Prevalence of exfoliation syndrome in Estonia and its clinical significance

Abstract

Eksfoliatsiooni sündroomi (EXS) esinemine on ülemaailmne, esineb küllalt suur erinevus eri piirkondade vahel. EXS on east sõltuv krooniline haigusseisund, mida iseloomustab fibrillaarse ekstratsellulaarse materjali produktsioon ja progresseeruv kuhjumine silmamuna eesmises segmendis. Tegemist on histoloogiliselt kahepoolse aga kliiniliselt sageli ühepoolselt väljendunud protsessiga. Silma vaatlusel on nähtav silma eesmises segmendis miniatuurset kõõma meenutav materjal, mis tüüpiliselt sadeneb läätse eesmisele pinnale, pupillaaräärisele ja eeskambri nurka. Eksfoliatiivset materjali on leitud ka väljaspool silmamuna: tagumistel tsiliaararterites ja voorteks-veenides aga ka vistseraalsete organite sidekoes. Tõusnud silma siserõhk on sage tüsistus EXS-i esinemisel. EXS-patsientidel on mitmekordne risk haigestuda okulaarsesse hüpertensiooni ja glaukoomi. Avatud eeskambri nurgaga glaukoomi koosesinemisel EXS-ga on tegu eksfoliatiivse glaukoomiga. Samuti on täheldatud katarakti sagedasemat esinemist EXS-patsientidel. Tõusnud või kõikuval silma siserõhul võib olla oluline roll katarakti moodustumisele. EXS-positiivsetel on leitud sarvkesta endoteeli rakkude tihedus olema madalam võrrelduna EXS-negatiivsetega. Sedastatud muutused rakkude heksagonaalsuses ning tõusnud rakkude suuruse variatsiooni koefitsient (CV) on predispositsiooniks endoteelirakkude kahjustusele katarakti kirurgias. Käesoleva teadustöö eesmärgid: - EXS-i esinemine Eesti populatsioonis, - esinemine katarakti lõikuseks saabunutel, - katarakti lõikuse, fakoemuslifikatsiooni, mõju sarvkesta endoteelile. Eksfoliatsiooni sündroomi esinemissagedus Eestis Populatsiooni-põhine, läbilõike uuring viidi läbi juhusliku valimi alusel, (Eesti Rahvastikuregister) Tartu linna elanike hulgas. Uuritavad olid viiskümmend aastat või vanemad. Eksfoliatsiooni sündroomi esinemine katarakti operatsiooniks saabunuil Prospektiivne uuring viidi läbi 305 katarakti lõikuseks saabunud eelselektsioonita patsiendi hulgas. Eksfoliatsiooni sündroom kui riskifaktor sarvkesta endoteeli kahjustuseks katarakti kirurgias Prospektiivne, kohort-uuring milles osales 37 EXS-positiivset ja kontrollgrupis 37 EXS-negatiivset patsienti viidi läbi Tartu Ülikooli Silmakliinikus katarakti operatsiooniks saabunuil. Tulemused: EXS-i levimus Eestis on 25,5% viiskümmend aastat ja vanematel isikutel. Kahepoolne haaratus sedastati 33,3%-l EXS-positiivsetest. EXS-i esinemissagedus tõusis eaga oluliselt. Puudus sugudevaheline erinevus EXS-i esinemisel. EXS-positiivsetel oli oluliselt kõrgem silma siserõhk. Glaukoom diagnoositi 16,5%-l uuringus osalejatest ning glaukoom oli oluliselt sagedamini EXS-positiivsetel, vastavalt 35,7% ja 11,3%. Regressiooni analüüsil andis EXS, east sõltumata, 1,5-kordse riski katarakti tekkeks. Katarakti operatsiooniks saabunuil esines EXS opereeritavas või kaassilmas 35,4%-l juhtudest. Kahepoolne haaratus esines 47,2%-l patsientidest. EXS-positiivsetel kõrgem silma siserõhk võrreldes EXS-negatiivsetega, mis säilis ka müdriaasi järgselt. Opereeritavates silmades esines kaashaigusena glaukoom 14,8%-l juhtudest ja neist 54,4%-l oli tegu eksfoliatiivse glaukoomiga. Katarakti lõikuseks saabunuil ei olnud olulisi erinevusi lõikuseelses sarvkesta endoteeli rakutiheduses kahe uuringugrupi vahel. Esimesel postoperatiivsel päeval oli kahe grupi vahel oluline erinevus paratsentraalse endoteliaalse rakutiheduse muutuses. Tsentraalses osas olid gruppidevahelised muutused ühtlasemad. Esimesel postoperatiivsel päeval oli sedastatav oluline CV tõus, mis viitas varasele postoperatiivsele mõjutusele ja sarvkesta endoteeli ajutisele heterogeensusele, ning taandus lõikuseelsele tasemele ühe kuu möödudes. Esimesel lõikusjärgsel päeval olid tõusnud sarvkesta paksus ning CV mõlemas grupis oluliste gruppidevaheliste erinevusteta. Ühe kuu möödudes oli rakutiheduse langus väljendunum EXS-positiivsetel kuid mitte statistiliselt oluliselt. Kompensatoorselt, endoteeli rakkude vähenemisele, oli tõusnud endoteeli rakkude pindala, mitte oluliste gruppidevaheliste muutustega. Silma siserõhk oli taandunud lõikuseelsele tasemele mõlemas grupis. Regressiooni analüüsil ei omanud ei lõikuse eelne ega vahetu lõikuse järgne (24h) IOP rolli sarvkesta endoteeli rakkude muutuses. Olulist toimet endoteeli rakkudele omas phacoemulsifikatsiooni (phaco) jõud ja seda mõlemas grupis ilma olulise erinevuseta eri gruppide vahel. Samuti omas olulist toimet sarvkesta endoteeli rakkude kahjustusele summaarne phaco: (phaco-jõud korrutatud phaco-ajaga). EXS eraldiseisvana või koos phaco-jõuga ei omanud regressiooni analüüsil olulist toimet sarvkesta endoteelile, küll aga koos summaarse phaco’ga (r2=0,27, p= 0,05).

Although the syndrome has since been discovered throughout the world, there is great variation in the prevalence of exfoliation syndrome (EXS) in different regions. EXS is an age-related condition with generalised disorder of the extracellular matrix characterized by a pathological accumulation of polymorphic fibrillar extracellular material in the anterior segment of the eye. EXS is shown to be a bilateral process, which often has clinically unilateral involvement. EXS is characterized by the development of white, dundruff-like flakes throughout the anterior ocular segments, on the lens anterior surface, the pupillary order and into the anterior chamber angle. Exfoliative material has also been identified outside the eye globe: in the walls of the short posterior ciliary arteries and vortex veins, as well in the connective tissue portion of the visceral organs. Elevated intraocular pressure (IOP) has been reported in eyes with EXS. Exfoliation syndrome has been suspected as an independent and strong risk factor for ocular hypertension and glaucoma. In coexistence of open angle glaucoma and EXS patients have exfoliative glaucoma (EG). Increasing evidence has been presented for an association between EXS and cataract formation. In the EXS, changes of the IOP can intervene to lens metabolism and cause lens opacification. Patients with EXS have lover corneal endothelial cell density (ECD) compared patients without EXS. Changes in hexagonality percentage and higher coefficient of variation (CV) may predisposition to endothelial cell damage in cataract surgery. AIMS OF THE RESEARCH - To determine the prevalence of EXS in Estonia. - To estimate the prevalence of EXS in patients scheduled for cataract surgery. - To estimate the influence of cataract surgery to corneal endothelium Prevalence of exfoliation syndrome in Estonia A cross-section, population-based study was conducted on patients chosen by random sampling from the Estonian Population Database from the city of Tartu, Estonia. All participants were aged fifty years or older Exfoliation syndrome in Estonian patients scheduled for cataract surgery The prospective study comprised 305 consecutive patients scheduled for cataract surgery, without any preselection. Exfoliation syndrome as a risk factor for corneal endothelial cell loss in cataract surgery The prospective study in 37 consecutive patients with EXS and 37 patients without EXS as a control group, scheduled for cataract surgery, in the Eye Clinic of Tartu University Clinics. RESULTS The prevalence of EXS in Estonia was 25.5% in subjects fifty years and older. The bilateral involvement of EXS was detected in 33.3% of all EXS cases, and there was no significant difference in appearance of EXS between the two eyes in both genders. The prevalence of EXS increases by age. Glaucoma was found in 16.5% participants and was significantly more frequent in the EXS group than the non-EXS group, 35.7% vs. 11.3%. In regression analysis, adjusted to age, subjects with EXS have 1.5-fold risk of having cataract compared to the non-EXS group. In patients scheduled for cataract surgery EXS was detected in 35.4% of patients and 47.2% of all EXS-positives had bilateral involvement. IOP was higher in eyes with EXS than in those without EXS and it remained in a higher level after the mydriasis. 14.8% of patients had glaucoma in the eye scheduled for cataract surgery and EXG embraces 54.4% of all cases of glaucoma. The mean preoperative corneal ECD did not differ significantly in EXS- and non-EXS groups. There was a statistically significant difference in the paracentral endothelial cell loss in the first postoperative day between two group. Changes in the central cornea were not significant. In the first postoperative day the immediate postoperative increase of CV indicated a temporary heterogenity of endothelial cell size after the surgery that returned near to the baseline value during one month. On the first postoperative day the corneal thickness were significantly increased in both groups,but returned to the baseline level during one month, with no significant difference between two groups. After one-month follow-up the decrease of ECD was more pronounced in EXS-group but the difference between two groups was not statistically significant. Compensatory to endothelial cell loss, the average cell area was increased in both groups but not with significant difference between two groups. After one-month follow-up IOP was on the preoperative level in both groups. In regression analysis, the pre- and postoperative (24h) IOP, did not have an influence on ECD. Regression analysis revealed that phacoemulsification (phaco) power had a significant negative impact to ECD in both groups but with no difference between two groups. There was also a significant influence of overall phaco impact (phaco power multiplied with phaco time) to overall ECD. EXS as the main effect or in interaction with phaco power did not have an influence on endothelial cell loss (p= 0.2), but it had a significant influence on endothelial cell loss in interaction with overall phaco impact, (r2= 0.27, p=0.05).