糖尿病视网膜病变发病机制研究

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糖尿病视网膜病变的流行病学、病因学与发病机制研究现状        

糖尿病视网膜病变的流行病学、病因学与发病机制研究现状        

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中华医学会儿科分会眼科学组委员,中国女医师协会眼底病分会委员,海峡两岸医药卫生交流协会眼科学会小儿视网膜学组委员,海峡两岸医药卫生交流协会眼科学会黄斑学组青年委员,河南省中西医结合眼科常务委员,河南省医学会眼科临床转化和基础研究学组学会委员,河南省医学会眼科分会青年委员,河南省医师协会眼科分会青年委员。

BascomPalmerEyeInstitute访问学者。

主要研究方向:眼底病。

E mail:wanwen cui82@126.com收稿日期:2022 06 21修回日期:2022 08 01本文编辑:盛丽娜△基金项目:国家自然科学基金青年项目(编号:82101152)作者单位:450052 河南省郑州市,郑州大学第一附属医院眼二科(万文萃);710004 陕西省西安市,西安市人民医院(西安市第四医院),陕西省眼科医院(龙洋)【摘要】 糖尿病视网膜病变(DR)是全球工作年龄人群视力丧失的主要原因,根据国际糖尿病地图研究预测,2045年中国糖尿病患者将达1.74亿,DR正在成为全球公共卫生问题。

糖尿病视网膜病变研究进展

糖尿病视网膜病变研究进展

临床表现
视力下降
患者可能出现不同程度的视力 下降,严重时可导致失明。
视物模糊
由于视网膜血管病变,患者可 能出现视物模糊的症状。
眼前黑影
视网膜血管阻塞或出血可能导 致患者眼前出现黑影。
视野缺损
随着病情发展,患者可能出现 视野缺损的情况。
02 糖尿病视网膜病变的流行 病学研究
全球流行情况
糖尿病视网膜病变是糖尿病最常见的微 血管并发症之一,全球范围内患病率较 高。
干细胞治疗
干细胞治疗是一种具有前景的治疗方法,通过将干细胞移植到病变部位, 促进视网膜细胞的再生和修复。目前干细胞治疗在糖尿病视网膜病变中 仍处于临床试验阶段。
05 糖尿病视网膜病变的预防 与控制策略
生活方式干预
定期检查
定期进行眼科检查,以便早期发现视网膜病 变。
健康饮食
遵循低糖、低脂、高纤维的饮食原则,控制 体重。
在亚洲地区,糖尿病视网膜病变的患病率较高,特别是在中国和印度等人 口众多的国家。
在非洲地区,由于糖尿病控制不佳和医疗资源有限,糖尿病视网膜病变的 患病率也较高。
影响因素
糖尿病视网膜病变的发生和发展受多种因素的影响,包括血糖控制情况、 高血压、高血脂、病程长短、遗传因素等。
其中,血糖控制不良是最重要的危险因素之一,长期血糖升高会损伤视 网膜血管,导致血管通透性增加、血-视网膜屏障破坏等病理改变。
血流动力学异常
糖尿病影响视网膜血流动力学,包括血流速度 减慢、血管阻力增加等。
视网膜缺氧
血流动力学异常导致视网膜缺氧,进一步加重视网膜病变。
视网膜神经元损伤
神经元细胞凋亡
长期高血糖状态导致视网膜神经元细胞凋亡, 使神经元数量减少。

基因介导的自噬和凋亡在糖尿病视网膜病变中的作用

基因介导的自噬和凋亡在糖尿病视网膜病变中的作用

基因介导的自噬和凋亡在糖尿病视网膜病变中的作用糖尿病视网膜病变是糖尿病患者最常见的并发症之一,引起了严重的全球公共卫生问题。

糖尿病视网膜病变是由于高血糖导致视网膜微血管病变,进而导致视网膜受损和失明。

近期的研究表明,基因介导的自噬和凋亡在糖尿病视网膜病变中发挥了极为关键的作用。

自噬和凋亡是两个独立的细胞死亡途径,前者通常是细胞感知到压力和环境紊乱时的一种自我修复机制,后者则是一个紧急响应机制,在一些条件下,细胞会通过凋亡来消除已受到严重损伤的或不正常的细胞。

在糖尿病视网膜病变中,基因介导的自噬和凋亡途径受到了广泛的关注,已成为了研究的热点领域。

研究显示,在高糖环境下,细胞的自噬结束后会出现凋亡现象。

在自噬过程中,细胞通过吞噬自己的蛋白质和器官来获取能量,从而适应环境。

但是,如果自噬过程持续太久,细胞就会继而启动凋亡途径,导致细胞死亡。

这种过度的自噬现象被称为 "自噬过度",在糖尿病视网膜病变中起到了重要的作用。

在糖尿病视网膜病变中,基因介导的自噬和凋亡途径被多次研究,并提出了一些新的可能的治疗方法。

增强自噬的过程可以防止糖尿病引起视网膜微血管病变的产生。

自噬在改善糖尿病微血管病变的疗效方面具有很大的潜力。

另一方面,凋亡是糖尿病视网膜病变的另一个研究热点,一些研究表明,减少凋亡可能会减缓和逆转糖尿病视网膜病变的进程。

已经有一些针对凋亡途径的治疗试验正在进行,以期望在治疗糖尿病视网膜病变时发挥更好的作用。

总之,在糖尿病视网膜病变中,基因介导的自噬和凋亡途径的调控对于维持视网膜的正常功能和保护视力至关重要。

了解这些细胞生理机制和尝试寻找更好的治疗方法无疑将会对糖尿病患者的生活产生重大影响。

糖尿病视网膜病变细胞生物学研究进展

糖尿病视网膜病变细胞生物学研究进展

摘要
糖 尿病 视 网 膜 病 变 ( R) 主要 的致 盲 眼 病 。几 十 年 来 , D 是 内分 泌 学 家 和 眼科 学 家 一 直 认 为 , 网 膜 血 管 内 皮 视
细 胞 和 周 细 胞 在 糖 尿 病 视 网 膜 病 理 改 变 中 发 挥 了 主 导 作 用 , 神 经 元 和 胶 质 细 胞 处 于从 属 的地 位 。 最 新 研 究 显 示 , R 而 D 除 了 微 血 管 病 理 改 变 外 , 是 一 种 神 经 组 织 的慢 性 退 行 性 变 。在 D 过 程 中 , 经 元 和神 经 胶 质 细 胞 不 仅 能 和 血 管 内皮 还 R 神
展 。希望 为 防治 D R提 供 一 个 新 的 思 路 。 1 DR 血 管 内 皮 细 胞 和 周 细 胞 的 改 变 视 网膜 毛 细 血 管 主要 由 血 管 内 皮 细 胞 和 周 细 胞 组 成 , 细 胞 与 大 血 管 平 滑 肌 相 似 , 过 舒 缩 调 节 视 网 膜 周 通 血 流 。 而 内 皮 细 胞 之 间 的 紧 密 连 接 构 成 了血 一 网 膜 视 内 屏 障 ( rad w f l drt a br e, R ) 周 细 bek o no bo — i l ar rB B 。 o en i 胞 和 内皮 细 胞 的功 能 完 整 对 维 持 视 网膜 毛 细 血 管 的稳 定 性 具 有 十 分 重 要 的作 用 。
血 管 损 害 以 外 , R 还 是 一 种 神 经 组 织 的 慢 性 退 行 性 D 变 。 这 包 括 神 经 细 胞 凋 亡 增 加 、 胶 质 细 胞 反 应 性 增 大
生、 小胶 质细胞 激 活 和谷 氨 酰胺 代 谢 改 变 … 。而 且 在
视 网 膜 血 管 病 理 性 改 变 之 前 , 可 见 到 视 网 膜 功 能 的 就

2型糖尿病患者糖尿病视网膜病变的发生情况及影响因素调查

2型糖尿病患者糖尿病视网膜病变的发生情况及影响因素调查

•论著・2型糖尿病患者糖尿病视网膜病变的发生情况及影响因素调查翁洁,黄晓云,曹娟南京医科大学第一附属医院/江苏省人民医院,江苏南京210009【摘要】目的探究2型糖尿病(T2DM)患者糖尿病视网膜病变(DR)发生情况及危险因素。

方法以2017年6月至2019年5月期间首次在南京市某医院门诊就诊的T2DM患者为研究对象进行基本信息及患病情况调查、体格检查、实验室指标检测及DR检查,采用描述流行病学分析方法进行分析,并采用单、多因素分析方法对T2DM患者并发DR影响因素进行分析。

结果本研究共对1248例T2DM患者进行分析,男性占45.99%,女性占54.01%。

检出DR348例,检出率为27.88%,以中度为主(201例,57.75%)。

多因素Logistic回归分析结果显示,年龄越大(0心~59=2.259、0尺60~69=2.321、0/?7o~79=5.388)、T2I)M病程拓年(OR=6.372)、使用胰岛素治疗(0尺=2.753)、糖化血红蛋白(HbAlc)异常(0/?=4.658),高血压(0/?=4.565)、尿微量白蛋白异常(OR=3.034)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)异常(0/?=3.554)的T2DM患者发生DR风险越高。

结论T2DM患者DR发生率较高,与年龄、病程、使用胰岛素治疗.HbAlc异常、高血压等因素有关,对于存在危险因素的T2DM患者进行监测及积极开展针对性干预措施,可降低DR发生风险,提高患者生存质量二【关键词】2型糖尿病;糖尿病视网膜病变;并发症;患病率;影响因素中图分类号:R195.4文献标识码:A文章编号:1671-5039(2020)06-0609-04Occurrence and influencing factors of diabetic retinopathy in patients with type2diabetesWENG Jie,HUANG Xiao-yim,CAO JuanThe First Affiliated Hospital of N anjing Medical University,Jiangsu Province Hospital,Nanjing210009,China[Abstract]Objective To investigate the occurrence and risk factors of diabetic retinopathy(DR)in patients with type2diabetes(T2DM).Methods A T2DM patient who was treated for the first time in an outpatient clinic of a hospitalin Nanjing from June2017to May2019was selected as the research object to conduct investigation of basic informationand disease information,physical exami n ation,laboratory index testing and DR examination.Descriptive epidemiological analysis was used to analyze the DR in T2DM patients,and the influencing factors were analyzed by univariate and multi­variate analysis methods.Results A total of1248T2DM patients were analyzed.Males accounted for45.99%and fe­males accounted for54.01%.348cases of DR were detected,with a detection rate of27.88%,mostly moderate(201cas・es,57.75%).Multivariate logistic regression analysis showed that T2DM patients with the older the age(OR50-59=2.259,OR m~69=2.321,ORio~i9=5.388),the course of T2DM>5years(OR=6.372),the use of insulin therapy(OR=2.753), HbAlc abnormality(OR=4.658),hypertension(OR=4.565),urinemicroalbumin(OR=3.034),and LDL-C abnormali­ty(0/?=3.554)had a higher risk of DR.Conclusion The incidence rate of DR in T2DM patients is relatively high,and associated with age,course of disease,insulin therapy,HbAlc abnormality,hypertension and other factors.Monitoring ofT2DM patients with risk factors and active targeted intervention measures can reduce the risk of DR and improve the quali­ty of life of patients.[Keywords]Type2diabetes;Diabetic retinopathy;Complications;Prevalence;Influencing factorDOI:10.12183/j.scjpm.2020.0609基金项目:江苏省科技计划项目(BK20170359)作者简介:翁洁(1986—),女,大学本科,护师,研究方向:眼科护理通信作者:黄晓云,E-mail:****************糖尿病是由多病因引起的以慢性高血糖为特征的代谢性疾病,其中90%左右为2型糖尿病(T2DM),我国是糖尿病大国,20岁以上人群T2DM 发病率达9.7%,且呈逐年升高趋势:7。

糖尿病视网膜病变发生机制及防治的研究进展

糖尿病视网膜病变发生机制及防治的研究进展
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中日友好医院学撤 2 0 0 2年第 1 卷第 1 6 期
J“ 龊 o " C i i nF i dh A n J  ̄ r nsi o l l 20 e , f 1 , o 1 aa e pH s t ,0 2Fb 6 . pa N
1 D R的病 理形 态改变 D R主要是视 网膜 毛细血 管发生病 变 , 然后 逐渐 延 伸 至静脉 、 动脉 和动脉:临床 将其分 为 2个 阶段 : 小 背景型
D 和 增殖 型 D R R=背 景 型 D 的 主要 表 现 为 微 血 管 瘤 、 R 毛 细 血 管 闭 塞 和 渗 出 。增 殖 型 D 以 新 生血 管 形 成 为 主 要 R
逐步增加 , 在视 网膜血 流量与 DR严 重程度 之 间存在 正相
关关系 。19 92年 , ad等研 究 了 10名 正常人 和 D 患 Pt 0 M
者 , 果 发 现 , D 的 D 患 者 . 视 网 膜 血 流量 与 正 常 结 无 R M 其 人类 似 , 纯 型 D 视 网 膜 血 流 量 比 正 常 增 加 3 % , 单 R 3 2 增 殖 型 【R视 网 膜 血 流 量 增 加 5 . % 。推 测 视 网 膜 血 流 量 ) 01 减 少是 在 视 网 膜血 流 量 增 加 之 前 发 生 。 视 网 膜 血 流 量 的 改 变 与 D 的 病 程 有 关 , 流 量 的减 少 发 生于 D 病 程 中 M 血 M 较短的时间 , 随着 D 病 程 的延 长 , 网 膜 血 流 的 减 少 导 M 视 致 视 网 膜 缺血 , 后 继 发 一 系 列 的 改 变 , 说 网 膜 循 环 的 然 如
2 1 说 网膜 胶 质 细胞 的改 变 .
自主调节功能受损 、 周细 胞减 少、 氧刺激 血管 内皮生 长 缺 因子(ac]red 1 tl rw hfc v G ) vsu 【 Dh i o t at a 1 eag  ̄, E F 的生 成等 , 从而造成视网膜血流量 增加 。由于说网膜 血流 的异 常早 在发生 D R以前 即已存在 . 在这个 阶段 进行 药物干预 有可

糖尿病视网膜病变与血-视网膜屏障损伤机制研究进展

糖尿病视网膜病变与血-视网膜屏障损伤机制研究进展

第39卷第3期20 2 1年3月中华中医药学刊C H I N E S E A R C H I V E S O F T R AD I T I O N A L C H I NE S E M E D I C I N EVol. 39 No. 3Mar. 2 0 2 1D()I:10. 13193/j.issn. 1673-7717.2021.03.027糖尿病视网膜病变与血-视网膜屏障损伤机制研究进展张瀚文,石岩(辽宁中医药大学,辽宁沈阳110847)摘要:糖尿病视网膜病变(diabetic retinopathy,D R)是糖尿病较常见的并发症之一,是成人致盲的主要原因,严重影 响糖尿病患者的生存质量。

对于D R的发病机制研究目前尚未完善,相关假说涉及到血流动力学改变、血管内皮生长因 子表达、晚期糖基化终产物增多、氧化应激反应等。

血-视网膜屏障(blood- retina barrier,B R B)是由内皮细胞间的紧密 连接、周细胞、色素上皮细胞等组成的具有选择性滤过的组织,起到保护视网膜细胞、视神经并提供稳定代谢环境的作 用。

B R B的结构破坏和通透性增加是D R的重要病理改变之一,从B R B的生理病理机制、宏观及微观变化两方面详细 探讨D R中B R B的损伤机制,以期待为D R的临床病机及治疗手段提供更多的方向。

关键词:糖尿病视网膜病变;血-视网膜屏障;发病机制;生理结构;病理变化;视网膜内皮细胞;周细胞;Miiller细胞 中图分类号:R259.872 文献标志码:A文章编号:1673-7717(2021 )034105名5Recent Progress on Diabetic Retinopathy and Mechanism of Blood - Retinal Barrier InjuryZ H A N G H a n w e n,S H I Y a n(Liaoning University of Traditional Chinese Medicine, Shenyang 110847 ,Liaoning, China)Abstract:Diabetic retinopathy(D R)is one of the most c o m m o n complications of diabetes.I t is the m a i n cause of adult blindness a n d seriously affects the quality of life of diabetic patients.T h e study o n the pathogenesis of D R has not yet b e e n c o m­pleted,a n d the relevant hypothesis involves h e m o d y n a m i c c h a n g e s,expression of vascular endothelial growth fartor(V E G F) ,in­creased of glycosylation e n d products(A G E s),oxidative stress reaction,etc.T h e blood —retina barrier(B R B)is a selectively filtered tissue c o m p o s e d of tight junctions between endothelial cells,pericytes,pigment epithelial cells,etc. ,whi c h protects reti­nal cells,optic nerves a n d provides a stable metabolic environment.T h e role of B R B in structural destruction a n d permeability increase is o n e of the important pathological changes of D R.In this p a p e r,the d a m a g e m e c h a n i s m of B R B in D R w a s discussed in detail from the physiological a n d pathological m e c h a n i s m s as well as macroscopic a n d microscopic changes of B R B,in order to provide m o r e directions for the clinical pathogenesis a n d treatment of D R.K e y w o r d s:diabetic retinopathy;blood —retinal barrier;pathogenesis;physiological structure;pathological c h a n g e s;retinal endothelial cells;pericytes;Muller cells糖尿病视网膜病变(diabetic retinopathy,D R)是由于糖尿 病患者糖代谢功能障碍导致的眼部视网膜微循环持续病变的 眼部疾病,是糖尿病较常见的并发症之一。

糖尿病视网膜病变相关研究进展

糖尿病视网膜病变相关研究进展

眼 底 血管 荧 光 造 影 证 实 。

病 慢 性 并 发症 的一 个 重 要 致 病 因 素1 。 3 1 ( ) 压 : 多数 研究 认 为 血压 与 D 有 相 关 性 . 血 压 可 三 血 大 R 高 造 成 动 脉 血 管 内皮 增 生 、 化 、 腔 狭 窄 甚 至 闭 塞 . 而 引起 视 硬 管 从 网膜 缺 血 、 氧 、 管 瘤 的产 生 , 生 血 管 增 生 最 终 导致 D 。 缺 血 新 ( ) 脂 : 年 对 D 与 血 脂 水 平 变 化 的 关 系 进 行 的 研 究 四 血 近 R
甚至失明。
据 国 内 文献 统 计 .糖 尿 病 病 人 在 5年 内有 3 %的 人 会 并 发 0
视 网膜 病 变 ,0年 内有 5 % ,5年 内有 6 % 2 1 0 1 0 5年 则 占 8 %。影 0
( ) 二 发病 机制 : 不 完全 清 楚 , 般 认 为是 由 于 视 网 膜 微 血 尚 一
的 Ⅱ型 糖 尿 病 患 者 发 生 D R。其 发 生 及严 重 程 度 与 糖 尿 病 的病
失 , 毛 细 血 管 收缩 力丧 失 , 细 血 管 的 完 整 性 受 到 破 坏 , 皮 使 毛 内 细胞 增 生 失 控 , 生 血 循 环 障 碍 , 发 引起 区域 性 视 网 膜 血 流 量 调 节 作用 的丧 失 。 时视 网膜 新 生 血 管 可 能 发 生 出血 , 同 导致 前 视 网膜 和玻 璃体 积血 , 增 殖 型 D 在 R晚 期 患 者 。 生 血 管 周 围 纤 维 组 织 新
管 系 统 受 损所 致 。其 可 能 的 机 制 有 :
响 糖 尿 病 视 网 膜 病变 的 因 素很 多 .其 中主 要 包 括 病 程 、血 糖 水 平 、 压 、 脂等。 血 血
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Advances in Clinical Medicine 临床医学进展, 2020, 10(3), 315-319Published Online March 2020 in Hans. /journal/acmhttps:///10.12677/acm.2020.103050Study on the Pathogenesisof Diabetic RetinopathyJing Chang, Lilun Wang, Jing HeDepartment of Ophthalmology, Affiliated Hospital of Yan’an University, Yan’an ShaanxiReceived: Mar. 2nd, 2020; accepted: Mar. 17th, 2020; published: Mar. 24th, 2020AbstractObjective: Diabetic retinopathy is the main cause of visual impairment in the population of indu-strialized countries. Although damage to retinal nerve function has been confirmed before vascu-lar lesions, the most common early clinical manifestations are microaneurysms and intraretinal hemorrhage. Microvascular damage leads to retinal capillaries, no perfusion of blood vessels, cot-ton wool spots, an increase in the number of bleeding points, venous abnormalities, and retinal microvascular abnormalities. During this phase, increased permeability of retinal blood vessels can lead to increased retinal thickness and retinal exudate exudation, eventually Lead to de-creased central vision. During the proliferative phase, retinal arteriovenous occlusion, new blood vessels are formed in the optic disc, retina, iris, and atrial angle. These new blood vessels cause tractional retinal detachment and neovascular glaucoma. No capillary perfusion or macular at this time Edema at the site, vitreous hemorrhage, blood vessel distortion, and traction retinal detach-ment can all lead to vision loss.KeywordsDiabetes, Diabetic Retinopathy, Pathogenesis糖尿病视网膜病变发病机制研究常静,王理论,贺经延安大学附属医院眼科,陕西延安收稿日期:2020年3月2日;录用日期:2020年3月17日;发布日期:2020年3月24日摘要糖尿病视网膜病变是工业化国家人口视力受损的主要原因。

虽然视网膜神经功能的损伤发生在血管病变常静等之前已经被证实,但是最常见的早期临床表现还是微动脉瘤和视网膜内出血。

微血管损伤导致视网膜毛细血管的无灌注、棉绒斑、出血点的数量增加、静脉异常、视网膜微血管异常。

在这个阶段期间,视网膜血管的通透性增加可以导致视网膜厚度的增加和视网膜渗出物的渗出,最终导致中心视力的下降。

增殖期,视网膜动静脉闭塞,视盘、视网膜、虹膜及房角形成新生血管。

这些新生血管导致牵拉性视网膜脱离和新生血管性青光眼。

这时毛细血管的无灌注或黄斑处的水肿,玻璃体积血和血管扭曲及牵拉性视网膜脱离都可导致视力的丧失。

关键词糖尿病,糖尿病视网膜病变,发病机制Copyright © 2020 by author(s) and Hans Publishers Inc.This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0)./licenses/by/4.0/1. 引言长期慢性高血糖症和相应的糖毒性诱导并增强炎症是糖尿病病人微血管并发症的发病基础。

其中眼部的并发症为糖尿病视网膜病变(DR),目前关于糖尿病视网膜病变的微血管病变的发病机制包括:多元醇途径、己糖胺途径、蛋白激酶途径(PKC)活化、晚期糖基化终产物(AGE)的形成、血管紧张素II (ANG-II)诱发视网膜氧化损伤[1]。

2. 晚期糖基化终产物(AGE)的形成(Advanced glycation end product formation)在高血糖条件下积累的AGEs被认为在糖尿病的微血管和大血管并发症(包括视网膜病变,神经变性,肾病以及动脉粥样硬化)中起着致病性的作用[2]。

AGEs的长期沉积已通过多种机制被证明对细胞和组织有害[3]。

AGEs与细胞外基质关键分子之间的异常交联导致血管壁弹性降低,管壁变硬,从而增加了血管壁的厚度和硬度[4]。

此外,AGEs与不同细胞受体的结合可以触发多种细胞信号通路。

RAGE是最早发现的,也是迄今为止研究最多的AGEs受体。

它是一种35 kDa的免疫球蛋白超家族蛋白,主要用作多个分子的多配体跨膜结合剂。

RAGE定位于眼球中的各种细胞类型中,例如巨噬细胞,单核细胞,内皮细胞(EC),平滑肌细胞和肝细胞,它在血管内皮细胞,周细胞,小胶质细胞,Müller胶质细胞和视网膜色素上皮(RPE)细胞,其表达在糖尿病条件下显著增加[5]。

与RAGE结合的AGEs诱导了多种下游途径的激活,例如p21ras和丝裂原激活的蛋白激酶(MAPKs)途径,随后核因子-κB(NF-κB)易位,生长因子,促炎性细胞因子以及粘附分子最终导致细胞功能紊乱[6]。

进而导致毛细血管周细胞的凋亡、血管内皮功能障碍、炎性因子增多、促血管生成因子(VEGF)的增多,临床症状表现为微血管瘤的形成、出血点、棉绒斑、硬性渗出、新生血管等表现。

3. 多元醇途径(Polyol pathway)多元醇途径也称为山梨糖醇-醛糖还原酶途径,是将高血糖症和糖尿病视网膜病变联系起来的主要途径之一[7]。

当体内血糖长期慢性升高时,葡萄糖代谢的多元醇通路开始活跃,醛糖还原酶(AR)是该途径中的第一个酶同时也是限速酶,它利用NADPH作为辅因子将葡萄糖还原为山梨糖醇。

然后,使用NAD+作为辅因子的山梨糖醇脱氢酶将山梨糖醇代谢为果糖。

而山梨糖醇是一种多羟基化的醇,具有很强的亲水性,因此不易在细胞膜中扩散,并在细胞内蓄积,可能导致渗透作用[8]。

由多元醇途径产生的果糖可常静等被磷酸化成果糖-3-磷酸,最终被降解为3-脱氧葡萄糖酮,这两种化合物都是强大的糖基化剂,都可参与晚期糖基化终产物(AGEs)的形成[9]。

同时醛糖还原酶(AR)也可降低细胞对氧化应激的反应能力因为醛糖还原酶对NADPH的使用可能会减少可用于谷胱甘肽(GSH)还原酶的辅因子,但这些辅因子对于维持细胞内的还原型谷胱甘肽至关重要。

此时细胞内会代偿性的活化NADPH的主要提供者1-磷酸葡萄糖的分流。

山梨醇脱氢酶使用NAD将会导致NADPH/NAD+的比例增加,这个过程又被称为“假性缺氧”,这与已知的改变细胞功能的多种代谢和信号通路有关[10]。

因此,通过改变细胞内张力,产生AGEs前体以及使细胞暴露于氧化应激(可能是通过降低抗氧化剂的防御力和氧化剂种类的产生)来激活多元醇途径,可以引发并增加细胞损伤的几种机制。

4. 己糖胺途径(Hexosamine pathway)大量的葡萄糖被磷酸化后生成果糖-6-磷酸,果糖-6-磷酸又被果糖-6-磷酸氨基转移酶(GFAI)催化生成氨基葡萄糖-6-磷酸。

谷氨酰胺通过给葡萄糖提供氨基生成果糖-6-磷酸。

氨基葡萄糖-6-磷酸也可被N-乙酰氨基葡萄糖异构化和乙酰化后生成。

同时葡萄糖胺也可被己糖激酶磷酸化后生成氨基葡萄糖-6-磷酸。

大量的氨基葡萄糖-6-磷酸可转化生成二磷酸尿嘧啶N-乙酰氨基葡萄糖(UDP-GLCNAC),二磷酸尿嘧啶N-乙酰氨基葡萄糖(UDP-GLCNAC)正是细胞内因子转录后修饰底物,结果可以造成甘油、糖脂、糖蛋白的生成。

此外,己糖胺途径还可以调节氧化应激(ROS)的毒性作用[11]。

在长期慢性的高血糖下,视网膜细胞内发生氧化应激反应,这种氧化应激反应可抑制甘油醛-3-磷酸脱氢酶GAPDH的活性,与此同时糖酵解途径的活性增强,糖酵解的产物进入己糖胺途径,生成葡萄糖胺,葡萄糖胺进一步生成H2O2,增多的H2O2产物促进细胞内的氧化应激反应增强,最后使得内皮细胞发生改变、毛细血管的管壁渗透性增加、新生血管生成[12] [13]。

与此同时,被抑制的甘油醛-3-磷酸脱氢酶GAPDH的活性也会在细胞内丙酮醛的作用下使得晚期糖基化终产物(AGEs)的生成增多,从而进一步加强氧化应激反应[13]。

5. 蛋白激酶途径PKC活化(Protein kinasec activation)蛋白激酶途径PKC活化是糖尿病视网膜病变机制中最为重要的机制,活化的PKC通路可以增加视网膜血管内皮的通透性来损伤内皮细胞、改变NO的生物利用度、减少前列腺素的产生、诱导VEGF表达、诱导产生血栓素和内皮素-1(EF-1)。

PKC代表一个由依赖于DAG和Ca2+激活的亚型组成的激酶家族。

这些家族分为α、βI、βII和依赖Ca2+和DAG的γ。

另一个家族分为δ、ε、η和θ。

这些不依赖Ca2+,但是依赖DAG [14]。

当视网膜细胞长期处在慢性高血糖的环境下,导致ROS积累、甘酰甘油(DAG)合成激活PKC 通路,同时PKC家族的亚型PKC-α、PKC-β、PKC-γ、PKC-δ、PKC-ε也被激活。

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