睫状肌功能结构异常与近视的关系研究进展
2023-04-05李佳芹毕爱玲毕宏生
李佳芹 ,毕爱玲 ,2,毕宏生 ,2
1 山东中医药大学研究生院,济南 250014;2 山东中医药大学附属眼科医院,山东省眼病防治研究院,山东省眼视光与青少年视力低下防控临床医学研究中心,山东省视觉智能工程技术研究中心,山东省儿童青少年健康与近视防控研究院,山东省中西医结合眼病防治重点实验室
睫状体是葡萄膜的中间部分,前接虹膜根部,后以锯齿缘为界与脉络膜相互移行[1]。睫状肌起源于巩膜突及其周围结缔组织,是睫状体的主要构成部分。作为眼部调节的主要肌肉,睫状肌通过神经支配控制晶状体的形态改变,从而使视物清晰。随磁共振成像(MRI)、超声生物显微镜(UBM)[2]、前节光学相干断层扫描(OCT)[3]等高分辨率设备的应用,睫状肌的功能结构已逐渐明确。长时间视近时,副交感神经支配增加[4],使睫状肌持续收缩[5],引起调节痉挛,调节滞后增加[6],调节性集合与调节比值(AC/A)增加[7],诱发假性近视[8],导致近视发生。在近视发展过程中,睫状肌厚度[9]及形态结构可能发生改变[10]。在近视发生发展的过程中,睫状肌表现出增厚的形态特征。现将睫状肌与近视的关系相关研究进展综述如下。
1 睫状肌功能结构异常与近视的关系
眼睛是一个精密的光学系统,中心视觉分辨、精确视觉聚焦、图像追踪及图像稳定均在视力调节过程中发挥重要作用。睫状肌是眼部调节的主要肌肉,可在神经支配下快速收缩、舒张,牵拉晶状体进行不同程度的形态变化,迅速对不同距离事物进行视觉聚焦,精确达到视物清晰效果。在视近物过程中,睫状肌收缩使晶状体弯曲度增加,改变眼睛屈光力,使近处物体的光线投射到视网膜上。在近视发展过程中,睫状肌的形态结构和功能均发生变化。
1.1 睫状肌痉挛与近视的关系 近视发病的调节学说[11-13]认为:长期近距离用眼者的睫状肌长时间持续收缩,导致睫状肌痉挛。调节痉挛导致眼调焦的准确性不足,导致患者视远时,远处物体成像于视网膜之前,形成视网膜离焦状态,造成假性近视。人眼通过改变晶状体的屈光力使近处物体聚焦于视网膜上的能力称为调节。调节滞后是眼睛实际调用的力小于调节刺激的量,使物象成像在了视网膜之后。患者视近时,使眼睛存在正相对调节和负相对调节下降、调节滞后、调节灵敏度下降等调节参数的改变,物体成像于视网膜后方,形成视网膜离焦状态。另外,离焦状态产生的模糊像对视网膜产生一个刺激作用,在视网膜—脉络膜近视机制中,产生眼轴对焦生长的神经递质或者生长因子[14-15],使眼轴增长,导致轴性近视发生和发展。近视调节时,睫状肌运动减少[16],视近时,睫状肌在副交感神经支配下,产生约20 D调节力;视远时,睫状肌在交感神经支配下,产生较小调节力,约1.5 D[17-18]。因此,在持续视近过程中,副交感神经支配的增加会使睫状肌持续收缩,诱发假性近视,参与近视的发生发展[19-20]。
1.2 睫状肌增厚与近视的关系 睫状肌增厚、收缩不良可能是儿童及成人视近时屈光不正调节异常的原因之一。较厚的睫状肌与儿童和成人视近时屈光不正之间存在相关性。OLIVEIRA等[21]通过测量无眼内手术史或使用抗青光眼药物患者的 75 只眼的轴向长度及巩膜突后 2(CMT2)、3 mm(CMT3)厚度,发现睫状体厚度随着轴向近视的增加而增加,证实成人近视者的睫状体后段比非近视受试者的睫状体后段更厚的研究。BAILEY等[22]以8~15岁的儿童为研究对象,同样测量其眼轴长度以及巩膜突后CMT1、CMT2和CMT3厚度,结果发现轴向长度较长的眼睛具有较厚的睫状体,因此得出结论睫状体厚度( CBT) 与学龄儿童的屈光不正相关。PUCKER等[23]研究发现,近视儿童的睫状肌后部(CMT2 和CMT3)纤维较粗,即屈光不正与不同肌肉区域的睫状肌厚度之间存在关系。FERNANDEZ-VIGO等[24]应用扫描源光学相干断层扫描(SS-OCT)测量了495 例受试者的 495 只眼的颞和鼻象限睫状肌长度(CML)、睫状肌面积 (CMA) 和 CMT1、CMT2 和CMT3睫状肌厚度,研究结果显示屈光不正与 CML(OR=-0.519;P<0.05)及 屈 光 不 正 与 CM 厚 度(OR≥-0.386;P<0.001)或 CMA(OR=-0.538)间存在负相关。
CEVHER等[25]使用超声生物显微镜(UBM)比较单侧近视屈光参差患者的正常对侧眼与弱视眼的睫状肌厚度(CMT),结果表明单侧近视屈光参差患者的患眼CMT较健康眼更厚。由此可见,增厚、收缩不良的睫状肌可以作为儿童及成人视近调节异常的标志。
对于睫状肌厚度与屈光不正近视的关系,另有部分研究结论不同。ZHANG等[26]通过ArcScan Insight ® 100 分析 50例近视成人右眼 CMT1、CMT2和 CMT3处厚度数据,得出睫状肌厚度与眼睛的轴向生长变化没有关系。XIE等[27]通过评估屈光状态对睫状肌的影响,观察到随着球面等效屈光不正增加,鼻腔和颞骨睫状肌最大厚度(CMTMAX)有增加的定性趋势,但差异没有统计学意义。由此推测,睫状肌增厚可能与眼睛轴性近视的相关性较小,而对于衡量睫状肌增厚只测量其最厚处的检测方法还有待扩大样本量进行探究,确定其是否具有统计学意义。动物模型中睫状肌增厚与近视的关系与人类表现出的近视伴随睫状肌增厚或体积增大的结果有些许的差异。近视豚鼠在达到与成人屈光不正和眼轴长度相同比例情况下,豚鼠睫状肌的体积、长度和厚度均随着年龄的增长而显著增加。在豚鼠生长发育过程中,睫状肌在生长过程的前20天出现增生、伴有肥大,在20~90天转变成肥大[28]。这说明睫状肌的生长发育在各个正常个体中是有共同的良好的生长机制,并且肥大阶段的出现也奠定了可能出现睫状肌增厚这一结果的基础,这一定程度上排除了生长方式差异相关因素引起的实验结果差异。PUCKER等[26-27]观察了对豚鼠视觉发育过程中的睫状肌组织和细胞变化,在形觉剥夺诱导的豚鼠近视模型中,豚鼠眼轴增长,睫状肌细胞萎缩、生长受到抑制。
到目前为止,学界对于导致睫状肌增厚的机制尚不清楚,睫状肌厚度与近视发展之间的因果关系也未有定论。睫状肌厚度的增加会改变阻碍赤道伸展的机械特性,从而促进近视的发展[29]。有研究[30]发现,较厚的睫状体形态会抑制高频调节微波动。调节中的高频和低频波动伴随着眼压的脉动变化,假设视觉信息处理作用包括视网膜对眼睛焦点的控制,那随着睫状体厚度的增加,调节性微波动和眼压脉动的幅度下降将可能是导致高眼压和刺激近视眼生长相关的因素[31]。睫状肌增厚伴随着眼球赤道部及眼压的变化,但是目前的研究多处于生物个体,未来探究睫状肌增厚与近视进展之间的关系,可尝试从细胞水平和分子水平探究近视眼睫状肌、眼压与眼球赤道部变化的整体机制。了解产生此种解剖变化的潜在机制对近视的治疗和预防,甚至对其他眼病(如老花眼、青光眼和调节功能障碍)也具有重要的临床意义。
在形觉剥夺豚鼠近视模型中,由形觉剥夺引起的眼球轴向伸长导致睫状肌生长受到抑制,此类豚鼠模型呈现睫状肌的长度显著更短,镜下观察细胞亮度显著降低的特点[28,32]。BOWREY等[33]进行了关于周边视网膜离焦对近视的影响的探究,发现豚鼠散焦引起的近视加速了视乳头周围的伸长,而周围几乎没有变化。或许形觉剥夺的近视豚鼠模型也存在类似机制,通过加速眼轴增长,抑制眼睛赤道生长,从而达到眼睛屈光不正近视。关于形觉剥夺诱导近视豚鼠模型中睫状肌改变与人类近视睫状肌变化差异仍需进一步的研究。
1.3 睫状肌纤维生长异常与近视的关系 从组织学角度,睫状肌由三种不同走行方向的纤维构成,分别是纵行纤维、环形纤维和放射纤维。纵行纤维在巩膜前面并平行于巩膜,在外侧前后排列走行;环行纤维跟随虹膜在内侧前端平行于角膜缘走行;放射纤维在纵行纤维、环形纤维两者之间斜行,形成紧密连接[1]。
FLUGELl-KOCH 等[2]使用 UBM对人类睫状肌细小带状纤维进行了可视化分析,结果显示细小带状纤维(MAZ)起源于相邻色素上皮和睫状肌的结缔组织纤维,并且起源部位的许多传入终端最终连接在环状睫状肌的内在神经网络。靠近环状睫状肌部分的位置和神经连接可以为稳定和重新调整焦点提供基础,以实现快速和微调的调节。RICHDALE等[34]对91例成人进行眼部参数与年龄、屈光不正和调节的关系评估,结果显示睫状肌环直径与近视屈光不正相关。近视儿童比非近视儿童的睫状肌调节引起的轴向伸长更大[35]。在非调节状态下,眼轴长度更大的眼睛的睫状肌明显更长。并且,近视受试者在调节过程中显示睫状肌运动减少[16]。据文献[23]报道,屈光不正近视的睫状肌增厚是具有区域性的。但是,目前还没有一项关于睫状肌含有不同纤维类型的各个不同区域的功能与屈光不正之间关联的研究,此研究方向有待研究者们进一步探究。
2 睫状肌麻痹剂在近视治疗中的应用
最新研究[36]发现,药物是近视最有效的干预措施,其中毒蕈碱受体拮抗剂治疗近视效果最好。毒蕈碱受体拮抗剂中最常用的药物是阿托品(atropine)和哌仑西平(Pirenzepine),目前,临床已逐渐减少哌仑西平在近视治疗中的应用。阿托品是一种睫状肌麻痹剂,可通过阻断乙酰胆碱与毒蕈碱受体结合,阻断副交感神经对平滑肌的支配,缓解睫状肌痉挛,发挥近视治疗作用[37]。低浓度阿托品可有效缓解近视的发展,且安全性较好[38],但其疗效和最佳应用浓度仍不确定。一项为期1年低浓度阿托品治疗近视进展的随机、双盲、对照研究[39]中,与对照组比较,采用 0.05%、0.025%及0.01%的阿托品滴眼液或安慰剂滴眼液的阿托品治疗组均有不同程度控制近视进展效果,其中0.05%阿托品滴眼液的控制近视进展效果最明显。研究[40]显示,低浓度阿托品第2年的应用效果优于第1年,尤其是0.01%浓度,随着时间的推移有稳定进展的作用,并且第2年末各种低浓度阿托品疗效差异变小。另外,一项关于阿托品治疗近视的五年临床试验[41]结果发现,0.01%的阿托品在减缓近视进展方面更有效,视觉不良作用更小。关于阿托品浓度对近视的疗效,0.05% 阿托品短期疗效更好,0.01%阿托品长期疗效最安全稳定。
在临床治疗过程中,阿托品可能会引起睫状肌麻痹、瞳孔扩大,并伴随引起畏光、视物模糊、近距离工作困难等不良反应[42]。治疗过程中0.01% 的阿托品不良反应最小,0.05% 阿托品的疗效最好。研究[43]发现,低浓度阿托品会诱导近视患者的脉络膜增厚,影响治疗效果。
综上所述,睫状肌的结构功能及形态改变与近视的发展密不可分。近视患者睫状肌发生痉挛,导致眼调节滞后、视网膜离焦;睫状肌增厚导致患者眼轴长度变长,视近时屈光不正;睫状肌纤维生长异常导致睫状肌功能改变,参与近视的发展。睫状肌形态参数的改变可作为预测近视发展或评估近视进程的有效指标。睫状肌麻痹剂阿托品可有效缓解近视的进展。后续还需进一步了解近视发展过程中睫状肌结构功能改变的具体作用机制,寻找不良反应少且有效缓解睫状肌痉挛的近视治疗方法。