Achromatopsie

Achromatopsie (ACHM) je zdravotní syndrom, který vykazuje příznaky vztahující se k nejméně pěti jednotlivým onemocněním. Ačkoli tento termín může odkazovat na získané poruchy, jako je barevná agnózie a mozková achromatopsie, obvykle odkazuje na autozomálně recesivní vrozenou poruchu barevného vidění, neschopnost vnímat barvu A dosáhnout uspokojivé zrakové ostrosti při vysokých hladinách světla (typicky zevní denní světlo). Syndrom je také přítomen v nekompletní formě, která je správněji definována jako dyschromatopsie. Jediný odhad jeho relativního výskytu 1:33 000 v celkové populaci pochází ze 60. let 20. století nebo dříve.

Diskutuje se o tom, zda achromati vidí barvu nebo ne. Jak ilustruje Oliver Sacks v knize Ostrov kolorblínu, někteří achromati nevidí barvu. V důsledku toho zažívají pouze achromatický pohled na svět, vidí ho v odstínech šedé, bez odstínu a sytosti. U 5 různých genů, o nichž je v současnosti známo, že vyvolávají podobné příznaky, se může stát, že někteří z nich vidí okrajové úrovně barevné diferenciace v důsledku různých genových charakteristik. Při tak malých velikostech vzorků a nízké míře odezvy je obtížné přesně diagnostikovat „typické achromatické stavy“. Pokud je pro ně optimalizována úroveň světla během testování, mohou při nižších úrovních světla dosáhnout korigované zrakové ostrosti 20/100 až 20/150. Jedním z běžných rysů je hemeralopie nebo slepota při plném slunci.

Zatímco u lidí je tento stav vzácný mnoho živočišných druhů jsou achromatopy.

Pět příznaků spojených s achromatopsie / dyschromatopsie jsou:

Šestý příznak spojený s achromatopsií/dychromatopsií je hlášen zřídka. Mnoho nemocných si není vědomo trojrozměrného aspektu svého vizuálního systému. Často nepozorují žádný ze stereografických rysů scény.[Jak odkazovat a odkazovat na shrnutí nebo text]

Syndrom achromatopsie/dyschromatopsie je špatně popsán v současných lékařských a neurooftalmologických textech. Stal se běžným pojmem podle populární knihy neurovědce Olivera Sackse „Ostrov kolorblindy“ z roku 1997. Do té doby byla většina barvoslepých subjektů popisována jako achromati nebo achromatopy. Ty s menším stupněm abnormality barevného vnímání byly popisovány buď jako protanopy, deuteranopy nebo tetartanopy (historicky tritanopy).

Achromatopsie byla také nazývána rod monochromacy a totální vrozená barevná slepota. Jedinci s vrozenou formou této poruchy vykazují úplnou absenci aktivity kuželových buněk pomocí elektroretinografie při vysokých hladinách světla. Existují nejméně čtyři genetické příčiny vrozené ACHM, z nichž dvě zahrnují cyklickými nukleotidy řízené iontové kanály (ACHM2/ACHM3), třetí zahrnuje kuželový fotoreceptorový transdukin (GNAT2, ACHM4) a poslední zůstává neznámá.

Syndrom je často zpozorován nejdříve u dětí kolem šesti měsíců věku podle jejich fotofobní aktivity a/nebo nystagmu. S věkem je nystagmus méně nápadný, ale ostatní příznaky syndromu jsou významnější s blížícím se školním věkem. Zraková ostrost a stabilita očních pohybů se obecně zlepšuje během prvních 6-7 let života (ale zůstává blízko 20/200). Vrozené formy onemocnění jsou považovány za stacionární a s věkem se nezhoršují.

Kromě úplné neschopnosti rozlišovat barvy mají jedinci s úplnou achromatopsií řadu dalších oftalmologických aberací. Mezi tyto aberace patří výrazně snížená zraková ostrost (<0,1 nebo 20/200) za denního světla Hemeralopie, nystagmus a závažná fotofobie. Fundus oka se jeví zcela normálně.

Neúplná achromatopsie (dyschromatopsie)

Obecně jsou příznaky nekompletní achromatopsie podobné příznakům kompletní achromatopsie s výjimkou zmenšené formy. Jedinci s nekompletní achromatopsií mají sníženou zrakovou ostrost s nebo bez nystagmu nebo fotofobie. Tito jedinci navíc vykazují pouze částečné zhoršení funkce kuželových buněk, ale opět mají zachovanou funkci tyčových buněk.

Získaná achromatopsie/dyschromatopsie je stav spojený s poškozením diencefalonu (především thalamu středního mozku) nebo mozkové kůry (nového mozku).

Thalamická achromatopsie/dyschromatopsie je způsobena poškozením thalamu, části mozkového kmene. Nejčastěji je způsobena růstem nádoru, protože thalamus je dobře chráněn před zevním poškozením.

Mozková achromatopsie je forma získané barvosleposti, která je způsobena poškozením mozkové kůry mozku, spíše než abnormalitami v buňkách oční sítnice. Nejčastěji je způsobena fyzickým traumatem, krvácením nebo růstem nádorové tkáně.

Známé příčiny vrozených forem achromatopsie jsou všechny způsobeny nefunkčností retinální fototransdukční dráhy. Konkrétně se zdá, že tato forma ACHM vyplývá z neschopnosti kuželových buněk správně reagovat na světelný vstup hyperpolarizací. Známými genetickými příčinami jsou mutace v kuželových buňkách cyklických nukleotidově řízených iontových kanálů CNGA3 (ACHM2) a CNGB3 (ACHM3) a také v kuželovém buněčném transdukinu GNAT2 (ACHM4).

Hemeralopický aspekt ACHM lze diagnostikovat neinvazivně pomocí elektroretinografie. Odezva při nízkých (skotopických) a středních (mezotopických) hladinách světla bude normální, ale odezva při vysokých (fotopických) světelných podmínkách bude chybět. Mesotopická hladina je přibližně 100krát nižší než klinická hladina používaná pro typický elektroretinogram na vysoké úrovni. Pokud je tento stav popsán, je způsoben saturací neurální části sítnice a nikoli absencí fotoreceptorů jako takových.

Obecně platí, že molekulární patomechanizmus ACHM je buď neschopnost správně kontrolovat nebo reagovat na změněné hladiny cGMP. cGMP je zvláště důležitý ve zrakovém vnímání, protože jeho hladina kontroluje otevírání cyklickými nukleotidy řízených iontových kanálů (CNGs). Snížení koncentrace cGMP má za následek uzavření CNGs a následnou hyperpolarizaci a zastavení uvolňování glutamátu. Nativní retinální CNGs se skládají ze 2 α- a 2 β-podjednotek, které jsou CNGA3, respektive CNGB3, v kuželových buňkách. Pokud je CNGB3 vyjádřena samostatně, nemůže vytvářet funkční kanály, zatímco v případě CNGA3 tomu tak není. Soustava CNGA3 a CNGB3 produkuje kanály se změněnou membránovou expresí, iontovou propustností (Na+ vs. K+ a Ca2+), relativní účinností aktivace cAMP/cGMP, sníženou vnější rektifikací, proudovým blikáním a citlivostí na blokádu L-cis-diltiazemem. Mutace mají tendenci vést ke ztrátě funkce CNGB3 nebo k zisku funkce (často zvýšená afinita k cGMP) CNGA3. Hladiny cGMP jsou řízeny aktivitou transdukinu kuželových buněk, GNAT2. Mutace v GNAT2 mají tendenci vést ke zkrácení a pravděpodobně nefunkčnímu proteinu, čímž zabraňují změně hladin cGMP fotony. Existuje pozitivní korelace mezi závažností mutací v těchto proteinech a úplností fenotypu achromatopsie.

Zatímco některé mutace v CNGA3 vedou ke zkráceným a pravděpodobně nefunkčním kanálům, většinou tomu tak není. I když jen málo mutací bylo podrobeno hloubkové studii, viz tabulka 1, alespoň jedna mutace vede k funkčním kanálům. Zvláštní je, že tato mutace, T369S, vyvolává výrazné změny, pokud je vyjádřena bez CNGB3. Jednou z takových změn je snížená afinita k cyklickému guanosinmonofosfátu. Mezi další patří zavedení sub-vodivosti, změněná jednokanálová gatingová kinetika a zvýšená vápníková propustnost. Když se mutantní T369S kanály spojí s CNGB3, jedinou zbývající aberací je zvýšená vápníková propustnost. I když není okamžitě jasné, jak toto zvýšení Ca2+ vede k ACHM, jedna hypotéza je, že tento zvýšený proud snižuje poměr signálu a šumu. Jiné charakterizované mutace, jako je Y181C a další mutace regionu S1, vedou ke snížené proudové hustotě v důsledku neschopnosti kanálu přenášet se na povrch. Taková ztráta funkce nepochybně neguje schopnost kuželové buňky reagovat na vizuální vstup a produkovat achromatopsii. Nejméně jedna další mutace missense mimo region S1, T224R, také vede ke ztrátě funkce.

I když bylo popsáno jen velmi málo mutací v CNGB3, drtivá většina z nich má za následek zkrácené kanály, které jsou pravděpodobně nefunkční, tabulka 2. To bude mít z velké části za následek haploinsuficienci, i když v některých případech mohou být zkrácené proteiny schopny se dominantně negativním způsobem spojovat s kanály divokého typu. Nejrozšířenější mutace ACHM3, T383IfsX12, má za následek nefunkční zkrácený protein, který správně nepřenáší do buněčné membrány. Tři mutace missense, které byly dále zkoumány, vykazují řadu aberantních vlastností, s jedním základním tématem. Mutace R403Q, která leží v pórové oblasti kanálu, má za následek zvýšení rektifikace vnějšího proudu oproti převážně lineárnímu vztahu proudu a napětí kanálů divokého typu, souběžně se zvýšením afinity k cGMP. Ostatní mutace vykazují buď zvýšenou (S435F) nebo sníženou (F525N) povrchovou expresi, ale také se zvýšenou afinitou k cAMP a cGMP. Právě zvýšená afinita k cGMP a cAMP u těchto mutací je pravděpodobně příčinou změny způsobující onemocnění. Taková zvýšená afinita bude mít za následek kanály, které jsou necitlivé k mírným změnám koncentrace cGMP v důsledku vstupu světla do sítnice.

Senzorický rhodopsin II (duhově zbarvený) vložený do lipidové dvouvrstvy (hlavička červená a ocas modrý) s Transducinem pod ním. Gtα je zbarvený červeně, Gtβ modrá a Gtγ žlutá. V podjednotce Gtα je vázaná molekula GDP a v rhodopsinu vázaná sítnice (černá). N-terminus u rhodopsinu je červený a C-terminus modrý. Ukotvení transdukinu na membráně bylo nakresleno černě.

Při aktivaci světlem způsobuje rhodopsin výměnu GDP za GTP v α-transdukčním aktivním polypeptidu 2 (GNAT2) vázajícím protein guaninových nukleotidů (G-protein). To způsobuje uvolnění aktivované α-podjednotky z inhibičních β/γ-podjednotek. Tato α-podjednotka pak aktivuje fosfodiesterázu, která katalyzuje konverzi cGMP na GMP, a tím snižuje proud přes CNG3 kanály. Protože je tento proces naprosto nezbytný pro správné zpracování barev, není divu, že mutace v GNAT2 vedou k achromatopsii. Známé mutace v tomto genu, tabulka 3, vedou ke zkráceným proteinům. Předpokládá se tedy, že tyto proteiny jsou nefunkční, a proto rhodopsin, který byl aktivován světlem, nevede ke změněným hladinám cGMP nebo hyperpolarizaci fotoreceptorové membrány.

Achromatopsie je poměrně neobvyklá porucha s prevalencí 1 z 30 000 lidí (0,0033%). V malém mikronéském atolu Pingelap je však postiženo přibližně 5% z 3000 obyvatel atolu.

Obecně neexistuje žádná léčba, která by achromatopsii vyléčila. Nicméně od roku 2003 existuje kybernetické zařízení nazývané eyeborg, které umožňuje lidem vnímat barvu prostřednictvím zvukových vln. Achromatopsický umělec Neil Harbisson byl první, kdo takové zařízení použil počátkem roku 2004, eyeborg mu umožnil začít malovat barvou tím, že si zapamatoval zvuk každé barvy.

Přibližně v roce 1775 udeřil tajfun Lengkieki a zdevastoval mikronéský atol Pingelap. Tajfun a následný hladomor zanechaly jen asi 20 přeživších, z nichž jeden byl heterozygotní na achromatopsii. Čtyři generace po tomto populačním zúžení je prevalence achromatopsie 5% s dalšími 30% jako přenašeči. Obyvatelé této oblasti nazývají achromatopsii „maskun“, což v Pingelapese doslova znamená „nevidět“. Tato neobvyklá populace přitáhla neurologa Olivera Sackse na ostrov, pro který napsal v roce 1997 svou knihu Ostrov barvoslepých.

oční víčko: zánět (Stye, Chalazion, Blefaritida) – Entropion – Ektrofie – Lagophthalmos – Blefarokaláza – Ptóza – Blefarofosymóza – Xanthelasma – Trichiáza – Madaróza

slzný systém: Dakryoadenitida - Epifora - Dakryocystitida

orbit: Exophthalmos - Enophthalmos

Zánět spojivek (alergický zánět spojivek) – Pterygium – Pinguecula – Subkonjunktivální krvácení

skleróza: skleróza rohovka: Keratitida – vřed rohovky – sněžná slepota – Thygesonova povrchová tečkovitá keratopatie – Fuchsova dystrofie – Keratokonus – Keratoconjunctivitis sicca – obloukové oko – Keratoconjunctivitis – rohovková neovaskularizace – Kayser-Fleischerův kruh – Arcus senilis – pásová keratopatie

Iritida - Uveitida - Iridocyklitida - Hyfém - Perzistující pupilární membrána - Iridodialýza - Synechie

Katarakta – Afakie – Ectopia lentis

Choroidermie – Choroiditida (Chorioretinitida)

Retinitida (chorioretinitida) – odchlípení sítnice – retinoschiza – retinopatie (Biettiho krystalická dystrofie, Coatsova choroba, diabetická retinopatie, hypertenzní retinopatie, retinopatie nedonošenosti) – makulární degenerace – retinitida pigmentosa – retinální krvácení – centrální serózní retinopatie – makulární edém – epileptická membrána – makulární svraštělost – Vitelliformní makulární dystrofie – Leberova vrozená amauróza – Birdshotova chorioretinopatie

Optická neuritida - Papilledema - Optická atrofie - Leberova hereditární optická neuropatie - Dominantní optická atrofie - Optický disk drusen - Glaukom - Toxická a nutriční optická neuropatie - Anterior ischemická optická neuropatie

Paralytický strabismus: Oftalmoparéza – progresivní zevní oftalmologie – paréza (III, IV, VI) – Kearnsův-Sayrův syndrom Jiný strabismus: Esotropie/Exotropie – hypertrofie – heteroforie (Esoforie, Exoforie) – Brownův syndrom – Duanův syndrom Jiný binokulární: Konjugovaná křečová obrna – Konvergenční nedostatečnost – Internukleární oftalmologie – Jeden a půl syndrom Refrakční chyba: Hyperopie/Myopie – Astigmatismus – Anisometropie/Aniseikonie – Presbyopie

Amblyopie – Leberova vrozená amauróza – subjektivní (Astenopie, Hemeralopie, Fotofobie, Scintilující skotom) – Diplopie – Skotoma – Anopsie (Binasal hemianopsia, Bitemporal hemianopsia, Homonymous hemianopsia, Quadrantanopia) – Barevná slepota (Achromatopsia, Dichromacy, Monochromacy) – Nyctalopia (Oguchiho nemoc) – Slepota/Nízké vidění

Anisocoria - Argyll Robertson pupil - Marcus Gunn pupil/Marcus Gunn phenomenon - Adie syndrom - Mióza - Mydriáza - Cykloplegie

Trachoma – Onchocerciáza

Nystagmus – glaukom/oční hypertenze – floater – Leberova hereditární optická neuropatie – červené oko – keratomykóza – xeroftalmie – phthisis bulbi