологическим и биологическим возрастом выявлено не было. Отсутствие статистически значимой корреляции между показателями ORA, такими как CH и CRF, IOPcc и IOPg, и хронологическим и биологическим возрастом пациентов может свидетельствовать о нескольких важных аспектах биомеханики роговицы и интерпретации данных ORA. Во-первых, результаты исследования могут указывать на относительную стабильность биомеханики роговицы с возрастом у здоровых лиц: ключевые биомеханические свойства роговицы, измеряемые ORA, не претерпевают систематических, линейных изменений по мере старения в общей популяции при отсутствии патологии. Во-вторых, у здоровых людей могут включаться возрастные компенсаторные механизмы. Например, увеличивается жесткость коллагена из-за накопления поперечных связей, происходит потенциальное снижение количества кератоцитов. Однако эти изменения могут быть незначительными в своем влиянии на общие вязкоупругие свойства, измеряемые ORA, в пределах нормального старения. Могут также существовать компенсаторные механизмы (например, изменения в межклеточном веществе, гидратации), которые противодействуют эффекту увеличения жесткости коллагена на общую биомеханическую реакцию роговицы на воздушный импульс ORA.

Наконец, не исключено, что измерения, проведенные на анализаторе ORA, направленные на спе­ци­фический аспект биомеханики (быстрый отклик на воздушный импульс), могут оказаться нечувствительными к тонким возрастным структурным сдвигам. Для полной картины необходимы исследования с применением комплементарных методик. Например, система Corvis ST [21], регистрирующая кинетику деформации роговицы, потенциально способна обнаружить более тонкие возрастные изменения в альтернативных биомеханических индексах, дополняя тем самым данные, получаемые с помощью ORA.

Заключение

Отсутствие выраженной корреляции показателей анализатора ORA с хронологическим и биологическим возрастом может свидетельствовать, в первую очередь, о стабильности ключевых вязкоупругих свойств здоровой роговицы на протяжении жизни. Это делает биомеханические свойства роговицы ценными, независимыми от возраста маркерами врожденной биомеханической прочности роговицы и важными индикаторами патологических состояний, которые эти свойства нарушают. Клиническая интерпретация ORA должна фокусироваться на абсолютных значениях показателей, их соотношении с толщиной роговицы, рефракцией и IOP, а также на выявлении отклонений от нормы, а не на ожидании их изменений с возрастом.

Сведения об авторах:

Халатян Анаит Суреновна — к.м.н., научный сотрудник отдела патологии сетчатки и зрительного нерва ФГБНУ «НИИГБ им. М.М. Краснова»; 119021, Россия, г. Москва, ул. Россолимо, д. 11, А, Б; ORCID iD 0000-0001-6255-5544

Юсеф Юсеф — д.м.н., профессор, директор ФГБНУ «НИИГБ им. М.М. Краснова»; 119021, Россия, г. Москва, ул. Россолимо, д. 11, А, Б; ORCID iD 0000-0003-4043-456X

Мачехина Любовь Викторовна — к.м.н., врач-эндокринолог, заведующая лабораторией биомаркеров старения ОСП РГНКЦ ФГАОУ ВО РНИМУ им. Н.И. Пирогова Мин­здрава России (Пироговский Университет); 129226, Россия, г. Москва, ул. 1-я Леонова, д. 16; ORCID iD 0000-0002-2028-3939

Мельницкая Александра Андреевна — младший научный сотрудник лаборатории биомаркеров старения ОСП РГНКЦ ФГАОУ ВО РНИМУ им. Н.И. Пирогова Мин­здрава России (Пироговский Университет); 129226, Россия, г. Москва, ул. 1-я Леонова, д. 16; ORCID iD 0009-0009-0858-2053

Стражеско Ирина Дмитриевна — заместитель директора ОСП РГНКЦ ФГАОУ ВО РНИМУ им. Н.И. Пирогова Мин­здрава России (Пироговский Университет); 129226, Россия, г. Москва, ул. 1-я Леонова, д. 16; ORCID iD 0000-0002-3657-0676

Аветисов Константин Сергеевич — д.м.н., заведующий отделом диа­гностических исследований ФГБНУ «НИИГБ им. М.М. Краснова»; 119021, Россия, г. Москва, ул. Россолимо, д. 11, А, Б; ORCID iD 0000-0001-9195-8908

Алтемирова Хадишат Хамидовна — врач-офтальмолог отделения диа­гностических исследований ФГБНУ «НИИГБ им. М.М. Краснова»; 119021, Россия, г. Москва, ул. Россолимо, д. 11, А, Б; ORCID iD 0009-0007-7055-0373

Косова Джамиля Витальевна — младший научный сотрудник отдела офтальмореабилитации ФГБНУ «НИИГБ им. М.М. Краснова»; 119021, Россия, г. Москва, ул. Россолимо, д. 11, А, Б; ORCID iD 0000-0002-6397-449X

Контактная информация: Халатян Анаит Суреновна, e-mail: anaits92@gmail.com

Источник финансирования: никто из авторов не имеет финансовой заинтересованности в представленных материалах или методах.

Конфликт интересов отсутствует.

Статья поступила 01.08.2025.

Поступила после рецензирования 18.08.2025.

Принята в печать 04.09.2025.