Healthy Tear Film_TR

Sağlıklı Gözyaşı Tabakası ve
Kontakt Lens Solüsyonları
Tablo 2 Gözyaşı Tabakasında Bulunan Önemli Proteinlerin Konsantrasyonu ve Görevi
Protein
Konsantrasyon19
Gözyaşı Tabakasının Görevi
Laktoferrin
1.65 mg • mL-1
• Gram-pozitif ve gram–negatif membranlara
bağlanır21
• Escherichia coli, Haemophilus influenzanın
ve Pseudomonas, Staphylococcus ve
Streptococcus türlerinin yayılmasını
inhibe eder21
Ami Abel Epstein, OD.
Oküler ortam, birçok bileşeni olan hassas bir sistemdir. Bu sistemin önemli bileşenlerinden biri, düz bir optik yüzey
sağlamanın yanı sıra1, ortama maruz kalan yüzeyi koruyan ve kaygan hale getiren2 gözyaşı tabakasıdır. Sağlıklı gözyaşı
tabakasının dört fiziksel özelliği bulunmaktadır. Bunlar; pH, ozmolarite, viskozite ve yüzey gerilimidir.2 Gözyaşı
tabakası doğal antimikrobiyal özelliklere sahiptir. Bu makalede gözyaşı tabakasının fiziksel özellikleri ve antimikrobiyal
kapasitesi ve bunların kontakt lens solüsyonlarından nvasıl etkilendiği incelenecektir.
Gözyaşı Tabakası Özellikleri
Daha önce de belirtildiği gibi, gözyaşı tabakasının pH,
ozmolarite, viskozite ve yüzey gerilimi olmak üzere
dört fiziksel özelliği bulunmaktadır. pH düzeyi, bir
çözeltinin asitlik, bazlık veya nötrlüğünü gösteren
ölçüttür. 7.0’lık pH düzeyi nötrdür ve 7.0’nin altındaki
düzeyler asidik ve üstündeki düzeyler bazik olarak
değerlendirilmektedir. Ozmolalite, bir çözeltideki
çözünmüş partiküllerin konsantrasyonudur.3 Viskozite,
bir sıvının akmasına neden olan güce karşı direnç
gösterme kapasitesidir.4,5
Yüzey gerilimi, sıvıların, yüzeydeki veya yüzeyin
yakınındaki dengesiz moleküler kuvvetler nedeniyle,
yüzeyin kontraksiyonu ve gerilmiş bir elastik
membrana benzeyen özellikler kazandığı bir
özelliğidir. Sağlıklı bir gözyaşı tabakasında bu
özelliklerin her birine ait değerler Tablo 1’de
gösterilmiştir.
Gözyaşı Tabakası Proteinleri
Gözyaşı tabakası, musin bileşeni, aköz bileşen ve
yağ bileşeni olmak üzere üç bileşenden
oluşmaktadır.
Özellik
Sağlıklı Gözyaşı Değeri
Ek Notlar
pH
7.30 - 7.70
• Sağlıklı gözyaşı filminin pH düzeyi, her bir bireyin
oküler fizyolojisine göre farklılık gösterebilir6
Ozmolalite
244 - 344 mOsm/kg 7,8
6
• Ozmolalite düzeyleri, gözyaşı filminin toplanma
yöntemi ve gözde örneğin alındığı yere göre farklılık
gösterebilir7,8
• Ozmolalite düzeyleri, geceleri, gözler kapalıyken,
gözyaşı filmindeki buharlaşmanın azalması nedeniyle
azalmaktadır. Uyandıktan sonra ve gözler açıkken,
düzeyler gözyaşı filminde görülen buharlaşma artışı
nedeniyle artmaktadır.3,9,10
• Göz kuruluğu görülen hastalarda, ozmolalite
düzeyleri artmış elektrolit konsantrasyonu
nedeniyle artabilir.3
Viskozite
1-10 cP
• Aynı zamanda kayma incelmesi olarak da bilinen
kayma gerilimi, viskozite düzeylerinin azalmasına
neden olabilir.11,12
• Gözler açıkken, gözyaşı filmi daha yüksek bir
viskoziteye sahiptir ve dolayısıyla hasara ve kırılmaya
karşı daha duyarlıdır. Gözler kapalıyken,
örneğin göz kırpma esnasında, gözyaşı filmi düşük
viskoziteye sahiptir ve bu durum epiteliyel
katmanların zarar görmesini engeller.13
Yüzey gerilimi
42 - 46 mN/m14
• Sağlıklı gözyaşlarının yüzey gerilimi, protein, elektrolit,
lipid ve diğer maddelerin varlığı nedeniyle sudan
(72 mN/m) daha düşüktür.15
• Göz kuruluğu görülen hastalarda, görülmeyen
hastalara kıyasla ortalama yüzey gerilimi daha
yüksektir16,17
Bu bileşenlerinden herhangi birinde ortaya
çıkan anormallik, gözyaşı tabakasında instabilite
ve hiperozmolariteye neden olabilir.18,19 Gözyaşı
tabakasının en büyük kısmı olan aköz bileşen
yaklaşık 500 protein içermektedir.20 Bu
proteinlerin çoğu oldukça az ve göz ardı
edilebilir miktarlarda (<0.1 mg • mL-1)
bulunmaktadır, ancak yüksek konsantrasyonlara
sahip dört adet protein (laktoferrin, lipokalin,
lizozim ve sekretuar immünoglobulin A)
mevcuttur.18 Tablo 2’de bu proteinlerin gözyaşı
tabakasındaki konsantrasyonu ve görevleri
listelenmiştir.
Bu proteinler en önemli antimikrobiyal
özelliklerini doğal haldeyken devam ettirir. Bir
protein, sekonder veya tersiyer yapılarında bir
değişiklik meydana geldiği zaman, denatüre
olur veya doğal halinden çıkarak değişime
uğrar. Bu durum; sıcaklık
değişimleri,27 yüzey hidrofobisitesi,28 aşırı
oksitlemeye (peroksitlenme) neden olan
yağlar29 nedeniyle ve pH güçlü asidik hale
geldiği zaman meydana gelebilir.30 Proteinler
denatüre oldukları zaman antibakteriyel
özelliklerinin çoğunu kaybeder. Denatüre
proteinlerin başka bir sonucu da şudur: bu
proteinlerin varlığı papiler konjonktivit gibi
hastalıkların ortaya çıkmasına neden olabilir.31
Kontakt Lens Solüsyonları ve
Gözyaşı Tabakası
Bir kontakt lens solüsyonunun temel
fonksiyonları, kontakt lensi temizleyip dezenfekte etmek ve lensin rahat bir şekilde
kullanılmasını sağlamaktır. Lens solüsyonları
farklı formülasyonlara sahip olup, bu durum pH
düzeyi ve antibakteriyel etkinlik dereceleri gibi
özelliklerin değişkenlik göstermesine neden
olabilir.15 Gözyaşı tabakasının fiziksel özellikleri
ve içinde bulunan proteinler kontakt lens
solüsyonlarından etkilenebilir.
• Lizozimle sinerjistik bir bağlantıkurabilir22
Lipokalin
1.55 mg • mL-1
• Lipidlere bağlanır ve yağ asitlerine yüksek
afinitesi vardır23
• Yağ asitlerini birbirine bağlayıp lizozimi
inaktive edebilecek uzun zincirli yağ
asitlerinin oluşmasını önleyerek lizozimi
korumak suretiyle gözyaşı tabakasının
antimikrobiyal özelliklerini dolaylı
yoldan geliştirir24
Lizozim
2.07 mg • mL-1
• Antibakteriyel etkisini bakterinin dış
duvarlarındaki bağları hidrolize ederek
gösterir25
• Gram-pozitif bakterilere yönelik özel
afiniteye sahiptir ve gözyaşı tabakasındaki
temel hedefleri Streptococcus ve
Staphylococcus türleridir25
Sekretuar immunoglobulin
A (sekretuar IgA)
1.93 mg • mL-1
• Oküler yüzeyde bakteri oluşumunu önler26
• Fagositoz için bakteri hedefleri oluşturur 26
Göz kuruluğu olan hastalardaki gözyaşı
tabakası ozmolalite düzeyleri ortalamadan
(305 mOsm/kg) daha yüksek olma
eğilimindedir 16,32,33 ve pek çok kontakt lens
solüsyonu bu ortalamadan daha düşük
ozmolalite düzeylerine sahip olduğu için,
hastalar bu ozmolalite farkları nedeniyle
rahatsızlık hissedebilir.2 Kontakt lens
solüsyonlarında bulunan farklı maddeler farklı
düzeylerde viskozite içermektedir. Örneğin,
temizleyici ajanların vizkozitesi, ıslatıcı ajanlardan
daha yoğun vizkoziteye sahip olan lubrikan
solüsyonlardan daha fazladır.34 ve bu viskozite
düzeyleri hastanın lensi taktıktan sonraki veya
gün sonundaki rahatlığını etkileyebilir.15 Lens
korneanın üzerinde gözyaşı tabakasının içinde
durduğu için, yüzey gerilimi de kontakt lens
kullanımının önemli bir parçasını oluşturmaktadır.
35
Sürfaktan gibi, gözyaşı tabakasının yüzey
gerilimini azaltan kontakt lens solüsyonu
bileşenleri lensin kornea üzerinde daha fazla
hareket etmesine ve hasta konforunun
azalmasına neden olabilir.15 Sağlıklı gözyaşı
tabakasının dört özelliğiyle uyumlu olmayan
kontakt lens solüsyonları, takma esnasında veya
kullanılan süre boyunca hissedilen rahatlığı
olumsuz etkileyebilir.2
Gözyaşı tabakası bazıları antimikrobiyal
özelliklere sahip olan 500 protein içermektedir.
Williams çalışması ilgi çekici bir soru gündeme
getirmiştir. Gözyaşı tabakasında doğal olarak
bulunan proteinlerle kaplı lenslerde daha az
sayıda canlı bakteri suşu varsa, bu durumda
pek çok lens solüsyonunun yaptığı gibi tüm
proteinleri otomatik olarak uzaklaştırmak
yerine bunları aktif halde tutmak daha faydalı
olmaz mı?
Sonuç
Göz, lens bakım solüsyonlarına adapte
edilebilecek ve bünyesine katılabilecek pek
çok özelliğe sahiptir. Bilim adamları oküler
sistemin karmaşıklığını çözmeye devam
ettikçe, solüsyonları kontakt lens bakımının
çok daha etkili bir parçası haline getirebilecek başka unsurlar keşfedilecektir. Şimdilik,
gözyaşı tabakasının gözün rahatlığı ve
sağlığının korunması açısından çok önemli
olduğu bilinmektedir.
Kontakt lens solüsyonları kontakt lenslerde bulunan
doğal ve denatüre proteinlerin uzaklaştırılmasında
oldukça etkilidir. Williams ve ark. (2003) tarafından
yapılan bir çalışma, hastaların lenslerindeki tüm
proteinlerin uzaklaştırıldığı zaman daha iyi hissedip
hissetmedikleri konusunda şüphe uyandırmıştır.36 Bu
çalışmada, daha önceden kullanılmış olan ve dolayısıyla
gözyaşı tabakasında bulunan bileşenleri emmiş olan
kontakt lensler yeni kontakt lenslerle karşılaştırılmıştır.
Yazarlar, kullanılmış olan lenslerin yeni lenslere kıyasla P.
Aeruginosa ve Gram negatif bakterinin belirli suşları
açısından daha az canlı bakteri içerdiğini saptamıştır.36
Referanslar
1. Tutt R, Bradley A, Begley C, et al. Optical and visual impact of tear break-up in
1. Tutt R, Bradley A, Begley C, et al. Optical and visual impact of tear break-up in human eyes.
Invest Ophthalmol Vis Sci. 2000;41:4117-4123.
2. Burke SE. A comparison of the physical attributes of multipurpose CL care solutions to healthy
tears. Optician. 5 March 2010.
3. Korb D, Smith G, Tomlinson A, et al. The Tear Film: Structure, Function and Clinical
Examination. Amsterdam, Netherlands: Elsevier Health Sciences; 2002.
4. Toledo RT. Fundamentals of Food Process Engineering. New York, New York: Springer; 2001.
5. Watkins J. An Introduction to Biomechanics of Sport and Exercise. New York, NY: Churchill
Livingstone; 2007.
6. Adler’s Physiology of the Eye, 7th edition. Moses RA, Hart WM, eds. St. Louis, Missouri: Mosby;
1981: pp 15-35.
7. Benjamin WJ, Hill RM. Tonicity of human tear fluid sampled from the cul-de-sac. Br J
Ophthalmol. 1989;73:624-627.
8. White KM, Benjamin WJ, Hill RM. Human basic tear fluid osmolality. I. Importance of sample
collection strategy. Acta Ophthalmol (Copenh). 1993;71:524-529.
9. Washington N, Washington C, Wilson C. Physiological Pharmaceutics: Barriers to Drug
Absorption. London, England: Taylor and Francis Inc.; 2000.
10. Agarwal A. Dry Eye: A Practical Guide to Ocular Surface Disorders and Stem Cell Surgery.
Thorofare, NJ: Slack Incorporated; 2006.
11. Tiffany JM. Tears in health and disease. Eye. 2003;17:923-926.
12. Pandit JC, Nagyova B, Bron AJ et al. Physical properties of stimulated and unstimulated tears.
Exp Eye Res. 1999;68:247-253.
13. Tiffany JM. The viscosity of human tears. Int Ophthalmol. 1991;15:371-376.
14. Nagyova B, Tiffany JM. Components responsible for the surface tension of human tears. Curr
Eye Res. 1999;19:4-11.
15. Dalton K, Subbaraman LN, Rogers R, Jones L. Physical properties of soft contact lens solutions.
Optom Vis Sci. 2008;85:122-128.
16. Tiffany JM, Winter N, Bliss G. Tear film stability and tear surface tension. Curr Eye Res.
1989;8:507-515.
17. Tiffany JM. Surface tension in tears. Arch Soc Esp Oftalmol. 2006;81:363-366.
18. Lemp MA. Contact lenses and allergy. Curr Opin Allergy Clin Immunol. 2008;8:457-460.
19. Tiffany, J. The normal tear film. Developments in Ophthalmology. 2008;41:1-20.
20. de Souza GA, Godoy LM, Mann M. Identification of 491 proteins in the tear fluid proteome
reveals a large number of proteases and protease inhibitors. Genome Biol. 2006;7:R72.
21. Masson PL, Heremans JF, Dive C. Studies of the proteins of secretions from two villous
tumours of the rectum. Gastroenterologia. 1966;105:270-282.
22. Flanagan JL, Willcox MDP. Role of lactoferrin in the tear film. Biochimie. 2009;91:35-43.
23. Redl B. Human tear lipocalin. Biochimica et Biophysica Acta - Protein Structure and Molecular
Enzymology. 2000;1482:241-248.
24. Gasymov OK, Abduragimov AR, Yusifov TN et al. Interaction of tear lipocalin with lysozyme
and lactoferrin. Biochem Biophys Res Commun. 1999;265:322-325.
25. Ibrahim HR, Thomas U, Pellegrini A. A helix-loop-helix peptide at the upper lip of the active site
cleft of lysozyme confers potent antimicrobial activity with membrane permeabilization action. J
Biol Chem. 2001;276:43767-43774.
26. Lan J, Willcox MD, Jackson GDF. Detection and specificity of anti-Staphylococcus intermedius
secretory IgA in human tears. Aust N Z J Ophthalmol. 1997;25(Suppl 1):S17-S19.
27. Elkordy AA, Forbes RT, Barry BW. Study of protein conformational stability and integrity using
calorimetry and FT-Raman spectroscopy correlated with enzymatic activity. Eur J Pharm Sci.
2008;33:177-190.
28. Suwala M, Glasier MA, Subbaraman LN et al. Quantity and conformation of lysozyme
deposited on conventional and silicone hydrogel contact lens materials using an in vitro model.
Eye & Contact Lens. 2007;33:138-143.
29. Leake L, Karel M. Polymerization and denaturation of lysozyme exposed to peroxidizing lipids.
J Food Sci. 1982;47:737-743.
30. McPhie P. pH dependence of the thermal unfolding of ribonuclease A. Biochemistry.
1972;11:879-883.
31. Skotnitsky C, Sankaridurg PR, Sweeney DF et al. General and local contact lens induced
papillary conjunctivitis (CLPC). Clin Exp Optom. 2002;85:193-197.
32. Tomlinson A, Khanal S. Assessment of tear film dynamics: quantification approach. Ocul Surf.
2005;3:81-95.
33. Farris RL. Tear osmolarity – new gold standard? Adv Exp Med Biol. 1994;350:495-503.
34. Mannis MJ, Zadnik K, Coral-Ghanem C. Contact Lenses in Ophthalmic Practice.
Springer-Verlag New York Inc.; New York, New York: 2004.
35. Hom MM, Bruce AS. Manual of Contact Lens Prescribing and Fitting With CD-ROM.
Oxford, UK: Butterworth-Heinemann; 2006.
36. Williams TJ, Schneider RP, Willcox MDP. The effect of protein-coated contact lenses on the
adhesion and viability of gram negative bacteria. Curr Eye Res. 2003;27:227-235
Tablo 1. Sağlıklı Gözyaşındaki pH, Ozmolalite, Viskozite ve Yüzey Gerilimi Değerleri
www.academyofvisioncare.com
www.academyofvisioncare.com