锌与视网膜细胞的修复

锌与视网膜细胞的修复

在人体因素中，钙含量最高，其次是钙含量。视网膜脉络膜含400—500ppm;正常房水平均为0.3ppm,(0.359mg/ml);视神经100ppm;角膜和巩膜40—50ppm;晶体30ppm,玻璃体50ppm,虹膜睫状体300ppm。如在24小时内注入剂量的锌分布为:视网膜和脉络膜8%,巩膜3%,肝脏仅为0.5%。锌在前房的清除率为每分钟0.72%,因此,在人体特殊组织中,视网膜脉络膜含锌量最高。锌与眼部组织及眼疾的关系越来越受到重视。(一)锌与嘴唇感染的临床研究锌参与多种酶合成,酶系统对角膜新陈代谢过程如碳水化合物、蛋白质、核酸合成起作用。这些都是组织修复所需要的基本要素。此外,锌还参与稳定细胞膜并减少巨噬细胞和多形核细胞的运动和吞噬活动,临床试验证明锌对角膜伤口的修复很有益处。角膜伤口合并血锌水平较低时,局部用锌剂和全身补锌则可促进伤口快速愈合。Mondino等(1976)通过兔眼实验证明,局部给予锌制剂在预防绿脓杆菌性角膜溃疡穿孔中的作用远比给EDTA(依地酸)和cystein(半胱氨酸)组效果好。因为锌离子较小,进入角膜基质多而快。其作用为锌可抑制能使角膜穿孔的假单胞菌蛋白酶。体外实验进一步证实这一作用。通过测定角膜中蛋白酶的活性变化,发现用锌组角膜穿孔时间延长或避免了穿孔,而对照组包括半胱氨酸、EDTA、盐水组均不同程度发生了角膜穿孔。锌有抗单疱病毒的作用。对已感染的HSV—Ⅰ(单疱病毒Ⅰ型)的肾组织培养细胞,增加锌的供应就可以阻止病毒所引起的巨细胞形成。在试管中HSV—2的生长可因锌的存在而大幅度地削弱。Tennican等(1980)曾记录到,在实验动物中局部给锌能明显抑制生殖器疱疹病毒的感染过程,同时锌剂可以恢复细胞免疫。这些发现对处理角膜的疱疹感染有实用价值。如前所述,肠病性肢皮炎(AE)系因遗传性锌缺乏所致。其角膜改变有放射状扇形条纹和与角膜上缘同心排列的1mm宽的许多条带。混浊位于上皮内和上皮下。通过对角膜表层活检,发现上皮厚度不均,基底膜破裂和前弹力膜的局部结瘢,角膜实质失去板层结构。二碘羟基喹啉与锌同时应用可治愈本病。二碘羟基喹啉为一有效的金属螯合剂,有助于锌通过小肠屏障吸收,进而把锌带到组织,或者二碘羟基喹啉与肠道其它物质结合使锌不致于被肠内物质结合,而呈游离状态以利吸收。角膜胶原酶是锌金属酶,实验性碱烧伤兔眼角膜中锌含量增高,这可能与角膜胶原酶活性增强有关,对溃疡愈合不利。某些锌的螯合剂,如EDTA钙和青霉胺可以抑制胶原酶,对治疗烧伤眼有意义。(二)碳酸酐酶抑制剂房水的产生依赖睫状体上皮细胞内碳酸酐酶的作用。而碳酸酐酶分子是一个含锌辅基的多肽。锌约占碳酸酐酶重量的30%。使用碳酸酐酶抑制剂乙酰唑胺,可使房水的生成减少约50%。同样,缺锌也可使碳酸酐酶活性降低甚或丧失,房水产生受到抑制。乳酸脱氢酶是房水中另一重要酶,其含量对某些疾病如视网膜母细胞病鉴别诊断有重要价值,锌是此酶金属元素,锌缺乏此酶含量下降。(三)锌能抑制半乳糖内皮的形成眼部各组织中晶体含锌并非最高,然锌对晶体代谢有特殊意义。临床资料证明,老年性白内障患者血清、晶体及头发锌含量均明显低于对照组,即白内障与锌缺乏有关。另有一些研究认为锌无明显变化。在ketola(1979)的试验中,鳟鱼因硫酸锌的不足能引起严重的白内障并抑制该鱼的生长,在每公斤饲料中供给150mg锌,能阻止这些鱼的白内障形成。动物实验亦证明锌能抑制半乳糖白内障的形成,如对实验对象分别给予饮常水、饮锌水和腹腔注射锌液,则后者能明显抑制半乳糖性白内障形成,而且以注射4.5mg/kg/d的锌(约相当于实验大白鼠血锌量的10倍)作用最强。锌对维持晶体代谢机制十分复杂:(1)正常情况下,晶体上皮细胞含有大量锌,对细胞代谢及对维持晶体透明的蛋白质结构的完整性起着重要作用。(2)维持晶体酶功能:①糖醇解酶活性降低:正常情况下,晶状体内糖代谢过程系通过己糖激酶磷酸化,形成6—磷酸葡萄糖,进而经糖酵解、磷酸戊糖支路和三羧酸循环进行代谢,维持正常的晶体结构和功能。其中,80%的葡萄糖是通过无氧酵解产能,而山梨醇通路甚微,糖酵解过程许多金属酶含锌,如醛糖酶、己糖激酶、乳酸脱氢酶、6—磷酸葡萄糖脱氢酶和磷酸果糖激酶。锌缺乏则上述酶活性降低,糖酵解过程低下,而山梨醇通路增强。晶体内山梨醇不易通过膜渗出,造成山梨醇在晶体内积聚,使晶体内处于高渗状态,过多的水分进入晶体以维持渗透压平衡,结果形成晶体纤维的水化、肿胀和水泡,继而发生混浊。(四)内源性葡萄膜炎患者血清锌的变化眼内含黑色素组织对锌的摄取很活跃。锌不仅参与虹膜睫状体中多种酶系的合成,而且与色素合成有关,并对维持色素膜免疫功能起重要作用。研究证明,内源性葡萄膜炎患者血清锌明显降低。正常人铜/锌比值为0.74,葡萄膜炎患者则为0.82,而后者血铜无明显变化或轻度增高。(五)钙和视网膜1.嗜酸脂包体的形态观察视网膜色素上皮细胞主要功能是吞噬脱落的视细胞外节盘膜,使视细胞外节段不断更新.以维持视细胞的功能。动物实验已证实锌有保持视网膜色素上皮细胞正常组织形态的作用。鼠接受微量元素螯合剂双硫腙(dithizone)或邻二氮杂菲(1,10—phenanthrotine)造成体内低锌时,在视网膜色素上上皮细胞可产生嗜锇酸脂包涵体。电镜下观察这些包涵体位于细胞浆基底部,被线粒体围绕,其形态类似于吞噬体、溶酶体颗粒、脂质颗粒及微过氧化质体,但无吞噬功能。这可能与缺锌导致视网膜色素上皮细胞内酶缺陷及维生素A的代谢异常有关。因为全反式维生素A醛必须在视网膜色素上皮细胞内经过醇脱氢酶催化转变为11一顺式视黄醛之后,才能与视蛋白结合形成能感暗光的视紫红质。2.视网膜形态相关并发症遗传性视网膜色素变性患者血锌含量明显低下。观察发现视网膜色素变性组血清锌为95.5±19.35μg/100ml,而对照组为118±19.53μg/100ml,有显著差异。karcioglu(1982)发现慢性胰腺炎患者的视网膜赤道部可见到类似玻璃疣样的黄白色点状病变;Toskes(1979)发现无脂肪痢的慢性胰腺炎病人有异常的视网膜功能和类似的视网膜病变,其中3例病人血清锌水平低,但血清维生素A水平正常。说明锌不足可能是这些患者视网膜功能不良的原因。Mirrison等(1978)从肝硬化病人暗适应异常情况以及给维生素A与硫酸锌对暗适应的影响情况观察得知,肝硬化患者暗适应功能下降系缺锌所致。实验选择6例男性肝硬化者(46—70岁),有15年以上慢性酒精中毒史,视力20/100以上,眼底正常,血清锌量低于70作用机制:(1)维生素A转变成视色素(视紫红质)的过程如下:(六)金属离子的水平肠病性肢皮炎患者以二碘羟基喹啉治疗为主,治疗过程患者出现视神经萎缩。早期许多作者认为系因二碘羟基喹啉中毒所致。之后发现很多药物、工业污染物、含单胺氧化酶抑制剂的某些食品(如劣质红葡萄酒中的鞣酸)能减少血浆中金属离子的水平(特别是锌),表现为对视神经有一定的毒性。营养缺乏也可以导致视神经炎。临床发现某些药物引起的视神经萎缩和视神经脱髓鞘病变,血锌均低下,如乙胺丁醇、羟基喹啉、青霉胺、异烟肼等均可在消化道内与金属离子形成稳定的螯合物,在粪便中排出。粮食和黄豆中的植酸盐均能引起锌的吸收不良。酒精——烟草中毒性视神经萎缩病人也发现血清锌水平降低。最近有作者研究证明:遗传性视神经萎缩和Leber氏先天性黑朦患者其血锌明显低于正常人。锌对维持视神经功能的作用机制尚不十分清楚。现认为锌在轴浆运输中起作用,而正常的轴浆输送对维持视乳头及视神经功能是必不可少的,缺乏锌则轴突功能降低。其早期表现主要为球后视神经炎,继而发生视神经萎缩。(七)视细胞代谢(1)参与视细胞代谢视细胞不能分裂和再生,因而如果视细胞一旦死亡,就不能再有代替者,为了补偿视细胞的再生能力,视细胞必须依靠重复地更新某些成分,以增加其生存的机会。视细胞代谢包括(1)核酸的代谢;(2)蛋白质更新和视细胞外节膜盘的形成、脱落和被吞噬;(3)细胞膜脂肪和糖更新。上述过程均需锌参与。锌缺乏则视细胞代谢功能发生障碍,视细胞外节段发生变性。黄斑盘状变性与锌缺乏有关,口服锌可预防或减慢黄斑变性的发生发展过程。(2)与视色素有关视杆细胞内的感光色素为视紫红质。前已述及,锌缺乏导致视紫红质合成障碍,暗适应阈值增高,出现夜盲。视锥细胞有三种性质的感光细胞。现已证明,视锥细胞比视杆细胞对锌缺乏远较敏感,表现为色觉功能障碍,补锌后可恢复。(八)患者血清锌含量变化情况视网膜裂孔是视网膜剥离的重要原因。但有学者对正常尸眼连续切片发现,4.8%的眼球有裂孔而无脱离,相反,许多原发性视网膜剥离患者不能查找到裂洞。因此,裂孔并非是引起视网膜剥离的唯一因素。通过对视网膜剥离患者血清、尿液及视网膜下积液锌含量测定,结果发现患者血清锌含量明显下降,而视网膜下积液锌含量较血清中高得多,说明锌缺乏或利用障碍与视网膜剥离关系密切。其机制尚不十分清楚:(1)锌是视网膜、脉络膜代谢必不可少的重要元素,近来表明,视网膜剥离与脉络膜视网膜本身代谢功能状态有关。(2)实验研究认为在视网膜视神经和色素上皮之间有酸性粘多糖物质,为一种胶粘物,能使两种组织交互粘附而防止液体从裂孔处渗入。也有认为光感受外节与色素上皮的绒毛突起并非直接接触,其间有一薄层粘多糖物质,成为视网膜感觉层与色素上皮之间的“粘合剂”,锌可能是这种粘合剂的重要组成成分,因如将双硫腙注射到动物眼里,使其与眼内锌结合,夺去眼内的锌,结果发生网膜剥离。而视网膜下积液锌增高可能与代谢和利用障碍有关,但也不能排除原发性视网膜剥离本身引起锌的这种变化.(九)锌的代谢及代谢流行病学分析发现,以谷物为主食来源的黑色和黄色人种中,近视发病率较高,推测可能因谷物中植酸的含量较高,影响了锌的正常吸收。已有充分理由表明,由于人体自身无法合成,微量元素只能从环境与食物中摄取,因此在某种程度上较维生素的补给更重要.临床资料亦显示近视眼患者血清锌含量低下,无论轻、中、高度近视,血清锌均明显低于对照组。变性近视头发锌含量明显下降。因此补锌对防治青少年近视有一定临床价值。但也有报导近视患者血锌含量无明显变化。Silverstone等(1986)研究原发性视网膜剥离患者15例,11例患高度近视,其中7例患者血清锌浓度较高,视网膜下积液锌含量特别高,推测可能因近视患者眼组织对锌利用障碍所致。体内90%的维生素A贮存于肝脏的星形细胞中,只有极少量贮存于视网膜色素上皮细胞的油滴中。从上述图表中可以看出,无活性的全反式维生素A醛必须在视网膜色素上皮细胞内经过异构化转变为11一顺式维生素A醛之后才能与视蛋白结合形成感光的视紫红质。由全反式维生素A醇转变为全反式维生素A醛的过程需醇脱氢酶的作用,此外,在视杆细胞内视紫红质的形成过程需乳酸脱氢酶的参与。醇脱氢酶和乳酸脱氢酶均为含锌金属酶。锌缺乏,此二酶活性降低,维生素A转变过程障碍,视紫红质生成受限,临床表现为夜盲和暗适应能力下降。(2)体内与维生素A醛和维生素A醇结合的蛋白质其性质和分布不同,二者不能互相替代。与维生素A醛结合的蛋白质只存在于视网膜中,而与维生素A醇结合的蛋白质则主要在肝脏内合成和释放。现已证明,血浆维生素A水平系由控制维生素A醇结合蛋白的生世和更新