糖尿病性白内障发病机制及治疗研究进展

袁 媛，邱 霞

糖尿病性白内障发病机制及治疗研究进展

袁 媛，邱 霞

糖尿病性白内障是一类重要的代谢型白内障，系统地了解糖尿病性白内障的发病机制和治疗方法对新药的开发和防治糖尿病性白内障具有非常重要的意义。

糖尿病性白内障；发病机制；治疗

糖尿病性白内障是由于体内胰岛素缺乏或因机体内半乳糖激酶的活性降低，使血糖浓度增高，导致眼内房水的渗透压增高，晶状体纤维肿胀，进而断裂或崩解，最终晶体完全混浊［1］。糖尿病性白内障是糖尿病的常见并发症之一，据统计糖尿病患者中发生糖尿病性白内障的概率为63%，且发病率随糖尿病病程延长而显著增加［2］。因此，研究糖尿病性白内障的发病机制和治疗方法，对相关危险因素的预防和临床鉴别诊断以及治疗方法的改进具有重要的意义。

1 糖尿病性白内障的发病机制

1.1 糖尿病晶状体渗透压改变 维持晶状体的透明需要晶状体正常的物质代谢。晶状体组织处于房水和玻璃体包围之中，房水和玻璃体含有丰富的葡萄糖，而不富含氧，因此晶状体内80%葡萄糖通过无氧酵解通路进行代谢，仅很少一部分葡萄糖通过需氧的三羧酸循环代谢，并由己糖激酶催化。葡萄糖和其他糖类通过简单扩散和易化转运进入晶状体，因此房水浓度的变化可明显影响晶状体内的葡萄糖的浓度［3］。在高血糖情况下，葡萄糖不受胰岛素的调控而进入晶体组织内，使晶体中葡萄糖水平升高，这就导致多元醇通路中的醛糖还原激活，葡萄糖在其作用下生成山梨醇［4］。通常多元醇不能自由透过细胞膜，因此一旦在细胞内形成，若不能被迅速代谢则可能积聚到很高水平，导致细胞内高渗状态，外界水分渗入，引起晶体纤维水肿。渗透性水肿反过来又影响晶体膜的通透性，结果使正常情况下晶体中较其周围眼内液体中浓度高的物质如K＋、氨基酸和肌醇流失；而Na＋渗入影响了细胞代谢，进一步加重晶体水肿。随着蛋白质合成减少，蛋白质分解、裂解及细胞结构的破坏，最后晶体皮质和核浑浊，白内障形成。文献报道，糖尿病性白内障形成的启动机制是由醛糖还原酶受体介导的多元醇内在积聚，引起渗透压力的改变，导致晶状体纤维膨胀和破裂［5］。1.2 糖尿病晶状体蛋白的糖基化 蛋白质的糖基化是指机体在无需酶催化的条件下，蛋白质和葡萄糖之间自动发生的缓慢而持久地形成糖基化蛋白的过程。糖化的过程首先是开链的葡萄糖的醛基和蛋白质氨基酸上的游离氨基结合生成不稳定的Schif碱和Amadori产物称为早期糖化产物。Amadori及其降解物与其他游离氨基基团起反应，形成非酶糖化终产物（advanced glycation end products，AGEs）［6］，AGEs的多少决定于葡萄糖的浓度、蛋白质的半衰期以及蛋白质分子中赖氨酸或羟赖氨酸的含量。非酶糖化的广泛性及AGEs的不可逆性给蛋白质结构和功能造成许多重要影响。故半衰期长的晶体蛋白在糖尿病高血糖情况下，更容易发生非酶糖化反应，导致AGEs堆积，蛋白质变性，糖尿病性白内障形成。

1.3 糖尿病晶状体的氧化损伤 白内障形成的病理学特点是晶体结构蛋白被氧化，空间结构发生改变，钛链展开，巯基被氧化，晶体结构蛋白交联、聚合，可溶性蛋白增加，浓度与光散射增强，晶体出现荧光与色素，晶体抗氧化酶与非酶抗氧防御机制下降，核苷酸与环核苷酸代谢紊乱，晶体脂质过氧化初级、次级与终级产物增加。Hashim和Zarina［7］研究发现，糖尿病性白内障患者晶体内脂质过氧化水平明显高于老年性白内障，两者晶体内超氧化物歧化酶水平都低于正常，说明糖尿病性白内障与抗氧化酶活性下降有关。糖尿病性白内障确切发病机制尚不完全清楚，一般认为清除自由基能力下降，自由基水平增加，促使晶体蛋白变性，导致白内障形成。而氧化损伤的发生与血糖上升有关，其结果是增加了晶状体中的自由基。氧化损伤在糖尿病性白内障中的作用已经日益受到重视。Pollreisz和Schmidt-Erfurth［8］实验研究发现，超氧自由基在糖尿病性白内障患者房水和晶状体内升高，干扰细胞结构蛋白质和高活性酶的DNA功能，致晶状体皮质浑浊。近年来开始用转基因技术探讨糖尿病性白内障多元醇通路与氧化损伤的关系，说明氧化损伤与晶状体抗氧化防御系统的紊乱在糖尿病性白内障发生和进展中起着重要作用，但这种作用对急性糖尿病性白内障的影响较小，对慢性糖尿病性白内障的发展可能至关重要。

2 糖尿病性白内障的治疗

2.1 糖尿病性白内障的药物治疗

2.1.1 醛糖还原酶抑制剂 醛糖还原酶是多元醇通路的限速酶，抑制其活性能阻止糖尿病性白内障的发生和发展。醛糖还原酶抑制剂（aldose reductase inhibitors，ARIs）是第一类被系统研究并进行临床试验的抗糖尿病性白内障药物，主要的ARIs有依帕司他、托瑞司他、唑泊司他、GP-1447（一种新的ARIs）、索比尼尔等。临床试验证明，托瑞司他效果不明显，索比尼尔不良反应较大，所以一般应用依帕司他［9］。2.1.2 牛磺酸 牛磺酸是小分子物质，其结构与磷脂分子的极性头部结构相似，可以通过跨膜转运调节达到平衡细胞内渗透压的作用，是一种理想的渗透压调节剂；也可以通过调节膜磷脂微环境而影响膜受体或蛋白的活性，具有稳定细胞膜的作用，从而还具有抗氧化作用。在晶体中牛磺酸可以由蛋氨酸生物合成或从房水中主动转运而来，因此晶体中含有大量的牛磺酸。牛磺酸是一种自由氨基酸，无毒、无不良反应。研究表明，补充牛磺酸可减少晶状体细胞内小分子蛋白质和酶的渗漏，清除氧自由基，减少晶状体的氧化损伤，即保持晶状体的透明［10］。牛磺酸有可能成为临床上防治糖尿病性白内障的一种理想药物。

2.2 糖尿病性白内障的手术治疗 现代白内障手术是指现代囊外白内障摘除联合人工晶体植入术。其主要包括：①小切口白内障囊外摘除和人工晶体植入术；②超声乳化白内障吸出和可折叠人工晶体植入术。不合并糖尿病视网膜病变或仅合并非增殖期糖尿病性白内障患者，可选择超声乳化联合折叠人工晶体植入。在设备和技术条件具备且无手术禁忌情况下应优先选择超声乳化手术［11］。手术的关键是手术前将血糖有效地控制，糖尿病患者白内障手术前理想的血糖控制在3.90～6.11 mmol／L，较好控制在6.12～7.22 mmol／L，一般控制在7.23～8.33 mmol／L，8.34 mmol／L以上为控制不佳。此外，要保持白内障术后效果，术后应定期检查血糖，调整降糖药物应用，减少糖尿病视网膜病变的发展。糖尿病性白内障患者施行超生乳化白内障吸出术是安全的，注意术前有效控制血糖，提高手术临床研究技巧，缩短手术时间，可达满意效果。梁勇［12］比较了68例（74眼）糖尿病性白内障患者手术前后视力的差异，发现糖尿病性白内障患者术后出现并发症5眼，占6.8%。说明在控制血糖的前提下，该手术的安全性高，术后并发症也较少、较轻，是一种良好的根治白内障的方式，值得在临床中推广使用。对于糖尿病性白内障，上方切口行超声乳化联合人工晶体植入术可以改善角膜知觉，减轻角膜切口神经损伤，提高患者的视觉质量［13］。

总之，糖尿病性白内障的发生与糖尿病密切相关，影响因素繁多。随着实验手段和技术的不断发展，对其发病机制的研究日益深入，对防治糖尿病性白内障药物的开发也就越具有针对性。白内障超声乳化吸出及人工晶状体植入术是切实可行的，不但能提高视力，而且为观察眼底视网膜病变及进行有效治疗提供了机会，从而提高了患者的生活质量。目前，各种有希望抑制糖尿病性白内障发病的措施都具有现实的研究价值。

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Research progress in pathogenesis and treatment of diabetic cataract

YUAN Yuan1，QIU Xia2
（1.Department of Laboratory，Naval Authority Clinic，Beijing 100841，China；2.The No.92196 Military Hospital，Qingdao Shandong 266011，China）

Diabetic cataract is a kind of importantmetabolic cataract.Systematic understanding of the research progress in pathogenesis and treatment of diabetic cataract is beneficial to drug discovery，prevention and treatment of the disease.

Diabetic cataract；Pathogenesis；Treatment

R587.2；R776.1

A

2095-3097（2014）04-0244-03

10.3969／j.issn.2095-3097.2014.04.014

2014-06-13 本文编辑：徐海琴）

100841北京，海军机关门诊部检验科（袁 媛）；266011山东青岛，92196部队医院（邱 霞）