בואו לקבל השראה ממדע הדמעות

ייעוץ מקצועי להכנת הכתבה:  בארט ג'ונסון, דר' בריאן פאל ודר' צ'רלס סקיילס 

הכתבה פורסמה לראשונה ב- OPTICIAN CLINICAL, 6/5/2016 ,  opticianonline.net, 32-34

 

הדמעות הינן מרכיב חיוני בשמירה על בריאות משטח העין ועל כניסה אופטית נקייה לעין. בזכותן יש לנו אותה תמונה רטינלית חדה המאפשרת לנו לראות בבהירות את העולם ואחד את השני. הדמעות מורכבות ועשירות מרכיבים, עושר זה נחוץ ליעילותן.

 

מים לבדם לא יכולים להזין ולהגן על רקמת האפיתל העדינה של הקרנית והלחמית או להעניק לנו את הראייה היציבה והברורה שאנו חווים יומיום. למסך הדמעות האנושי הרכב אופטימלי שנועד לתת מענה לאתגר ייחודי נוסף: יצירת ממשק חלק, שקוף ורפרקטיבי בין הסביבה ההידרופילית של העין לסביבה החיצונית, ההידרופובית, של האוויר.

 

ממשק זה מיוצב באמצעות אינטראקציות סינרגיות בין הרכיבים ההידרופילים, האמפיפילים והליפופילים במסך הדמעות, ובכלל זה מוצינים, חלבונים וליפידים אוקולרים. רכיבים אלה עובדים יחד כדי לסכך, להזין, להכניס חמצן, להרחיק פסולת ולהגן על משטח העין בין מחזורי מצמוץ ברציפות

 

מבנה מורכב

התפיסה המסורתית של מסך הדמעות שרטטה מבנה פשוט בן שלוש שכבות – השכבה המוצינית, השכבה המימית והשכבה הליפידית (השומנית). מחקרים עדכניים גילו שהוא הרבה יותר מורכב, עם למעלה מ-18 מוצינים ידועים, 491 חלבונים (שזוהו עד כה) ולפחות 153 סוגי שומנים – כולם פועלים יחד כדי להקנות למסך הדמעות שלמות מבנית ובו-בזמן לבצע את תפקידם האינדבדואלי^1-3, כאשר כל אחד משלושת הרכיבים העיקריים של מסך הדמעות הוא בעצמו מערך רב-תכליתי ומורכב.

 

מוצין רב-פונקציונלי

 

השכבה הבסיסית של מסך הדמעות מורכבת מהמוצינים של מסך הדמעות המגיעים מתוך תאי האפיתל  בקרנית דרך הקרום ההידרופובי של התא ועד מחוץ לתא. מוצינים אלה שמשקלם המולקולרי גבוה נקראים גליקוקליקס והם קשורים לקרנית מצדם האחד אך מצוידים בזנבות הידרופיליים המגיעים אל השכבה המימית של מסך הדמעות ויוצרים אחיזה בינה ובין משטח העין הקדמי (איור 1)¹.

איור 1. מוצינים בעלי משקל מולקולרי גבוה קשורים לקרנית מצדם האחד אך מצוידים בזנבות הידרופיליים המגיעים אל השכבה המימית של מסך הדמעות ויוצרים אחיזה בינה ובין משטח התא. היות שממברנות התא הידרופוביות במידה רבה, ללא המוצינים הקשורים לממברנה, היו הדמעות מחליקות ממשטח הקרנית (למטרות המחשה בלבד).

 

היות שממברנת התא הידרופובית במידה רבה, ללא הגליקוקליקס היו הדמעות מחליקות ממשטח הקרנית כמו מים ממחבת טפלון. בו בזמן, פועלים המוצינים כ'נוגדי הדבקה' ומונעים את הידבקות תאי האפיתל של הקרנית ללחמית.

 

הפונקציות שממלאים המוצינים במסך הדמעות מוצגות בטבלה 1. 

 

יותר ממים

 

מוצינים נוספים משייטים בחופשיות בשכבה המימית של מסך הדמעות, המשמשת לניקוי, הגנה והעברה של חומרי הזנה וחמצן לקרנית⁴. השכבה המימית מכילה הרבה יותר ממים. יש בה ישויות כימיות גדולות וקטנות – ביניהן 491 חלבונים מזוהים, וכן פסולת סביבתית המורחקת מן העין באמצעות ניקוז הדמעות.

 

מה הם הליפידים?

מעל השכבה המימית נמצאת שכבה מורכבת יותר ומובנת ופחות – השכבה הליפידית. המבנה שנחשב בעבר מחסום פשוט למניעת אידוי, מורכב משתי שכבות לפחות והוא כולל ליפידים קוטביים המצויים בממשק המימי/ליפידי, ושכבה עבה יותר של ליפידים לא קוטביים (כמו שעווה, טריגליצרידים ואסתרים של כולסטרול) הממוקמים מעל הליפידים הקוטביים (כגון ליפידים המכילים זרחן) ופונים כלפי האוויר⁵.  

 

השכבה הליפידית מסייעת בסיכוך, מניעת אידוי ושמירה על משטח אופטי חלק. ללא הממשק הפוספוליפידי הקוטבי, האמפיפילי (דהיינו הידרופילי וליפופילי) מטבעו, לא היו הליפידים הלא-קוטביים מתפזרים על פני החומר המימי, דבר שהיה גורם ליצירת שכבה ליפידית פחות יציבה, וזו בתורה הייתה מובילה לשבירה מהירה יותר של מסך הדמעות.

 

השפעתן של עדשות המגע

 

בעיניים בריאות, פועלים רכיבי מסך הדמעות באופן הרמוני. כשמסך הדמעות נפגע, אם בגלל מחלת העין היבשה או עקב נטילת תרופות מערכתיות מסוימות, המערכת עלולה להתערער, דבר המוביל ליובש וחוסר נוחות, הכתמה על הקרנית, אדמומיות בלחמית והפרעות ראייה. 

 

יותר מזה, הסביבות המשתנות שאנשים מצויים בהן מידי יום, כמו גם המאמץ האינטנסיבי היומיומי הנדרש מהעיניים, עלולים גם הם להשפיע על הנוחות ועל הביצועים האופטיים. כך למשל בסביבות שיש בהן מיזוג אוויר או עשן, או בעבודה מול מכשירים דיגיטליים לאורך שעות ארוכות.

 

עדשת מגע משנה באופן דרמטי את סביבת משטח העין. נוכחותה של העדשה יכולה לשנות את ייצור המוצין, את קצב הזרימה בשכבה המימית ואת ריכוזם של חלבוני דמעות מסוימים⁶. בעין עצמה, עדשת מגע 'מפצלת' את מסך הדמעות, לוכדת את שכבת המוצין החיונית מאחורי העדשה, מקטינה באופן דרמטי את נפח הנוזל המימי ומשבשת את פעולתה של השכבה השומנית⁷. שכבה דקה יותר של מסך דמעות לפני העדשה מגבירה את קצב האידוי ומקצרת את זמן שבירת מסך הדמעות (Tear Film Break up Time), דבר העשוי להשפיע על הראייה⁸.

 

הדמיית סביבת הדמעות

 

עדשת מגע אידיאלית תיצור על משטח העדשה תנאים דומים לאלה השוררים על משטחי העין כדי לצמצם את ההשפעות השליליות הנובעות מהרכבת עדשות על מסך הדמעות ועל רקמות העין הסובבות אותו.

 

על מנת לעשות זאת בצורה אפקטיבית, נדרשת העדשה הרכה לתכונות דומות לאלה של הדמעות, שיאפשרו אינטראקציה ותמיכה, לא רק במרכיב המימי של מסך הדמעות אלא גם בכל מגוון מרכיביו: המוצינים, הנוזל המימי והליפידים. כך לדוגמה, אם עדשת המגע אמורה לתפקד באופן המדמה את משטח הקרנית, עליה לשחזר ביעילות את שכבת המוצין במשטח העדשה על מנת לשמור על סיכוך, וחשוב מכך, להקטין את החיכוך.

 

מה יקרה למשל, אם החיכוך בין העפעפיים למשטח העיני יגדל במהלך היום עקב שימוש בעדשה שהמשטח שלה הופך לפחות ופחות חלק ומסוכך עם הזמן? במקרה כזה, התנועה החוזרת של העפעף אלפי פעמים על פני משטח שהתנגדותו הולכת וגדלה לאורך היום עלולה להגדיל במידה ניכרת את כמות העבודה הפיזית שהעין נדרשת לה⁹.

 

תופעה זו עולה בקנה אחד עם ההבחנה הרווחת לפיה מטופלים רבים חשים נוחות בהרכבת עדשות מגע בתנאים מסוימים, אך חווים תסמינים של חוסר נוחות או תשישות של העין ('עיניים עייפות') בסביבות, פעילויות או זמני שימוש שונים^7,10.

 

נוסף לשמירה על השלמות הפיזית של מסך הדמעות ורכיביו, צריכה עדשת המגע גם לשמור על המרכיבים הפונקציונליים של מסך הדמעות במצבם הטבעי. בין השאר עליה להגן על חלבונים (כמו הליזוזים למשל) מפני שינוי בתכונותיהם כתוצאה מחום, התייבשות וחשיפה לכימיקלים ולאוויר; ולסוכך על הליפידים מפני חמצון ופירוק כתוצאה מחשיפה לקרינה אולטרה-סגולה¹¹.

 

הדבר נחוץ לא רק על מנת שרכיבים אלה יבצעו את תפקידיהם, אלא גם משום שפירוק של חלבונים ושומנים הנוצרים באופן טבעי הביא בתנאי מעבדה לשחרורם של חומרים פרו-דלקתיים הגורמים לגירוי בעיניים⁵.

 

המאפיינים של עדשות מגע ידידותיות לדמעות מוצגים בטבלה 2.

 

 

לקראת טכנולוגיות חדשות

 

נוחות היא עדיין התכונה המרכזית והעיקרית בעדשות מגע, ויובש ואי-נוחות הם התסמינים הנפוצים ביותר בקרב אלה המפסיקים את השימוש בעדשות מגע¹². אי-נוחות מתוארת לעתים קרובות כתחושה של יובש, ומספר גורמים במסך הדמעות מקושרים לתופעת היובש הקשור לעדשות מגע

 

מבחינה רפואית, הגורמים לאי-נוחות רבים ומורכבים ולא ניתן לזהות נאשם אחד ספציפי. שכיחותה של התופעה והשלכותיה השליליות הופכות אותה לגורם קריטי בחקר עדשות המגע בניסיון לפתח עדשות שישמרו על נוחות וסיכוך לאורך כל היום.

 

יצרני עדשות מגע משתמשים בשיטות מגוונות כדי לנסות ליצור מסך דמעות יציב לפני העדשה, כגון ציפוי העדשה או יצירת משטחים יוניים. אחת משיטות אלה הביאה לעולם טכנולוגיה חדשה הטומנת בחובה עבודה הרמונית עם המורכבות של מסך הדמעות הטבעי.

 

איור 2. איור המדגים את הרכב החומר ממנו עשויה העדשה, הכולל רשת מורכבת של מולקולות המדמות דמעות וכן סיליקון ממוים (hydrated) נושם המשולב במסך הדמעות של המטופל עצמו

 

חוקרים מפתחים עדשות מגע מחומרים היוצרים רשת מורכבת של מולקולות המדמות דמעות וכן סיליקון ממוים (hydrated) עם עבירות חמצן גבוהה המשתלב במסך הדמעות של המטופל עצמו (איור 2). רשת המולקולות דמויות הדמעות הוטמעה באופן אחיד בכל חלקי העדשה והיא עובדת בעקביות לאורך כל היום. העדשות עובדות יד ביד עם המרכיבים העיקריים של מסך הדמעות כדי לסכך וללחח את העדשה ולתמוך במסך הדמעות לאורך היום כולו, קונספט הקרוי עיצוב מעשיר דמעות. עדשות מגע אלה יצאו לשוק בחודשים הקרובים.

   

הבנה טובה יותר לגבי האופן שבו עדשות המגע שונות פועלות על העין ועל מסך הדמעות עוזרת לנו לפתח היום טכנולוגיות חדשות המאפשרות לנו לעשות בחירות טובות יותר ולתת מענה לצרכים הספציפיים של מטופלינו. השילוב של אמנות הבנת המטופל עם מדע הבנת האינטראקציה עדשה-עין יוצר גם הזדמנות אדירה לדיאלוג עשיר יותר עם מטופלים.

 

 

• בארט ג'ונסון הוא מנהל מו"פ בכיר, דר' בריאן פאל הוא אופטומטריסט מחקר ראשי בכיר ודר' צ'רלס סקיילס הוא המדען הראשי בג'ונסון אנד ג'ונסון ויז'ן קר. מאמר זה מבוסס על מאמר שהופיע במהדורה מיוחדת של הירחון האמריקאי Optometric Management  (Johnson B,Pall B and Scales CW. Inspired by the science tears. Optom Man 2015;July:13-16).

 

 

מקורות:

 

1. Mantelli F and Argüeso P. Functions of ocular surface mucins in health and disease. Curr Opin Allergy Clin Immunol 2008;8:5 477-83.
2. de Souza GA, Godoy LM and Mann M. Identification of 491 proteins in the tear fluid proteome reveals a large number of proteases and protease inhibitors. Genome Biology 2006;7:8 R72.
3. Rantamäki AH, Seppänen-Laakso T, Oresic M et al. Human tear fluid lipidome: from composition to function. PLoS One 2011;6:5 e19553.
4. Abelson M, Dartt D and McLaughlin J. Mucins: foundation of a good tear film. Review of Ophthalmology. 7 בנובמבר 2011. www.reviewofophthalmology.com/ content/d/therapeutic_topics/c/30968. כניסה ב-2 בספמטבר 2015.
5. Green-Church KB, Butovich I, Willcox M et al. The International Workshop on Meibomian Gland Dysfunction: Report of the Subcommittee on Tear Film Lipids and Lipid–Protein Interactions in Health and Disease. Invest Ophthalmol Vis Sci 2011;52:4 1979-93.
6. Rohit A, Willcox M and Stapleton F. Tear lipid layer and contact lens comfort: a review. Eye Contact Lens 2013;39:3 247-53.
7. Nichols JJ, Willcox MDP, Bron AJ et al. The TFOS International Workshop on Contact Lens Discomfort: Executive Summary. Invest Ophthalmol Vis Sci 2013;54:TFOS7-TFOS13.
8. Nichols JJ and Sinnott LT. Tear film, contact lens, and patient-related factors associated with contact lens-related dry eye. Invest Ophthalmol Vis Sci 2006;47:1319-28.
9.   טוסאטי ס., סטרנר א., אישלימן ר. ואחרים. סיווג טריבולוגי של עדשות מגע – ממקדם חיכוך לעבודת החלקה: האם עדשות מגע יכולות לעזור לכם לשרוף קלוריות? מצגת בקונגרס לעדשות מגע בהולנד, מרץ 2016.
10. Mathews K, Daigle B, Alford J et al. Exploring variability in soft contact lens performance throughout the day. Optician 2016;251:6546 32-34.
11. Buch J, Canavan K, Fadli Z et al. The tear film and contact lens wear. Contact Lens Spectrum 2015;31:2 34-37.
12. Richdale K, Sinnott LT, Skadahl E et al. Frequency of and factors associated with contact lens dissatisfaction and discontinuation. Cornea 2007;26:168-174.