玻璃体液化与玻璃体超微空间结构改变的研究进展

聂智风

（上高县人民医院五官科，江西 上高 336400）

玻璃体是一种少细胞而富含水分的细胞外基质（含水为 98%）[1]，呈透明的凝胶状态，主要由纤细的胶原结构和亲水的透明质酸和很少的玻璃体细胞组成玻璃体凝胶。除了在眼球发育中发挥重要的作用外，还能对视网膜和晶状体起到减震、支持作用，并能阻止大分子物质和细胞进入玻璃体，而维持其透明。玻璃体有其特殊的超微结构，该超微结构变化与年龄的增长明显相关，最终导致玻璃体液化[2]。本文就玻璃体液化与玻璃体超微空间结构改变的研究进展作一综述。

1 玻璃体超微空间结构

冷冻蚀刻联合透射电子显微镜显示，构成玻璃体凝胶的胶原纤维呈三维网状结构。胶原纤维的密度因部位而异，中央区胶原纤维的密度最低，皮质次之，基底部最密集。中央区胶原纤维网稀疏，胶原纤维彼此相互连接，较粗的纤维之间可观察到比其直径更加细小的纤维，后者通常位于胶原纤维或纤维束的交汇处。胶原纤维在皮质部形成海绵网状结构，在基底部规则、有序、密集排列，其粗宽的纤维束交织在一起，各束之间有细小的纤维连接。在玻璃体的基底部和皮质部，玻璃体细胞与胶原纤维结合并分布于纤维网中[3]。

2 玻璃体液化病理生理学的改变

2.1 病因和机制

玻璃体液化的原因和机制还不是很清楚。光诱导超微空间结构改变可能是玻璃体液化的重要原因。P.Rishi等[4]将核黄素作为光敏剂注射至兔眼玻璃体内，并用白光照射。同时，观察玻璃体液化情况。结果显示，玻璃体液化率随照射时间的延长而增加，并用SDS-PAGE电泳和高效液相色谱法分析照射后的玻璃体胶原和透明质酸分子量的改变，发现有高分子量复合物的增加和透明质酸分子量的减少。这种现象的产生，推测可能是诱导产生的超氧阴离子、单态氧等活性氧物质使玻璃体胶原相互交联和透明质酸降解所致。另外，在对玻璃体液化的相关研究[5-6]中发现，各种酶可导致Ⅱ型胶原降解或构象发生明显的改变。除正常的α-肽链表达外，还出现了另外两种分子量成倍增加的胶原Ⅱ型肽链，可能是相互交联后形成的多聚体复合物，如“胶原-胶原、胶原-胶原-胶原”或“胶原-纤维连接蛋白-胶原”的大分子结构。正常人玻璃体中含有少量的核黄素，但在一生中受到可见光的照射，产生氧自由基，使玻璃体胶原结构发生改变，最终导致玻璃体液化。

2.2 形态学的改变

2.2.1 空间结构的改变

玻璃体液化的同时还伴有玻璃体的浓缩[7]。在玻璃体液化过程中，玻璃体的胶原-透明质酸三维网状支架结构收缩塌陷，网眼变小，使部分玻璃体的胶原纤维变致密，导致浓缩，而另一部分空间区域的玻璃体胶原纤维变稀疏或消失，透明质酸分子从尚保留在凝胶成分中的胶原细纤维上分离开，其结合的水分子逸出，形成液化腔，胶原细纤维则聚集成平行的束状纤维。应用冷冻蚀刻联合透射电子显微镜观察液化玻璃体，发现仍然可以看到胶原纤维，但各部分的纤维网结构均有破坏：基底部胶原纤维不再呈现规律、有序的束状排列，而是杂乱无章的单根纤维，细小的连接纤维消失；中央区胶原纤维之间的连接断开，纤维网状结构破坏，胶原堆积，细小的纤维不复存在，胶原纤维的超微结构处于一种松散的状态；皮质部胶原纤维网不再呈海绵状，纤维明显稀疏、减少[8-9]。

2.2.2 微观结构的改变

中央部玻璃体液化部位的透射电镜观察显示，不论是液化腔与非液化腔的过渡区，还是非液化的基底部，均可见胶原纤维断裂、碎片增加，尤其是液化腔的边缘部碎片增多更明显。同时，胶原纤维和蛋白多糖的密度下降[10]。这一形态学观察，说明玻璃体液化是由于胶原纤维断裂和蛋白聚糖减少引起的。

2.2.3 生化的改变

某些酶在超微空间结构的发生、发展过程中发挥重要的作用[11]。正常人眼玻璃体中含有基质金属蛋白酶-2（MMP-2）和 MMP-9 酶原[12]。 有研究[13]表明，激活态的 MMP-2对Ⅱ型胶原无明显作用，但可降解 V/XI型胶原、IX型胶原片段 COL2、COL2+COL3。在体外实验中也观察到MMP-2降解玻璃体凝胶的现象。同时，该研究认为，MMP-2的激活导致超微空间结构的改变是各种玻璃体视网膜病理变化和玻璃体液化可能的机制。随着年龄的增加，玻璃体内 MMP-2酶原、MMP-9酶原量无变化，但纤溶酶量增加。这种酶可降解纤维连接蛋白、Ⅵ型胶原、蛋白多糖的核心蛋白，并激活 MMPs[14]，两者共同分解胶原，导致玻璃体液化。同时，还可分解玻璃体与内界膜的粘连[15]，导致玻璃体后脱离。Jin H.X.等[16]发现，老化玻璃体的胶原纤维束表面Ⅸ型胶原丢失，可导致内层的Ⅱ型胶原大量暴露。他认为，Ⅸ型胶原凭借连接的硫酸软骨素边链遮蔽Ⅱ型胶原免于暴露，维持玻璃体正常结构，而老化玻璃体的活性MMP-2增加，分解了Ⅸ型胶原，使Ⅱ型胶原暴露而互相黏着、凝聚致玻璃体液化及后脱离[17]。

2.3 流变学的改变

玻璃体凝胶的大分子结构影响其黏弹性[18]。有研究[19]发现，玻璃体表现出非牛顿流体的特性，即流动线不是直线，黏度随剪切率而变化，上升曲线与下降曲线不重合，而表现出有弹性滞后现象，存在残余应力。玻璃体在高剪切力时，上升与下降曲线非常接近，但也表现出非牛顿流体的特点。当剪切力去除后，不能按原轨迹返回原点，说明存在残余应力。玻璃体的这种黏弹性，使玻璃体在外力消除后能立刻恢复原状，从而减轻了外力对眼部重要结构的直接作用。J.Benitez Herreros等[20]运用流变仪对牛眼玻璃体进行振荡测试与稳定剪切率测试。研究表明，透明质酸在维持玻璃体三维结构中起着重要的作用，而玻璃体液化可能与透明质酸的分解有关。

3 展望

玻璃体液化是导致许多原发性玻璃体视网膜界面疾病及视网膜疾病的原因。希望对玻璃体液化的机制及玻璃体有其特殊的超微结构改变作进一步的研究，能提供减缓玻璃体液化的方法，从而减少相关疾病的发生。

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