晶狀體核硬化及其影響因素的研究進(jìn)展(1)

1、晶狀體核硬化及其影響因素的研究進(jìn)展(1)    【摘要】  晶狀體核硬化是白內(nèi)障的表現(xiàn)之一，晶狀體核在眼內(nèi)受多種因素的影響發(fā)生硬化混濁。研究發(fā)現(xiàn)隨著年齡的增大、核混濁、核顏色加深核硬度增加；在晶狀體的老化過程中，游離水含量增加，而結(jié)合水含量下降，脫水使晶狀體相應(yīng)的干重增加以及非水溶性蛋白向核中心逐漸增加。玻璃體切除術(shù)后晶狀體的微環(huán)境改變，從而加速核硬化的進(jìn)展。晶狀體核硬化混濁還受環(huán)境、飲食及代謝等多種因素影響。 【關(guān)鍵詞】  白內(nèi)障      0引言   

2、  晶狀體纖維終身不停地增加。晶狀體纖維的老化有兩種方式：一種是纖維逐漸硬化，固縮在晶狀體核心，形成一個(gè)堅(jiān)硬的核，這是每個(gè)老年人晶狀體中能見到的老化過程；另一種則是晶狀體纖維很快由長形變成圓形，然后變性、壞死、斷開，其內(nèi)的蛋白質(zhì)凝固變性，形成莫干球體（Morganian bodies），這是臨床上各種核性白內(nèi)障生成的病理基礎(chǔ)。影響晶狀體核硬化的因素很多，主要有年齡、混濁度、顏色改變、含水量及手術(shù)等因素，現(xiàn)分別綜述如下。    1年齡     隨著年齡的增長，晶狀體纖維更緊密。晶狀體受各種因素的影響，晶狀體蛋白質(zhì)發(fā)生

3、變性，不溶性蛋白相應(yīng)增多，透明晶狀體出現(xiàn)混濁，晶狀體纖維的核也逐漸消失，形成均勻一致的硬塊。動物實(shí)驗(yàn)表明，隨著晶狀體老化，分子內(nèi)二硫鍵相互交聯(lián)增加，這些交聯(lián)帶壓縮了-晶狀體蛋白分子，促使其更緊密，核變硬。在人類晶狀體，從皮質(zhì)到核的不溶性晶狀體蛋白增加，在老視開始時(shí)更明顯。Ayaki等對100例囊外摘除的晶狀體核進(jìn)行測量，平均直徑和中心厚度是6.43±0.86mm和2.93±0.36mm，兩者的平均比是2.12，經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，中心厚度和年齡呈正相關(guān)（P0.05），而中心厚度與核的硬度有較弱的正相關(guān)性。Haus在研究人類晶狀體的老化與年齡、調(diào)節(jié)、老視的相關(guān)性時(shí)，通過探針測定不同

4、年齡的晶狀體硬度，發(fā)現(xiàn)在20歲時(shí)晶狀體皮質(zhì)和核對穿透的抵抗力不同，在2045歲晶狀體的硬度增加了約4倍，到80歲時(shí)增加了約14倍3。Klein等4在利用半自動數(shù)字照相進(jìn)行核硬化的追蹤，發(fā)現(xiàn)與觀察初期相比，5a后48.2%的核硬化進(jìn)展，10a后61.9%的核硬化進(jìn)展，年齡相關(guān)系數(shù)為0.65。大量的研究5-7也表明了隨著年齡的增加，晶狀體變硬。而臨床實(shí)踐證明35歲以下的成人，無明顯的硬核形成，可直接行白內(nèi)障吸出術(shù)。    2混濁度     晶狀體蛋白由水溶性、水不溶性和高分子量的晶狀體蛋白組成。水溶性蛋白主要由、-晶狀體蛋白組成

5、。在衰老的晶狀體中有一種強(qiáng)酸性的肽鏈, 它來自-晶狀體蛋白的亞單位。在核性白內(nèi)障發(fā)展時(shí)期，此種強(qiáng)酸性的多肽鍵具有促進(jìn)晶狀體蛋白的聚合作用。-晶狀體蛋白的譜帶隨著年齡的增長而數(shù)量增加，胚胎晶狀體只有23條譜帶，而老年或白內(nèi)障的晶狀體可以增加到 45條。高分子量的晶狀體蛋白HM4僅存在于白內(nèi)障晶狀體核中，在深棕色晶狀體中含量更高。年齡相關(guān)性白內(nèi)障的晶狀體的混濁分為皮質(zhì)性、核性和后囊膜下3種，Heyworth等5在研究白內(nèi)障的臨床分類和晶狀體硬度間的關(guān)系時(shí)，按LOCS8將皮質(zhì)、核和囊下晶狀體混濁程度分類，其中將核混濁分為4級：N0，核透明，可以清楚見到胚胎核；N1，早期核混濁；N2，中等程度混濁；N

6、3，嚴(yán)重核混濁。發(fā)現(xiàn)混濁度與顏色一致的患者占97。核越混濁，其硬度越大。4級核所用的平均力（2.16N）是一級核（0.58N）的4倍，而皮質(zhì)和后囊下混濁，對硬度測量無明顯的影響。Tabandeh等9用晶狀體自動鍘刀儀對成熟白內(nèi)障的晶狀體硬度測量時(shí)發(fā)現(xiàn)，晶狀體混濁持續(xù)的時(shí)間越長，所用的力越大，說明晶狀體越硬。年輕患者，尤其是患有糖尿病的人，常在短時(shí)間內(nèi)發(fā)展為晶狀體混濁，晶狀體核相對較軟。    3顏色改變     晶狀體由無色透明逐漸變?yōu)辄S色、棕色和黑色。晶狀體顏色形成真正的本質(zhì)仍不清楚。以往曾認(rèn)為“黑內(nèi)障”是由于晶狀體核的蛋

7、白質(zhì)代謝降解產(chǎn)生的黃色尿色素積聚所引起，但現(xiàn)在認(rèn)為可能是由于抗壞血酸、谷胱甘肽或兩者介導(dǎo)的光氧化過程而產(chǎn)生的色素沉著增多所致。許多芳香族化合物，如苯氨基酸、色氨酸和酪氨酸，在有氧條件下或真空中充分暴露于近紫外線光時(shí)開始呈色，引起這些化合物分別變成黃色、棕色或黑色，這是由于芳香環(huán)變成酸的一種氧化反應(yīng)。紫外線進(jìn)入晶狀體之后，被晶狀體中的蛋白質(zhì)基團(tuán)（發(fā)色團(tuán)）吸收，大多數(shù)（90以上）均被色氨酸及色氨酸的代謝物3羥基天尿氨酸糖苷所吸收，從而使細(xì)胞質(zhì)蛋白變黃，這種黃色的蛋白不僅阻礙了光線的通過，而且增加了晶狀體吸收光的能力，導(dǎo)致晶狀體進(jìn)一步損害。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，谷胱苷肽或抗壞血酸的減少，抑制色氨酸和 P-氨基苯

8、甲酸（PABA）的黃色或棕色氧化產(chǎn)物的形成。近紫外線光氧化晶狀體氨基酸與晶狀體可溶性蛋白間反應(yīng)使其更易形成不溶性蛋白質(zhì)，氨基酸的苯氧化如酪氨酸（由酪氨酸酶）或萘可能導(dǎo)致晶狀體蛋白的顏色的形成。所以，晶狀體核顏色的形成表明了導(dǎo)致顏色產(chǎn)物的氨基酸殘物的蛋白變構(gòu)，此改變與核硬化密切相關(guān)。另一些研究也發(fā)現(xiàn)抗壞血酸的氧化還原系統(tǒng)對核的顏色形成和熒光尤其重要10,11。高分子量的晶狀體蛋白HM4則是以非二硫鍵的共價(jià)結(jié)合交聯(lián)，僅存在于白內(nèi)障晶狀體核中，在深棕色晶狀體中含量更高。     Hans等對透明人晶狀體和核性白內(nèi)障熒光光譜檢查發(fā)現(xiàn)，隨著年齡的增加，人類晶狀體核

9、的黃顏色形成是由于高分子和不溶性蛋白形成的熒光物引起，可溶性部分-和-晶狀體蛋白有大約1.8ns的熒光期，不溶性蛋白約26ns12,13。兩種熒光原（360m和 435m）對增加晶狀體核黃顏色有部分作用。另外，環(huán)境紫外線放射的累積作用有助于熒光發(fā)色團(tuán)的出現(xiàn)，核的黃色形成和不溶性蛋白的增加14，這些觀點(diǎn)與觀察到的1眼核性白內(nèi)障呈棕或黑色，而另1眼晶狀體透明相矛盾。而糖化終未產(chǎn)物（AGE）是棕色熒光發(fā)色團(tuán)。AEG分子的Maillard反應(yīng)，蛋白質(zhì)壽命延長和核酸的綜合作用，與老化晶狀體和白內(nèi)障核的顏色和熒光增加有關(guān)。     Obara等15對晶狀體核的生化研

10、究發(fā)現(xiàn)，隨著核顏色變深，除高密度脂蛋白升高外，乳糜微粒、極低密度脂蛋白、低密度脂蛋白量減少，且顏色從淡黃到棕色變化中脂蛋白的分解代謝加強(qiáng)，白內(nèi)障晶狀體中偏酸性蛋白即酸性氨基酸如天冬氨酸的含量較高，且發(fā)現(xiàn)黃色愈深偏酸性蛋白愈多16。在晶狀體核顏色與硬度的研究中，將核顏色從淡黃到棕黑色分為4組，Pan等17,18用圓錐探針和微形肌力計(jì)、Heyworth用自動鍘刀儀研究發(fā)現(xiàn)，顏色越深核越硬，4級核是1級核硬度的34倍3。Tabandeh等9對成熟白內(nèi)障囊外摘除的晶狀體核硬度的研究中，術(shù)前參照照像、裂隙燈下透過混濁皮質(zhì)的顏色將核顏色分級，也證明顏色越深核的硬度增加。   

11、 4含水量     在人晶狀體中，核與皮質(zhì)的含水量不同，核為(6.34±2.9)，皮質(zhì)為(68.0±4.3)。理論上講，晶狀體相對脫水與非水溶性蛋白的集中和晶狀體纖維進(jìn)行性壓縮有關(guān)，因而硬度增加。早在1973年，F(xiàn)isher等19在人類晶狀體的老視和水含量的測定中，就認(rèn)為老年核的晶狀體纖維變形的抵抗力增加與水分的喪失有關(guān)，隨著晶狀體核的老化，晶狀體核纖維彼此的粘合力增加，從而使核變形更困難。Perkins在早期白內(nèi)障晶狀體的厚度測量中顯示，60歲以上的皮質(zhì)白內(nèi)障早期比同年齡對照組平均晶狀體厚度小0.42mm，在晶狀體核部早期未顯示出明

12、顯變化，因此認(rèn)為一般白內(nèi)障發(fā)生的第一個(gè)有趣的特征是輕度的脫水，進(jìn)一步的改變是結(jié)合水變成游離水，繼續(xù)發(fā)生脫水改變20。Bettelhein等21測量白內(nèi)障開始皮質(zhì)結(jié)合水減少占皮質(zhì)總水含量的7，在白內(nèi)障發(fā)展中結(jié)合水平均喪失達(dá)29.4，核部達(dá)36.1，因此，從蛋白質(zhì)水化層平均約有1/3的水釋放變成游離水。他們認(rèn)為蛋白質(zhì)分子水化層結(jié)合水的釋放和蛋白質(zhì)的聚集，是導(dǎo)致晶狀體硬化混濁的主要因素之一。許多研究也顯示晶狀體蛋白質(zhì)含量和干重隨年齡而增加?？偹炕蛩苄跃铙w蛋白與年齡呈線性增長的關(guān)系，晶狀體的成長在出生的前幾年較快，此后基本成線性，這意味著除新生的組織外，晶狀體的總水含量下降。研究晶狀體不同區(qū)域的總水含量可間接了解晶狀體的年齡。晶狀體皮質(zhì)隨著年齡的增長總含水量變化較小，而新生的晶狀體組織總水含量輕度增加，所以皮質(zhì)總水含量變化無統(tǒng)計(jì)學(xué)上的差異。而在晶狀體的中間區(qū)和核，隨著年齡的增大，總水含量下降，且有明顯的統(tǒng)計(jì)學(xué)上的差異。即隨著晶狀體的老化，晶狀體游離水含量增加，而結(jié)合水含