内皮素-1与前部视神经微循环及青光眼的研究进展
内皮素-1与前部视神经微循环及青光眼的研究进展
孙芳娥 赵大尤
关键词：内皮素-1；视神经微循环；青光眼视神经病变
青光眼视神经病变可发生在眼压升高时，也可在正常眼压时发生。近年来研究表明原发性开角型青光眼的病因有多种：有机械性、血管性以及其他一些因素。大量对内皮素-1(ET-1)的研究表明，ET-1具有血管调节功能，在眼部血流的调节过程中起主要作用，在原发性开角型青光眼中起着一定作用，因而受到普遍关注。本文将着重综述ET-1对前部视神经微循环的作用以及与原发性青光眼的关系。
1 ET-1是内皮衍生的血管活性因子
内皮素是一种有血管活性的21氨基酞，有3种形式存在：ET-1、ET-2、ET-3。ET-1是由内皮细胞产生并释放出来，它是Yanagisawa等[1]从培养的猪动脉内皮细胞的上清液中发现的。2种ET受体已经被克隆出并命名为ETA、ETB。ETA为ET-1特异性受体亚型，ETB为非选择性亚型。ETA位于血管平滑肌细胞上，ETB位于血管内皮细胞上[2，3]。
, 百拇医药
内皮素对眼部作用已有研究[4，5]，正常人的眼部血管微循环对局部ET-1的浓度变化特别敏感[6].对于不同部位的血管包括前部视神经微循环，内皮素的血管收缩功能与其剂量及浓度有关。Coiffi等[5]报告用内皮素处理过的眼球血管平均收缩14.7%～30%[5]。在一些血管中低浓度的ET-1可导致血管扩张，高浓度的ET-1可导致血管收缩。这种双重的ET-1的作用是由于2种不同的ET受体的结果[2]。
内皮素-1具有替在的血管张力调节功能，在眼局部血流的调节过程中起重要作用。因此，在一些与眼血流变化有关的疾病中，如低眼压性青光眼，血管内皮细胞功能的破坏可代表一种新的发病机理。
2 前部视神经血管供应
众所周知，前部视神经分4个区，神经纤维层的血供来自视网膜的毛细血管。此处的血管没有屏障作用，内皮细胞间的紧密连接构成血-眼屏障。筛板前区接受睫状后短动脉的直接分枝以及Zinn-Haller动脉环分枝的血管供应。筛板区主要血管供应来自睫状后短动脉的分支。筛板后区大部分血管来自软脑膜的穿透支以及睫状后短动脉的分支。前部视神经的静脉回流是通过单一的视网膜中央静脉完成的。前部视神经与视盘周围脉络膜之间的区域可以视为“分水岭”，在灌注压下降时，此区易出现局部缺血[7]。
, http://www.100md.com
3 ET-1诱导的视神经缺血
机体内大部分的血管张力是自主神经系统调节的，而视网膜血管以及局部血流是视网膜内在的非神经机制调节的。ET-1参与调节血管平滑肌的张力，自我调节的效应细胞为血管平滑肌细胞。血管平滑肌的张力以及其主动收缩取决于血管直径、血流量及组织氧的水平[8]。ET-1的功能被认为是一种局部激素的作用。能调节前部视神经血流的因素包括：(1)血管直径；(2)灌注压；(3)血管阻力；(4)前部视神经血流的自我调节[9，10]。自我调节失衡是一重要的，而且常常是视网膜血管性疾病的早期特征。
微血管筑型技术与扫描电镜的应用为研究前部视神经微血管的三维立体结构提供了有用的方法。并且可以直接观察到微血管的一些细小变化[11，12]。在近分支处的局限性相对数量的分支的收缩可以被表示为远端直径相对的收缩的百分比。ET-1可以产生视神经微血管的与剂量有关的收缩。用微血管筑型技术可以计算出收缩的水平，描绘出与剂量相关的收缩曲线。局限性收缩可以出现在视神经筛板前区、筛板区、筛板后区[2]。ET-1通过渗透压驱动的超小型泵被送到前部视神经周边区，此泵的流速是可控的。再通过非放射性彩色微粒子技术即可测定局部的血流量[13]。其原理为局部的血流量可通过注射到全身血流的粒子数目的分布情况来测定。每个器官分布的粒子相对数量与注射的总数相比等于心脏血流排出到这个器官的分流量。与对照眼比较缓慢应用ET-1(7～14d)，可导致前部视神经的血流量下降36%～38%，同时还发现ET-1对眼压无明显影响[13，14]。这是一种评估视神经血流量相对可靠的方法，对测视神经血流量显示了低的变异性，且避免了放射性物质的处理。Sugiyama研究表明后部玻璃体注射ET-1，可以出现前部视神经血流量减少，并出现眼压下降，VEP-N1潜伏期延长并持续14d[15]。所有这些结果均提示了ET-1在前部视神经血液微循环的自我调节中起着重要作用。
, http://www.100md.com
4 ET-1与青光眼
放射免疫测定法在临床上已经被用于测定人血浆的内皮素水平[16]，它对研究内皮素的生理学、病理生理学，已证明是非常有帮助的。正常眼压青光眼病人的ET-1的血浆水平与眼压高的青光眼病人及正常对照者相比，有升高的趋势[17]。动物模型也证明了慢性缺血可产生与ET-1浓度有关的视神经的青光眼样视杯改变。同焦的扫描激光眼底立体照像结果显示视盘苍白及青光眼杯的改变[12]。ET-1诱导的视神经缺血可以有效地被低浓度的来西地平(lacidipine)或尼非地平(nipedipine)抑制，说明这可能与内皮素的受体有关。钙离子协同剂对ET-1的血管收缩作用无增强[18]。全身使用钙离子拮抗剂可以缓解低眼压性青光眼病人病情的进展，这一结果提示钙离子拮抗剂对临床上治疗低眼压性青光眼有潜在作用[19]。研究资料支持这一假说，血管功能异常与低眼压性青光眼视神经病变的发病机理有关。
, 百拇医药
青光眼的视神经损害可以更好地定义为是一种视神经病变，它可由于不同的原因包括眼压升高引起，而这些原因只是刚刚被我们认识和了解。
作者单位：孙芳娥(河北医科大学第三医院眼科 河北省石家庄市，050051)
赵大尤(河北医科大学第三医院眼科 河北省石家庄市，050051)
参考文献
1，Yanagisawa M,Kurihara H,Kimura S,et al.A novel potent vasoconstrictor peptide produced by vascular endothelial cells[J].Nature 1988;332∶411-415.
2，Buckley CH,Hadoke PWF,O'Brin CJ.Use of isolated ocular arteries in vitro to define the pathology of vascular changes in glaucoma[J].Br J Ophthalmol 1997;81∶599-607.
, http://www.100md.com
3，MacCumber MW,D'Anna SA.Endothelin receptor-binding subtypes in the human retina and choroid[J].Arch Ophthalmol 1994;112∶1231-1235.
4，MacCumber MW,Jampel HD,Snyder SH.Ocular effcets of the endothelins:abundant peptides in the eye[J].Arch Ophthalmol 1991;109∶705-707.
5，Coiffi GA,Orgul S,Onda E,et al.An in vivo model of chronic optic nerve ischemia:the dose-dependent effects of endothelin-1 on the optic nerve microvasculature[J].Curr Eye Res 1995;14∶1147-1153.
, 百拇医药
6，Schmetterer L,Findl O,Strenn K,et al.Effects of endothelin-1(ET-1) on ocular hemodynamics[J].Curr eye Res 1997;16∶687-692.
7，Hayreh SS.Blood supply of the optic nerve head[J].Ophthalmologica 1996;210∶285-295.
8，Chakravarthy V,Archer DB.Endothelin:a new vasoactive ocular peptide[J].Br J Ophthalmol 1992;76∶107-108.
9，Cioffi GA,Van Buskirk EM.Microvasculature of the anterior optic nerve[J].Surv Ophthalmol 1994;38(suppl)∶S107-117.
, 百拇医药
10，Hayreh SS.Vascular factors in the pathogenesis of glaucomatous optic neuropathy,in Drance SM(ed):International Symposium on Glaucoma,Ocular Blood Flow and Drug Treatment[M].Baltimore,Williams and wilkins 1992∶33-41.
11，Fahrenbach WH,Bacon DR,Morrison JC,et al.Controlled vascular corrosion casting of the rabbit eye[J].J Elect Microscop Tech 1988;10∶15-26.
12，Cioffi GA,Onda E,Berg ME,et al.Effects of endothelin-induced chronic optic nerve ischemia[J].Invst Ophthalmol Vis Sci 1994;35(suppl)∶1646.
, 百拇医药
13，Orgul S,Cioffi GA,Bacon DR et al.An endothelin-1-induced model of chronic optic nerve ischemia in rhesus monkeys[J].J Glaucoma 1996;5∶135-138.
14，Orgul S,Cioffi GA,Wilson DJ,et al.An endothelin-1 induced model of optic nerve ischemia in the rabbit[J].Invest Ophthalmol Vis Sci 1996;37∶1860-1869.
15，Sugiyama T,moriya S,Oku H,et al.Assiciation of endothelin-1 with normal tension glaucoma:clinical and fundamental studies[J].Surv Ophthalmol 1995;39(suppl 1)∶s49-56.
, http://www.100md.com
16，Hartter E,Woloszczuk W.Radioimmunoassay of endothelin[J].Lancet 1989;1∶909
17，Kaiser H,Flammer J,Went M,et al.Endothelin-1 plasma levels in normal tension glaucoma:abnormal response to postural changes[J].Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol 1995;233∶484-488.
18，Haefliger IO,Flammer J,Luscher TF.Nitric oxide and endothelin-1 are important regulators of human ophthalmic artery[J].Invest Ophthalmol Vis Sci 1992;33∶2340-2343.
19，Netland PA,Chaturvedi N,Dreyer EB.Calcium channel blockers in the management of low-tension and open-angle glaucoma[J].Am J Ophthalmol 1993;115∶608-613., http://www.100md.com
孙芳娥 赵大尤
关键词：内皮素-1；视神经微循环；青光眼视神经病变
青光眼视神经病变可发生在眼压升高时，也可在正常眼压时发生。近年来研究表明原发性开角型青光眼的病因有多种：有机械性、血管性以及其他一些因素。大量对内皮素-1(ET-1)的研究表明，ET-1具有血管调节功能，在眼部血流的调节过程中起主要作用，在原发性开角型青光眼中起着一定作用，因而受到普遍关注。本文将着重综述ET-1对前部视神经微循环的作用以及与原发性青光眼的关系。
1 ET-1是内皮衍生的血管活性因子
内皮素是一种有血管活性的21氨基酞，有3种形式存在：ET-1、ET-2、ET-3。ET-1是由内皮细胞产生并释放出来，它是Yanagisawa等[1]从培养的猪动脉内皮细胞的上清液中发现的。2种ET受体已经被克隆出并命名为ETA、ETB。ETA为ET-1特异性受体亚型，ETB为非选择性亚型。ETA位于血管平滑肌细胞上，ETB位于血管内皮细胞上[2，3]。
, 百拇医药
内皮素对眼部作用已有研究[4，5]，正常人的眼部血管微循环对局部ET-1的浓度变化特别敏感[6].对于不同部位的血管包括前部视神经微循环，内皮素的血管收缩功能与其剂量及浓度有关。Coiffi等[5]报告用内皮素处理过的眼球血管平均收缩14.7%～30%[5]。在一些血管中低浓度的ET-1可导致血管扩张，高浓度的ET-1可导致血管收缩。这种双重的ET-1的作用是由于2种不同的ET受体的结果[2]。
内皮素-1具有替在的血管张力调节功能，在眼局部血流的调节过程中起重要作用。因此，在一些与眼血流变化有关的疾病中，如低眼压性青光眼，血管内皮细胞功能的破坏可代表一种新的发病机理。
2 前部视神经血管供应
众所周知，前部视神经分4个区，神经纤维层的血供来自视网膜的毛细血管。此处的血管没有屏障作用，内皮细胞间的紧密连接构成血-眼屏障。筛板前区接受睫状后短动脉的直接分枝以及Zinn-Haller动脉环分枝的血管供应。筛板区主要血管供应来自睫状后短动脉的分支。筛板后区大部分血管来自软脑膜的穿透支以及睫状后短动脉的分支。前部视神经的静脉回流是通过单一的视网膜中央静脉完成的。前部视神经与视盘周围脉络膜之间的区域可以视为“分水岭”，在灌注压下降时，此区易出现局部缺血[7]。
, http://www.100md.com
3 ET-1诱导的视神经缺血
机体内大部分的血管张力是自主神经系统调节的，而视网膜血管以及局部血流是视网膜内在的非神经机制调节的。ET-1参与调节血管平滑肌的张力，自我调节的效应细胞为血管平滑肌细胞。血管平滑肌的张力以及其主动收缩取决于血管直径、血流量及组织氧的水平[8]。ET-1的功能被认为是一种局部激素的作用。能调节前部视神经血流的因素包括：(1)血管直径；(2)灌注压；(3)血管阻力；(4)前部视神经血流的自我调节[9，10]。自我调节失衡是一重要的，而且常常是视网膜血管性疾病的早期特征。
微血管筑型技术与扫描电镜的应用为研究前部视神经微血管的三维立体结构提供了有用的方法。并且可以直接观察到微血管的一些细小变化[11，12]。在近分支处的局限性相对数量的分支的收缩可以被表示为远端直径相对的收缩的百分比。ET-1可以产生视神经微血管的与剂量有关的收缩。用微血管筑型技术可以计算出收缩的水平，描绘出与剂量相关的收缩曲线。局限性收缩可以出现在视神经筛板前区、筛板区、筛板后区[2]。ET-1通过渗透压驱动的超小型泵被送到前部视神经周边区，此泵的流速是可控的。再通过非放射性彩色微粒子技术即可测定局部的血流量[13]。其原理为局部的血流量可通过注射到全身血流的粒子数目的分布情况来测定。每个器官分布的粒子相对数量与注射的总数相比等于心脏血流排出到这个器官的分流量。与对照眼比较缓慢应用ET-1(7～14d)，可导致前部视神经的血流量下降36%～38%，同时还发现ET-1对眼压无明显影响[13，14]。这是一种评估视神经血流量相对可靠的方法，对测视神经血流量显示了低的变异性，且避免了放射性物质的处理。Sugiyama研究表明后部玻璃体注射ET-1，可以出现前部视神经血流量减少，并出现眼压下降，VEP-N1潜伏期延长并持续14d[15]。所有这些结果均提示了ET-1在前部视神经血液微循环的自我调节中起着重要作用。
, http://www.100md.com
4 ET-1与青光眼
放射免疫测定法在临床上已经被用于测定人血浆的内皮素水平[16]，它对研究内皮素的生理学、病理生理学，已证明是非常有帮助的。正常眼压青光眼病人的ET-1的血浆水平与眼压高的青光眼病人及正常对照者相比，有升高的趋势[17]。动物模型也证明了慢性缺血可产生与ET-1浓度有关的视神经的青光眼样视杯改变。同焦的扫描激光眼底立体照像结果显示视盘苍白及青光眼杯的改变[12]。ET-1诱导的视神经缺血可以有效地被低浓度的来西地平(lacidipine)或尼非地平(nipedipine)抑制，说明这可能与内皮素的受体有关。钙离子协同剂对ET-1的血管收缩作用无增强[18]。全身使用钙离子拮抗剂可以缓解低眼压性青光眼病人病情的进展，这一结果提示钙离子拮抗剂对临床上治疗低眼压性青光眼有潜在作用[19]。研究资料支持这一假说，血管功能异常与低眼压性青光眼视神经病变的发病机理有关。
, 百拇医药
青光眼的视神经损害可以更好地定义为是一种视神经病变，它可由于不同的原因包括眼压升高引起，而这些原因只是刚刚被我们认识和了解。
作者单位：孙芳娥(河北医科大学第三医院眼科 河北省石家庄市，050051)
赵大尤(河北医科大学第三医院眼科 河北省石家庄市，050051)
参考文献
1，Yanagisawa M,Kurihara H,Kimura S,et al.A novel potent vasoconstrictor peptide produced by vascular endothelial cells[J].Nature 1988;332∶411-415.
2，Buckley CH,Hadoke PWF,O'Brin CJ.Use of isolated ocular arteries in vitro to define the pathology of vascular changes in glaucoma[J].Br J Ophthalmol 1997;81∶599-607.
, http://www.100md.com
3，MacCumber MW,D'Anna SA.Endothelin receptor-binding subtypes in the human retina and choroid[J].Arch Ophthalmol 1994;112∶1231-1235.
4，MacCumber MW,Jampel HD,Snyder SH.Ocular effcets of the endothelins:abundant peptides in the eye[J].Arch Ophthalmol 1991;109∶705-707.
5，Coiffi GA,Orgul S,Onda E,et al.An in vivo model of chronic optic nerve ischemia:the dose-dependent effects of endothelin-1 on the optic nerve microvasculature[J].Curr Eye Res 1995;14∶1147-1153.
, 百拇医药
6，Schmetterer L,Findl O,Strenn K,et al.Effects of endothelin-1(ET-1) on ocular hemodynamics[J].Curr eye Res 1997;16∶687-692.
7，Hayreh SS.Blood supply of the optic nerve head[J].Ophthalmologica 1996;210∶285-295.
8，Chakravarthy V,Archer DB.Endothelin:a new vasoactive ocular peptide[J].Br J Ophthalmol 1992;76∶107-108.
9，Cioffi GA,Van Buskirk EM.Microvasculature of the anterior optic nerve[J].Surv Ophthalmol 1994;38(suppl)∶S107-117.
, 百拇医药
10，Hayreh SS.Vascular factors in the pathogenesis of glaucomatous optic neuropathy,in Drance SM(ed):International Symposium on Glaucoma,Ocular Blood Flow and Drug Treatment[M].Baltimore,Williams and wilkins 1992∶33-41.
11，Fahrenbach WH,Bacon DR,Morrison JC,et al.Controlled vascular corrosion casting of the rabbit eye[J].J Elect Microscop Tech 1988;10∶15-26.
12，Cioffi GA,Onda E,Berg ME,et al.Effects of endothelin-induced chronic optic nerve ischemia[J].Invst Ophthalmol Vis Sci 1994;35(suppl)∶1646.
, 百拇医药
13，Orgul S,Cioffi GA,Bacon DR et al.An endothelin-1-induced model of chronic optic nerve ischemia in rhesus monkeys[J].J Glaucoma 1996;5∶135-138.
14，Orgul S,Cioffi GA,Wilson DJ,et al.An endothelin-1 induced model of optic nerve ischemia in the rabbit[J].Invest Ophthalmol Vis Sci 1996;37∶1860-1869.
15，Sugiyama T,moriya S,Oku H,et al.Assiciation of endothelin-1 with normal tension glaucoma:clinical and fundamental studies[J].Surv Ophthalmol 1995;39(suppl 1)∶s49-56.
, http://www.100md.com
16，Hartter E,Woloszczuk W.Radioimmunoassay of endothelin[J].Lancet 1989;1∶909
17，Kaiser H,Flammer J,Went M,et al.Endothelin-1 plasma levels in normal tension glaucoma:abnormal response to postural changes[J].Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol 1995;233∶484-488.
18，Haefliger IO,Flammer J,Luscher TF.Nitric oxide and endothelin-1 are important regulators of human ophthalmic artery[J].Invest Ophthalmol Vis Sci 1992;33∶2340-2343.
19，Netland PA,Chaturvedi N,Dreyer EB.Calcium channel blockers in the management of low-tension and open-angle glaucoma[J].Am J Ophthalmol 1993;115∶608-613., http://www.100md.com