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医学论文发表——创新医学网 一氧化氮与白内障的研究进展 来源：医学论文发表——创新医学网 作者单位：辽宁医学院附属第一医院眼科【关键词】 一氧化氮 白内障 研究进展1980 年 Furchgott 等[1]发现血管内皮细胞能生成并释放内皮衍 生舒张因子(EDRF)稍后又证明其中含有 NO。而后，又于 1986 年， 根据 EDRF 作用性质与一氧化氮(NO) 十分相似，提出并证实 EDRF 就是 NO，具有生理学作用与病理生理学作用的独特生理学效应。 一氧化氮(nitric oxide，NO)是一种内源性血管扩张剂、炎症介质、 细胞信使及神经递质。NO 在眼科中的应用越来越受到重视。它的 主要作用：(1)作为内皮细胞依赖性的血管调节物质。(2)充当神经递 质。(3)增强机体非特异性免疫防御功能。(4)细胞保护作用(低浓度) 和细胞毒作用(高浓度)。NO 主要是由 L- 精氨酸和分子氧在 NO 合成 酶(nitric oxide synthase，NOS)催化下转化为 L-羟基一精氨酸，然后 进一步氧化成稳定的 NO 和 NO 终产物而失去活性。NOS 在眼组织中分布甚广，在眼球的许多组织中都有 NOS 的 分布。 NO 在视觉系统的生理及病理作用己受到日益关注并开始从 各个角度进行探讨，现就 NO 与白内障研究的进展情况作一综述。医学论文发表——创新医学网 NO 的分布、生物学特征与调节1.1 NO 的分布NO 在体内的各种组织中广泛存在，NO 与眼病的研究国外始于 1993 年，比其它学科起步晚。Kurenni 1995 年报道用 NADPH2 硫辛 酰胺脱氢酶及一氧化氮合酶(NOS)的组化和细胞免疫法，发现眼内 组织存在 NOS。如视网膜外层、锥、杆细胞内节的椭圆体、外核层 的光感受器附近、Müller 细胞远突、双极细胞等处 NADPH2 硫辛 酰胺脱氢酶活性较高;光感受器内节、少数内核层细胞、神经节细胞 次之;而内外丛状层、色素上皮层和视神经等处活性较低。又发现脊 椎动物的小梁网、睫状体、脉络膜、视网膜都有 NOS 的分布，并证 实人的视网膜、葡萄膜、睫状肌和房水通道中同样有 NOS 的分布[2]。1.2 NO 及 NOS 的特性NO 是微溶于水的无色气体，其化学性质活泼，可提供一个未 配对电子，极不稳定。它在水溶液中半衰期短(<10 s)，在生物系统 中半衰期小于 5 s ，能很快被氧化成硝酸盐或亚硝酸盐。当 NO 与超 氧化离子、血红蛋白及其他含血红素的蛋白结合就会失去其生物活 性。NO 是在 NOS 的催化下利用 L-精氨酸、还原型尼克酰胺腺嘌呤医学论文发表——创新医学网 二核苷磷酸黄递(NADPH)和 O2 产生的。NOS 是 NO 生物合成的关 键酶,现已克隆出了三种 NOS 基因，即 NOSⅠ、Ⅱ、III 其中两种亚 型经常存在,称为结构型 NOS(cNOS)，第一种为 NOSⅠ主要存在于 神经元和某些上皮中, 第二种为 NOSIII 多见于内皮细胞,这两种亚型 依赖于 Ca2+/CaM 激活, 激活后仅生成少量的 NO。NOSⅡ或诱导型 NOS( iNOS)不依赖 Ca2+/CaM, 在炎症或免疫刺激的条件下能在多种 细胞中表达，活化后长期保持活性，并生成大量的 NO。NO 可由氧 自由基、血红蛋白、氢醌等灭活，最终生成硝酸盐或亚硝酸盐。它 是一种兼具细胞间和细胞内的重要气体信息分子和神经递质，具有 广泛的生理功能，其作用是通过鸟苷酸环化酶激活，激发 CAMP 水 平升高来实现的。而体内 NO 生成不足或过量均可产生毒性作用。 病理情况下，各类刺激因素可激活 iNOS 引起 NO 大量产生。1.3 一氧化氮合成的生物调节(1)底物的调节：多种细胞中都发现精氨酸—瓜氨酸 —精氨酸 循环的存在， 因而 L-Arg 可不断得到补充，不是反应的主要限速物 质。但 L-Arg 类似物可与其竞争一氧化氮合酶，从而抑制 NO 的合 成。分子氧对不同组织中的 NOS 有不同作用，阴茎神经中 NOS 在 血氧分压低时活性降低，生成 NO 减少[3] ，而心肌细胞缺氧时却产 生更多的 NO[4]。(2) 产物的调节：生成的 NO 可反馈抑制 NO 的产 生，但是 NO 存在时间短暂，不可能大量生成，因此可以忽略此抑医学论文发表——创新医学网 制。然而，NO 也能直接抑制 NOS，从而影响 NO 的产生[5]。(3) 一 氧化氮合酶的调节：内源性 NO 的合成离不开 NOS，因此 NOS 才 是合成 NO 的主要限速物质。固有型一氧化氮合酶(cNOS)主要由与 钙离子升高有关的因素来调节其活性，而诱导型一氧化氮合酶(iNOS)则 须经脂多糖(LPS)、细胞因子及肿瘤细胞等诱导数小时才产生，进而 影响 NO 的产量。2 NO 在白内障发病机制中的作用白内障是当今世界主要致盲眼病之一，目前认为其形成机制是 多种因素综合影响的结果。自由基氧化损伤晶状体是白内障形成的 重要因素之一。其机制是自由基(NO)与晶状体内谷氨酸氧化还原调 节部位的巯基结合，使之亚硝酰化形成二硫键[6]，大多数白内障晶 状体核的不溶化部分都有明显的二硫键增多。NO 还可以引起细胞 核酸亚硝酰化，破坏 DNA 的螺旋结构，导致细胞损害。3 NO 与老年性白内障老年性白内障是老年人视力下降的主要原因[7]。白内障患者血 中 NO 含量变化，提示老年性白内障发病与氧自由基水平有一定关 系，符合氧化损伤学说。Lee 等在动物实验中注意到高浓度 NO 可 导致白内障[8]。王冬兰等的研究也揭示老年性白内障晶状体 NO 含医学论文发表——创新医学网 量明显高于正常[9]。韩瑶等则用美国 Waters 公司的高效液相色谱分 析仪检测白内障组血浆、房水中 NO 量，发现其平均含量明显高于 对照组[10]。最新的动物研究发现氧化损伤先于晶状体混浊，表明 氧化损伤是其形成的最初因素。晶状体细胞膜最易受到外界的损害。 当晶状体受到自由基 NO 的攻击，NO 与 O2- 结合产生毒性很强的 ONOO-，氧化蛋白质的巯基,使多种酶失活,影响生物膜的功能[11]。 高浓度的 NO 对晶状体产生很强的氧化损害,晶状体上皮细胞 DNA 直接被损伤，而不能正常复制和转录，造成晶状体结构和成分改变， 最终形成白内障。白内障患者血中 NO 含量明显增高，证实了 NO 与老年性白内障发病机制有关。老年性白内障形成机制是多种因素 综合影响的结果，但 NO 对晶状体的损害不应忽视。某些原因造成 的体内 NO 含量增高，晶状体赖以维持的正常代谢内环境改变，都 能造成晶状体混浊。4 NO 与糖尿病性白内障NO 是一种结构简单的活性物质，也是一种自由基，作为重要 的细胞信使和效应分子介导调节多种生理功能。晶状体在产生维持 其透明性和内外离子平衡所需的能量——糖代