評價視網(wǎng)膜缺血再灌注損傷指標(biāo)的研究進展

宋慶磊，霍 鳴

(三峽大學(xué) 第一臨床醫(yī)學(xué)院 眼科，湖北 宜昌 443003)

短篇綜述

評價視網(wǎng)膜缺血再灌注損傷指標(biāo)的研究進展

宋慶磊，霍 鳴*

(三峽大學(xué) 第一臨床醫(yī)學(xué)院 眼科，湖北 宜昌 443003)

視網(wǎng)膜缺血再灌注損傷常引起視功能損害，多見于青光眼急性發(fā)作時的降眼壓治療、視網(wǎng)膜血管栓塞性疾病的溶栓治療及影響視網(wǎng)膜血流的各種眼科手術(shù)過程中。采用視網(wǎng)膜電流圖、丙二醛、轉(zhuǎn)錄因子和炎性因子等指標(biāo)評價視網(wǎng)膜缺血再灌注損傷，以指導(dǎo)臨床治療。

視網(wǎng)膜缺血再灌注損傷；檢測指標(biāo)

缺血性眼病的視網(wǎng)膜血流恢復(fù)后，視網(wǎng)膜功能受損進一步加劇，甚至發(fā)生不可逆性損害，這就是視網(wǎng)膜缺血再灌注損傷(retinal ischemia-reperfusion injury，RIRI)。目前采用多種檢測指標(biāo)評估缺血再灌注后視網(wǎng)膜功能的受損情況，取得了一定的研究進展，綜述如下。

1 檢測指標(biāo)

1.1 視網(wǎng)膜電流圖

視網(wǎng)膜電流圖(electroretinogram,ERG)是視網(wǎng)膜細胞經(jīng)光刺激后產(chǎn)生的一系列電位變化所組成的復(fù)合波，近年來得到廣泛的應(yīng)用。ERG以a波、b波和OPs波為代表。a波主要由光感受器產(chǎn)生，OPs波對血管功能改變敏感，b波振幅波動能較好地反應(yīng)視網(wǎng)膜缺血再灌注損傷的程度[1]。有報道缺血時ERG波形完全消失，再灌注1 h a波、b波部分恢復(fù)，48 h接近正常水平[2]。另有實驗發(fā)現(xiàn)再灌通24 h模型組a波、b波振幅下降61%和79%，7 d后，兩波振幅較早期恢復(fù)，但相比正常組仍下降27%和66%，地奧司明完全恢復(fù)a波、b波，對視網(wǎng)膜有一定保護作用[3]。

缺血再灌注后視網(wǎng)膜脫離可能是RIRI的一個潛在機制，并通過視網(wǎng)膜電流圖得到證實。缺血再灌注后3 d， 視網(wǎng)膜發(fā)生脫離， 14 d逐漸復(fù)位， 這與視網(wǎng)膜電流圖a波變化基本一致。a波在缺血再灌注7和14 d無明顯變化，21和28 d強光刺激后振幅顯著降低，35 d恢復(fù)正常。視網(wǎng)膜脫離時，損傷了視錐和視桿細胞，隨著視網(wǎng)膜的復(fù)位，光感受器細胞的功能也逐漸恢復(fù)，出現(xiàn)了相應(yīng)的a波改變[4]。

1.2 抗氧化酶

視網(wǎng)膜缺血再灌注損傷產(chǎn)生大量的氧自由基和自由基類物質(zhì)，丙二醛(MDA)、超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽過氧化物酶(Gpx)常作為一組標(biāo)志物，反應(yīng)體內(nèi)自由基的代謝狀況。缺血再灌注早期，視網(wǎng)膜能量代謝障礙，激活黃嘌呤氧化酶通路，產(chǎn)生O2-和OH-,與視細胞中的不飽和脂肪酸結(jié)合形成烷過氧自由基，導(dǎo)致大量的MDA沉積。升高豬眼壓誘導(dǎo)RIRI，模型組MDA為9.45±1.82 nmol/g，明顯高于對照組的5.13±0.92 nmol/g。MDA抑制酶活性和誘發(fā)基因突變，使神經(jīng)元凋亡，其含量的升高直接反應(yīng)視網(wǎng)膜損傷的程度[5]。

SOD和Gpx是體內(nèi)抗自由基的主要活性酶，SOD催化超氧化物轉(zhuǎn)化為O2和過氧化氫，保護細胞免受氧化損傷。Gpx使有毒的過氧化物轉(zhuǎn)化成無毒的羥基化合物，清除細胞代謝過程中產(chǎn)生的過氧化物，減輕細胞膜不飽和脂肪酸的過氧化作用，有Gpx1、Gpx2、Gpx3和Gpx4等4種不同的酶系，以Gpx1與RIRI關(guān)系密切[6- 7]。RIRI模型建立后7 d檢測SOD、Gpx活性及濃度較正常組降低35%和90%，MDA含量增加1.3倍；米諾環(huán)素明顯恢復(fù)SOD和Gpx活性，抑制MDA表達[8]。同樣，地奧司明下調(diào)MDA合成，增強T-SOD、Gpx酶活性，促進視網(wǎng)膜電生理恢復(fù)[3]。

1.3 NO和NOS

一氧化氮(NO)是一種自由基氣體，正常眼內(nèi)有少量的NO，作為神經(jīng)遞質(zhì)發(fā)揮重要的生理作用，但在病理狀態(tài)下過度合成，破壞血-視網(wǎng)膜屏障、誘導(dǎo)視網(wǎng)膜細胞損傷，在RIRI和MDA介導(dǎo)的神經(jīng)毒性中發(fā)揮重要作用。有報道NO在RIRI早期即開始表達，隨再灌注時間延長而升高，24 h達高峰,產(chǎn)生的NO與O2-結(jié)合產(chǎn)生有毒性的ONOO-離子，促使視網(wǎng)膜神經(jīng)元凋亡[9]。

一氧化氮合酶(NOS)是NO合成的關(guān)鍵酶，有內(nèi)皮型(eNOS)、神經(jīng)型(nNOS)和誘導(dǎo)型(iNOS) 3種亞型。eNOS催化形成的NO增加缺血區(qū)的血氧流量、抵抗血小板聚集、阻斷脂質(zhì)的過氧化反應(yīng)，減輕組織損傷。實驗證實拳參提取物增強血清中eNOS 活性, 抑制iNOS表達, 通過提高T-NOS，升高NO含量，擴張視網(wǎng)膜血管，增強視網(wǎng)膜抗氧化能力；而nNOS和iNOS合成的NO具有毒性，是造成視網(wǎng)膜缺血再灌注損害的重要因素[9- 11]。NOS的表達與視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞的凋亡密切相關(guān)，缺血再灌注損傷后iNOS活性增強、表達增加，凋亡細胞mRNA表達上調(diào)，主要位于內(nèi)核層和神經(jīng)節(jié)細胞層,并與神經(jīng)節(jié)細胞的損傷程度呈正比[12]。

1.4 炎性因子

視網(wǎng)膜缺血再灌注損傷后的炎性級聯(lián)反應(yīng)是導(dǎo)致遲發(fā)神經(jīng)元損傷的主要原因,視網(wǎng)膜血流再灌通時發(fā)生隨血流聚集的IL-1、IL-6和TNF-α等炎性介質(zhì)增多。

實驗發(fā)現(xiàn)RIRI后視網(wǎng)膜水腫、結(jié)構(gòu)模糊，神經(jīng)纖維層、節(jié)細胞層出現(xiàn)空泡，內(nèi)、外叢狀層和內(nèi)核層排列疏松紊亂，內(nèi)源性IL-1和IL-6表達增加，改變血流動力學(xué)，誘導(dǎo)白細胞向缺血組織侵潤，趨化白細胞游走黏附于血管內(nèi)皮；活化血管內(nèi)皮細胞產(chǎn)生自由基、NO，刺激中性粒細胞釋放炎性反應(yīng)蛋白和介質(zhì)，增加血管通透性，加劇炎性反應(yīng)[13]。Toll樣受體調(diào)控IL-6的分泌，Tlr4受體的缺乏，阻斷Tlr4-NF-κB信號通路，抑制IL-6表達，提高視網(wǎng)膜神經(jīng)節(jié)細胞存活，減輕炎性反應(yīng)[14]。

TNF-α是一種具有廣泛生物活性的促炎性因子，必須和受體結(jié)合才能發(fā)揮生物學(xué)效應(yīng)，目前發(fā)現(xiàn)有TNFR1和TNFR2兩種受體，TNF-α主要與TNFR1結(jié)合通過NF-κB信號通路、細胞凋亡信號通路和JNK信號通路產(chǎn)生不同的生物學(xué)效應(yīng)。TNF-α產(chǎn)生于組織恢復(fù)血流的早期階段，通過各種機制介導(dǎo)RIRI。動物模型發(fā)現(xiàn)血流再灌通5 h，TNF-α蛋白和mRNA表達顯著升高，12 h恢復(fù)基線水平；同時R1及R2受體mRNA表達也明顯上調(diào)，免疫熒光染色位于視網(wǎng)膜外叢狀層和血管平滑肌細胞層[15]。也有報道再灌注2 h，TNF-α即有表達，4 h達高峰，8 h后開始下降，24 h仍維持較高水平[16]。TNF-α表達于視網(wǎng)膜血管內(nèi)皮，損傷血管、促進血栓形成，使組織局部血流阻斷，加重視網(wǎng)膜缺血損傷；活化單核/巨噬細胞系統(tǒng)，釋放超氧離子和NO，刺激中性粒細胞LFA-1表達，誘使白細胞及淋巴細胞黏附血管內(nèi)皮，增加血管通透性。

1.5 轉(zhuǎn)錄因子

神經(jīng)元的凋亡是RIRI的主要病理表現(xiàn),近年來發(fā)現(xiàn)核因子E2相關(guān)因子2(Nrf2)和核轉(zhuǎn)錄因子κB(NF-κB)等轉(zhuǎn)錄因子在細胞凋亡方面發(fā)揮重要作用。

Nrf2是一種抗氧化應(yīng)激的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子，通常以無活性狀態(tài)儲存于胞質(zhì)中，在內(nèi)、外源性物質(zhì)(如活性氧)作用下轉(zhuǎn)入細胞核發(fā)揮生物學(xué)活性。體內(nèi)、外實驗發(fā)現(xiàn)Nrf2活化后上調(diào)HO-1蛋白和mRNA表達，調(diào)控 Nrf2 -Keap1 -ARE通路，降低氧化應(yīng)激對視網(wǎng)膜神經(jīng)元的損傷[17]。細胞內(nèi)Nrf2的缺乏，顯著增加超氧化物和炎性因子生成，引起視網(wǎng)膜神經(jīng)元凋亡和毛細血管退行性變；Nrf2誘導(dǎo)劑上調(diào)抗氧化基因表達，降低超氧化物水平，保護視網(wǎng)膜免受損傷[18]。

NF-κB常以P65-P50異源二聚體形式存在，活化后從細胞質(zhì)轉(zhuǎn)入細胞核發(fā)揮作用。有報道NF-κB在TNF-α介導(dǎo)的細胞凋亡作用中也發(fā)揮重要作用，在細胞凋亡的啟動階段就活化NF-κB建立快速防御機制，阻斷凋亡信號傳遞，抑制細胞凋亡[15]。NF-κB與組織的炎性反應(yīng)和氧化應(yīng)激密切相關(guān)，在缺血、缺氧及外傷等刺激因素作用下激活，調(diào)節(jié)促炎因子和氧化產(chǎn)物的表達。應(yīng)用無NF-κB活性的轉(zhuǎn)基因大鼠抑制IL-6和TNF-α等炎性介質(zhì)表達；活化NF-κB增強NADPH氧化酶活性，增加活性氧的產(chǎn)生，加重神經(jīng)元凋亡[19]。西紅花酸抑制NF-κB異源二聚體的形成，阻斷下游信號通路，下調(diào)促炎基因和氧化物表達，對RIRI有明顯的保護作用[20]。

2 展望

視網(wǎng)膜缺血再灌注損傷是多因素多機制共同作用的結(jié)果，多種檢測指標(biāo)的應(yīng)用，為防治視網(wǎng)膜缺血再灌注損傷積累了實驗數(shù)據(jù)，但目前尚處于動物實驗階段，缺乏相應(yīng)的臨床資料，對指導(dǎo)RIRI臨床治療比較局限，各種檢測指標(biāo)間的相互作用機制尚不十分明了，需進一步探討。

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Progress in evaluation indexs of retinal ischemia-reperfusion injury

SONG Qing-lei, HUO Ming*

(Dept. of Ophthalmology, First Affiliated Hospital,the Three Gorges University,Yichang 443003,China)

The retinal ischemia-reperfusion injury often causes visual impairment which occurs during acute glaucoma IOP lowering treatment, thrombolytic treatment of retinal vascular occlusive disease and various ophthalmic surgical procedures which affect retinal blood flow, using testing indexs such as electroretinogram, malondialdehyde, transcription factors and inflammatory factors, to evaluate retinal ischemia-reperfusion injury, and to guide clinical treatment.

retinal ischemia-reperfusion injury;testing indexs

2013- 12- 17

2014- 03- 24

*通信作者(correspondingauthor)：ychuoming@163.com

1001-6325(2014)09-1293-04

文獻標(biāo)志碼：A