抗青光眼藥物對結膜杯狀細胞功能的影響

來源：中國實用眼科雜志作者：李會琳瀏覽：發布時間：2009/9/27 9:28:00

【摘要】青光眼病人長期局部應用抗青光眼藥物，可引起眼表結構和功能性改變。此文重點說明眼結膜杯狀細胞的功能；抗青光眼藥物的影響機制。文中特別提示，隨抗青光眼藥物的不斷更新，在關注藥效同時，應盡量注意預防其副反應。

    杯狀細胞是單細胞黏液腺，在結膜內分散分布在結膜上皮細胞之間，其分泌功能受神經、體液、炎癥因子的調控和影響。現就抗青光眼藥物對杯狀細胞的功能和黏蛋白分泌的影響綜述如下。
結膜杯狀細胞的功能
    杯狀細胞主要功能是合成、儲存和分泌黏蛋白。它們廣泛存在于機體組織，如：鼻黏膜、氣管、支氣管、細支氣管、小腸、結腸黏膜和胰腺導管黏膜中。結膜是一種由數層無角化、復層鱗狀上皮組成的上皮組織，杯狀細胞是高度分化的上皮細胞，分散存在于結膜表層的復層鱗狀上皮內。淚液覆蓋于其表面，起潤滑、濕化和保護其下上皮的功能。淚膜最內層為黏液層，主要由結膜杯狀細胞分泌的分泌型粘蛋白組成，與深層角膜和結膜上皮細胞表達的跨膜黏蛋白結合。增強角膜的濕化功能，為疏水的角膜和水性淚液之間提供一個接觸的界面。覆蓋于角膜前表面，提供了一個透明、光滑的光學界面，可吸附IgA，阻止微生物的侵人，阻隔表面碎屑和有毒物質接觸眼表。
    淚液粘蛋白層對眼表健康的維持非常重要，而黏蛋白主要由結膜杯狀細胞分泌，也有少部分來自角膜上皮和結膜的復層鱗狀上皮（也稱之為黏蛋白的第2分泌系統）。淚液黏蛋白的功能與黏蛋白的量及黏蛋白的結構有關，而結膜杯狀細胞是合成、儲存、分泌黏蛋白的主要細胞，因此結膜杯狀細胞功能改變必將影響淚液黏蛋白的含量和結構，繼而影響淚膜功能，出現一系列眼部癥狀。
影響機制
    抗青光眼藥物對眼表的影響可以概括為防腐劑對眼表的影響和藥物本身對眼表的影響。
    1.防腐劑對眼表的影響
    滴眼劑中常用的防腐劑為0.01％氯化苯甲烴胺( Benzalkonium Chloride BAC）在眼部轉化非常緩慢，季胺鹽分子滴用后可在眼組織中存留168h。
    （1）炎癥機制：長期使用抗青光眼藥物在結膜可出現結膜杯狀細胞減少，上皮下膠原沉著增加，結膜固有層巨噬細胞、纖維細胞、淋巴細胞和肥大細胞增多，淚膜黏液層減少。亞臨床炎癥也被大量報道：結膜上皮和上皮下炎癥細胞浸潤，同時有結膜上皮細胞炎癥因子表達增強。這些改變大多數學者歸因于滴眼液中防腐劑的毒副反應。動物試驗和患者結膜組織活檢發現，結膜的這些改變出現在含有防腐劑的β-受體阻滯劑滴眼劑，而在不含防腐劑的β-受體阻滯劑中不出現或改變較輕。
    在正常眼表，結膜上皮細胞表達IL-l 、IL -6 、IL -8 、TNF-α的mRNA , T-細胞調控、激活這些因子的表達和分泌，結膜炎癥誘導其高水平表達。而ICAM -1 和HLA -DR在正常結膜無表達。在含防腐劑的β-受體阻滯劑治療組IL-l 、IL -6 、IL -8 、TNF-α表達明顯增高，HLA-DR 和ICAM-l 出現表達，尤其是聯合兩種或兩種以上藥物治療者更明顯。不含防腐劑的β-受體阻滯劑治療組僅有輕微的變化。這些炎癥因子的改變與sjogren 綜合征患者的眼表改變類似。至于炎癥因子高表達是防腐劑的毒性作用直接刺激引起，還是炎癥反應的繼發改變，尚需進一步的研究。
    （2）細胞凋亡機制：一些研究報道，高濃度的BAC 引起結膜細胞壞死，低濃度的BAC 誘導細胞凋亡增加。凋亡即細胞程序性死亡，凋亡的具體機制尚不清楚，有幾個家族的蛋白酶參與細胞凋亡，最為突出的是半胱天冬蛋白酶。有關半胱天冬蛋白酶的作用有幾種不同的說法：一是細胞因子與細胞表面受體結合誘導的凋亡如：Fas 或TNF-R，是半胱天冬蛋白酶專一控制的途徑；二是線粒體機能障礙，此在凋亡過程中發生，能引起細胞色素C釋放入胞漿，在胞漿中與細胞凋亡活化因子（A paf - 1）結合，活化半胱天冬蛋白酶。還有細胞毒細胞產生的穿孔素和粒酶B也能激活半胱天冬蛋白酶的階連反應。氧化應激也在凋亡過程中起作用。此外，GSH（還原型谷胱甘肽）池衰竭也被認為是細胞死亡的效應機制，在相關系統伴隨有ROS（細胞內活性氧）的產生。在Debbasch等的研究中發現局部滴用不同濃度（0.0001％~0.01 % ) BAC和（或）BAC＋唾嗎心安，15min后觀察可見H2O2和超氧陰離子增加、GSH 減少、線粒體機能異常、線粒體跨膜電位消失、核染色質凝聚。如果這種改變比較緩和，則細胞還有時間活動進人程序性死亡，改變劇烈則導致細胞壞死。結膜杯狀細胞凋亡增加，最終會導致黏蛋白分泌的減少。
    2.藥物有效成分對眼表的影響
    抗青光眼藥物降低眼內壓的機制部分是針對眼組織的交感神經或副交感神經受體的激動和（或）抑制發揮作用的。藥物滴人結膜囊，在穿透眼表到達靶組織降低眼內壓的同時，也會與眼表細胞的神經受體結合而影響其功能。
   （l）結膜的神經支配和杯狀細胞的神經受體：有許多研究報道了結膜的神經支配（兔子，貓, 和猴子），人結膜固有層有著豐富的叢狀感覺和交感神經網。感覺神經來自眼瞼感覺神經分支（鼻睫神經、淚腺神經、和眶下神經）和睫狀神經分支，起源于第5腦神經三叉神經的眼支；交感神經是支配眼動脈交感神經叢的小分支。Ruskell在人和短尾猴結膜發現，結膜副交感神經來自面神經的副交感神經分支。這些神經分支發出神經末梢分布于杯狀細胞周圍，在興奮刺激下釋放神經遞質，調節細胞功能。Yolanda 等采用蛋白印跡法證明人結膜杯狀細胞膜含有M1、M2、和M3毒菌堿樣受體及α1、β3，腎上腺素能受體。此外，還發現有VIP2型受體( VIPR2s ）存在于杯狀細胞, VIP（一種肽能副交感神經遞質）可以刺激貓結膜上皮分泌黏蛋白。
    此外，有研究發現具有擬膽堿能作用的促細胞分裂素蛋白激酶（MAPKs）可誘導貓結膜組織黏蛋白的分泌，在結膜杯狀細胞膜上還含有EGF受體。這些受體的存在對杯狀細胞的調節作用和調節機制雖然還不清楚，但可以肯定其參與了結膜杯狀細胞的分化、發育和黏蛋白分泌功能的調節。
    研究表明，結膜杯狀細胞分泌黏蛋白的模式與以往知道的其他大多數細胞的分泌是不同的。杯狀細胞分泌黏蛋白是一種定漿分泌的形式，在興奮刺激下分泌顆粒的全部（或絕大多數）排出。相反，部分分泌只占很小的百分比。如果所有杯狀細胞在接受刺激后都分泌黏蛋白顆粒，那么結膜的黏蛋白供應會很快衰竭。因此，在正常情況下，結膜杯狀細胞分泌黏蛋白是在刺激下分級分泌的，參與分泌的細胞數量和細胞排出分泌顆粒的多少是受到嚴格控制的。外源性的受體激動劑和（或）抑制劑必然會影響杯狀細胞功能，影響眼表黏蛋白的量和結構，影響淚膜功能。
    （2）藥物對結膜杯狀細胞的作用機制：① 非選擇性β-受體阻滯劑：首先受到關注的是β-受體阻滯劑的角膜表面局麻作用，但是它還作用于結膜杯狀細胞的β-受體，抑制杯狀細胞cATP 水解，杯狀細胞合成黏蛋白功能降低。② 擬膽堿能藥物：外源性的擬膽堿能藥物（甲酸膽堿，一種乙酸膽堿類似物）可通過M1、M2 、M3膽堿能受體發揮膽堿能作用，在結膜杯狀細胞，擬膽堿能藥物通過M1、M2 、M3毒菌堿樣受體轉活ECFR，作用于MAPK 導致黏蛋白分泌。EGF 和擬膽堿能藥物可能是通過與受體結合激活P42/P44 MAPK （促細胞分裂素蛋白激酶）誘導杯狀細胞分裂、發育，促進黏蛋白的分泌。MPAK 又通過Ca²⁺尹和PKC 反作用于生長因子。EGF 可能是通過刺激分化、遷移和增殖，而擬膽堿能是刺激分泌和肌收縮產生作用的。③α₂-受體激動劑對眼表的影響至今未見報道，在人結膜杯狀細胞膜上未分離出α₂-腎上腺素能受體，它對結膜杯狀細胞的功能尚需進一步研究。患者干眼癥狀的出現除淚液量不足外，還與淚液成分改變有關，上述這些因素在影響結膜杯狀細胞數量的同時，伴有杯狀細胞功能變化，分泌黏蛋白量的改變，黏蛋白的結構也發生改變。對黏蛋白的分子生物學測定表明，在干眼癥患者，黏蛋白分子之間通過半胱氨酸殘基之間的二硫鍵相互交連聚集，黏蛋白MUC5AC 分子由富唾液酸糖基變為富硫酸糖基，淚液黏液層中的黏蛋白MUC5AC與眼表上皮細胞膜跨膜黏蛋白MUCI, MUC4 和MUC16 的結合障礙，導致淚膜不穩，出現干眼癥狀。但這些改變的具體機制還需進一步的研究。
    試驗和流行病學顯示隨著抗青光眼藥物的應用，青光眼濾過手術的有效性逐漸降低。這與藥物治療引起的結膜炎癥和結膜纖維化有關。Souchier 等的研究中提示：TFFI和MUC5AC 的分泌可能是對長期局部藥物治療的一個緩和的反應，它們表達的增加可能是青光眼手術成功的一個有利因素；而HLA-DR 的表達則可能是危險因素。
    結語
    抗青光眼藥物不斷更新，在關注其療效的同時也應盡量避免其毒副反應。從而更大程度地提高患者的滿意度，提高患者的生活質量。

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