Інформація призначена тільки для фахівців сфери охорони здоров'я, осіб,
які мають вищу або середню спеціальну медичну освіту.

Підтвердіть, що Ви є фахівцем у сфері охорони здоров'я.



СІМЕЙНІ ЛІКАРІ ТА ТЕРАПЕВТИ

НЕВРОЛОГИ, НЕЙРОХІРУРГИ, ЛІКАРІ ЗАГАЛЬНОЇ ПРАКТИКИ, СІМЕЙНІ ЛІКАРІ

КАРДІОЛОГИ, СІМЕЙНІ ЛІКАРІ, РЕВМАТОЛОГИ, НЕВРОЛОГИ, ЕНДОКРИНОЛОГИ

СТОМАТОЛОГИ

ІНФЕКЦІОНІСТИ, СІМЕЙНІ ЛІКАРІ, ПЕДІАТРИ, ГАСТРОЕНТЕРОЛОГИ, ГЕПАТОЛОГИ

ТРАВМАТОЛОГИ

ОНКОЛОГИ, (ОНКО-ГЕМАТОЛОГИ, ХІМІОТЕРАПЕВТИ, МАМОЛОГИ, ОНКО-ХІРУРГИ)

ЕНДОКРИНОЛОГИ, СІМЕЙНІ ЛІКАРІ, ПЕДІАТРИ, КАРДІОЛОГИ ТА ІНШІ СПЕЦІАЛІСТИ

ПЕДІАТРИ ТА СІМЕЙНІ ЛІКАРІ

АНЕСТЕЗІОЛОГИ, ХІРУРГИ

International journal of endocrinology Том 18, №3, 2022

Back to issue

Pathogenesis of diabetic macular edema: the role of pro-inflammatory and vascular factors. A literature review

Authors: Кирилюк М.Л. (1), Сук С.А. (2)
(1) — Академічний медичний центр, Інститут біології та медицини Київського національного університету імені Тараса Шевченка, м. Київ, Україна
(2) — Міська клінічна офтальмологічна лікарня, м. Київ, Україна

Categories: Endocrinology

Sections: Specialist manual

print version


Summary

В огляді наведні дані про патогенез діабетичного макулярного набряку (ДМН). Вказано на значущість судинного ендотеліального фактора росту (VEGF), інтерлейкіну-6, фактора некрозу пухлини α (TNF-α), моноцитарного хемоатрактантного білка 1, P-селектину, молекули адгезії судинного ендотелію 1-го типу у розвитку мікросудинних ускладнень цукрового діабету (ЦД). Особлива увага приділяється ролі sICAM-1 (Inter-Cellular Adhesion Molecule 1) в адгезії лейкоцитів до васкулярного ендотелію (лейкостазі) та сприянні ендотеліальному апоптозу. Існують три основні стадії мікросудинних змін, що виникають унаслідок неспецифічного запалення: розширення капілярів та збільшення кровотоку, мікросудинні структурні зміни та просочування білків плазми крові з кровотоку, трансміграція лейкоцитів через ендотелій і накопичення в місці пошкодження. Судинна дисфункція при діабетичній ретинопатії (ДРП) та ДМН обумовлена в першу чергу лейкостазом, в основі якого лежить вербування та адгезія лейкоцитів до судинної системи сітківки. Лейкостаз — це перший крок у послідовності подій адгезії та активації, що призводять до просочування лейкоцитів через ендотелій. Лейкоцити, які беруть участь у лейкостазі, викликають проникність судин шляхом вивільнення цитокінів, включаючи VEGF і TNF-α, сприяють ушкодженню ендотеліального з’єднання білків, підвищуючи рівні реактивних оксидативних речовин, та викликають загибель перицитів та астроцитів, що оточують ендотеліальні клітини. Таким чином, існуючі дані щодо головних аспектів патогенезу ДМН свідчать про те, що запалення є важливим чинником процесів, які лежать в основі розвитку ДМН та ДРП. Але нове розуміння фізіології сітківки ока дозволяє припустити, що патогенез ураження сітківки за ЦД 2-го типу може розглядатися як зміна нейросудинної одиниці сітківки ока.

The review presents data on the pathogenesis of diabetic macular edema (DME). DME is a major cause of visual impairment in type 2 diabetes mellitus (DM) patients. Non-specific inflammation is an important factor of the underlying processes of DME. The importance of vascular endothelial growth factor (VEGF), interleukin-6, tumor necrosis factor-α (TNF-α), monocyte chemoattractant protein-1, vascular cell adhesion molecule-1 in the development of diabetes microvascular complications is indica­ted. Intercellular adhesion molecules (ICAM), particularly, soluble ICAM-1 (sICAM-1), are a local inflammatory mediator involved in the pathogenesis of diabetic injury to the layers of the eye. The li­terature is scant on the assessment of sICAM-1 in type 2 DM patients with diabetic injury to the neurovascular system of the eye (i.e. adhesion of leukocytes to the vascular endothelium (leukostasis) and the concurrent endothelial apoptosis). There are three main stages of microvascular changes due to nonspecific inflammation: dilation of capillaries and increased blood flow, microvascular structural chan­ges and leakage of plasma proteins from the bloodstream, transmigration of leukocytes through the endothelium and accumulation at the site of injury. Vascular dysfunction in diabetic retinopathy (DR) and DMЕ is caused primarily by leukostasis, which is based on the recruitment and adhesion of leukocytes to the retinal vascular system. Leukostasis is the first step in the sequence of adhesion and activation events that lead to the infiltration of leukocytes through the endothelium. Leukocytes involved in leukostasis induce vascular permeability by releasing cytokines, including VEGF and TNF-α, contributing to endothelial protein binding, increasing levels of reactive oxidative substances, and kil­ling pericytes and astrocytes surrounding the endothelium. Thus, the existing data on the main aspects of the pathogenesis of DMЕ indicate that inflammation is an important factor in the processes underlying the development of DMЕ and DR. But a new understanding of the physiology of the retina suggests that the pathoge­nesis of retinal lesions in type 2 DM can be considered as a change in the neurovascular unit of the retina.


Keywords

діабетичний макулярний набряк; патогенез; огляд

diabetic macular edema; type 2 diabetes mellitus; pathogenesis; review


For the full article you need to subscribe to the magazine.


Bibliography

  1. Oliveira M.I.A., de Souza E.M., de Oliveira Pedrosa F., Réa R.R., da Silva Couto Alves A., Picheth G., de Moraes Rego F.G. RAGE receptor and its soluble isoforms in diabetes mellitus complications. J. Bras. Patol. Med. Lab. 2013. 49(2). 97-108. https://doi.org/10.1590/S1676-24442013000200004.
  2. Afarid M., Attarzadeh A., Farvardin M., Ashraf H. The Association of Serum Leptin Level and Anthropometric Measures With the Severity of Diabetic Retinopathy in Type 2 Diabetes Mellitus. Med. Hypothesis Discov. Innov. Ophthalmol. 2018. 7(4). 156-162. PMID: 30505866; PMCID: PMC6229673.
  3. Sun Q., Tang L., Zeng Q., Gu M. Assessment for the Correlation Between Diabetic Retinopathy and Metabolic Syndrome: A Cross-Sectional Study. Diabetes Metab. Syndr. Obes. 2021. 14. 1773-1781. doi: 10.2147/DMSO.S265214. 
  4. Safi S.Z., Qvist R., Kumar S., Batumalaie K., Ismail I.S. Molecular mechanisms of diabetic retinopathy, general preventive strategies, and novel therapeutic targets. Biomed. Res. Int. 2014. 2014. 801269. doi: 10.1155/2014/801269. 
  5. Kang Q., Yang C. Oxidative stress and diabetic retinopathy: Molecular mechanisms, pathogenetic role and therapeutic implications. Redox. Biol. 2020. 37. 101799. doi: 10.1016/j.redox.2020.101799. 
  6. Li X., Yu Z.W., Li H.Y., Yuan Y., Gao X.Y., Kuang H.Y. Retinal microglia polarization in diabetic retinopathy. Vis. Neurosci. 2021. 38. E006. doi: 10.1017/S0952523821000031. 
  7. Amoaku W.M., Ghanchi F., Bailey C., Banerjee S., Banerjee S., Downey L., Gale R., et al. Diabetic retinopathy and diabetic macular oedema pathways and management: UK Consensus Working Group. Eye (Lond). 2020. 34(Suppl. 1). 1-51. doi: 10.1038/s41433-020-0961-6. 
  8. Kim E.J., Lin W.V., Rodriguez S.M., Chen A., Loya A., Weng C.Y. Treatment of Diabetic Macular Edema. Curr. Diab. Rep. 2019. 19(9). 68. doi: 10.1007/s11892-019-1188-4.
  9. Rangasamy S., McGuire P.G., Das A. Diabetic retinopathy and inflammation: novel therapeutic targets. Middle East Afr. J. Ophthalmol. 2012. 19(1). 52-59. doi: 10.4103/0974-9233.92116.
  10. Mannino G., Longo A., Gennuso F., Anfuso C.D., Lupo G., Giurdanella G., Giuffrida R., Lo Furno D. Effects of High Glucose Concentration on Pericyte-Like Differentiated Human Adipose-Derived Mesenchymal Stem Cells. Int. J. Mol. Sci. 2021. 22(9). 4604. doi: 10.3390/ijms22094604. 
  11. Loporchio D.F., Tam E.K., Cho J., Chung J., Jun G.R., Xia W., Fiorello M.G., et al. Cytokine Levels in Human Vitreous in Proliferative Diabetic Retinopathy. Cells. 2021. 10(5). 1069. doi: 10.3390/cells10051069. 
  12. Yao Y., Li R., Du J., Long L., Li X., Luo N. Interleukin-6 and Diabetic Retinopathy: A Systematic Review and Meta-Analysis. Curr. Eye Res. 2019. 44(5). 564-574. doi: 10.1080/02713683.2019.1570274. 
  13. Xie Z., Liang H. Association between diabetic retinopathy in type 2 diabetes and the ICAM-1 rs5498 polymorphism: a meta-analysis of case-control studies. BMC Ophthalmol. 2018. 18(1). 297. doi: 10.1186/s12886-018-0961-5. 
  14. Yang L., Froio R.M., Sciuto T.E., Dvorak A.M., Alon R., Luscinskas F.W. ICAM-1 regulates neutrophil adhesion and transcellular migration of TNF-alpha-activated vascular endothelium under flow. Blood. 2005. 106(2). 584-92. doi: 10.1182/blood-2004-12-4942. 
  15. Wang W., Lo A.C.Y. Diabetic Retinopathy: Pathophysiology and Treatments. Int. J. Mol. Sci. 2018. 19(6). 1816. doi: 10.3390/ijms19061816. 
  16. Suk S.A., Kyryliuk M.L., Rykov S.O. Blood sICAM-1 Levels in Patients with Type 2 Diabetes and Diabetic Macular Edema in Association with Data of Instrumental Fundus Studies. Ophthalmology. Eastern Europe. 2020. 10(1). 65-73. DOI: 10.34883/PI.2020.10.1.007. (in Russian)
  17. Suk S.A., Kyryliuk M.L., Rykov S.O. Blood sICAM-1 levels in type 2 diabetes mellitus patients with various grades of DME. J. Ophthalmol. (Ukraine). 2019. 5. 18-21. http://doi.org/10.31288/oftalmolzh201951821 (in Ukrainian)
  18. Kusuhara S., Fukushima Y., Ogura S., Inoue N., Uemura A. Pathophysiology of Diabetic Retinopathy: The Old and the New. Diabetes Metab. J. 2018. 42(5). 364-376. doi: 10.4093/dmj.2018.0182. 
  19. Funatsu H., Yamashita H., Sakata K., Noma H., Mimura T., Suzuki M., Eguchi S., Hori S. Vitreous levels of vascular endothelial growth factor and intercellular adhesion molecule 1 are related to diabetic macular edema. Ophthalmology. 2005. 112(5). 806-16. doi: 10.1016/j.ophtha.2004.11.045. PMID: 15878060.
  20. Yao Y., Du J., Li R., Zhao L., Luo N., Zhai J.Y., Long L. Association between ICAM-1 level and diabetic retinopathy: a review and meta-analysis. Postgrad. Med. J. 2019. 95(1121). 162-168. doi: 10.1136/postgradmedj-2018-136102. 
  21. Noma H., Mimura T., Yasuda K., Shimura M. Role of inflammation in diabetic macular edema. Ophthalmologica. 2014. 232(3). 127-35. doi: 10.1159/000364955.
  22. Dong N., Xu B., Wang B., Chu L. Study of 27 aqueous humor cytokines in patients with type 2 diabetes with or without retinopathy. Mol. Vis. 2013. 19. 1734-46. PMID: 23922491; PMCID: PMC3733907.
  23. Figueira J., Henriques J., Carneiro Â., Marques-Neves C., Flores R., Castro-Sousa J.P., Meireles A., et al. Guidelines for the Management of Center-Involving Diabetic Macular Edema: Treatment Options and Patient Monitorization. Clin. Ophthalmol. 2021. 15. 3221-3230. doi: 10.2147/OPTH.S318026. 
  24. Browning D.J., Stewart M.W., Lee C. Diabetic macular edema: Evidence-based management. Indian J. Ophthalmol. 2018. 66(12). 1736-1750. doi: 10.4103/ijo.IJO_1240_18. 
  25. Tan G.S., Cheung N., Simó R., Cheung G.C., Wong T.Y. Diabetic macular oedema. Lancet Diabetes Endocrinol. 2017. 5(2). 143-155. doi: 10.1016/S2213-8587(16)30052-3. 
  26. Suvas P., Liu L., Rao P., Steinle J.J., Suvas S. Systemic alterations in leukocyte subsets and the protective role of NKT cells in the mouse model of diabetic retinopathy. Exp. Eye Res. 2020. 200. 108203. doi: 10.1016/j.exer.2020.108203. 
  27. Kyryliuk M., Іshchenko V. Pathogenesis of diabetic retinopathy: a literature review. International Journal оf Endocrinology (Ukraine). 2019. 15(7). 567-575. https://doi.org/10.22141/2224-0721.15.7.2019.186061

Back to issue