Distribution of light in the human retina under natural viewing conditions

Age-related macular degeneration (AMD) is the leading cause of blindness inAmerica. The fact that AMD wreaks most of the damage in the center of the retina raises the question of whether light, integrated over long periods, is more concentrated in the macula. A method, based on eye-tracking, was developed to measure the distribution of light in the retina under natural viewing conditions. The hypothesis was that integrated over time, retinal illumination peaked in the macula. Additionally a possible relationship between age and retinal illumination was investigated. The eye tracker superimposed the subject's gaze position on a video recorded by a scene camera. Five informed subjects were employed in feasibility tests, and 58 naïve subjects participated in 5 phases. In phase 1 the subjects viewed a gray-scale image. In phase 2, they observed a sequence of photographic images. In phase 3 they viewed a video. In phase 4, they worked on a computer; in phase 5, the subjects walked around freely. The informed subjects were instructed to gaze at bright objects in the field of view and then at dark objects. Naïve subjects were allowed to gaze freely for all phases. Using the subject's gaze coordinates, and the video provided by the scene camera, the cumulative light distribution on the retina was calculated for ∼15° around the fovea. As expected for control subjects, cumulative retinal light distributions peaked and dipped in the fovea when they gazed at bright or dark objects respectively. The light distribution maps obtained from the naïve subjects presented a tendency to peak in the macula for phases 1, 2, and 3, a consistent tendency in phase 4 and a variable tendency in phase 5. The feasibility of using an eye-tracker system to measure the distribution of light in the retina was demonstrated, thus helping to understand the role played by light exposure in the etiology of AMD. Results showed that a tendency for light to peak in the macula is a characteristic of some individuals and of certain tasks. In these situations, risk of AMD could be increased. No significant difference was observed based on age.

Manifestações oculares em mulheres com síndrome dos ovários policísticos: prevalência e associação com fatores de risco metabólicos e inflamatórios

Objetivos: Estimar a prevalência de alterações do filme lacrimal e da doença do olho seco (DOS), comparar as mudanças na pressão intraocular (PIO) e comparar as espessuras macular e da camada de fibras nervosas da retina (CFNR), entre mulheres com síndrome dos ovários policísticos (SOP) e mulheres saudáveis, estratificando-as em condições clínicas, metabólicas e inflamatórias. Metodologia: O estudo incluiu 45 mulheres com SOP e 47 mulheres saudáveis ovulatórias submetidas a avaliações clínico-ginecológicas e oftalmológicas, incluindo propedêuticas para a avaliação do filme lacrimal e medida da PIO, e medição da espessura macular, da CFNR e parâmetros do disco óptico usando tomografia de coerência óptica. Resultados: Tempo de ruptura do filme lacrimal (TRFL; p=0.001) e impregnação por fluoresceína (p=0.006) apresentaram diferenças estatisticamente significantes entre os grupos estudados. A prevalência de DOS foi de 44,4% nas portadoras de SOP. Houve redução estatisticamente significativa do TRFL na presença de SOP (p=0.001). Além disso, houve efeito estatisticamente significativo de intolerância à glicose e síndrome metabólica/inflamação na impregnação por fluoresceina (p=0.004; p=0.015, respectivamente). A PIO encontrou-se estatisticamente mais elevada no grupo SOP que no grupo controle (p=0.011). Houve um aumento na média do IPC (índice pressão-córnea) com a associação entre SOP e da síndrome metabólica (p = 0.005); A média da espessura da CNFR superior ao redor do nervo óptico foi estatisticamente mais espessa nas voluntárias com SOP que nas voluntárias saudáveis (p=0.036); Após estratificação pela presença de resistência insulínica, as médias dos subcampos das espessuras maculares “macular interno temporal, macular interno inferior, macular interno nasal e macular externo nasal, foram mais espessas no grupo SOP que no grupo controle (p<0.05); Houve associação significativa entre obesidade e resistência insulínica (p=0.037), e intolerância à glicose (p=0.001), com aumento médio do componente principal 1 (CP1), e, na presença de síndrome metabólica (p<0.0001), com aumento médio do componente principal 2 (CP2), respectivamente, em relação à espessura macular total. Na presença de obesidade e inflamação, houve redução no escore médio da CP2 (p=0.034), em relação à espessura da CFNR na mácula. xviii Conclusões: Há uma associação da SOP, suas alterações metabólicas e inflamatórias com alterações do filme lacrimal e com mudanças na PIO. A diminuição na espessura da CFNR macular e aumento da espessura total macular estão possivelmente associadas às alterações metabólicas, e, o aumento na espessura da CFNR ao redor do nervo óptico estão provavelmente associadas às alterações hormonais, inerentes à SOP.

The Regulation of AMD Pathobiology by Complement Factor H

Complement factor H (CFH) is a major susceptibility gene for age-related macular degeneration (AMD); however, its impact on AMD pathobiology is unresolved. Here, the role of CFH in the development of AMD pathology in vivo was interrogated by analyzing aged Cfh+/- and Cfh-/- mice fed a high fat, cholesterol-enriched diet. Strikingly, decreased levels of CFH led to increased sub-retinal pigmented epithelium (RPE) deposit formation, specifically basal laminar deposits, following high fat diet. Mechanistically, our data show that deposits are due to CFH competition for lipoprotein binding sites in Bruch’s membrane. Interestingly and despite sub-RPE deposit formation occurring in both Cfh+/- and Cfh-/- mice, RPE damage accompanied by loss of vision occurred only in old Cfh+/- mice. We demonstrate that such pathology is a function of excess complement activation and C5a production, associated with monocyte recruitment, in Cfh+/- mice versus complement deficiency in Cfh-/- animals. Due to the CFH dependent increase in sub-RPE deposit height we interrogated the potential of CFH as a novel regulator of Bruch’s membrane lipoprotein binding and show, using human Bruch’s membrane explants, that CFH removes endogenous human lipoproteins in aged donors. Interestingly, although the CFH H402 variant shows altered binding to BrM, this does not affect its ability to remove endogenous lipoproteins. This new understanding of the complicated interactions of CFH in AMD-like pathology provides an improved foundation for the development of targeted therapies for AMD.

Development of Multi-modal and Super-resolved Retinal Imaging Systems

Advancements in retinal imaging technologies have drastically improved the quality of eye care in the past couple decades. Scanning laser ophthalmoscopy (SLO) and optical coherence tomography (OCT) are two examples of critical imaging modalities for the diagnosis of retinal pathologies. However current-generation SLO and OCT systems have limitations in diagnostic capability due to the following factors: the use of bulky tabletop systems, monochromatic imaging, and resolution degradation due to ocular aberrations and diffraction.

Bulky tabletop SLO and OCT systems are incapable of imaging patients that are supine, under anesthesia, or otherwise unable to maintain the required posture and fixation. Monochromatic SLO and OCT imaging prevents the identification of various color-specific diagnostic markers visible with color fundus photography like those of neovascular age-related macular degeneration. Resolution degradation due to ocular aberrations and diffraction has prevented the imaging of photoreceptors close to the fovea without the use of adaptive optics (AO), which require bulky and expensive components that limit the potential for widespread clinical use.

In this dissertation, techniques for extending the diagnostic capability of SLO and OCT systems are developed. These techniques include design strategies for miniaturizing and combining SLO and OCT to permit multi-modal, lightweight handheld probes to extend high quality retinal imaging to pediatric eye care. In addition, a method for extending true color retinal imaging to SLO to enable high-contrast, depth-resolved, high-fidelity color fundus imaging is demonstrated using a supercontinuum light source. Finally, the development and combination of SLO with a super-resolution confocal microscopy technique known as optical photon reassignment (OPRA) is demonstrated to enable high-resolution imaging of retinal photoreceptors without the use of adaptive optics.

Lipoprotein-associated phospholipase A2 (Lp-PLA2) as a therapeutic target to prevent retinal vasopermeability during diabetes

Lipoprotein-associated phospholipase A2 (Lp-PLA2) hydrolyses oxidized low-density lipoproteins into proinflammatory products, which can have detrimental effects on vascular function. As a specific inhibitor of Lp-PLA2, darapladib has been shown to be protective against atherogenesis and vascular leakage in diabetic and hypercholesterolemic animal models. This study has investigated whether Lp-PLA2 and its major enzymatic product, lysophosphatidylcholine (LPC), are involved in blood-retinal barrier (BRB) damage during diabetic retinopathy. We assessed BRB protection in diabetic rats through use of species-specific analogs of darapladib. Systemic Lp-PLA2 inhibition using SB-435495 at 10 mg/kg (i.p.) effectively suppressed BRB breakdown in streptozotocin-diabetic Brown Norway rats. This inhibitory effect was comparable to intravitreal VEGF neutralization, and the protection against BRB dysfunction was additive when both targets were inhibited simultaneously. Mechanistic studies in primary brain and retinal microvascular endothelial cells, as well as occluded rat pial microvessels, showed that luminal but not abluminal LPC potently induced permeability, and that this required signaling by the VEGF receptor 2 (VEGFR2). Taken together, this study demonstrates that Lp-PLA2 inhibition can effectively prevent diabetes-mediated BRB dysfunction and that LPC impacts on the retinal vascular endothelium to induce vasopermeability via VEGFR2. Thus, Lp-PLA2 may be a useful therapeutic target for patients with diabetic macular edema (DME), perhaps in combination with currently administered anti-VEGF agents.

Prevalência de alterações fundoscópicas em estudantes na cidade de Natal/Brasil

Objetivo: Determinar a prevalência de alterações fundoscópicas em estudantes de escolas das redes pública e privada de Natal-RN. Métodos: Avaliação oftalmológica foi realizada em 990 alunos, de 5 a 21 anos, matriculados nas escolas das redes públicas e privada do município de Natal- RN, que estiveram cursando alguma série do ensino fundamental ou médio, no período de 03 a 06 de 2001. Resultados: Alterações fundoscópicas foram observadas em 5,3% dos estudantes. As anormalidades encontradas, por ordem de freqüência, foram: branco sem pressão, 1,0%; cicatriz de retinocoroidite sugestiva de toxoplasmose, 1,0%; atrofia do epitélio pigmentado da retina, 0,8%; nevos da coróide, 0,4%; escavação da cabeça do nervo óptico aumentada, 0,4%; degeneração em treliça, 0,3%; buraco operculado, 0,2%; fundus miópico, 0,2%; tortuosidade vascular aumentada, 0,2%; granuloma sugestivo de toxocaríase, 0,2%; hipoplasia da cabeça do nervo óptico, 0,1%; persistência da artéria hialoidea, 0,1%; persistência de fibras de mielina, 0,1%; retina sal e pimenta, 0,1%; retinosquise, 0,1%. Conclusão: Houve uma baixa prevalência de alterações fundoscópicas na população estudada

Prevalência de alterações fundoscópicas em estudantes na cidade de Natal-Brasil

Objetivo: Determinar a prevalência de alterações fundoscópicas em estudantes de escolas das redes pública e privada de Natal-RN. Métodos: Avaliação oftalmológica foi realizada em 990 alunos, de 5 a 21 anos, matriculados nas escolas das redes públicas e privada do município de Natal-RN, que estiveram cursando alguma série do ensino fundamental ou médio, no período de 03 a 06 de 2001. Resultados: Alterações fundoscópicas foram observadas em 5,3% dos estudantes. As anormalidades encontradas, por ordem de freqüência, foram: branco sem pressão, 1,0%; cicatriz de retinocoroidite sugestiva de toxoplasmose, 1,0%; atrofia do epitélio pigmentado da retina, 0,8%; nevos da coróide, 0,4%; escavação da cabeça do nervo óptico aumentada, 0,4%; degeneração em treliça, 0,3%; buraco operculado, 0,2%; fundus miópico, 0,2%; tortuosidade vascular aumentada, 0,2%; granuloma sugestivo de toxocaríase, 0,2%; hipoplasia da cabeça do nervo óptico, 0,1%; persistência da artéria hialoidea, 0,1%; persistência de fibras de mielina, 0,1%; retina sal e pimenta, 0,1%; retinosquise, 0,1%. Conclusão: Houve uma baixa prevalência de alterações fundoscópicas na população estudada

Ocular Risk Factors for Exudative AMD: A Novel Semiautomated Grading System

Purpose. To evaluate the contribution of the ocular risk factors in the conversion of the fellow eye of patients with unilateral exudative AMD, using a novel semiautomated grading system. Materials and Methods. Single-center, retrospective study including 89 consecutive patients with unilateral exudative AMD and ≥3 years of followup. Baseline color fundus photographs were graded using an innovative grading software, RetmarkerAMD (Critical Health SA). Results. The follow-up period was 60.9 ± 31.3 months. The occurrence of CNV was confirmed in 42 eyes (47.2%). The cumulative incidence of CNV was 23.6% at 2 years, 33.7% at 3 years, 39.3% at 5 years, and 47.2% at 10 years, with a mean annual incidence of 12.0% (95% CI = 0.088-0.162). The absolute number of drusen in the central 1000 and 3000  μ m (P < 0.05) and the absolute number of drusen ≥125 µm in the central 3000 and 6000 µm (P < 0.05) proved to be significant risk factors for CNV. Conclusion. The use of quantitative variables in the determination of the OR of developing CNV allowed the establishment of significant risk factors for neovascularization. The long follow-up period and the innovative methodology reinforce the value of our results. This trial is registered with ClinicalTrials.gov NCT00801541.

RETINAL ANGIOMATOUS PROLIFERATION: A Quantitative Analysis of the Fundoscopic Features of the Fellow Eye

PURPOSE: To quantitatively analyze and compare the fundoscopic features between fellow eyes of retinal angiomatous proliferation and typical exudative age-related macular degeneration and to identify possible predictors of neovascularization. METHODS: Retrospective case-control study. Seventy-nine fellow eyes of unilateral retinal angiomatous proliferation (n = 40) and typical exudative age-related macular degeneration (n = 39) were included. Fundoscopic features of the fellow eyes were assessed using digital color fundus photographs taken at the time of diagnosis of neovascularization in the first affected eye. Grading was performed by two independent graders using RetmarkerAMD, a computer-assisted grading software based on the International Classification and Grading System for age-related macular degeneration. RESULTS: Baseline total number and area (square micrometers) of drusen in the central 1,000, 3,000, and 6,000 μm were considerably inferior in the fellow eyes of retinal angiomatous proliferation, with statistically significant differences (P < 0.05) observed in virtually every location (1,000, 3,000, and 6,000 μm). A soft drusen (≥125 μm) area >510,196 μm2 in the central 6,000 μm was associated with an increased risk of neovascularization (hazard ratio, 4.35; 95% confidence interval [1.56-12.15]; P = 0.005). CONCLUSION: Baseline fundoscopic features of the fellow eye differ significantly between retinal angiomatous proliferation and typical exudative age-related macular degeneration. A large area (>510,196 μm2) of soft drusen in the central 6,000 μm confers a significantly higher risk of neovascularization and should be considered as a phenotypic risk factor.

Caracterização da fosfatase String/Cdc25 como um regulador da neurotoxicidade de Tau em Drosophila

As tauopatias, grupo onde se inclui a doença de Alzheimer (AD), são caracterizadas pela deposição intracelular de emaranhados neurofibrilares (NFTs), compostos principalmente por formas hiperfosforiladas da proteína Tau, uma proteína que se associa aos microtúbulos. Os mecanismos moleculares subjacentes à neurotoxicidade induzida por Tau não são ainda claros. Drosophila melanogaster tem sido usada para modelar diversas doenças neurodegenerativas humanas, incluindo as tauopatias. Neste trabalho foi usado o sistema visual de Drosophila como modelo para identificar os passos que podem levar à acumulação de Tau em Tauopatias. Durante o desenvolvimento do olho de Drosophila, a expressão ectópica de hTau induz um olho rugoso, em consequência da neurotoxicidade, e que pode ser utilizado para identificar modificadores do fenótipo. A fosfatase codificada por string /cdc25 (stg), um regulador universal da transição G2/M, foi previamente identificada como um supressor da neurotoxicidade associada à expressão da proteina Tau. No entanto, os mecanismos moleculares que estão na base desta interação genética nunca foram estudados, desconhecendo-se também se a atividade fosfatase de Stg/Cdc25 é essencial para modular os níveis de fosforilação de Tau. O objetivo deste projeto consistiu em elucidar os mecanismos que se encontram na base da interação Stg-Tau. Para alcançar este objectivo, usou-se uma abordagem genética e bioquímica. Os resultados obtidos sugerem que Stg é um possível modulador da neurotoxicidade de Tau.

Ocular manifestations of microcephaly with or without chorioretinopathy, lymphedema or intellectual disability (MCLID) syndrome associated with mutations in KIF11

Purpose Microcephaly with or without chorioretinopathy, lymphedema or intellectual disability (MCLID) is an autosomal dominant condition. Mutations in KIF11 have been found to be causative in approximately 75% of cases. This study describes the ocular phenotype in patients with confirmed KIF11 mutations. Methods Standard ophthalmic examination and investigation including visual acuity, refraction and fundus examination was carried out in all patients. Fundus autofluorescence imaging (FAF) was performed in three patients, and four patients underwent spectral domain optical coherence tomography (OCT). Flash electroretinography (ERG) was performed in seven patients, and five underwent additional pattern electroretinography (PERG). Results The patients ranged in age from 2 to 10 years. Most presented with visual acuity loss. Fundus examination revealed lacunae of chorioretinal atrophy. Pigmentary macular changes and optic disc pallor were present in three of seven patients. Fundus autofluorescence demonstrated hypoautofluorescence at the macula in two of three patients. The lacunae of chorioretinal atrophy were hypoautofluorescent. The OCT showed atrophic maculae in three of four patients. Follow-up in one patient showed no deterioration of the vision over a 9-year period. The lesions appear not to be progressive on the follow-up imaging. Electrophysiology showed generalized rod and cone dysfunction and severe macular dysfunction. Inner retinal dysfunction was evident in three of seven patients. Conclusions Patients with KIF11 mutations show a specific ocular phenotype with variable expressivity and intrafamilial variability. Macular atrophy and dysfunction have not been consistently documented before. The fundus lesions appear non-progressive. The findings assist in providing an accurate diagnosis and thus improving the management and follow-up of patients with this syndrome.

Processos degenerativos do tecido cutâneo

Os processos degenerativos do tecido cutâneo estão amplamente associados ao seu envelhecimento natural, onde se verifica perda de tecido fibroso, renovação celular mais lenta e redução da rede vascular e glandular da pele. Alguns fatores externos ao organismo podem contudo acelerar estes processos, como por exemplo a exposição solar, consumo excessivo de álcool e tabaco, poluição ambiental e aumento de peso. De entre estes processos destacam-se o processo descamativo, um fenómeno natural do mecanismo de diferenciação dos queratinócitos. É um processo complexo que envolve essencialmente a degradação da coesão entre células da pele. A lipodistrofia ginóide é outro destes processos, comummente denominado de celulite, e que se caracteriza como uma distrofia celular complexa, com alterações do metabolismo hídrico que conferem uma aparência de "casca de laranja" à pele. A flacidez é um processo resultante da atrofia tecidular, onde se verifica a perda progressiva de massa muscular que é substituída por tecido adiposo. Está diretamente relacionada com a redução da produção de fibras de colagénio e fibras elásticas no tecido subcutâneo. Por fim, insuficiência venosa é um termo utilizado para caracterizar um processo que afeta o sistema venoso dos membros inferiores, que se desenvolve por aumento da pressão venosa em combinação com um retorno venoso ineficiente. Embora ainda não exista compreensão total destes mecanismos, já é possível encontrar uma série de tratamentos que visam minimizar ou mesmo tratá-los, de modo a que não se agravem e representem um risco sério para a saúde.

Nueva especie de microalga y su aplicación para consumo animal, humano y en la obtención de carotenoides

Una nueva cepa de Scenedesmus ha sido aislada en la estación experimental "Las Palmerillas-CAJAMAR", siendo identificada como "microorganismo no previamente registrado" por la Universidad de Gottinghem, y depositada en la Culture Collection of Alagae and Protozoa (CCAP) como Scenedesmus almeriensis. La nueva cepa puede ser utilizada para consumo animal y/o humano, y produce elevadas cantidades de carotenoides, especialmente luteína y betacaroteno. Scenedesmus almeriensis crece adecuadamente en un amplio rango de temperaturas de 10°C a 40°C, a un pH de 7.0 a 9.5, y es tolerante a elevadas concentraciones de cobre, de hasta 1 mg/L. La cepa microalgal, cultivada en un fotobiorreactor de 4000 L en el que el cultivo se impulsa mecánicamente, produce luteína en una cantidad de al menos 4 mg por gramo de materia seca. Esta cepa es muy adecuada para la producción de carotenoides de aplicación en el tratamiento de desordenes de la macular ocular.

Influência das áreas verdes no microclima local: um estudo do conjunto habitacional Ponta Negra, Natal/RN

Owing to na intense process of urban development, urban uneasiness and discomfort in the daily life of populations have nowadays, especially in the big cities, become increasingly ordinary issues. Population density, degeneration of central areas and pollution are some of the environmental stressors the urban man is subjected to. The existence of open areas in the urban network contributes to a better movement of the air and transforms salubrity conditions. Yet, it has been noticed that parks and squares are disappearing from the heart of the city districts. In their place there are either unused plots of land where garbage has been dumped or nearly all-paved squares with meager or no vegetation at all. Such areas, when handled properly, play an important role in the city because in addition to being zones for rendering a mild climate they perform social, cultural and hygienic functions. Aiming at demonstrating that proper handling of green areas can favorably influence the local microclimate, we have attempted to develop analysis from the point of view of bioclimatizing attributes of urban form and their relationship to the local microclimate found in the eight open areas located in the Ponta Negra Housing Complex in the city of Natal/RN

Considerações anatómicas sobre o envelhecimento do aparelho estomatognático

Introdução: com o crescente aumento da expectativa de vida, o conhecimento das alterações anatómicas e fisiológicas que ocorrem no aparelho estomatognático durante o envelhecimento é de suma importância para a correta avaliação do paciente idoso. Objetivos: descrição e abordagem das principais estruturas anatómicas do indivíduo, adulto e idoso. Estabelece-se uma anatomia comparativa e evolutiva durante o processo de envelhecimento. Pretende-se contribuir para o conhecimento e reflexão sobre o tema em questão e demonstrar a aplicabilidade deste conhecimento em contexto clínico. Métodos: realizou-se pesquisa bibliográfica, nas bases de dados Pubmed, b-on SciElo e Elsevier, no período entre 2006-2016. Resultados: Maxila - ocorre reabsorção óssea, alteração no contorno do arco da maxila, retrusão maxilar, rotação da maxila no sentido horário, diminuição gradual e constante do ângulo maxilar e redução vertical da altura maxilar. Mandíbula - aumento do ângulo da mandíbula, diminuição da densidade e volume ósseo. Articulação gonfose e Articulação Temporo-Mandibular - pode ocorrer tanto anquilose, como perda das estruturas de suporte. Observa-se degeneração e/ou perfuração do disco radicular e alteração do formato do côndilo. Dentes - cáries radiculares, fraturas dentárias e desgaste dentário. Ocorrem modificações histológicas no esmalte, dentina e polpa dentária. Periodonto: reabsorção do osso alveolar, gengiva atrófica com tendência a migração apical, deposição apical das camadas incrementais e desgaste de cemento exposto, ligamento periodontal fino, irregular e diminuição do espaço periodontal. Conclusões: as alterações anatómicas decorrentes do envelhecimento fisiológico são múltiplas. O Médico Dentista diante de um paciente idoso, deverá conhecer e distinguir entre uma alteração decorrente do envelhecimento fisiológico e uma alteração patológica, para o correto diagnóstico clínico e uma excelente decisão terapêutica. O Médico Dentista deverá contribuir para o envelhecimento saudável e para tal deve ser conhecedor em pleno da temática do presente trabalho.