Ágrip gestafyrirlestra
G 1 Öldrunarrannsókn Hjartaverndar. Niðurstöður á rannsókn fyrstu 2300 þátttakendanna
Vilmundur Guðnason
Rannsóknastöð Hjartaverndar
Öldrunarrannsókn Hjartaverndar og Öldrunarstofnunar bandaríska heilbrigðisráðuneytisins (National Institute on Aging) er rannsókn á þeim þátttakendum í Reykjavíkurrannsókn Hjartaverndar sem enn eru á lífi. Rannsóknin hefur hlotið nafnið AGES Reykjavik Study en AGES stendur fyrir Age, Gene/Environment Susceptibility.
Alls hafa um 20 þúsund einstaklingar verið skoðaðir í Reykjavíkurrannsókn Hjartaverndar frá árinu 1967 og er áætlað að um átta þúsund verði teknir til rannsóknar í þessum áfanga. Innköllun þátttakenda hófst í september 2002 og í dag hafa hátt í fimm þúsund einstaklingar komið til rannsóknar. Ítarleg úrvinnsla á gögnum frá 2300 fyrstu þátttakendunum stendur nú yfir og hafa ýmsar verulega áhugaverðar niðurstöður fengist.
Kynntar verða niðurstöður frá flestum þáttum rannsóknarinnar: hjarta- og æðakerfi, heila og stoðkerfi.
G 2 Viðgerð á tvíþátta DNA rofi með endurröðun
Stefán Sigurðsson, Patrick Sung
1Dpt. of Molecular Medicine/Institute of Biotechnology, University of Texas Health Science Center at San Antonio, núverandi aðsetur: Cancer Research UK, London Research Institute, Clare Hall Laboratories, 2Dpt. of Molecular Biophysics and Biochemistry, Yale University
Stefan.Sigurdsson@cancer.org.uk
Allar frumur eru stöðugt undir ýmiss konar áreiti sem getur valdið skemmdum á erfðaefninu. Til þess að viðhalda stöðugleika erfðaefnisins er nauðsynlegt fyrir frumur að geta fjarlægt slíkar skemmdir. Þess vegna hafa frumur þróað mismunandi viðgerðarleiðir til þess að fjarlægja mismunandi tegundir DNA skemmda. Sú DNA skemmd sem er ef til vill alvarlegust fyrir frumuna er tvíþátta rof þar sem báðir þættir DNA eru rofnir. Ef slíkt brot er látið óáreitt getur það leitt til frumudauða, getur valdið tapi á litningum, orsakað litningayfirfærslur og leitt til myndunar á krabbameinum. Tvær viðgerðarleiðir eru þekktar sem gera við brot af þessu tagi, DNA endurröðun (homologous recombination) og endasamruni (non-homologous end joining). Genin sem taka þátt í DNA endurröðunarferlinu eru meðlimir RAD52 genafjölskyldunnar sem inniheldur meðal annars Rad50, Rad51, Rad51B, Rad51C Rad51D, XRCC2, XRCC3, Rad52, Rad54, Rad54B, Mre11 og Nbs1. Auk þess hefur verið sýnt fram á að krabbameinsbæligenin BRCA1 og BRCA2 taka þátt í þessu ferli, sem undirstrikar mikilvægi þess að rannsaka endurröðunarferlið og prótein sem taka þátt í því.
Ég mun fjalla um lífefnafræðilegar rannsóknir sem leitast við að auka skilning okkar á þeim próteinum sem taka þátt í DNA endurröðun. Sérstaklega verður fjallað um lífefnafræðilega eiginleika endurröðunarpróteinsins Rad51 auk annarra próteina sem taka þátt í ferlinu.
G 3 Kæling sjúklinga eftir súrefnisþurrð í heila
Felix Valsson
G 4 Náttúruefni af norðurhjara. Lífvirk efni í fléttum, lyngi og sjávardýrum
Kristín Ingólfsdóttir
Lyfjafræðideild HÍ
kring@hi.is
Lífverur af norðlægum land- og hafsvæðum hafa lítið verið rannsakaðar við leit að nýjum lyfjavirkum efnum. Lífverur sem lifa við erfið umhverfisskilyrði mynda hins vegar oft sérhæfð efni til vaxtar og verndar og geta slík efni haft eiginleika sem gera þau áhugaverð til skoðunar sem lyfjavirk efni. Þriðjungur lyfseðilsskyldra lyfja á rætur að rekja til náttúrunnar, einkum til lífvera sem lifa á suðlægum slóðum. Hlutur náttúruefna er misjafn eftir lyfjaflokkum, en sem dæmi má nefna að um 60% krabbameinslyfja og 75% sýklalyfja eru unnin úr náttúruefnum.
Fléttur, sem myndast við sambýli sveppa og þörunga mynda einstök efni sem ekki finnast í öðrum lífverum. Rannsóknir sem fram hafa farið við lyfjafræðideild Háskóla Íslands, í samvinnu við innlenda og erlenda samstarfsaðila, hafa leitt í ljós að í íslenskum fléttum er að finna efni sem hindra vöxt sýkla, veira og illkynja frumna. Veiruhemjandi efni hafa til að mynda fundist sem hafa jafn öfluga verkun á RS (respiratory syncytial) veiru og veirulyfið ríbavírín, sem einkum er notað til meðhöndlunar á öndunarfærasýkingum af völdum veirunnar. Efni hafa jafnframt fundist sem hafa öflug áhrif á vöxt krabbameinsfrumna úr brjóstum, briskirtli og blöðruhálskirtli. Fléttuefni hafa fundist í íslensku lífríki sem hafa áhrif á frumur ónæmiskerfisins og önnur sem hindra virkni ensímanna 5- og 12-lípoxygenasa in vitro. Verið er að kanna hvort slík efni geta haft samlegðaráhrif á bólgusjúkdóma í dýrum.
Vegna smæðar, hægfara vaxtar og umhverfissjónarmiða, henta fléttur sem villtvaxandi lífverur ekki til vinnslu nytjaefna í stórum stíl. Á undanförnum árum hafa hins vegar orðið mikilvægar framfarir á sviði frumu- og vefjaræktunar, erfðatækni og efnafræði sem skapa grundvöll til að hægt verði að vinna fléttuefni með hagkvæmum hætti í framtíðinni. Ofangreindar niðurstöður um virkni eru því ótvíræður hvati áframhaldandi rannsókna á þessu sviði.
Að vítamínum undanskildum er tiltölulega lítið vitað um innihaldsefni íslenskra nytjaplantna. Við rannsókn á annars stigs efnum (secondary metabolites) í krækilyngi voru einangruð efni úr berjum og laufblöðum sem sýna bakteríuhemjandi virkni. Efnin voru prófuð gegn átta sjúkdómsvaldandi örverutegundum. Þau sýndu mesta virkni gegn Gram jákvæðum bakteríum, þar á meðal methicillín-ónæmum Staphylococcus aureus (MÓSA) og kóagulasa neikvæðum Staphylococcus. Þessa stofna er oft erfitt að meðhöndla vegna þess að þeir hafa myndað ónæmi gegn þekktum sýklalyfjum.
Afar fáar af þeim 6000-8000 tegundum sjávardýra sem að líkindum lifa innan íslenskrar efnahagslögsögu teljast til nytjategunda. Gerð var forkönnun til að athuga hvort í þessum sjávarlífverum gætu leynst áhugaverðir lyfjasprotar. Svömpum, holdýrum, lindýrum, liðormum, krabbadýrum, mosadýrum og skrápdýrum var safnað í fjöru, við köfun og við veiðar á dragnótabátum. Vatnsleysanleg og fituleysanleg efni voru unnin úr lífverunum með gerð útdrátta (extracts). Útdrættir voru sendir í virkniprófanir hjá Bandarísku krabbameinsstofnuninni (National Cancer Institute). Af 35 tegundum sem prófaðar voru í forkönnuninni sýndu fjórar tegundir áhugaverða vaxtarhindrandi virkni á krabbameinsfrumur úr lungum, miðtaugakerfi og brjóstum. Í hverjum útdrætti eru fjölmörg efni og markmið er að einangra virk efni, staðfesta hreinleika, skilgreina sameindabyggingu og bera virkni fullhreinsaðra efna saman við virkni þekktra krabbameinslyfja.
Aðeins örlítið brot af þekktum tegundum plantna, dýra og örvera sem lifa í heiminum hefur verið rannsakað með tilliti til innihalds af lyfjavirkum efnum. Af nógu er því að taka við val á rannsóknarverkefnum á þessu sviði. Norðlæg land- og hafsvæði ættu ekki síður að vera vettvangur lyfjaleitar en suðlægar slóðir.
G 5 Boðflutningur í æðaþeli. Tengsl orkujafnvægis og NO-myndunar
Guðmundur Þorgeirsson
Æðaþelið sem klæðir allt æðakerfið að innan er í snertingu við streymandi blóð, allt frá hjartanu sjálfu út í smæstu háræðar. Auk þess að framleiða fjölda lífvirkra efna sem áhrif hafa á blóðið sjálft, hinar ýmsu blóðfrumur og blóðbornar sameindir, nemur það margs konar boð frá blóðinu, túlkar þau og miðlar áfram (signal transduction). Æðaþelið svara oft slíkum boðum með því að framleiða efni eins og köfnunarefnisoxíð (NO), prostasýklín og "tissue plasminogen activator" (TPA) svo aðeins séu nefnd örfá af löngum lista. Trufluð starfsemi æðaþelsins er talin líklegt upphaf æðakölkunar og er einnig talin gegna hlutverki í fjölmörgum öðrum æðasjúkdómum, æðastíflum af völdum blóðsega, háþrýstingi, æðabreytingum af völdum sykursýki, ýmsum æðabólgum og svo framvegis.
Í æðaþelinu eru að verki flest þau boðkerfi sem lýst hefur verið í frumulíffræði almennt og birtast nú á síðum vísindatímarita sem flókin boðnet fremur en skýrar afmarkaðar brautir boðflutnings. Staðsetning og hlutverk æðaþelsins kallar samt á sérhæfð kerfi og sérstök. Eitt mikilvægasta lífefni sem æðaþelið framleiðir er köfnunarefnisoxíð (NO) sem er æðavíkkandi efni og hemill á blóðflöguklumpun auk þess að hafa andoxunaráhrif, bólguhemjandi áhrif, hamlandi áhrif á fjölgun sléttra vöðvafrumna og fleira. Stjórnun þessarar framleiðslu er flókin. Ensímið eNOS (endothelial NO-synthase) bregst við kalsíumstyrk í umfrymi, fosfórun amínósýra á mörgum stöðum í sameindinni, nánd annarra próteina og svo framvegis. Mörg boðkerfi koma einnig við sögu. Eitt hið mikilvægasta snýst um kínasann Akt sem einnig gengur undir nafninu prótein kínasi B (PKB) (1). Við örvun frumna með ýmsum vaxtarþáttum, meðal annars "epidermal growth factor", "vascular endothelial growth factor" og insúlíni flyst Akt að frumuhimnunni þar sem það binst fosfórinósitíð 3-kínasa (PI3K) og fosfórast á tveimur stöðum. Við virkjunina örvast margir ferlar, meðal annars nýmyndun æða og örvun eNOS. Hvort sem litið er til hinna mikilvægu hvata sem virkja Akt eða áhrifa þeirrar virkjunar á frumustarfsemina er ljóst að í æðaþelinu er Akt í miðlægu stýrihlutverki. Þáttur þess í örvun eNOS er sérstaklega mikilvægur. Þess vegna kom það okkur á óvart á Rannsóknarstofu í lyfjafræði þegar við fundum að thrombín og histamín sem bæði örva NO-myndun í æðaþeli, hindra Akt (1). Svo virtist sem við hefðum dottið niður á Akt-óháða boðleið sem örvar eNOS í æðaþeli. Frekari tilraunir og pælingar leiddu okkur á vit annars merkilegs kínasa sem gengur undir nafninu AMP-virkjaður prótein kínasi (AMPK). Hann er þungamiðja í kerfi prótein kínasa sem koma að stjórnun orkuefnaskipta í frumum. Vegna þessa hlutverks er AMPK oft kallaður meginrofi efnaskipta í frumum. Kínasinn sem samanstendur af þremur einingum, a, B og y, virkjast þegar orkuforði frumunnar dvínar, það er styrkur ATP lækkar en AMP hækkar. Við virkjun AMPK fosfórast fjölmörg prótein í frumunni sem ýmist leiðir til virkjunar viðkomandi próteina eða hindrunar en hin samþættu áhrif miða að því að hækka aftur magn ATP í viðkomandi frumu. Meðal ensímanna sem AMPK fosfórar er acetyl CoA carboxylasi (ACC), hydroxymethylglutaryl-CoA (HMG CoA) redúktasi og glykogen syntasi.
Nýlega höfum við fundið að thrombín og histamín örva fosfórun eNOS og myndun NO í æðaþeli fyrir milligöngu AMPK sem virðist vera nauðsynlegur hlekkur í boðferlinu (2). Við höfum sett fram þá vinnutilgátu að AMPK virkist vegna þess að örvun með thrombíni/histamíni hækki kalsíum í umfrymi og hleypi þannig af stað atburðarás sem lækki orkustig frumunnar. Ef þessi hugmynd reynist rétt virðist AMPK vera í lykilstöðu til að tengja blóðflæði og efnaskiptaþörf vefja. Slík sjálfstýring (autoregulatio) blóðflæðis er flókin, margþætt og mismunandi frá einu líffæri til annars. Stjórnkerfin eru ólík í heilablóðrás og hjarta, þverrákóttum beinagrindarvöðvum og blóðrás innri líffæra. Í hjartanu hefur verið sýnt fram á að orkuþörf hjartavöðvans er nákvæmlega mætt með breytilegu blóðflæði í kransæðum. Innan 15-20 sekúndna frá því að efnaskiptin aukast næst fullkomin víkkun kransæðakerfis og þar með hámarksblóðflæði. Hin lífefnafræðilega tenging er hins vegar ekki þekkt og er sennilega flókin en efni eins og adenósín, koltvíoxíð, kalíum, fosfat, prostasýklín og NO geta öll komið við sögu.
Fyrir allmörgum árum var sett fram sú kenning að AMPK gæti verndað frumur gegn skemmdum af völdum blóðþurrðar með því að slökkva á ATP-neyslu en auka ATP-myndun. Nýlega var sýnt fram á að mýs með óvirkan AMPK í hjartavöðva geta ekki brugðist við blóðþurrð með því að auka upptöku glúkósa, auka oxun fitusýra og mynda mjólkursýru, allt ferli sem AMPK örvar (3). Blóðþurrðin leiddi því til aukins dreps og aukins stýrðs frumudauða í samanburði við það sem gerðist í músum sem höfðu starfhæfan AMPK. Við höfum sett fram þá vinnutilgátu að þar sem AMPK í æðaþeli örvar NO-myndun geti hann miðlað beint boðum um aukna orkuþörf og knúið fram tafarlausa svörun í auknu blóðflæði.
Loks benda nýlegar rannsóknir til þess að AMPK kunni að hafa enn víðtækari áhrif á orkujafnvægi, það er orkujafnvægi lífverunnar sem heildar (4). Komið hefur á daginn að AMPK hefur hlutverki að gegna í undirstúku heilans og miðlar þar meðal annars áhrifum lækkaðs glúkósa eða leptins í blóði. Í undirstúkunni vekja boðin frá AMPK tilfinningu um svengd og ef ekkert truflar leiða slík boð til aukinnar fæðuinntöku.
AMPK virðist því vera sannkallaður meginrofi í orkubúskap hvort sem litið er til einstakra frumna, vefja eða líffæra eða til lífverunnar í heild.
1. Thors B, Halldórsson H, Clarke GD, Thorgeirsson G. Inhibition of Akt phosphorylation by thrombin, histamine and lysophosphatidylcholine in endothelial cells. Differential role of protein kinase C. Atherosclerosis 2003; 168: 245-53.
2. Thors B, Halldórsson H, Thorgeirsson G. Thrombin and histamin stimulate endothelial nitric-oxide synthase phosphorylation at Ser1177 via an AMPK mediated pathway independent of P13K-Akt. FEBS Letters 2004; 573: 175-80.
3. Hardie DG. AMP-activated protein kinase: the guardian of cardiac energy status. J Clin Investig 2004; 114: 464-8.
4. Minokoshi Y, Alquier T, Furukawa N, et al. AMP-kinase regulates food intake by responding to hormonal and nutrient signals in the hypothalamus. Nature 2004; 428: 569-74.
G 6 Nýstárlegar leiðir til bólusetningar nýbura til verndar gegn sýkingum af völdum fjölsykruhjúpaðra baktería
Ingileif Jónsdóttir
Ónæmisfræðideild Landspítala, læknadeild HÍ
Fjölsykruhjúpaðar bakteríur, eins og H. influenzae type b (Hib), S. pneumoniae (pneumókokkar), N. meningitides (meningókokkar) og streptókokkar af gerð B (GBS), eru ein aðalorsök sjúkdóma í ungum börnum, en ónæmiskerfi þeirra er vanþroska og ónæmissvör hæg og veik. Þrátt fyrir góða virkni próteintengdra fjölsykrubóluefna og vernd gegn ífarandi sýkingum hefur vernd gegn slímhúðarsýkingum, svo sem eyrnabólgu, ekki reynst eins mikil. Fjölsykrusértæk mótefni í blóðrás geta hindrað sýkingar á slímhúðum, en virkjun ónæmiskerfis slímhúða er talin mikilvæg gegn slímhúðarsýkingum, svo sem öndunarfærasýkingum. Varnir gegn slíkum sýkingum eru lélegar í músum sem skortir IgA mótefni eða geta ekki flutt það út á slímhúðaryfirborð. Rannsóknir okkar hafa sýnt að slímhúðarbólusetning músa með próteintengdum pneumókokkafjölsykrum (PCV) ásamt ónæmisglæðum í nefdropaformi verndar þær gegn lungnabólgu og blóðsýkingu, en vernd gegn eyrnabólgu í rottum var léleg. Við höfum þróað nýburalíkan í músum og sýnt að bólusetning undir húð og um nef með nýstárlegum PCV og ónæmisglæðum, svo sem LT-afbrigðum og CpG, getur skjótt vakið verndandi ónæmi í nýburamúsum, en til að vekja langvinnt ónæmisminni er nefbólusetning betri. Slímhúðarbólusetning er ákjósanleg leið til bólusetningar nýbura, þar sem hún getur yfirunnið takmarkaða mótefnamyndun þeirra gegn fjölsykrum. Við höfum einnig sýnt að bólusetning þungaðra músa getur verndað afkvæmin gegn pneumókokka- og meningókokkasýkingum, án þess að móðurmótefni trufli ónæmissvör nýburanna. Bólusetning nýburamúsa með pneumókokkapróteinum undir húð bendir til að aðrar leiðir séu betri. Þróun öruggra, öflugra og nýstárlegra leiða til að bólusetja nýbura er forgangsverkefni í baráttunni gegn alvarlegum smitsjúkdómum og fyrir betri lífsskilyrðum, einkum í þróunarlöndunum.
G 7 Endurhæfingarhjúkrun sjúklinga með heilaslag. Þróun gagnreyndra klínískra leiðbeininga fyrir hjúkrunarfræðinga
Þóra B. Hafsteinsdóttir, Saskia Weldam, Marijke Rensink, Svanhildur Sigurjónsdóttir, Marianne Klinke, Dórothea Bergs, Katrín Björgvinsdóttir, Irina Uitewaal
Taugadeild Landspítala, Division of Neuroscience, Rudolph Magnus Institution of Neuroscience, University Medical Center Utrecht, Hollandi, Dpt. of Health Care Sciences, University of Professional Sciences Utrecht, Hollandi
thora.vigfus@wxs.nl / T.Hafsteinsdottir@psych.azu.nl
Inngangur: Heilaslag er þriðja algengasta dánarmein á Vesturlöndum. Talið er að um 770 Íslendingar fái heilaslag árlega. Þessir sjúklingar eiga við margvísleg vandamál að etja, eins og: helftarlömun (80%), þunglyndi (52%), kyngingarörðugleika (20%-60%) og vannæringu (16% tot 62%), sem gefur til kynna hversu flókin hjúkrun og meðferð þessara sjúklinga er. Þrátt fyrir að talsverð vísindaleg þekking hafi verið þróuð á sviði endurhæfingar heilaslagssjúklinga hefur hún ekki nýst hjúkrunarfræðingum sem skyldi. Klínískar leiðbeiningar hafa verið þróaðar en beinast ekki að hjúkrun. Markmið rannsóknarverkefnisins í heild er að þróa klínískar leiðbeiningar fyrir heilaslagssjúklinga sem byggja á bestu gagnreyndu þekkingu sem völ er á og hjúkrunarfræðingar geta notað í daglegri hjúkrun sjúklinganna.
Efniviður og aðferðir: Við þróun leiðbeininganna er stuðst við aðferð Scottish Intercollegial Guidelines Network. Kerfisbundnar yfirlitsgreinar eru unnar eftir aðferð Cochrane.
Helstu niðurstöður: Fyrstu niðurstöður beinast að því að leggja grunninn að því: a) að þróa klínískar leiðbeiningar með áherslu á hreyfingu og sjálfsbjargargetu, næringu, tjáskipti og þunglyndi hjá þessum skjólstæðingum og b) vera vakandi fyrir því, hvernig leiðbeiningarnar virka í fjölbreyttu klínísku umhverfi í samvinnu við faghópa og skjólstæðinga. Í erindinu verða kynntar þær leiðir sem taldar eru æskilegar í þróun þessara leiðbeininga og rannsókna á þeim til að tryggja að þær niðurstöður sem fást skili sér í auknum gæðum hjúkrunar þessa skjólstæðingahóps í ljósi fyrri rannsókna höfundar.
Ályktanir: Með því að nota gagnreyndar leiðbeiningar mun hjúkrun sjúklinga með heilaslag verða markvissari og hjúkrunarfræðingar beina augum sínum ekki eingöngu að líkamlegum afleiðingum heilaslags, heldur einnig að heildarlífsgæðum þessara sjúklinga.
G 8 Súrefnisbúskapur sjóntaugar og lífeðlisfræði gláku. Frá dýrarannsóknum til tækniþróunar og nýrra meðferðarmöguleika í mönnum
Einar Stefánsson, Þór Eysteinsson, Morten laCour, Daniella Bach Pedersen, Peter Koch Jensen, Jens Kiilgaard, Jón Atli Benediktsson, Gísli Hreinn Halldórsson, Róbert Arnar Karlsson, Sveinn Hákon Harðarson, Alon Harris, James Beach
Læknadeild HÍ, augndeild Landspítala, Kaupmannahafnarháskóli, verkfræðideild HÍ, Háskólinn í Indiana, USA, Stennis Space Center, USA
Inngangur: Uppgötvanir í lífeðlisfræði og lyfjafræði sem byggjast á dýratilraunum okkar benda á nýja meðferðarmöguleika fyrir blóðþurrðarsjúkdóma í augnbotnum manna og eru klínískar rannsóknir hafnar. Samtímis er í þróun og prófun tækni til að mæla súrefnismettun í blóðrauða í augnbotnum manna. Þessi tækni mun væntanlega geta metið súrefnisskort í blóðþurrðarsjúkdómum, svo sem í gláku eða sykursýki og árangur meðferðar við þessum sjúkdómum.
Lífeðlisfræði sjóntaugar: Súrefnisþrýstingur sjóntaugar stýrist af framboði og eftirspurn. Súrefnisframboðið byggist á blóðflæði (F) til sjóntaugarinnar sem stýrist annars vegar af mismun blóðþrýstings (BÞ) og augnþrýstings (IOP) og hins vegar af viðnámi æðakerfisins í sjóntauginni (R).
F = BÞ - IOP
R
Nákvæm stýring á þvermáli slagæðlinga og þar með viðnámi æðakerfisins heldur súrefnisþrýstingnum stöðugum þannig að vægar breytingar á blóðþrýstingi eða augnþrýstingi valda ekki truflunum á súrefnisþrýstingi sjóntaugarinnar. Blóðflæðistýringunni eru takmörk sett og fari augnþrýstingurinn upp fyrir 40 mmHg ræður æðaútvíkkunin ekki lengur við þrýstingsfallið og sjóntaugin verður súrefnissnauð. Súrefnisskortinn má mæla beint með súrefnisnemum sem settir eru inn í auga tilraunadýra, eða óbeint með litrófsmælingum á cytokrómum í hvatberum eða blóðrauða í æðum sjónhimnu.
Gott samræmi er milli lífeðlisfræðilegra mælinga á sjóntaugum tilraunadýra og rannsókna á gláku í mönnum. Fari augnþrýstingurinn upp fyrir 40 mmHg og mismunur blóðþrýstings og augnþrýstings (BP-IOP) niður fyrir 50 mmHg truflast súrefnisbúskapur og orkubúskapur sjóntaugar í tilraunadýrum. Sambærilegar þrýstingsbreytingar í glákusjúklingum hafa í för með sér skemmdir á sjóntaug og skerðingu sjónsviðs, sem verða þeim mun meiri sem augnþrýstingurinn hækkar og munur blóðþrýstings og augnþrýstings verður lægri. Fari munur blóðþrýstings og augnþrýstings niður í 30 mmHg þá sexfaldast hættan á glákuskemmd hjá glákusjúklingum, en í tilraunadýrum er verulegur súrefnisskortur og orkuframleiðsla hvatbera í sjóntauginni minnkaður um helming.
Meðferð blóðþurrðar í augum: Glákumeðferð hefur hingað til beinst einvörðungu að því að lækka augnþrýsting og þar með auka mismuninn milli blóðþrýstings og augnþrýstings (BÞ?IOP), sem bætir blóðflæði (F) og súrefnisflutning til sjóntaugar. Önnur leið til að bæta súrefnisframboðið er að víkka æðakerfið (lækkar viðnámið, R) og höfum við uppgötvað að flokkur glákulyfja, kolanhydrasahemjarar, víkka æðar í sjóntaug og sjónhimnu og bæta súrefnisþrýsting verulega. Ensímið kolanhydrasi á meðal annars hátt í umbreytingu CO2 í bíkarbónat og flutningi þess úr vef út í blóðrás til lungna. Hömlun ensímsins dregur úr CO2 brottnámi úr sjóntauginni og hækkandi CO2 þrýstingur leiðir til æðaútvíkkunar og þar með meira blóðflæðis og súrefnistilflutnings. Með því að anda að sér CO2 má framkalla svipaða súrefnisþrýstingshækkun í auganu og með töku kolanhydrasa glákulyfja. Æðaútvíkkun vegna CO2 verkar sennilega gegnum prostaglandín efnaskipti og cyclooxigenasa hemjarinn indomethacin dregur úr áhrifum CO2 og kolanhydrasahemjara á súrefnisþrýsting sjóntaugar og reyndar veldur indomethacin verulegri súrefnislækkun í sjóntaug tilraunadýra.
Rannsóknir okkar hingað til hafa að mestu farið fram í tilraunadýrum en á undanförnum árum höfum við unnið að því að færa rannsóknirnar að mönnum og nýta þær í lækningaskyni. Annars vegar bendir margt til að kolanhydrasa hemjandi glákulyfin séu gagnleg gegn ýmsum blóðþurrðarsjúkdómum í augnbotni, svo sem augnsjúkdómi í sykursýki auk gláku, og höfum við hafið klínískar rannsóknir til að sannreyna þetta. Í öðru lagi erum við að þróa og prófa tækni til að mæla súrefnismettun í blóðrauða í augnbotnum manna til þess að geta sannreynt rannsóknaniðurstöður okkar í mönnum og metið súrefnisskort í augnsjúkdómum í mönnum svo og áhrif meðferðar á þá.
Súrefnismælingar í mönnum: Mælingar á súrefnismettun í blóðrauða í augnbotnum manna byggjast á litrófsgreiningu og því að litur blóðrauða er háður súrefnismettun. Augnbotnamynd er litgreind í fjórum bylgjulengdum og höfum við þróað myndgreiningartækni og hugbúnað til að meta súrefnismettun blóðrauðans í æðum sjónhimnu með sjálfvirkum og áreiðanlegum hætti. Kerfisbundið hefur verið unnið að því að auka næmi og áreiðanleika tækisins og stefnt er að því að þróa tækjabúnað sem getur metið súrefnisástand í augnbotnum í blóðþurrðarsjúkdómum, svo sem í sykursýki eða gláku, og meta áhrif meðferðar á súrefnisástandið. Þannig vonumst við til að þessi tækni geti staðfest árangur meðferðar af leysimeðferð og lyfjum, svo sem kolanhydrasahemjurum sem auka súrefnisþrýsting í sjónhimnu og hjálpa við að stýra slíkri meðferð.