玻璃體液化與玻璃體超微空間結構改變的研究進展

聶智風

（上高縣人民醫院五官科，江西 上高 336400）

玻璃體是一種少細胞而富含水分的細胞外基質（含水為 98%）[1]，呈透明的凝膠狀態，主要由纖細的膠原結構和親水的透明質酸和很少的玻璃體細胞組成玻璃體凝膠。除了在眼球發育中發揮重要的作用外，還能對視網膜和晶狀體起到減震、支持作用，并能阻止大分子物質和細胞進入玻璃體，而維持其透明。玻璃體有其特殊的超微結構，該超微結構變化與年齡的增長明顯相關，最終導致玻璃體液化[2]。本文就玻璃體液化與玻璃體超微空間結構改變的研究進展作一綜述。

1 玻璃體超微空間結構

冷凍蝕刻聯合透射電子顯微鏡顯示，構成玻璃體凝膠的膠原纖維呈三維網狀結構。膠原纖維的密度因部位而異，中央區膠原纖維的密度最低，皮質次之，基底部最密集。中央區膠原纖維網稀疏，膠原纖維彼此相互連接，較粗的纖維之間可觀察到比其直徑更加細小的纖維，后者通常位于膠原纖維或纖維束的交匯處。膠原纖維在皮質部形成海綿網狀結構，在基底部規則、有序、密集排列，其粗寬的纖維束交織在一起，各束之間有細小的纖維連接。在玻璃體的基底部和皮質部，玻璃體細胞與膠原纖維結合并分布于纖維網中[3]。

2 玻璃體液化病理生理學的改變

2.1 病因和機制

玻璃體液化的原因和機制還不是很清楚。光誘導超微空間結構改變可能是玻璃體液化的重要原因。P.Rishi等[4]將核黃素作為光敏劑注射至兔眼玻璃體內，并用白光照射。同時，觀察玻璃體液化情況。結果顯示，玻璃體液化率隨照射時間的延長而增加，并用SDS-PAGE電泳和高效液相色譜法分析照射后的玻璃體膠原和透明質酸分子量的改變，發現有高分子量復合物的增加和透明質酸分子量的減少。這種現象的產生，推測可能是誘導產生的超氧陰離子、單態氧等活性氧物質使玻璃體膠原相互交聯和透明質酸降解所致。另外，在對玻璃體液化的相關研究[5-6]中發現，各種酶可導致Ⅱ型膠原降解或構象發生明顯的改變。除正常的α-肽鏈表達外，還出現了另外兩種分子量成倍增加的膠原Ⅱ型肽鏈，可能是相互交聯后形成的多聚體復合物，如“膠原-膠原、膠原-膠原-膠原”或“膠原-纖維連接蛋白-膠原”的大分子結構。正常人玻璃體中含有少量的核黃素，但在一生中受到可見光的照射，產生氧自由基，使玻璃體膠原結構發生改變，最終導致玻璃體液化。

2.2 形態學的改變

2.2.1 空間結構的改變

玻璃體液化的同時還伴有玻璃體的濃縮[7]。在玻璃體液化過程中，玻璃體的膠原-透明質酸三維網狀支架結構收縮塌陷，網眼變小，使部分玻璃體的膠原纖維變致密，導致濃縮，而另一部分空間區域的玻璃體膠原纖維變稀疏或消失，透明質酸分子從尚保留在凝膠成分中的膠原細纖維上分離開，其結合的水分子逸出，形成液化腔，膠原細纖維則聚集成平行的束狀纖維。應用冷凍蝕刻聯合透射電子顯微鏡觀察液化玻璃體，發現仍然可以看到膠原纖維，但各部分的纖維網結構均有破壞：基底部膠原纖維不再呈現規律、有序的束狀排列，而是雜亂無章的單根纖維，細小的連接纖維消失；中央區膠原纖維之間的連接斷開，纖維網狀結構破壞，膠原堆積，細小的纖維不復存在，膠原纖維的超微結構處于一種松散的狀態；皮質部膠原纖維網不再呈海綿狀，纖維明顯稀疏、減少[8-9]。

2.2.2 微觀結構的改變

中央部玻璃體液化部位的透射電鏡觀察顯示，不論是液化腔與非液化腔的過渡區，還是非液化的基底部，均可見膠原纖維斷裂、碎片增加，尤其是液化腔的邊緣部碎片增多更明顯。同時，膠原纖維和蛋白多糖的密度下降[10]。這一形態學觀察，說明玻璃體液化是由于膠原纖維斷裂和蛋白聚糖減少引起的。

2.2.3 生化的改變

某些酶在超微空間結構的發生、發展過程中發揮重要的作用[11]。正常人眼玻璃體中含有基質金屬蛋白酶-2（MMP-2）和 MMP-9 酶原[12]。 有研究[13]表明，激活態的 MMP-2對Ⅱ型膠原無明顯作用，但可降解 V/XI型膠原、IX型膠原片段 COL2、COL2+COL3。在體外實驗中也觀察到MMP-2降解玻璃體凝膠的現象。同時，該研究認為，MMP-2的激活導致超微空間結構的改變是各種玻璃體視網膜病理變化和玻璃體液化可能的機制。隨著年齡的增加，玻璃體內 MMP-2酶原、MMP-9酶原量無變化，但纖溶酶量增加。這種酶可降解纖維連接蛋白、Ⅵ型膠原、蛋白多糖的核心蛋白，并激活 MMPs[14]，兩者共同分解膠原，導致玻璃體液化。同時，還可分解玻璃體與內界膜的粘連[15]，導致玻璃體后脫離。Jin H.X.等[16]發現，老化玻璃體的膠原纖維束表面Ⅸ型膠原丟失，可導致內層的Ⅱ型膠原大量暴露。他認為，Ⅸ型膠原憑借連接的硫酸軟骨素邊鏈遮蔽Ⅱ型膠原免于暴露，維持玻璃體正常結構，而老化玻璃體的活性MMP-2增加，分解了Ⅸ型膠原，使Ⅱ型膠原暴露而互相黏著、凝聚致玻璃體液化及后脫離[17]。

2.3 流變學的改變

玻璃體凝膠的大分子結構影響其黏彈性[18]。有研究[19]發現，玻璃體表現出非牛頓流體的特性，即流動線不是直線，黏度隨剪切率而變化，上升曲線與下降曲線不重合，而表現出有彈性滯后現象，存在殘余應力。玻璃體在高剪切力時，上升與下降曲線非常接近，但也表現出非牛頓流體的特點。當剪切力去除后，不能按原軌跡返回原點，說明存在殘余應力。玻璃體的這種黏彈性，使玻璃體在外力消除后能立刻恢復原狀，從而減輕了外力對眼部重要結構的直接作用。J.Benitez Herreros等[20]運用流變儀對牛眼玻璃體進行振蕩測試與穩定剪切率測試。研究表明，透明質酸在維持玻璃體三維結構中起著重要的作用，而玻璃體液化可能與透明質酸的分解有關。

3 展望

玻璃體液化是導致許多原發性玻璃體視網膜界面疾病及視網膜疾病的原因。希望對玻璃體液化的機制及玻璃體有其特殊的超微結構改變作進一步的研究，能提供減緩玻璃體液化的方法，從而減少相關疾病的發生。

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