糖尿病性白内障患者血清微量元素的变化

李琪 李英卓

摘要：目的  观察糖尿病性白内障（DC）患者血清中微量元素锌（Zn）、铁（Fe）和铜（Cu）含量的变化，探讨高血糖、微量元素与DC发生发展的关系。方法  选取2017年10月～2019年10月我院收治的62例DC患者作为DC组，65例血糖正常的年龄相关性白内障（ARC）患者作为ARC组，另选同期本院健康体检者67人作为对照组，比较各组血清中微量元素Zn、Fe和Cu的含量。结果  DC组和ARC组血清中Zn和Fe含量均低于对照组，差异具有统计学意义（P<0.05）;DC组和ARC组血清中Cu含量均高于对照组，差异有统计学意义（P<0.05）;DC组血清中Zn和Fe含量低于ARC组，Cu含量高于ARC组，差异有统计学意义（P<0.05）。结论  白内障患者血清中的微量元素含量均发生了改变，且血糖越高，改变越明显，提示DC患者应尽早进行微量元素的监测和干预。

关键词：糖尿病性白内障;微量元素;锌;铁;铜

Abstract：Objective  To observe the changes of trace elements zinc （Zn）， iron （Fe） and copper （Cu） in serum of patients with diabetic cataract （DC）， and to explore the relationship between hyperglycemia， trace elements and the development of DC.Methods  62 DC patients admitted to our hospital from October 2017 to October 2019 were selected as the DC group， 65 patients with normal blood glucose and age-related cataract （ARC） were selected as the ARC group， and 67 healthy medical examiners from our hospital during the same period were selected as the ARC group In the control group， the contents of trace elements Zn， Fe and Cu in serum  of each group were compared.Results  The content of Zn and Fe in serum of DC group and ARC group were lower than that of control group， the difference was statistically significant （P<0.05）; the content of Cu in serum of DC group and ARC group was higher than that of control group， the difference was statistically significant （P<0.05）; The content of Zn and Fe in serum  of DC group was lower than that of ARC group， and the content of Cu was higher than that of ARC group， the difference was statistically significant （P<0.05）.Conclusion  The content of trace elements in serum of cataract patients has changed， and the higher the blood sugar， the more obvious the change， suggesting that DC patients should monitor and intervene in trace elements as soon as possible.

Key words：Diabetic cataract;Trace elements;Zinc;Iron;Copper

糖尿病（diabetes mellitus，DM）是一種全球范围内严重危害人类健康的内分泌代谢疾病，以碳水化合物、脂肪、蛋白质代谢紊乱为主要特点，其发病机制尚未完全明确，近年来研究发现其与饮食、环境、人体中的微量元素关系密切[1]。糖尿病性白内障（diabetic cataract，DC）是糖尿病的眼部常见并发症之一，是高血糖通过蛋白质糖基化、糖自氧化、多元醇途径引起的晶状体细胞代谢紊乱的结果，在这一病理变化的过程中，微量元素发挥了重要的调节作用[2，3]。微量元素直接参与人体细胞的新陈代谢，其含量的变化处于动态平衡之中，一旦发生改变，可直接影响人体组织的生理功能，严重时会导致多系统疾病的发生。本文主要研究DC和年龄相关性白内障（age-related cataract，ARC）患者血清中微量元素的含量差异，旨在探索高血糖和微量元素的改变与DC形成的关系，为DC发病机制的研究和防治DC提供实参考依据。

1资料与方法

1.1一般资料  选取2017年10月～2019年10月92853部队医院收治的62例DC患者作为DC组，65例血糖正常的年龄相关性白内障（ARC）患者作为ARC组，另选同期本院体检健康的67人作为对照组。DC组男性30例，女性32例，年龄51～67岁，平均年龄（57.37±4.69）岁;ARC组男性30例，女性35例，年龄53～65岁，平均年龄（56.82±3.82）岁;对照组男性31例，女性36例，年龄48～63岁，平均年龄（56.69±3.75）岁。三组年龄、性别比较，差异无统计学意义（P>0.05），具有可比性。本研究经医院伦理委员会审批通过，所有受试对象均签署知情同意书。

1.2方法

1.2.1标本采集  血清采集：所有患者于清晨空腹行静脉采血5 ml，离心分离取血清，置于-80 ℃低温冰箱保存。

1.2.2检测方法  血清匀浆液加入0.1%Triton X-100缓冲液中（上海试剂厂）混匀后，采用法国产电感耦合高频等离子体反射光谱仪进行测定Zn、Fe和Cu含量。

1.3统计学分析  采用SPSS13.0统计软件分析，计量资料用（x±s）表示，多组间比较采用单因素方差分析（One-Way ANOVA），两组间比较采用t检验，以P<0.05为差异有统计学意义。

2结果

与对照组相比，ARC组和DC组血清中Zn和Fe的含量减少，Cu的含量增加，三组间比较，差异均有统计学意义（P<0.05）;与ARC组相比，DC组血清中Zn和Fe的含量均减少，血清中Cu的含量增加，差异有统计学意义（P<0.05），见表1。

3讨论

近年来随着人民生活水平的提高和人口老龄化的加快，糖尿病患者并发白内障的发病率逐年增加，严重影响患者的视力和生活质量。糖尿病性白内障的发病机制目前尚未明确，国内外学者研究认为高血糖多元醇通路中的醛糖还原酶（AR）激活、晶状体抗氧化防御系统紊乱和晶状体蛋白质的非酶性糖基化是造成晶状体混浊的主要原因[4]。随着分子生物学的发展和微量元素检测技术的应用，微量元素锌（Zn）、铁（Fe）、铜（Cu）、硒（Se）、铬（Cr）的异常与糖尿病性白内障的发病关系日益被人们所关注。

血液、房水和晶状体之间的微量元素和血糖代谢是相互影响的。微量元素Zn、Fe和Cu作为生物催化剂，直接或间接参与机体胰岛素的合成、分泌和贮存，调节晶状体内的糖代谢和脂质代谢，对于维持晶状体的透明性起着重要的抗氧化作用[2]。晶状体主要通过房水循环提供代谢所需的微量元素、糖、蛋白质成分来维持正常的生理生化功能，而房水中微量元素和血糖的平衡是通过血-房水屏障不断生成代谢和转换的。因此，检测患者血液和房水中微量元素的含量变化可以间接地分析DC患者的病情发展变化。

Zn和Cu是晶状体内抗氧化防御系统中乳酸脱氢酶（LDH）和Cu-Zn超氧化物歧化酶（SOD）、细胞色素氧化酶（Cso）等金属酶的主要成分，在氧化应激反应中可对抗氧自由基对晶状体细胞膜蛋白造成脂质过氧化损伤，抑制高分子聚合物生成，维持晶状体糖代谢无氧酵解酶系的醛糖还原酶（AR）和已糖激酶的活性，减少山梨醇和果糖在晶状体内聚集，降低晶状体内的渗透压，防止晶状体纤维肿胀、变性和断裂，预防晶状体出现混浊。Fe主要存在于血红蛋白、肌红蛋白和许多酶中，直接参与机体氧的运输、储存和利用，在氧化应激反应中能与晶状体β-球蛋白结合形成转铁蛋白，抑制晶状体上皮细胞增殖、分化，防止晶状体细胞膜蛋白变性发生混浊[1]。本文研究结果显示，与健康体检者相比，ARC患者和DC患者血清中Zn和Fe含量降低，Cu含量增多。分析Zn和Fe可能是白内障患者体内比较敏感的微量元素指标，Zn和Fe的异常代谢导致与之代谢相关的抗氧自由基酶活性下降，Cu释放增多，细胞脂质过氧化损伤增加[3]。本文研究结果还发现，DC患者血清中Zn和Fe含量较血糖正常的ARC患者的更低，Cu含量较ARC患者更高。分析可能是糖尿病患者体内糖代谢调节紊乱会通过多种途径产生更多的氧自由基，大量消耗血清中抗氧化微量元素Zn、Fe和Cu，通过血-房水循环破坏房水和晶状体中微量元素的动态平衡，削弱了房水和晶状体的抗氧化能力，加速晶状体混浊，这也许是糖尿病患者白内障的患病率高和发展速度快的原因之一。

总之，人体血液中微量元素以及血糖的变化从不同角度影响晶状体的抗氧化酶系统和代谢酶系统，科学合理的调整饮食，控制血糖，补充充足的抗氧化微量元素，提高和改善体内清除自由基系统的功能，使体内微量元素达到平衡并处于稳态，才能给晶状体提供适宜的代谢环境，从而在根本上延緩糖尿病性白内障的发生和发展。

参考文献：

[1]Król E，Bogdański P，Suliburska J，et al.The relationship between dietary， serum and hair levels of minerals（Fe，Zn，Cu）and glucose metabolism indices in obese type 2 diabetic patients[J].Biol Trace Elem Res，2019，189（1）：34-44.

[2]Cancarini A，Fostinelli J，Napoli L，et al.Trace elements and diabetes： Assessment of levels in tears and serum[J].Exp Eye Res，2017（154）：47-52.

[3]Kiziltoprak H，Tekin K，Inanc M，et al.Cataract in diabetes mellitus[J].World J Diabetes，2019，10（3）：140-153.

[4]李琪，李英卓.糖尿病性白内障发病机制和药物治疗的研究进展[J].河北医药，2019，41（3）：452-455.

收稿日期：2019-12-28;修回日期：2020-01-08

编辑/王朵梅