糖尿病性白内障患者血清和房水抗氧化系统的研究

李琪 刘会彬 李英卓 崔琮 刁冀英 吴立志

·论著·

糖尿病性白内障患者血清和房水抗氧化系统的研究

李琪 刘会彬 李英卓 崔琮 刁冀英 吴立志

目的观察糖尿病性白内障(diabetic cataract，DC)患者血清和房水中维生素C(VitC)、谷胱甘肽(GSH)和丙二醛(MDA)含量的变化，探讨高血糖的氧化应激与DC发生发展的关系。方法收集糖尿病性白内障患者38例(DC组)，血糖正常的年龄相关性白内障(age-related cataract，ARC)患者43例(ARC组)和非糖尿病非白内障眼科患者37例(对照组)，分别测定血清和房水中VitC、GSH和MDA的含量。结果与对照组相比，DC组和ARC组血清中VitC和GSH含量均显著下降(P<0.05)，MDA含量均显著增高(P<0.05)。DC组房水、血清中VitC和GSH含量较ARC组对应指标均明显降低(P<0.05)，而DC组房水中MDA含量较ARC组增高了17.71%，但差异无统计学意义(P>0.05)。结论糖尿病患者高血糖的氧化应激状态，改变了房水的抗氧化系统，可能影响房水和晶状体的代谢，从而加速了糖尿病性白内障的发生发展。

糖尿病性白内障;维生素C;谷胱甘肽;丙二醛;氧化应激

随着人们生活水平的提高，遗传因素和饮食结构的改变，我国糖尿病的发病率逐年上升。糖尿病性白内障(diabetic cataract，DC)成为糖尿病患者常见的眼部并发症之一，给个人、家庭和社会带来了沉重的经济负担[1，2]。因此，研究糖尿病性白内障的发病机制和药物防治至关重要。目前，DC的发病机制尚未明确，主要包括渗透压学说、氧化应激学说和蛋白质的非酶糖基化学说[3]。其中，氧化应激学说近年来受到国内外眼科学者的关注，认为DC的发生很可能是过氧化机制在其病因及病理学上起着重要作用，并且国内测量糖尿病性白内障患者房水和血清中的抗氧化物研究较少。本研究通过用化学发光比色法观察DC患者和单纯年龄相关性白内障(age-related cataract，ARC)患者房水和血清中与氧化应激代谢密切相关的抗氧化物维生素C(vitamin C，VitC)和谷胱甘肽(glutathione，GSH)以及过氧化产物丙二醛(malondialdehyde，MDA)含量的变化及其相关性，旨在探讨高血糖的氧化应激与DC形成的关系，为糖尿病性白内障的临床防治提供实验依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料 收集2010年5月至2012年6月在海军92853部队医院眼科住院的患者。(1)DC组：糖尿病性白内障患者38例，其中男18例，女20例；年龄53～67岁；(2)ARC组：血糖正常的年龄相关性白内障患者43例，其中男20例，女23例；年龄45～62岁；(3)对照组：非糖尿病非白内障眼科患者37例，其中男18例，女19例；年龄31～53岁。3组年龄和性别构成比较差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。

1.2 标本采集 房水：所有白内障患者术前均常规行眼科检查排除眼部外伤史、眼底病及其他眼病，行全身检查排除肝肾功能及血脂异常等全身系统性疾病；在手术于完成角膜缘板层切口后，用1 ml注射器抽取未被稀释的房水0.1～0.2 ml，置于-80℃低温冰箱保存。血清：所有患者清晨空腹静脉采血5 ml，分离血清，置于-80℃低温冰箱保存。本研究经医院伦理委员会讨论通过，所有受试对象均签署知情同意书。

1.3 主要试剂与仪器 VitC、GSH和MDA测定试剂盒购自南京建成生物工程研究所；BS210型分析天平，购自北京赛多利斯有限公司；SHH2WZ2600电热恒温水箱，购自北京精科华瑞仪器有限公司；DL24000B 高速冷冻离心机，购自上海安亭科学仪器厂；HP8453型紫外分光光度计，美国产。

1.4 测定方法 分别取房水和血清匀浆液各0.1 ml，Fe3+还原法测定VitC含量，二硫硝基苯法测定GSH含量，硫代巴比妥酸法测定MDA含量，实验均严格按照试剂盒说明进行操作。

2 结果

2.1 3组血清Vit C含量比较 与对照组相比，ARC组和DC组血清中VitC的含量显著减少，差异均有统计学意义(P<0.05)。与ARC组相比，DC组血清中VitC含量也显著减少(P<0.05)。见表1。

2.2 3组血清GSH含量比较 与对照组相比，ARC组和DC组血清中GSH的含量显著减少，差异均有统计学意义(P<0.05)。与ARC组相比，DC组血清中GSH的含量也显著减少(P<0.05)。见表1。

2.3 3组血清MDA含量比较 与对照组相比，ARC组和DC组血清中MDA的含量显著增加，差异均有统计学意义(P<0.05)。与ARC组相比，DC组血清MDA的含量增加了17.71 %，但是差异没有统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1 3组血清中VitC、GSH和MDA含量比较

组别VitC(μg/ml)GSH(mg·gPr-1)MDA(nmol/ml)对照组(n=37)39.0±3.231±55.3±0.9ARC组(n=43)29.9±2.6*20±4*8.6±2.0*DC组(n=38) 25.5±2.9*# 15±4*#10.2±2.9*

2.4 DC组与ARC组房水Vit C、GSH和MDA含量比较 与ARC组相比，DC组房水中VitC和GSH的含量均显著减少，差异有统计学意义(P<0.05)。DC组房水MDA的含量较ARC组显著增加(P<0.05)。见表2。

表2 DC组和ARC组房水中VitC、GSH和MDA含量比较

组别VitC(μg/ml)GSH(mg·gPr-1)MDA(nmol/ml)ARC组(n=43)19±318.5±2.88.0±1.9DC组(n=38)15±3*14.5±3.5*10.2±2.2*

3 讨论

糖尿病是一种以慢性高血糖为特征的代谢紊乱综合征，其中糖尿病性白内障是糖尿病的常见并发症之一，严重影响患者的视力和生活质量。研究表明，糖尿病性白内障是高血糖通过蛋白质糖基化、糖自氧化、多元醇途径引起的代谢紊乱综合作用的结果[4]。目前，很多学说认为糖尿病性白内障的发生和发展与机体抗氧化防御系统清除自由基能力下降密切相关[5，6]。

人体在正常新陈代谢中不断产生自由基，同时又不断被自身的抗氧化系统清除，且处于动态平衡中。若自由基产生过多和(或)清除功能降低则可产生自由基的堆积，机体呈现氧化应激状态，特别是在高血糖状态下蛋白质的非酶促糖基化作用大量生成果糖胺，而后自氧化生成活性氧(ROS)等大量自由基。此外，葡萄糖与血红蛋白结合时也可加快自氧化速率导致自由基增加。糖尿病初期机体可代偿氧化应激状态，失代偿后超氧化物歧化酶(SOD)可明显减低，导致总抗氧化能力降低，自由基积聚[7]。自由基还可攻击细胞膜中多不饱和脂肪酸，形成过氧化脂质(LPO)，后者可进而分解成大量的醛、醇和烃类。其中丙二醛(MDA)有很强毒性，可与磷脂蛋白质、核酸等形成稳定的不溶性代谢终产物，积聚在细胞内而影响功能，其含量的多少可反映机体内脂质过氧化的程度，间接反映机体受自由基攻击的严重程度[8]。

在生理条件下，晶状体是一种透明、无血管的纤维组织，处于房水和玻璃体包围之中，主要通过房水循环提供晶状体生长所需的营养并带走其代谢产物，而房水主要通过血-房水屏障不断进行生成排泄转换的。因此，机体房水和血液中抗氧化系统的稳定势必会影响晶状体的生理代谢过程[9，10]。研究表明，糖尿病患者血糖水平升高，房水中的葡萄糖水平接近血糖水平时，葡萄糖可迅速扩散到晶状体，使晶状体蛋白糖基化，同时产生超氧自由基，损伤晶状体上皮细胞，造成蛋白质的构象改变，引起晶状体蛋白质交联、聚积，从而导致晶状体混浊的发生和发展[11，12]。Gul等[13]研究发现，糖尿病患者较老年性白内障患者晶状体中抗氧化物谷胱甘肽水平下降，脂质过氧化物水平上升，说明高血糖会导致机体氧化应激效应增强。

Vit C是还原性抗氧化剂，在房水和血清中浓度很高，它能积极清除自由基和单线态氧，转化为过氧化离子，从而使晶状体免于氧化损害[14，15]。谷胱甘肽(GSH)是房水和血清主要的抗氧化物质，能够保护晶状体蛋白质免受氧化损伤，并且正常的晶状体具有GSH合成和再生循环系统以维持GSH的高浓度水平[16]。Giblin[17]认为，当GSH缺乏或GSH氧化还原循环受扰时，低水平的自由基就可破坏晶状体上皮细胞Na+-K+-ATP酶活性及某些细胞骨架蛋白以及与膜通透性相关的蛋白，导致晶状体蛋白质氧化损伤。本研究结果表明，糖尿病性白内障患者和老年性白内障患者血清中抗氧化物Vit C和GSH含量较对照组均有明显减少，而血清中脂质过氧化产物MDA含量较对照组均明显增加。说明，糖尿病性白内障患者和老年性白内障患者机体内均存在抗氧化防御能力受损，血液内的大量抗氧化物被消耗，脂质过氧化反应增加，导致晶状体混浊。本研究结果还发现糖尿病性白内障患者房水和血清中抗氧化物Vit C和GSH含量较老年性白内障患者均有明显地减少，并且血清中VitC、GSH及MDA含量变化与房水中相对应指标的变化存在正相关关系。综上，糖尿病患者的糖代谢紊乱可明显增强机体内的氧化应激反应，通过血-房水屏障改变了房水的抗氧化成分进而加速晶状体混浊，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，糖尿病性白内障是机体靶器官被氧化损伤的产物，高血糖加速体内的氧化应激状态，生成过量的自由基，破坏房水和晶状体中抗氧化系统，与白内障的形成密切相关。因此，合理有效的调整机体血糖水平和房水内抗氧化物质的浓度，给晶状体提供适宜的代谢环境对控制白内障的发生、发展会起一定的作用。

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Thestudyonantioxidativesysteminserumandaqueoushumorinpatientswithdiabeticcataract

LIQi*,LIUHuibin*,LIYingzhuo,etal.*DepartmentofOphthalmology,No.92853HospitalofPLA,Liaoning,Xingcheng125106,China

ObjectiveTo observe the changes of contents of vitamin C,GSH and MDA in serum and aqueous humor of patients with diabetic cataract (DC),and to explore the relationship between hyperglycosemia with oxidative stress and pathogenesis,development of diabetic cataract.MethodsThirty-eight cases of diabetic cataract (DC group) and 43 cases of age-related cataract without diabetes (ARC group) and 37 cases of clear lens without diabetes (control group) were enrolled in the study.The levels of vitamin C,GSH and MDA in serum and aqueous humor were detected and compared among three groups.ResultsAs compared with those in control group,the contents of vitamin C and GSH in serum of DC group and ARC group were significantly decreased (P<0.05),however,the contents of MDA were obviously increased (P<0.05).The contents of vitamin C and GSH in serum and aqueous humor of DC group were significantly decreased,as compared with those in ARC group (P<0.05).The MDA contents in aqueous humor of DC group were significantly increased by 17.71%,as compared with those in ARC group,but there were no significant differences between two groups (P>0.05).ConclusionThe oxidative stress condition of hyperglycosemia in patients with diabetes mellitus changes the anti-oxidant system of aqueous humor,which may affect metabolism of aqueous humor and crystalline lens,as a result,accelerate the pathogenesis and development of DC.

diabetic cataract;vitamin C;GSH;MDA;oxidative stress

10.3969/j.issn.1002-7386.2014.13.003

125106 辽宁省兴城市，海军92853部队医院眼科(李琪、刘会彬、崔琮、刁冀英、吴立志);辽宁省沈阳军区大连疗养院付家庄医院眼科(李英卓)

刘会彬，125106 海军92853部队医院眼科;

E-mail:liqi1209@163.com

R 776.1

A

1002-7386(2014)13-1931-03

2014-01-15)