Состояние коллагена в тканях глаза и его целенаправленная модификация тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.04, кандидат химических наук Данилов, Никита Александрович

• Данилов, Никита Александрович
• кандидат химических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат химических наук Данилов, Никита Александрович

Введение.

ГЛАВА 1. Обзор литературы.

Часть 1. Состояние коллагена в норме и патологии.

Общие вопросы.

Фибриллогенез и свойства фибрилл.

Поперечные сшивки.

Другие важные компоненты матрикса.

Физическая химия денатурации коллагена.

Характеристики стабильности коллагеновых систем.

Патологии коллагенсодержащих тканей (общие вопросы).

Глаз как пример коллагенсодержащего органа.

Склера.

Теноновая капсула.

Дополнительная информация.

Некоторые глазные патологии.

Часть 2. Искусственное сшивание коллагенового волокна.

Краткий обзор методов сшивания.

Механизм и особенности взаимодействия глицеральдегида и коллагена.53 Особенности реакции треозы с коллагеном и аминокислотами.

Часть 3. Методики определения основных компонентов.

Определение типового состава коллагена.

Определение содержания ГАГ.

ГЛАВА 2. Материал и методы исследования.

Экспериментальная часть.

Образцы склеры и теноновой капсулы человека.

Склера кролика для экспериментов in vitro.

Биомеханическое тестирование.

Термический анализ.

Измерение содержания гидроксипролина и коллагена.

Полный аминокислотный анализ.

Анализ гликозаминогликанов в образцах теноновой капсулы.

Флуорометрия.

Трансмиссионная электронная микроскопия (ТЭМ) образцов теноновой капсулы.

Тестирование протеолитической устойчивости образцов склеры кролика.

Склера кролика для экспериментов in vivo.

Обработка данных.

ГЛАВА 3. Результаты и обсуждение.

Часть 1. Состояние коллагена глазных тканей в норме и при патологии „.

Изменение матрикса склеры человека при первичной открытоугольной глаукоме.

Изменение матрикса теноновой капсулы человека при прогрессирующей миопии.

Аминокислотный анализ.

Электронная микроскопия.

Анализ гликозаминогликанов.

Термический анализ.

Флуориметрия.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Состояние коллагена в тканях глаза и его целенаправленная модификация»

Коллаген является основным структурным белком соединительной ткани, главная функция которой - опорно-механическая. Все структурное и функциональное многообразие соединительных тканей определяется тонкими различиями в аминокислотном составе типов коллагена, его ко- и посттрансляционной модификации, способах укладки макромолекул в фибриллы и организацией фибрилл, взаимодействием фибрилл с другими химическими компонентами тканевого матрикса. Очевидно, что малейшие нарушения этих факторов приводят к изменению морфологии матрикса ткани (патологическому ремоделированию), и, следовательно, к аномальному функционированию органа. Важная научно-практическая задача исследователей состоит в том, чтобы, с одной стороны, установить наличие и глубину патологических изменений в ткани (в частности, изменение состояния коллагена), выявить связь этих изменений с характером патологического процесса, и, с другой стороны, обозначить подходы к коррекции выявленных нарушений. При этом в ходе выполнения исследований необходимо установить измеряемые параметры, достаточно однозначно характеризующие состояние коллагена.

Объектом исследования данной работы являются коллаген-содержащие ткани глаза, свойства которых нарушаются при наиболее распространенных глазных заболеваниях - прогрессирующей миопии и глаукоме. При миопии имеет место ухудшение механических характеристик склеры глаза, что способствует её необратимому растяжению и прогрессированию заболевания. Есть основания предполагать, что при глаукоме нарушение биомеханических свойств склеры и других структур глаза также является существенным фактором развития патологического процесса.

Определение изменений в структуре и свойствах коллагена при прогрессирующей миопии и глаукоме и разработка научных основ их патогенетического лечения или профилактики дальнейшего развития заболевания является актуальнейшей проблемой научного сообщества офтальмологов, биологов, специалистов в области химии и биомеханики. Кроме того, с точки зрения физической химии интересной является принципиальная возможность использования термодинамических характеристик для определения состояния коллагена в тканях глаза.

Цель работы. Данное исследование предпринято с целью определения особенностей состояния коллагена в тканях глаза при глаукоме и прогрессирующей миопии в рамках физико-химических подходов и создания на базе этих знаний основы для разработки новых методов лечения этих заболеваний.

В рамках поставленной цели предполагалось решить следующие задачи:

1. На базе данных термического, химического и флуоресцентного анализа выявить особенности состояния коллагена в склере глаз с различными стадиями первичной открытоугольной глаукомы (ПОУГ).

2. С помощью термического, химического, флуоресцентного и морфологического анализа определить отличия в состоянии коллагена в теноновой капсуле глаз в норме и при прогрессирующей миопии.

3. Выявить корреляцию между химическими, термическими и механическими свойствами коллагенсодержащих тканей на примере склеры кролика; определить изменения в состоянии коллагена склеры кролика под действием перспективных сшивающих агентов — глицеринового альдегида и треозы in vitro. 4. Оценить эффективность воздействия треозы в эксперименте на кроликах in vivo с учетом определенных in vitro характеристик стабильности коллагенового матрикса склеральной ткани.

Научная новизна. Результаты, полученные в настоящей работе, представляют собой новые данные об изменении состояния коллагена I в ткани склеры человека при глаукоме, в ткани теноновой капсулы человека при миопии, а также в ткани склеры кролика при химических склероукрепляющих воздействиях in vitro и in vivo.

Показано, что метод дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК) позволяет определить фракции коллагена, отличающиеся типом и количеством сшивок, а также оценить состояние матрикса коллагенсодержащей ткани. Метод ДСК позволяет получить важную информацию о стабильности структурообразующего белка в исследуемой ткани, что, в сочетании с другими методиками (флуоресцентный, биомеханический и химический анализы), создает основу для выявления молекулярных причин патологических изменений матрикса ткани.

Впервые получены зависимости параметров стабильности коллагенсодержащей ткани от времени обработки простыми сахарами — глицериновым альдегидом и треозой. Впервые обнаружено, что на начальных временах воздействия этих агентов характеристики стабильности ткани могут ощутимо ухудшаться в связи со специфическим влиянием продуктов их первичного присоединения.

В рамках данной работы впервые экспериментально разработан инъекционный способ укрепления склеры in vivo с использованием треозы как мягкого сшивающего агента и оценена его эффективность.

Практическая значимость. Полученные в работе данные о состоянии коллагена в склере пациентов с различными стадиями глаукомы расширяют представления о патогенезе глаукомы и могут служить основанием для разработки новых методов терапии, направленных на регуляцию биомеханических характеристик склеры. Результаты исследования теноновой капсулы обосновывают правомочность ее использования в качестве доступного объекта для изучения патогенеза прогрессирующей миопии и клинической диагностики степени деградации склеры. Исследование изменения состояния коллагена в склере кролика при обработке простыми сахарами открывает путь к созданию новых методов профилактики и лечения прогрессирующей близорукости.

Апробация работы. Результаты работы доложены на конференции «Биомеханика глаза», Москва, 2007, 2009; конференции «Федоровские чтения-2007», Москва, 2007; научно-практической конференции с международным участием, посвященной памяти проф. Э.С. Аветисова «Рефракционные и глазодвигательные нарушения», Москва, 2007; конференции «12th International Myopia Conference», Australia, 2008; XV11I Российской молодежной научной конференции «Проблемы теоретической и экспериментальной химии», 2008; научно-практической конференции с международным участием «Российский общенациональный офтальмологический форум», Москва, 2008, 2009, 2010; XVI Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых

Ломоносов», Москва, 2009; XVII Международной научно-практической конференции по химической термодинамике, Казань, 2009; конференции «Congress of the European Society of Ophthalmology», Amsterdam, 2009; конференции «World Glaucoma Congress», Boston, 2009; Congress of the European Association for Vision and Eye Research, Portoroz, Slovenia, 2009; конференции «13th International conference on Myopia». Tuebingen, 2010; научной конференции с международным участием «Невские горизонты». Санкт-Петербург, 2010.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 статей в реферируемых журналах и 13 статей в сборниках научных работ и тезисов докладов.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, изложения результатов и их обсуждения (две главы). Диссертация изложена на 158 страницах машинописного текста, содержит 68 рисунков и 7 таблиц. Список литературы включает 137 наименований.

Заключение диссертации по теме «Физическая химия», Данилов, Никита Александрович

Выводы

1. Показано, что температура денатурации коллагена тканей глаза коррелирует с изменением состояния матрикса, связанного как с патологическими процессами, так и с воздействием сшивающих агентов.

2. Впервые получены физико-химические характеристики склеры человека на различных стадиях прогрессирования первичной открытоугольной глаукомы, включая аминокислотный состав, спектры флуоресценции, термическое поведение. Установлено, что по мере развития глаукомного процесса в склере растет содержание коллагена I и повышается уровень поперечных связей, увеличивающих жесткость склеры.

3. Впервые получены физико-химические характеристики теноновой капсулы человека при прогрессирующей миопии, включая данные ультраструктурного морфологического анализа, содержание гликозаминогликанов, аминокислотный состав, термическое поведение и спектры флуоресценции. Показано, что ткань теноновой капсулы миопических глаз характеризуется значительным снижением уровня поперечной связанности коллагена и диаметра коллагеновых фибрилл, что свидетельствует об ослаблении структурной стабильности матрикса этой ткани глаза в процессе развития миопии.

4. Показано, что использование гликирующих агентов (глицеринового альдегида и треозы) приводит к значительному росту уровня поперечного сшивания и стабилизации матрикса склеры кролика in vitro. Впервые получены детальные зависимости механической, термической и протеолитической устойчивости ткани склеры как функции времени обработки гликирующими агентами, показана их четкая корреляция с уровнем флуоресценции ткани, осуществлена спектральная идентификация главных флуорофоров. Отмечено, что на ранних стадиях процесса возможна структурная и термодинамическая дестабилизация коллагена, связанная с маскированием аминогрупп боковых цепей.

5. Впервые получены физико-химические характеристики склеры кролика, подвергнутой обработке треозой ш vivo, включая механическую и протеолитическую устойчивость, термическое поведение и спектры флуоресценции. Подтверждена принципиальная возможность длительной стабилизации склеры ш vivo с помощью инъекций треозы под тенонову капсулу на поверхность склеры.

Заключение.

Проведенная обработка резко повышает механическую и термическую стабильность коллагеновой системы, а также её устойчивость к действию протеолитических ферментов. Для стабилизации патологически измененной миопической ткани склеры последний пункт также крайне важен, поскольку при этом заболевании замещение коллагена на вновь синтезированный (turnover), обедненный сшивками, значительно ускоряется по сравнению со здоровой тканью [69]. В результате обработка гликирующими агентами (глицеральдегидом и треозой) приведет не только к достаточному лечебному эффекту, но и к его длительному закреплению (стабильности). Тем не менее, стоит отметить, что при использовании глицеральдегида in vivo во избежание малопредсказуемых и опасных эффектов следует учитывать начальную дестабилизацию коллагена.

Часть 3. Искусственная модификация коллагенового волокна с помощью сшивания треозой in vivo

В связи с тем, что in vivo, очевидно, достигается меньший уровень поперечного сшивания, чем в экспериментах in vitro, необходимо исследование изменения лечебного эффекта во времени. Новая методика лечения миопии засчет укрепления склеры сшивающими агентами может быть успешной и эффективной лишь в том случае, если достигнутый биомеханический эффект сохраняется по крайней мере во время критического для прогрессирования миопии интервала времени (1-2 года), а поперечные сшивки не подвергаются метаболической деградации в короткие сроки после окончания лечения.

Методика проведения инъекций, использованные дозировки и длительность курса инъекций описаны в главе «Материал и методы исследования». В качестве контрольной временной отметки было выбрано 7 и 36 дней после окончания курса инъекций.

Все физико-химические измерения образцов склеры проводили в стандартных условиях: левый глаз (OS) оставался интактным (группа контроля), правый (OD) использовался для инъекций (опытная группа).

После энуклеации в упомянутые сроки отмечено отсутствие видимых изменений в цвете склеральной ткани как контрольных, так и опытных глаз.

В выбранные сроки наблюдения характеристики глаз OS не отличались от таковых для ранее описанных иптактных образцов склеры кролика. Это свидетельствует о том, что обработка треозой не инициирует в организме кролика такие метаболические процессы, которые бы оказали влияние на физико-химические свойства склерального коллагена парного глаза. Напротив, физико-химические свойства склеры глаз OD существенно отличались от контрольных. Результаты экспериментов приведенны в Таблице 7.

Список литературы диссертационного исследования кандидат химических наук Данилов, Никита Александрович, 2011 год

1. Степанов В.М. Молекулярная биология. М.,: Высшая школа. 1996. 337 с.

2. Collagen. Structure and Mechanics. / Ed. by Fratzl P. Potsdam; Germany: Springer

3. Collagen. Structure and Mechanics. / Ed. by Fratzl P. Potsdam; Germany: Springer 2008. 506 p.

4. Kadler K.E., Holmes D.F., Trotter J.A., Chapman J.A. Collagen fibril formation. // Biochem. J. 1996. Vol. 316. P. 1-11.

5. Holmes D.F., Graham H.K., Trotter J.A, Kadler K.E. STEM/TEM studies of collagen fibrill assembly. //Micron. 2001. Vol. 32. P. 273-285.

6. Wallace D.G., Thompson A Description of collagen fibril formation by a theory of polymer crystallization.//Biopolymers. 1983. Vol. 22. P.1793-1811.

7. Yamomoto S., Hashizumc H., Hitomi J., Shigeno M. The subfibrillar arrangement of corneal and scleral collagen fibrils as revealed by scanning electron and atomic force microscopy. //Arch. Histol. Cytol. 2000. Vol. 63(2). P. 127-135

8. Meek K.M., Fullwood N.J. Corneal and scleral collagens a microscopist's perspective. //Micron. 2001. Vol. 32. P. 261-272.

9. Bootc C., Dennis S., Newton R.H., Puri H. Collagen fibrils appear more closely packed in the prepupillary cornea: optical and biomechanical implications.// Invest. Ophtalm. Vis. Sci. 2003. Vol. 44(7). P. 2941-2948.

10. Parry A.D. The molecular and fibrillar structure of collagen and its relationship to the mechanical properties of connective tissues. //Biophys. Chem. 1988. Vol. 29. P. 195-209.

11. Bailey AJ. Intermediate labile intermolecular cross-links in collagen fibrills. //Biochim. Biophys. Acta. 1968. Vol. 160. P. 447-453.

12. Bailey A. J., Paul R.G., Knott L. Mechanism of maturation and ageing of collagen. //Mech. Ag. Dev. 1998. Vol. 106. P. 1-56.

13. Paul R.G., Bailey AG. Glycation of collagen: the basis of its central role in the late complications of ageing and diabetes. //Int. J. Biochem. Cell Biol. 1996. Vol. 28(12). P. 1297-1310.

14. Dyer D.G., Blackledge J.A., Thorpe S.R., Baynes J.W. Formation of Pentosidine during Nonenzymatic Browning of Proteins by Glucose. //J. Biol. Chem. 1991. V. 266(18). P. 11654-11660.

15. Debelle L., Tamburro A.M. Elastin: molecular description and function. //Int. J. Biochem. Cell Biol. 1999. Vol. 31. P. 261-272.

16. Heinegard D., Sommarin Y. Proteoglycans: an overview. //Methods in Enzymology. 1987. Vol. 144. P.305-319.

17. Scott J. E. Proteoglycan-fibrillar collagen interactions. //Biochem. J. 1988. Vol. 252(2). P. 313-323.

18. Жоли M. Физическая химия денатурации белков. М.: Мир, 1968. 364 с.

19. Манделькерн JI. Кристаллизация полимеров. JI.: Химия, 1966. 337 с.

20. Flory P.J. Principles of Polymer Chemistry. Phase equilibria in polymer systems. // Cornell University Press, Ithaca, NewYork, 1953, P. 541-594

21. Engel J., Bachinger H.P. Cooperative equilibrium transitions coupled with a slow annealing step explain the sharpness and hysteresis of collagen folding. // Matrix Biol. 2000. Vol. 19. P. 235-244.

22. Miles C.A., Sionkowska A., Hulin S.L., Sims T.J. Identification of an intermediate state in the helix-coil degradation of collagen by ultraviolet light. //J. Biol. Chem. 2000. Vol. 275(42). P. 33014-33020.

23. Tiktopulo E.I., Kajava A.V. Denaturation of type I collagen fibrils is an endothermic process accompanied by a noticeable change in the partial heat capacity. //Biochemistry. 1998. Vol. 37. P. 8147- 8152.

24. Miles C.A., Ghelashvili M. Polymer-in-a-Box Mechanism for the Thermal Stabilization of Collagen Molecules in Fibers. //Biophys. J. 1999. Vol. 76. P. 3243-3252.

25. Gornall J.L., Terentjev E.M. Concentration-temperature superposition of helix folding rates in Gelatin. //Biophys. J. 2006. Vol.90(2). P. 960-969.

26. Bigi A., Cojazzi G., Roveri N., Koch M. Differential scanning calorimetry and X-ray diffraction study of tendon collagen thermal denaturation. //Int. J. Biol. Macromol. 1987. Vol. 9. P.363-367.

27. Flory P.J., Garrett P.R. Phase transitions in collagen and gelatin systems. //J. Am. Chem. Soc. 1958. Vol. 80. P. 4836-4845.

28. Silver F.H., Kato Y.P., Ohno M., Wasserman A.J. Analysis of mammalian connective ■ tissue: relationship between hierarchical structures and mechanical properties. //J. Long-Term Eff. Med. Implants. 1992. Vol. 2(2). P. 165-198.

29. Zeeman R., Dijkstra P.J., vanWachem P.B., van Luyn M.J. Successive epoxy and carbodiimide cross-linking of dermal sheep collagen. //Biomaterials. 1999. Vol. 20. P. 921-931.

30. Sung H.W., Chang W.H., Ma C.Y., Lee M.H. Crosslinking of biological tissues using genipin and/or carbodiimide. //J. Biomed. Mater. Res. A. 2003. Vol. 64. P.427-438.

31. Flandin F., Buffevant C., Herbage D. A differential scanning calometry analysis of the age-related changes in the thermal stability of rat skin collagen. //Biochim. Biophys. Acta. 1984. Vol. 791. P. 205-211.

32. Melling M., Reihsner R., Pfeiler W., Schnallinger M. Comparison of palmar aponeuroses from individuals with diabetus mellitus and Dupuytren's contracture. //Anat. Rec. 1999. Vol. 255. P. 401-406.

33. Krag S., Danielsen C.C., Andreassen T.T. Thermal and mechanical stability of the lens capsule. //Cur. Eye Res. 1998. Vol. 17. P. 470-477.

34. Wells P.B. Thermal alteration of collagenous tissues subjected to biaxial isometric constraints. A dissertation in partial fulfillment of the requirements for the degree of doctor of philosophy. //Texas University, 2005, 167 p.

35. Spoerl E., Wollensak G., Seiler T. Increased resistance of cross-linked cornea against enzymatic digestion. //Cur. Eye Res. 2004. Vol. 29(1). P. 35-40.

36. Kafienah W., Buttle D.J., Burnett D., Hollander A.P. Cleavage of native type I collagen by human neutrophil elastase. //Biochem. J. 1998. Vol. 330. P. 897-902.

37. Rudenskaya G., Isaev V., Shmoylov A., Karabasova M. Preparation of proteolytic enzymes from kamchatka crab Paralithodes camchatica hepatopancreas and their application. //Appl. Biochem. Biotechnol. 2000. Vol.88. P.175-183.

38. Semenova S., Rudenskaya G., Rebrikov D., Isaev V. cDNA cloning, purification and properties of Paralithodes camtschatica metalloprotease. //Prot. Pept. Lett. 2006. Vol. 13(6). P.571-575.

39. Shmoilov A.M., Rudenskaya G.N., Isaev V.A., Baydakov A.V. A comparative study of collagenase complex and new homogeneous collagenase preparations for scar treatment. //J. Drug Del. Sci. Tech. 2006. Vol. 16(4). P. 285-292.

40. Olde Damink L.H., Dijkstra P.J., Fcijcn J. Changes in the mechanical properties of dermal sheep collagen during in vitro degradation. //J. Biomed. Mater. Res. 1995. Vol. 29. P. 139-147.

41. Zeeman R. Cross-linking of collagen-based materials. //Thesis University of Twcnte, Enschede, The Netherlands. 1998.

42. Makareeva E., Cabral W.A., Marini J.C., Leikin S. Molecular Mechanism of al(I)-Osteogenesis Imperfecta/Ehlers-Danlos Syndrome. //J. Biol. Chem. 2006. Vol. 281(10). P.6463-6470.

43. Liu X., Wu H., Byrne M, Jeffrey J. A targeted mutation at the known collagenase cleavage site in mouse type I collagen impairs tissue remodeling. //J. Cell Biol. 1995. Vol. 130. P.227-237.

44. Watson P.G., Young R.D. Scleral structure, organization and disease. //Exp. Eye Res. 2004. Vol. 78. P. 609-623.

45. Keeley F.W., Morin J.D., Vesely S. Characterization of Collagen from Normal Human Sclera. //Exp. Eye Res. 1984. Vol.39. P.533-542.

46. Shauly Y., Miller B., Lichtig C., Modan M., Meyer E. Tenon's capsule: ultrastructure of collagen fibrils in normals and infantile esotropia. //Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 1992. Vol.33(3). P.651-656.

47. Gross. R.L. Collagen type I and III synthesis by tenon's capsule fibroblasts in culture: individual patient characteristics and response to mitomycin c, 5-fluorouraciI, and ascorbic acid. //Trans. Am. Opthalmol. Soc. 1999. Vol. 97. P. 513-543.

48. Kwon Y.H., Fingert J.H., Kuehn M.H., Alward W.L. Primary-open glaucoma. //N. Engl. J. Med. 2009. Vol. 360. P. 1113-1124.

49. Акопян А.И., Еричев В.П., Иомдина Е.Н. Ценность биомеханических параметров глаза в трактовке развития глаукомы, миопии и сочетанной патологии. //Глаукома. 2008. №1. с.9-14.

50. Андреева Л.Д., Журавлева А.Н. Распределение основных типов коллагена в склере глаукомных глаз. //Российский офальмологический журнал. 2009. №2. с. 48.

51. Кошиц И.Н., Светлова О.В., Котляр К.Е. и др. Биомеханический анализ традиционных и современных представлений о патогенезе первичной открытоугольной глаукомы. //Глаукома. 2005. № I.e. 4L-62.

52. Страхов В. В., Алексеев В.В. Патогенез первичной глаукомы — «всё или ничего» //Глаукома. 2009. №2. с.40-51.

53. Волков В.В. Трехкомпонентная классификация открытоугольной глаукомы (на основе представлений о ее патогенезе). //Глаукома. 2004. № I.e. 57-68.

54. Нестеров А.П. Глаукома: основные проблемы, новые возможности. //Вестник офтальмологии. 2008. № I.e. 3-5.

55. Congdon N.G., Broman А.Т., Bandeen-Roche К. et al. Central corneal thickness and corneal hysteresis associated with glaucoma damage. //Am. J. Ophthalmol. 2006. Vol. 141(5). P. 868-875.

56. Rogers D.L., Cantor R.N., Catoira Y. et al. Central corneal thickness and visual field loss in fellow eyes of patients with open-angle glaucoma. //Am. J. Ophthal. 2007. Vol. 143(1). P. 159-161.

57. Симановский А.И. Сравнительный анализ изменения биомеханических свойств склеры в процессе естественного старения и при развитии глаукоматозной патологии. //Глаукома. 2005. № 4. с. 13-19.

58. Затулина Н.И., Панормова Н.В., Сеннова Л.Г. Концепция патогенеза первичной открытоугольной глаукомы. //7-й съезд офтальмологов России. Тез. докл. М. 2000. ч. l.c.131.

59. Rada J.A., Shelton S., Norton T.T. The sclera and myopia. //Exp. Eye Res. 2006. Vol. 82. P. 185-200.

60. The Myopias: Basic Science and Clinical Management. / Ed. By Curtin B.J. Philadelphia; USA: Harper & Row 1985. 495 p.

61. Kang R.N., Norton T.T. Electronmicroscopic examination of tree shrew sclera during normal development, induced myopia, and recovery. //Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 1996. Vol. 37(3). P.324-337

62. McBrien N.A., Cornell L.M., Gentle A. Structural and ultrastructural changes to the sclera in a mammalian model of high myopia. //Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 2001. Vol. 42. P. 2179-2187.

63. Phillips J.R., Khalaj M., McBrien N.A. Induced myopia associated with increased scleral creep in chick and tree shrew eyes. //Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 2000. Vol. 41. P. 2028-2034.

64. Norton T.T., Rada J.A. Reduced extracellular matrix accumulation in mammalian sclera with induced myopia. //Vision Res. 1995. Vol. 35. P. 1271-1281.

65. Rada J.A., Nickla D.L., Troilo D. Decreased proteoglycan synthesis associated with form deprivation myopia in mature primate eyes. //Invest. Ophthalmol. Vis. Sci. 2000. Vol. 41. P. 2050-2058.

66. Иомдина E.H. Биомеханика склеральной оболочки глаза при миопии: диагностика нарушений и их экспериментальная коррекций. //Дисс. докт. биол. наук. Москва. 2000. 360 с.

67. Wollensak G., Spoerl Е. Collagen cross-linking of human and porcine sclera. //J. Cataract. Refract. Surg. 2004. Vol. 30. P. 689-695.

68. McBrien N.A., Norton T.T. Prevention of collagen cross-linking increases form-deprivation myopia in tree shrew. //Exp. Eye Res. 1994. Vol. 59. P. 475^186.

69. Sung H.W., Chang Y., Chiu C.T., Chen C.N. Crosslinking characteristics and mechanical properties of a bovine pericardium fixed with a naturally occuring crosslinking agent. //J. Biomed. Mater. Res. 1999. Vol. 47. P. 116-126.

70. Sung H.W., Hsu C.S., Wang S.P., Hsu H.L. Degradation potential of biological tissues fixed with various fixatives: An in vitro study. //J.Biomed. Mater. Res. 1997. Vol.34. P. 147-155.

71. Tu R., Shen S.H., Lin D., Hata C. Fixation of bioprosthetic tissues with monofunctional and multifunctional polyepoxy com-pounds. //J. Biomed. Mater. Res. 1994. Vol. 28. P. 677-684.

72. Hunter S.A., Rapoport H.S., Connolly J.M., Alferiev I. Biomechanical and biologic effects of meniscus stabilization using triglycidyl amine.//J. Biomed. Mater. Res. A. 2010. Vol. 93(1). P. 235-242.

73. Wollensak G., Iomdina E., Dittert D.D. Cross-linking of scleral collagen in the rabbit using riboflavin and UVA. //Acta Ophtalmol. Scand. 2005. Vol. 83. P. 477-482.

74. Cornfield J.A. Engineering of the mechanical properties of ocular tissues. Chapter 5. Stiffening the cornea: the therapeutic potential of glycation. Thesis by Charles Sellers

75. Nickerson in partial fullfillment of the requirements for the degree of PhD. Chapter 5. //California Institute Technology, 2006, P. 109-133.

76. Vandelli M.A., Rivasi F., Guerra P., Forni F. Gelatin microspheres cross-linked with glyceraldehyde as a potential drug delivery system: preparation, characterisation, in vitro and in vivo studies. //Int. J. Pharm. 2001. Vol. 215. P. 175-184.

77. Wollensak G., Iomdina E. Crosslinking of scleral collagen in the rabbit using glyceraldehyde. //J. Cataract Refract. Surg. 2008. Vol. 34(4). P. 651-656.

78. Wollensak G., Iomdina E. Long-term biomechanical properties after collagen crosslinking of sclera using glyceraldehyde. //Acta Ophtalmol. Scand. 2008. Vol. 86(8). P. 887-893.

79. Verzijl N., DeGroot J., Zaken C.B., Braun-Benjamin O. Crosslinking by Advanced Glycation End Products Increases the Stiffness of the Collagen Network in Human Articular Cartilage. //Arthritis Rheum. 2002. Vol. 46(1). P. 114-123.

80. Lee K.W., Simpson G., Ortwerth B. A systematic approach to evaluate the modification of lens proteins by glycation-induced cross-linking. //Biochim. Biophys. Acta. 1999. Vol. 1453. P. 141-151.

81. Kornfield J.A., Tessier F.J., Monnier V.M., Sayre L.M. Triosidines: novel Maillard reaction products and cross-links from the reaction of triose sugars with lysine and arginine residues. //Biochem. J. 2003. Vol. 369. P. 705-719.

82. Kessel L., Kalinin S., Nagaraj R.H., Larsen M. Time-resolved and steady-state fluorescence spectroscopic studies of the human lens with comparison to argpyrimidine, pentosidine and 3-OH-kynurenine. //Photochem. Photobiol. 2002. Vol. 76(5). P. 549-554.

83. Usui T., Watanabe H., Hayase F. Isolation and identification of 5-methyl-imidazolin-4-one derivative as glyceraldehyde-derived advanced glycation end product. //Biosci. Biotechnol. Biochem. 2006. Vol. 70(6). P. 1496-1498.

84. Prabhakaram M., Cheng Q., Feather M., Ortwerth B. Structural elucidation of a novel lysine-lysine cross-link generated in a glycation reaction with L-threose. //Amino Acids. 1997. Vol. 12. P. 225-236.

85. Dai Z., Nemet I., Shen W., Monnier V.M. Isolation, purification and characterization of histidino-threosidine, a novel Maillard reaction protein crosslink from threose, lysine and histidine. //Arch. Biochem. Biophys. 2007. Vol. 463(1). P. 78-88.

86. Blumenkrantz N., Asboe-Hanson G. Hydroxyproline to hydroxylysine molar ratio indicates collagen type. //Acta Derm. Venerol. 1978. Vol. 58. P. 111-115.

87. Cetta G., Tenni R., Castellani A.A. A simple method for quantitative estimation of collagen type III to type I ratio in soft tissues. //Ital. J. Biochem. 1979. Vol. 28 (3). P.163-172.

88. Gasteiger E., Gattiker A., Hoogland C., Ivanyi I. ExPASy: The proteomics server for in-depth protein knowledge and analysis. //Nucleic. Acids Res. 2003. Vol. 31. P. 37843788.

89. Hurst D.J., Kilburn K.H., Baker W.M. Normal Newborn and Adult Human Lung Collagen — Analysis of Types. //Conn. Tissue Res. 1977. Vol. 5. P. 117-125.

90. Kao K.Y., Leslie J.G. Polymorphism in human uterine collagen. //Conn. Tissue Res. 1977. Vol. 5(2). P. 127-129.

91. Epstein E.H. al(III).3 Human Skin Collagen: Release By Pepsin Digestion And Preponderance In Fetal Life. //J. Biol. Chem. 1974. Vol. 249. P. 3225-3231.

92. Chung E., Miller E.J. Collagen polymorphism: characterization of molecules with the chain composition al(III).3 in human tissues. //Science. 1974. Vol. 183. P.1200-1201.

93. Farndale R.W., Sayers C.A., Barrett A.J. A direct spectrophotometric microassay for sulfated glycosaminoglycans in cartilage cultures. //Conn. Tissue Res. 1982. Vol. 9. P. 247-248

94. Farndale R.W., Buttle D.J., Barrett A.J. Improved quantitation and discrimination of sulphated glycosaminoglycans by use of dimethylmethylene blue. //Biochim. Biophys. Acta. 1986. Vol. 883. P.173-177.

95. Templeton D.M. The basis and applicability of the dimethylmethylene blue binding assay for sulfated glycosaminoglycans. //Connect. Tissue Res. 1988. Vol. 17. P.23-32.

96. Goldberg R.L., Kolibas L.M. An improved method for determining proteoglycans synthesized by chondrocytes in culture. //Connect. Tissue Res. 1990. Vol. 24. P. 265-275.

97. Muller G., Hanschke M. Quantitative and Qualitative Analyses of Proteoglycans in Cartilage Extracts by Precipitation with 1,9-Dimethylmethylene Blue. //Connect. Tissue Res. 1996. Vol. 33(4). P.243-248.

98. Andreassen T.T., Oxlund H. Thermal stability of collagen in relation to non-enzymatic glycolysation and browning in vitro. //Diabetologia. 1985. Vol. 28. P.687-691.

99. Rudenskaya G.N., Shmoilov A.M., Besedin D.V. Aminopeptidase PC from kamchatka crab Paralithodes camtschatica hepatopancreas: substrate specificity and inhibitor studies. //Vestnik Moskovskogo Universiteta. 2000. Vol. 41(6). Supplement. P. 70-72.

100. Woessner J.F., Woessner J.R. The determination of hydroxyproline in tissues and protein samples containing small proportions of this imino acid. //Arch. Biochem. Biophys. 1961. Vol. 93. P. 440-447.

101. Stone J.E., Akhtar N., Botchway S., Pennock C.A. Interaction of 1,9-dimethylmethylene blue with glycosaminoglycans. //Ann. Clin. Biochem. 1994. Vol. 31(2). P. 147-152.

102. T.D. Vo, O.O. Blumenfeld, Coleman D.J. The biochemical composition of the human sclera and its relationship to the pathogenesis of degenerative myopia.//Proc. of Third Intern. Conference on Myopia, 1987, P. 206-214.

103. Malik N.S., Moss S.J., Ahmed N., Furth A.J. Ageing of the human corneal stroma: structural and biochemical changes. //Biochim. Biophys. Acta. 1992. Vol. 1138(3). P. 222-228.

104. Tezel G., Luo C., Yang X. Accelerated Aging in Glaucoma: Immunohistochemical Assessment of Advanced Glycation End Products in the Human Retina and Optic Nerve Head. //Invest. Ophth. Vis. Sci. 2007. Vol. 48(3). P.1201-1211.

105. Paul R.G., Avery N.C., Slatter D.A., Sims T.J. Isolation and characterization of advanced glycation end products derived from the in vitro reaction of ribose and collagen. //Biochem J. 1998. Vol. 330 (3). P. 1241-1248.

106. Sell D.R., Monnier V.M. Conversion of Arginine into Ornithine by Advanced Glycation in Senescent Human Collagen and Lens Crystallins. //J. Biol. Chem. 2004. Vol. 279(52). P. 54173-54184.

107. Sell D.R., Monnier V.M. Ornithine is a novel amino acid and a marker of arginine damage by oxoaldehydes in senescent proteins. //Ann. NY Acad. Sci. 2005. Vol. 1043. P.118-128.

108. Gabelt B.T., Kaufman P.L. Changes in aqueous humor dynamics with age and glaucoma. //Prog. Ret. Eye. Res. 2005. Vol. 24. P. 612-637.

109. Welge-Lussen U., May C.A. Induction of tissue transglutaminase in the trabecular meshwork by TGF-betal and TGF-beta2. //Invest. Ophth. Vis. Sci. 2000. Vol. 41 (8). P.2229-2238.

110. Fuchshofer R., Welge-Lussen U., Lutjen-Drecoll E. The effect of TGF-beta2 on human trabecular meshwork extracellular proteolytic system. //Exp. Eye Res. 2003. Vol. 77. P.757-765.

111. Maata M., Tervahartiala Т., Harju M. Matrix metalloproteinases and their tissue inhibitors in aqueous humor of patients with primary open-angle glaucoma, exfoliation syndrome, and exfoliation glaucoma. //J. Glaucoma. 2005. Vol. 14. P.64-69.

112. Bernal V.M., Stanley D.W. Changes in the Melting Characteristics of Bovine Tendon Collagen Induced by a Bacterial Collagenase. //J. Food Sci. 2006. Vol. 51(3). P.834-835.

113. Iomdina E.N., Lazuk A.V., Kostanyan I.A., Zhokhov S.S. Failure of Limited Proteolysis of Pigment Epithelium Derived Factor (PEDF) in Tenon Capsule of Patients with Progressive Myopia. //Ophthalmic Res., abstracts of EVER, 2005, P.32.

114. Scott J.E. Proteoglycan: collagen interactions and subfibrillar structure in collagen fibrils. Implications in the development and ageing of connective tissues. //J. Anat. 1990. Vol. 169. P. 23-35

115. Curtin B.J., Iwamoto Т., Renaldo D.P. Normal and staphylomatous sclera of high myopia. //Arch. Ophthalmol. 1979. Vol. 97. P. 912-915.

116. Ronchettia I.P., Fornieria C., Baccarani-Contria M., Volpin D. The ultrastructure of elastin revealed by freeze-fracture electron microscopy. //Micron. 1979. Vol. 10(2). P. 89-99.

117. Monfort J., Tardif G., Reboul P., Mineau F. Degradation of small leucine-rich repeat proteoglycans by matrix metalloprotease-13: identification of a new biglycan cleavage site. //Arthritis Res. Ther. 2006. Vol.8(l). R26.

118. Kronick P., Maleef В., Carroll R. The locations of collagens with different thermal stabilities in fibrils of bovine reticular dermis. //Connect. Tissue Res. 1988. Vol. 18(2). P. 123-134.

119. Than P., Kereskai L. Thermal analysis of the osteoarthritic human hyaline cartilage. //J. Therm. Anal. Calorim. 2005. Vol. 82. P. 213-216.

120. Pietrucha K. Changes in denaturation and Theological properties of collagen-hyaluronic acid scaffolds as a result of temperature dependencies. //Int. J. Biol. Macromol. 2005. Vol. 36(5). P. 299-304.

121. Iomdina E.N., Daragan V.A., Ilyina E.E. Certain Biomechanical Properties and Cross Linking of the Scleral Shell of the Eye in Progressive Myopia. // Proc. of XlVth Congress on Biomechanics, Intern. Soc. Biomech., Paris, 1993, P. 616-617

122. Ignaieva N.Yu., Lunin V.V., Averkiev S.V., Maiorova A.F. DSC investigation of connective tissues treated by IR-laser radiation. //Thermochim. Acta. 2004. Vol. 422. P.

123. Than P., Lorinczy D. Differential scanning calorimetric examination of the osteoarthritic hyaline cartilage in rabbit. //Thermochim. Acta. 2003. Vol. 404. P. 149-153.

124. Sun W. Q., Leung P. Calorimetric study of extracellular tissue matrix degradation and instability after gamma irradiation. // Acta Biomaterialia. 2008. Vol. 4. P. 817-826.

125. Lichtman J.W., Conchello J.A. Fluorescence microscopy. //Nature Methods. 2005. Vol. 2(12). P. 910-919.

126. Gutsche C.D., Redmore D., Buriks R.S., Nowotny K. Base-catalyzed triose condensations. //J. Am. Chem. Soc. 1967. Vol. 89(5). P. 1235-1245.

127. Николаева Т.И., Тиктоттуло Е.И., Ильясова E.H., Кузнецова С.М. Структурно-термодинамические аспекты упаковки коллагеновых фибрилл. // Биофизика. 2007. Том 52(3). С. 899-911

128. Wallace D.G., Condell R.A., Donovan J.W., Paivinen A. Multiple denaturational transitions in fibrillar collagen. //Biopolymers. 1986. Vol. 25. P.1875-1893.

129. Игнатьева Н.Ю., Аверкиев C.B., Иомдина E.H., Иващенко Ж.Н. Изменение физико-химических характеристик склеры в результате склероукрепляющего вмешательства. //Биофизика. 2007. Том 52. С.324-331.

130. Bailey A.J. Molecular mechanisms of ageing in connective tissues. //Mech. Ag. Dev. 2001. Vol.122. P.735-755.

131. Zhang Z., Liu W., Li D., Li G. Physicochemical properties of succinylated calfskin pepsin-solubilized collagen. //Biosci. Biotechnol. Biochem. 2007. Vol. 71(8). P.2057-2060.

132. Introduction to Physical Polymer Science. 2nd ed. / Ed. by Sperling L.H. New York; USA: Wiley 1993. 363 p.43.48.