【摘要】 青光眼是一种主要的致盲眼病，随着对青光眼研究的深入，逐渐认为高眼压和/或缺血造成视网膜节细胞（retinal ganglion cells，RGCs）以凋亡的方式不断丢失，而神经营养因子、谷氨酸、NO、自由基及Ca2+的浓度变化参与了RGCs的凋亡过程。我们通过本文综述了参与青光眼RGCs损伤的几种因素。
【关键词】 青光眼；病理学；视网膜节细胞
青光眼目前是全世界第二位的致盲眼病，目前认为其病理基础是视网膜节细胞（retinal ganglion cells, RGCs）的不断丢失及其轴突数目的不断减少。长期以来，一直认为病理性眼压增高是青光眼发病的唯一原因，随着对青光眼损害的不断研究，目前认为病理性高眼压和/或视网膜缺血共同成为青光眼病变的始动原因。由于眼内压升高和/或视网膜缺血，造成一系列链式反应，形成RGCs层内神经营养因子的减少、视网膜和玻璃体内谷氨酸浓度升高、RGCs内Ca2+超载、NO和自由基的增加，这些都直接或间接地造成RGCs凋亡的发生。
1神经营养因子的剥夺
Pease用I125标记的脑源性神经营养因子（BDNF）注入上丘[1]，用放射自显影术发现在动物模型青光眼RGCs层的BDNF少于对照眼一半的量，他认为高眼压造成神经营养素的剥夺是青光眼RGCs死亡的一个重要因素。Watanabe等[2,3]横断视神经轴突和夹伤视神经后，玻璃体内直接注射BDNF，发现眼内注射BDNF可以减少RGCs的死亡，对RGCs有保护作用。将大鼠视神经轴突横断后，将BDNF的cDNA转导到RGCs内，发现实验眼BDNF较对照眼表达水平增高，而RGCs也较对照眼凋亡减少。在体外分离培养RGCs，分别将各种神经营养因子与生长因子加入培养液，并与未加任何因子的对照组比较，结果发现加有BDNF，神经营养因子4/5蛋白（NT4/5），碱性成纤维细胞生长因子（bFGF），睫状神经营养因子（CNTF）的RGCs明显多于对照组，表明BDNF,NT4/5,bFGF与CNTF在体外能改善RGCs的生存。在实验性视网膜缺血再灌注损伤大鼠模型中玻璃体腔注射bFGF对实验性视网膜缺血再灌注损伤RGCs具有保护作用。
2谷氨酸的作用
正常状态下，谷氨酸主要存在于视网膜神经末梢的突触囊泡内，释放后作用于其受体，但很快被酶降解和神经胶质细胞摄取而清除；近年来逐渐认识到谷氨酸在青光眼视网膜损伤中起了重要的作用[4]。Dreyer等[5,6]比较白内障患者及白内障伴青光眼患者玻璃体内谷氨酸的浓度，发现白内障伴青光眼患者的玻璃体内谷氨酸浓度较高，同时Dreyer等采用氩激光烧灼猴小梁网的方法，制成猴慢性青光眼模型，实验性青光眼较对照眼谷氨酸浓度有明显的升高，而其他氨基酸浓度未见有差异，表明高浓度的谷氨酸参与了青光眼视网膜损害。宋革等[7]采用将前房灌注压升高到120mmHg持续15，30，45min和高压灌注持续45min后恢复正常眼压15，30，45min的方法制成急性缺血再灌注模型，结果发现缺血15min和缺血后再灌注15min时，视网膜中谷氨酸含量显著升高，表明急性缺血再灌注可诱导视网膜中谷氨酸浓度升高。李养军等[8]直接给兔眼玻璃体内注入不同浓度的谷氨酸，观察注射前后不同时间视网膜电图(ERG)的变化，结果发现大剂量组与小剂量组的闪光视网膜电图（FERG）的b波、振荡电位（OPs）的振幅有显著性差别，同时在大剂量组谷氨酸加用谷氨酸NMDA受体拮抗剂MK801，ERG与正常眼相比无显著变化，这就直接的表明高浓度的谷氨酸对视网膜有损害作用，而NMDA受体拮抗剂MK801对这种损伤有保护作用。谷氨酸参与视网膜损伤的机制可能为高眼压及缺血缺氧时，视网膜内神经元受损，死亡细胞崩解释放出大量谷氨酸，同样条件下视网膜内神经胶质细胞亦受损伤而数目减少，吸收清除谷氨酸的能力下降，从而造成视网膜和玻璃体内谷氨酸浓度升高。高浓度的谷氨酸过度刺激细胞表面的离子通道，使Ca2+，Na+，Clˉ，水进入细胞内，细胞内水、钠潴留，导致细胞肿胀坏死，另一方面Ca2+大量内流，导致细胞内Ca2+超载，高浓度的Ca2+激活了一些钙敏感性酶，如核酸内切酶，引起核酸水解，一氧化氮合酶（nitric oxide synthase, NOS），引起细胞内NO大量合成，高浓度的NO又启动线粒体呼吸抑制及氧自由基损伤的效应，从而引起视网膜内神经元的凋亡。
3一氧化氮的作用
NO被认为是一种功能性信号，在生长发育期能调节轴突的可塑性生长，在视觉系统，NO对突触前纤维的结构性调整作用，被认为NO能剪除不适当的神经投射及隔离轴突末梢。Cogen等[9]在实验中发现顶盖中NOS的表达呈发育性调节，而且NOS被局限在一种神经元内，这种神经元靠近正在发育的RGCs轴突，如果改变顶盖的NO水平，会改变RGCs的轴突发育。而Nichol等[10]在研究NOS对体外培养16h后的新生期RGCs存活的影响时，用NOS阻止剂LNAME（LNG硝基精氨酸甲酯）5mmol/L加入游离血清培养基中，发现存活的P1 RGCs可达61‰以上，表明生长发育过程中NO对体内RGCs的数目起调节作用。另有实验报道从出生后的SD大鼠分离纯化RGCs，在游离血清培养基中培养，加入一种NO释放剂SNAP，RGCs培养48h后用流式细胞仪测定RGCs的存活情况，结果发现≥100μmol/L时，SNAP以浓度依赖性地显著减少RGCs的存活，≤41μmol/L时，SNAP显著地增加RGCs的存活，尤其是增加RGCs的存活，说明NO既有神经保护作用，又有神经毒性作用，在低浓度时NO有利于体外培养的RGCs存活。Neufeld等[11]给大鼠单眼慢性中等程度升高眼内压，并口服一种NOS抑制剂的前体药物LN(6)lysine5tetrazole，在眼内压升高持续7mo后，大鼠眼大约丢失了20000个节细胞，而用LN(6)lysine5tetrazole治疗7mo，则能完全防止RGCs的丢失，如果升高眼内压3mo后再用LN(6)lysine5tetrazole治疗，则RGCs的继续丢失被阻止，说明NOS合成的NO在RGCs的损失中起了一定的作用。
4钙离子的作用
Ca2+参与了机体内多种生理活动，目前普遍认为Ca2+是细胞内重要的第二信使，细胞外的Ca2+通过钙通道及细胞器内的Ca2+进入胞浆，通过改变胞浆内Ca2+浓度来传递信息，从而调节机体的生命活动。对Ca2+在RGCs损伤中的作用，大多数实验通过运用钙离子通道阻滞剂来进行研究。Edwards 等在研究钙调节RGCs轴突的发育实验中[12]，用钙指示剂钙绿葡聚糖（CaGD）来显示Ca2+，实验中发现对视网膜进行光刺激时，能增加RGCs在顶盖中轴突内CaGD的荧光强度，而视网膜至顶盖的轴突内钙浓度局部升高，说明钙对RGCs轴突的生长发育有调节作用，认为由于高浓度谷氨酸可能过度刺激细胞表面的离子通道，使大量Ca2+进入细胞，从而引发一系列级联效应，导致RGCs凋亡，说明Ca2+在RGCs凋亡过程中发挥了一个重要的信号传导作用。目前认为Ca2+的作用机制是细胞内高浓度的Ca2+激活了许多钙敏感酶，如核酸内切酶、蛋白酶、NOS；其中NOS将左旋精氨酸转变为左旋瓜氨酸时产生NO，其具有自由基性质，大量Ca2+内流能在线粒体内解开三磷酸腺苷，造成反应氧中间产物增加，NO自由基及反应氧的中间产物均具有损害性，二者结合导致DNA碎裂，另外，Ca2+内流介导的一系列反应通过严重耗尽细胞内能量而间接导致细胞死亡。Guenther 等[13]在大鼠RGCs上用全细胞膜片钳技术研究血管紧张素Ⅱ对钙离子流的作用，结果显示血管紧张素Ⅱ对RGCs的钙离子流有减少或增加的作用，而增加或减少则取决于细胞上L型离子通道和N型离子通道的数目之比率以及血管紧张素Ⅱ对L型离子通道的作用方式。而对28例正常眼压性青光眼患者（NTG）进行临床研究，发现服用钙离子通道阻止剂（brovincamine）组，比安慰剂对照组的视野有显著提高，表明Ca2+参与了青光眼视野损害，而钙离子通道阻止剂（brovincamine）对这种损害有保护作用，Akira认为钙离子通道阻止剂保护青光眼视野损害的原因是其强有力的血管舒张效应，可以增加视神经的血液循环，帮助视神经维持完整性。另有实验显示硝苯吡啶等钙离子通道阻止剂也可以部分地恢复由于外周血管痉挛造成的青光眼性视野缺损以及增加视网膜中央动脉在舒张期的血流，增加视网膜血液循环。
5自由基的作用
自由基是一种具有双向生物学效应的原子或分子集团，在生理情况下参与机体的多种生理过程，有重要的生理功能，但在某些病理情况下代谢失衡，自由基增多，过多的自由基对生物体具有一定的损害作用，它主要是通过脂质过氧化作用对生物组织产生损害，超氧化物歧化酶（SOD）是自由基的清除剂，它的活性水平高低也反应出自由基对机体的损伤程度。李颖等对38例原发性闭角型青光眼患者静脉血中丙二醛（MDA）和SOD进行检测[14]，结果发现原发性急性闭角型青光眼患者的MDA水平明显高于对照组，MDA活力明显低于对照组。表明氧自由基在原发性急性闭角型青光眼发病中起潜在促进作用，它通过脂质过氧化作用破坏红细胞膜，使其运输氧的能力下降，血粘度增加，导致微循环障碍，睫状体淤血、缺血、水肿、位置前移，从而加速了房角关闭眼压升高。白禹诗等[15]观察6.67kPa，维持1.5h的高眼压兔眼在眼压恢复正常后24h内视网膜组织中MDA含量、SOD活性、谷胱甘肽过氧化物酶（GSHPx）的活性和还原型谷胱甘肽（GSH）含量的变化，结果发现MDA在高眼压解除0～12h逐渐增加，12～24h维持在较高水平。SOD活性和GSHPx活性在高眼压解除即刻均低于正常水平，以后有不同程度增高，其中SOD活性在高眼压解除24h后又开始下降。GSH在高眼压解除后24h内无明显变化。表明活性氧自由基的产生及其引发的脂质过氧化反应是在缺血恢复后开始的。活性氧自由基及其代谢产物参与了青光眼损害。同时，活性氧自由基产生很快，半衰期短，但它诱发的链式反应或其产物MDA在较长时间内存在，继续造成组织损伤。Sun等[16]采用电子自旋共振法（ESR）检测兔急性高眼压组织中自由基的动态变化。结果发现视网膜自由基在高眼压后0.5h即升高，至72h仍呈上升趋势，而且在0.5，1，2，24h及72h各时间点，实验组和对照组氧自由基的质量值均有非常显著性差异，在小梁组织中观察到同样的变化，说明在高眼压中，氧自由基参与了RGCs的损伤。在小梁组织中发现自由基在0.5，1，2，24h及72h各时间点实验组均比对照组有非常显著的差异，推测高眼压后，眼组织及房水中自由基增多，堆积在前房角，使小梁内皮细胞受损，影响小梁内皮细胞的吞饮活动，同时，可阻止酸性磷酸酶对酸性粘多糖的解聚作用，进一步增加了房水流出阻力，加重对眼组织的损伤。
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