糖尿病早期視網膜神經變性

糖尿病性視網膜病變(diabetic retinopathy，DR)是最常見的視網膜血管病。目前DR主要以視網膜血管變化進行臨床分期。但視網膜諸多細胞在檢眼鏡可見的視網膜微血管異常之前，可能已經發(fā)生變性及功能改變，如：對比敏感度降低、多焦視網膜電圖(multi-focal ERG,mfERG)潛時(閃光開始到波峰或波谷出現(xiàn)的時間)延長、色覺及微視野檢查結果異常等。在動物實驗模型中，視網膜神經細胞凋亡可在誘導糖尿病后1個月發(fā)生；在眼底檢查未達DR診斷標準的人類糖尿病患者中，也可見類似的視網膜神經節(jié)細胞丟失[1]。在一項無DR糖尿病患者為期4年的隨訪中，視網膜以每年0.54 μm的速率進行性變薄，且伴隨功能的改變[2]。這些證據(jù)均提示糖尿病患者未發(fā)生糖尿病視網膜神經變性(diabetic retinal neurodegeneration，DRN NDR)前已發(fā)生。

視網膜神經節(jié)細胞是凋亡率最高且受影響最早的細胞[3]。然而，在外核層和視網膜色素上皮(retinal pigment epithelium,RPE)細胞中也觀察到凋亡率升高[4]。此外，除了細胞凋亡，視網膜神經性變性的另一個特征是神經膠質細胞活化[5]。糖尿病視網膜發(fā)生神經變性過程中，高血糖的毒性作用和谷氨酸水平升高可能起了重要作用[6]。但是，單獨的神經毒性因子的水平并不能決定DRN的存在與否，而是神經毒性因子和神經保護因子水平的失衡起了決定性作用[7]。

一、色素上皮細胞

RPE細胞是一層六角形細胞，被夾在bruch膜與視網膜感光細胞之間，從視盤邊緣到鋸齒緣，每眼RPE細胞在400～600萬個；細胞大小形狀各不相同，直徑16 μm(后極)～60 μm(周邊部)。視網膜色素上皮細胞頂部都有微絨毛與感光細胞外節(jié)相連接；每個RPE細胞上有45個光感受器細胞，數(shù)量大致恒定?；撞坑谢啄づcbruch膜相連與脈絡膜毛細血管緊密結合，形成脈絡膜毛細血管-玻璃膜-視網膜色素上皮復合體。

視網膜電圖(ERG)是一種通過測量視網膜響應光刺激的電活動來評估視網膜功能的方法。ERG中c波主要對應于RPE單元信號。糖尿病嚙齒動物中c波的幅度減小。在小鼠中，糖尿病發(fā)作后2周，尚未檢測到光感受器功能障礙時即可見c波明顯減小。提示RPE損傷是DR發(fā)展的早期事件[8]。

依據(jù)某化工專業(yè)的學士學位授予工作實施細則，本科生的平均學分績點達到3.0時可以畢業(yè)，換算成百分制成績?yōu)?5分，因此，設定本專業(yè)畢業(yè)要求達成度的合格標準為0.65。

Müller細胞跨越整個視網膜厚度最多，并與視網膜血管和視網膜神經元緊密接觸。糖尿病大鼠高血糖發(fā)作后4周，檢測到Müller細胞谷氨酸-天冬氨酸轉運體(GLAST)顯著功能障礙。在鏈脲佐菌素誘導的糖尿病13周后，該轉運蛋白的活性降低了67%[28]。這可能是由于Müller細胞中氧化誘導的谷氨酸轉運蛋白抑制導致?；谧罱难芯拷Y果，氧化應激和Müller細胞中谷氨酸-天冬氨酸轉運體(GLAST)分子功能障礙存在正反饋機制；一方面，在Müller細胞中氧化誘導的GLAST分子功能障礙顯著促成糖尿病視網膜中谷氨酸穩(wěn)態(tài)的破壞。另一方面，Müller細胞GLAST分子功能障礙可能增加糖尿病視網膜的氧化應激水平[29]。

在成熟視網膜中，分化的小膠質細胞主要分布在視網膜內層，如神經纖維、神經節(jié)細胞和內外叢狀層；在內核層分布較少。靜息態(tài)的分化小膠質細胞不斷運動、伸展、收縮和掃描微環(huán)境的改變，以便于做出迅速反應[31]。小膠質細胞被認為是高血糖早期信號的第一個檢測器[32]。

RPE功能受損可能導致RPE細胞形態(tài)的改變。糖尿病大鼠視網膜的電子顯微鏡成像顯示RPE中斷，RPE細胞的丟失和變性。許多RPE細胞發(fā)現(xiàn)含有形態(tài)改變的細胞器，如：胞核皺縮或卵圓形核，擴張和減少的內質網，細胞膜折疊和黑素體分布的改變[16]。

此外，近年來許多DR早期在RPE細胞中合成的分子被陸續(xù)發(fā)現(xiàn)。這些分子可能影響DR的發(fā)展。其中，又以生長抑素[17]、促紅細胞生成素[18]和載脂蛋白A1(apoA1)[19]似乎特別令人感興趣。未來它們可能開辟DR的新治療策略。

二、光感受器細胞

光感受器變性的原因可能是：①糖尿病的高血糖和低胰島素血癥的直接影響，減少了光感受器中胰島素信號傳導途徑中的某些神經保護性因子。②機體在糖尿病環(huán)境下，巨噬細胞和單核細胞的吞噬活性受損，RPE細胞吞噬功能也可能受到影響。使有毒的光氧化產物聚集在光感受器的外節(jié)，導致光感受器變性。③RPE具有重要的營養(yǎng)功能，可分泌多種生長因子，包括色素上皮衍生因子，睫狀神經營養(yǎng)因子和轉化生長因子-β，不能排除糖尿病大鼠RPE細胞的這種功能受損導致光感受器變性可能。④糖尿病脈絡膜毛細血管層，滋養(yǎng)感光細胞的血管病變也應該被考慮。早在小鼠糖尿病誘導后10周就存在亞臨床血管改變，如脈絡膜血流變化和自身調節(jié)受損。在人類糖尿病患者中，可以通過光學相干斷層掃描檢測到脈絡膜厚度的減少，并伴有毛細血管變性和退化。因此，脈絡膜微血管改變可能也有助于糖尿病視網膜光感受器細胞變性[22]。

光感受器細胞也是DRN中主要受影響的細胞類型之一。光感受器細胞在糖尿病早期主要是功能受損，如對比敏感度和視網膜電圖的異常、獲得性色覺障礙等[21]。形態(tài)學上，鏈脲佐菌素誘導的糖尿病大鼠在糖尿病發(fā)病后4周出現(xiàn)少量的感光細胞凋亡，此后光感受器細胞凋亡數(shù)量逐漸增加; 到了24周，外核層厚度急劇減少。糖尿病大鼠模型中，在細胞凋亡導致視網膜變薄之前，已經顯示出視網膜光感受器細胞外節(jié)變性的跡象和視蛋白表達模式的變化[22]。這些變化伴隨著RPE細胞形態(tài)的改變。

視網膜光感受器細胞分為視錐及視桿細胞，是視網膜中最豐富的細胞類型。光感受器細胞是中樞神經系統(tǒng)中代謝最活躍的神經元，至少含有75%的視網膜線粒體[20]。主要由脈絡膜循環(huán)滋養(yǎng)，是視網膜細胞中的主要代謝需求者。感光細胞功能獨特，主要捕捉光子使膜電位超極化，引發(fā)突觸神經遞質的緩慢釋放，從而使視網膜獲得分辨外界影像的能力。

三、視網膜神經膠質細胞

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少突膠質細胞和星形膠質細胞的有絲分裂前體從腦的室管膜下生發(fā)層遷移到視神經中[24]。在視神經局部有絲分裂后，星形膠質細胞通過視網膜中央血管系統(tǒng)遷移到內層視網膜。并在遷移過程中包裹覆蓋視網膜血管，把視網膜的外胚葉組織和血管的中胚葉組織分開隔離。因此，視網膜星形膠質細胞的分布與視網膜血管的存在和分布顯著相關，幾乎完全位于內核層及內叢狀層中；視網膜的血管化區(qū)域可見豐富的星形膠質細胞，而無血管區(qū)域不含星形膠質細胞[25]。

在正常和病理血管形成過程中，星形膠質細胞是血管內皮生長因子(VEGF)的主要產生者之一[26]；星形膠質細胞為神經細胞軸突提供神經營養(yǎng)和機械支持，但它們的主要功能是維持血-視網膜內屏障。在損傷或疾病中，他們能夠上調編碼細胞因子、趨化因子和補體級聯(lián)元件的各種基因的表達，損害血-視網膜內屏障的完整性并促進視網膜變性[27]。

糖尿病可對RPE細胞功能產生一系列影響：①高血糖通過人視網膜上皮細胞(ARPE，RPE細胞的自發(fā)永生化系)中蛋白激酶C-氧化應激信號通路，介導蛋白激酶B通路激活，下調葡萄糖轉運體-1(GLUT-1)，由GLUT-1負責響應視網膜不同代謝需求的誘導型葡萄糖轉運能力受損[9]。②高血糖也通過降低Na+/ K+-ATP酶的活性降低驅動跨細胞轉運的電化學梯度，電化學梯度的破壞將損害視網膜的營養(yǎng)供應并阻礙代謝廢物的去除；還可通過破壞視網膜下隙的離子環(huán)境影響視網膜神經元功能[10]。③高血糖本身也可以破壞RPE細胞間緊密連接[11]。④間質視黃醇結合蛋白(IRBP)是存在于視網膜光感受器細胞外基質(IPM)和RPE細胞內體中的大型糖蛋白，IRBP的下調是人類糖尿病視網膜中的早期事件，可能會導致視黃醇轉運的變化，并與視網膜神經變性相關[12]。⑤此外，還觀察到高葡萄糖濃度下，色素上皮衍生因子(PEDF)在人RPE細胞中表達下調[13]。

Müller細胞不能及時吸收和清除谷氨酸和γ-氨基丁酸(GABA)，使糖尿病大鼠視網膜內谷氨酸累積。谷氨酸在細胞外積聚導致離子型谷氨酸受體過度活躍，引起在突觸后神經元不受控制的細胞內鈣響應并最終導致細胞死亡。此外，有些研究表明谷氨酰胺合成酶活性降低，谷氨酸轉化為谷氨酰胺的過程隨之降低。這些結果與糖尿病患者玻璃體中谷氨酸增加至潛在神經毒性水平的報道一致[28]。

糖尿病慢性低炎癥狀態(tài)導致毛細血管通透性增加，隨后細胞因子，晚期糖基化終產物和氧化應激顯著升高[33]。高血糖及氧化應激等導致血-視網膜屏障功能障礙，炎性細胞因子[(如IL-1，IL-6，γ-干擾素(γ -IFN)和腫瘤壞死因子- α(TNF- α)]和高血糖在糖尿病視網膜傳播時，小膠質細胞可被激活為活化狀態(tài)，以增殖、形態(tài)改變、免疫反應和遷移變化為特征[34]。在激活過程中，小膠質細胞開始增殖并改變其形態(tài)，由長而薄的分枝狀態(tài)變?yōu)榘⒚装蜖顟B(tài)[35]。活化的視網膜小膠質細胞釋放包括谷氨酸、蛋白酶、白三烯、IL- 1β、IL-3、IL-6、TNF-α、VEGF、淋巴毒素、巨噬細胞炎性蛋白1(MIP-1)、基質金屬蛋白酶(MMPs)、和其他活性氧(reactive oxygen species ,ROS)等物質，這些分子對視網膜神經節(jié)細胞有不同程度的的毒性，損傷神經細胞和毛細血管周細胞和內皮細胞，引起神經細胞功能障礙等一系列病理改變[36]。

此外，DR特征性的降低抗氧化活性分子的水平，如谷胱甘肽、超氧化物歧化酶(SOD)等[14]。維生素C的運輸也受到損害[15]，從而限制了RPE細胞的抗氧化防御能力，導致抗光氧化作用受損，形成由氧化應激誘導的視網膜組織損傷。

開始全書的討論，“若有神明，惡從何來？若無神明，善從何來？”，為何會發(fā)生作惡之徒得勢，行善之人蒙冤的境況？惡的根源在何處？

小膠質細胞是一群自我更新、相對長壽的先天免疫細胞。它們起源于中胚層骨髓祖細胞，自胚胎發(fā)育晚期和出生后期從外周遷移至視網膜，并在成熟視網膜中分化為分枝小膠質細胞[30]。是骨髓起源的中樞神經系統(tǒng)巨噬細胞。是支持神經元存活的神經營養(yǎng)因子的重要來源。

LM3S811的第5管腳是芯片的系統(tǒng)復位輸入管腳，當S1鍵按下后為低電平，觸發(fā)一次系統(tǒng)復位，所有內核及外設均復位。S1鍵彈起后失效，必須給主振動器一定的時間來確保它穩(wěn)定下來，這個穩(wěn)定的時間一般是15～30 ms。

四、視網膜神經節(jié)細胞

神經節(jié)細胞為視網膜第三級神經元，分為通-神經節(jié)細胞和斷-神經節(jié)細胞。一個視錐細胞連接通-雙極細胞和斷-雙極細胞，并連接相應的通-神經節(jié)細胞和斷-神經節(jié)細胞。視桿細胞與此稍有區(qū)別，各級神經元間不呈現(xiàn)一一對應關系。視桿、視錐細胞電流傳輸途徑不同：視桿細胞→通、斷-雙極細胞→無長突細胞→通、斷-神經節(jié)細胞；視錐細胞→通、斷-雙極細胞→通、斷-神經節(jié)細胞。

視網膜包含兩個廣泛的神經膠質細胞群：大膠質細胞以及小膠質細胞。大膠質細胞包括Müller細胞和星形膠質細胞。視網膜神經膠質細胞不僅是被動的支持細胞，他們也能主動的改變神經元的活性。膠質細胞感受神經元活性并直接聯(lián)系內層視網膜血管系統(tǒng)而改變血流。早期糖尿病視網膜病變的小鼠模型中，糖尿病4周時Müller細胞和小膠質細胞的密度顯著增加；在周圍毛細血管和遠周邊視網膜中，星形膠質細胞的數(shù)量在4周時顯著減少；在高血糖2周時觀察到血-視網膜內屏障的滲漏[23]。

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神經節(jié)細胞不但有通-神經節(jié)細胞和斷-神經節(jié)細胞，還分為大小兩種。較小的神經節(jié)細胞分布在黃斑中心凹區(qū)域，反應較柔和而緩慢，軸索止于外膝狀體的小細胞層，司精細視力和色覺。較大的神經節(jié)細胞均勻地分布在整個視網膜，反應較相位性和迅速，軸索止于外膝狀體的大細胞層，司黑白視覺、運動感覺、立體視覺。

幾種嚙齒動物的糖尿病模型早在高血糖發(fā)作后5周(大鼠)[37]或10周(小鼠)[38]就證實了視網膜神經節(jié)細胞的凋亡。在沒有發(fā)現(xiàn)視網膜血管改變或僅有輕度NPDR的糖尿病患者為期4年的隨訪中，神經纖維層厚度(0.25 μm/年)和神經節(jié)細胞層+內叢狀層厚度(0.29 μm/年)存在顯著的漸進性丟失[2]。

推薦理由:近代歷史哲學的奠基之作，啟蒙時代意大利著名學者維柯寫作的西方人文社會科學的百科全書。由我國重要學者朱光潛翻譯。書中，維柯通過對龐雜史料的梳理，對各文明發(fā)展的比較與分析，發(fā)現(xiàn)了人類歷史的共性，首次提出和闡述了“世界歷史”的概念。其理念與方法，對康德、孔德、叔本華、馬克思等哲學家和思想家，都有重要影響。

人視網膜的免疫組織化學研究表明糖尿病患者視網膜神經節(jié)細胞中Bax，caspase-3和caspase-9的表達增加[39]。此外，神經節(jié)細胞和內核層的少數(shù)細胞中細胞凋亡分子Bad、細胞色素c和凋亡誘導因子(AIF)的免疫染色增加；抗細胞凋亡分子環(huán)氧合酶-2、蛋白激酶B和MCL-1的表達在糖尿病患者視網膜中沒有改變。這些研究一起表明糖尿病患者視網膜神經節(jié)細胞的凋亡，是導致神經纖維層厚度減小的主要原因[40]。除細胞凋亡外，在糖尿病中，視網膜神經節(jié)細胞存在樹突的結構重塑，包括總長度，密度和末端數(shù)量的增加。這些變化僅局限于大神經節(jié)細胞，并且不存在于任何類型的斷-神經節(jié)細胞中。在人視網膜[41]和鏈脲佐菌素(STZ)大鼠[42]中均觀察到神經節(jié)細胞出現(xiàn)類似的形態(tài)變化，這些改變可能影響某些神經節(jié)細胞亞型的功能。

五、展望

隨著近年來對DRN的研究深入，現(xiàn)在廣泛認識到糖尿病引起視網膜血管病變和神經病變。最近的數(shù)據(jù)也表明DRN可視為糖尿病眼部損害的一種主要表現(xiàn)形式，是DR的關鍵組成部分。糖尿病患者早期視網膜細胞的丟失可能與以下幾個方面有關：①由幾種代謝途徑(例如蛋白激酶C和晚期糖基化終產物的形成)引起的高血糖的毒性作用不僅引起視網膜微血管的循環(huán)紊亂，也增加了活性氧的產生導致視網膜神經元的氧化損傷。②膠質細胞功能障礙導致細胞外空間谷氨酸積累、視網膜生產的神經保護因子的不平衡。③炎癥相關的病理改變如：糖尿病導致血-視網膜內外屏障完整性的喪失，其最初表現(xiàn)為血管通透性的增加和血-視網膜屏障的滲漏，導致視網膜中細胞外液成分不能控制。在糖尿病慢性低炎癥狀態(tài)下，炎性細胞因子在高血糖環(huán)境下通過血-視網膜屏障進入視網膜，小膠質細胞激活，活化狀態(tài)下的小膠質細胞產生谷氨酸、誘導型一氧化氮合酶(iNOS)和促炎細胞因子(如IL-1β，IL-6，IL-12和TNFα)。其最終激活半胱天冬酶，加劇視網膜中的細胞凋亡。

研究區(qū)位于滇東高原和滇西橫斷山脈結合部位、建水盆地綿羊沖水庫東南側。如圖1中藍線區(qū)域所示，北側為仙人洞富水塊段，南側為團結水庫，東側和西側為地表水分水嶺，是一個相對獨立的水文地質單元。研究區(qū)大面積出露地層為第四系(Q4)松散層，厚度約為22～25 m，巖性為沖、洪積粘土、砂土，為孔隙含水層；而深層是巖性為灰?guī)r和白云巖的泥盆系中統(tǒng)(D2dn)地層，為巖溶含水層。兩套地層之間水力聯(lián)系緊密，可概化為統(tǒng)一的含水體系。松散層含水層主要接受大氣降雨補給，地下水徑流較快，以蒸發(fā)排泄為主；巖溶含水層主要接受大氣降雨補給及松散層入滲補給，地下水總體上自北東向南西徑流，最終流入水庫或民用井抽水進行排泄。

綜上所述，我們可以考慮糖尿病視網膜微血管病變和神經變性可能存在以下3種關系：(1)微血管病變是神經變性的結果;(2)神經變性是微血管病變的結果；(3)二者相互獨立。由于多項證據(jù)顯示神經病變發(fā)生在微血管病變之前，故微血管病變是神經病變原因的可能性較小。在一系列研究中，Bearse 等人發(fā)現(xiàn)多焦點視網膜電圖(mERG)檢測的潛時(峰時)局部異常可在12個月后預測局部視網膜病變[43]。似乎微血管病與神經病變的發(fā)生并不是相互獨立的事件。目前尚缺乏研究證實神經變性是微血管病變的原因這一提法，期待更多研究深入糖尿病視網膜微血管病變和神經病變之間的關系，為DR的預防和治療提供新的思路。