内皮素对眼球的药理作用
作者：彭玉豪 李和平
单位：Department of Pharmacology, University of North Texas Health Science Center, Fort Worth, TX 76107, USA)
关键词：内皮缩血管肽类；眼；药理学
中国新药与临床杂志000501 [摘要] 多肽类化合物内皮素对眼有多种药理作用。静脉注射或直接注射入眼球内一般可使兔子的眼压降低。在弥猴前房注射内皮素也可增加房水外流而降眼压。内皮素并不影响灵长类动物的虹膜和瞳孔，但对兔或猫的眼有散瞳或缩瞳作用。眼内注射内皮素能引起持续性的视网膜的视神经严重缺血，并可损害视功能。在角膜上，内皮素促进细胞有丝分裂，刺激角膜上皮细胞增生，有助于伤口的愈合。
[中图分类号] R965；R339.141[文献标识码] A
, 百拇医药
[文章编号] 1007-7669(2000)05-0337-05
内皮素(endothelins, ET)是一组包含21个氨基酸和2个二巯键的多肽类化合物，是最强效的血管收缩剂之一[1]。Inoue等[2]运用分子克隆技术已分离了3种基因序列不同的多肽，并命名为内皮素1，2和3(ET-1，ET-2和ET-3)。这些多肽在药理特性、组织分布和细胞作用等方面都各有不同。ET-1在组织中的分布极为广泛，并且是血浆的组成成分。从结构上来看，内皮素与一组包括Sarafotoxin 6c在内的多肽蛇毒非常相似。内皮素受体主要有A和B 2种亚型。A型受体对ET-1和ET-2的亲和性相近，对ET-3的亲和性却比较弱。B型受体对3种内皮素的亲和性则基本上相等，见表1。Karne等[3]最近发现一种两栖动物的皮肤色素细胞中克隆出来的C型内皮素受体，其对ET-3的亲和性比对ET-1和ET-2更强。除了这些受体亚型之外，其他内皮素受体存在的可能性还是不能被排除的。本文只讨论内皮素A及B型受体在眼中的作用。
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一般药理学 内皮素是目前最强效的血管收缩剂之一。它收缩血管的作用比血管紧张肽(昔名血管紧张素)Ⅱ(angiotension Ⅱ)还强10倍以上[4]。内皮素是由血管内皮细胞所合成。可因细胞受损或其他因素而导致释放。Rubanyi和Polokoff[5]认为内皮素对血管的加压作用主要是由A型受体所介导的，不过B型受体对某些血管床也有收缩作用。除了血液动力学作用之外内皮素也会增加心跳速率，增强心肌收缩力。它还促进内皮细胞的有丝分裂，并调节某些内分泌的功能。Rubanyi和Polokoff[5]等还基于在脑部及中枢神经系统内找到内皮素及其受体，并发现它有调节神经系统的功能，而认为内皮素可被看作是一种神经多肽。
表1 内皮素受体亚型的分类 项目
ETA
ETB
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亲和性
ET-1=ET-2ET-3>
Sarafotoxin 6c
ET-1=ET-2=ET-3
激活性
ET-1
Sarafotoxin Tc, [Ala1,3,11,15]ET-1,IRL1620
拮抗剂
BQ-123,BQ-610,97-139
FR139317,BMS182874,PD155080
, 百拇医药
BQ-788,IRL2500
眼中作用
减少视网膜血流，降眼压，减低房水形成，增加房水
外流，促进角膜细胞增生
降眼压，增加房水外流，协助上皮生长激素促进
角膜细胞增生
对眼的药理作用
1 眼压 作为多肽类物质，内皮素难以穿透角膜。因此，局部施用这类多肽不会影响眼球内的功能。要研究其在眼中的作用，人们必须应用玻璃体腔或前房内直接注射的方法。目前已有3组不同的研究人员证明了玻璃体腔注射内皮素可引起长时间的降低眼压。MacCumber等[6]观察到玻璃体腔注射ET-1或ET-3 1.2 nmol(2.5 μg)可使正常兔眼的眼压降低34%～40%。ET-1的这种降眼压作用可持续长达7 d。而ET-3的作用稍短，但也可持续5～7 d。在同一实验中，注射ET-1 48 h后，8只眼中有6只眼房水蛋白升高，注射ET-3，48 h后5只眼中有2只眼房水蛋白升高。事先给予吲哚美辛(indomethacin)可减少房水蛋白升高，但并不影响内皮素的降眼压作用。吲哚美辛的作用是抑制前列腺素的形成，提示内皮素可引起前列腺素的分泌而使房水蛋白升高，但前列腺素并不参与介导内皮素的降低眼压作用。日本的杉山哲也等[[7]也报告了类似的发现。在动物玻璃体腔内注射ET-1 0.1 nmol(0.22 μg)可使眼压持续24 h降低40%～50%。注射14 d后，给药眼的眼压仍明显低于对照眼。他们更进一步在静脉内注射ET-1 0.1 nmol.kg-1(0.22 μg.kg-1体重)也可使眼压降低。杉山和久等[8]，发现玻璃体腔内注射0.05或0.15 μg ET-1可引起>3 d的持久的眼压降低。当注射浓度较高时(0.5 μg和5 μg)，这种降眼压作用变得更明显更持久。然而，给予0.5 μg的ET-1后0.5 h到1 h的时间里眼压却有明显的升高。(5 μg的注射反而没有此现象)。这种剂量的ET-1更令房水中前列腺素E2(PGE2)的含量在注射后1～24 h内增加约300倍。事先给予吲哚美辛可减弱ET-1的加压作用及PGE2的升高，但并不改变其持久的降眼压的效应。前房注射内皮素时，增高眼压的反应似乎更加明显。例如，Granstam等人[9]证明在前房内注射ET-1，2或3(1.8 ng或8.8 ng)时可引起与剂量相关的眼压、房水蛋白及PGE2的升高。这种房水蛋白和PGE2的增加，以及短暂高眼压的反应都可被吲哚美辛抑制。
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内皮素的降眼压作用究竟与哪一型受体有关，目前还难定论。但似乎A和B型受体都有参与。例如Sugiyama K等[8]和Haque等[10]，给玻璃体腔内注射内皮素A型受体的选择性拮抗剂97-139(155 μg)或BQ-123(126.5 μg)可抑制一部分ET-1的降眼压作用。且在兔眼腔内注射B型受体的激活剂sarafotoxin 6c后亦使眼压降低[10，11]。由此可知，激活内皮素A和B 2种受体都能直接引起眼压降低。
内皮素的降眼压作用的机制尚不清楚。MacCumber等[6]和Azuma[12]曾报告在眼注射内皮素后，兔眼房水外流速率并未改变。但是，Taniguchi等[11]提出内皮素A受体的激活可降低兔眼房水的形成，而B受体的激活可增加房水的外流。Erickson-Lamy等[13]在麻醉的弥猴眼前房注射ET-1 0.01～10 pmol(0.02～22 ng)可增加房水外流速率22%～71%。这一发现与睫状肌体外实验的研究结果相一致。因为ET-1能引起睫状肌收缩，睫状肌的收缩应当会增加房水外流和引起晶体调节[14，15]。确实，ET-1在猴眼所引起的房水外流作用与其引起的晶体调节作用非常吻合。但这种促房水外流作用并不排除内皮素对其他房水动力学机制的影响。内皮素对睫状突的腺苷环化酶的作用也可能调节房水的产生而帮助降低眼压。
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2 虹膜和瞳孔 内皮素对虹膜的作用因动物的种系不同而异。在灵长类，兔和猫之间有明显的区别。对灵长类，内皮素似乎不引起虹膜括约肌的收缩[16]。麻醉的弥猴眼前房灌注ET-1(高达100 nmol.L-1)并不影响瞳孔大小[13]。如果人虹膜对内皮素的反应跟弥猴相似的话，这一结果预示内皮素可能也不会影响人类瞳孔的调节。
在兔眼腔内注射ET-1约1 nmol(2.5 μg)后，最初2～3 d引起瞳孔扩大和对光反射的阻断[6]，随后可见持续7～10 d的瞳孔缩小[17]。而注射ET-3仅引起瞳孔轻度缩小，而无阻断瞳孔对光反射的作用。这些结果可能是由于内皮素对兔虹膜括约肌和舒张肌都能引起收缩。当这2组肌肉同时收缩时，所产生的张力互相拮抗，从而阻断对光反射。2组肌肉的张力也可能部分抵消而引起瞳孔扩大或缩小。
猫的虹膜对内皮素的反应与灵长类和兔有很大不同。前房内注射ET-1引起猫瞳孔明显缩小[9]。注射0.04 pmol(0.09 ng)的ET-1后数分钟，瞳孔直径缩小50%以上。再给予0.4 pmol和4 pmol(0.9 ng和8.8 ng)的ET-1的瞳孔可进一步缩小。在给予4 pmol后，瞳孔缩小到给药前的10%。而事先给予吲哚美辛，ET-1就不再有缩瞳作用，提示了前列腺素的参与。
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3 眼血流 内皮素多肽类对几乎所有测验过的血管，包括眼血管，都可引起收缩。ET-1可令人的眼动脉有明显的收缩反应[18]。在猫眼玻璃体内注射0.4 nmol(0.9 μg)的ET-1可引起明显的、与剂量相关的视网膜和视神经血流的持续性降低，但并不影响睫状体、虹膜或脉络膜的血流量[9，19]。而在兔眼玻璃体腔内注射0.1～5 nmol(0.2～11 μg)的ET-1也可引起明显的、与浓度相关的视网膜血管收缩[6，20-24]。ET-3的血管收缩作用比ET-1弱[24，25]。用眼底荧光造影的方法可以看到ET-1引起的血管收缩是非常严重的。在注射1 nmol (2.2 μg) 1 min后，可见围绕视神经乳头周围的视网膜动静脉血流完全阻断，并持续约1 h[17，21]。还发现，注射后出现的视神经乳头苍白现象可持续10 d。此外，ET-1也降低脉络膜的血流，但程度较轻[12，13]。而在某些实验中，ET-1却升高脉络膜血流。这或许是由于当视神经乳头和视网膜血流降低时，在局部血管自动调节机制作用下，血液短路流入脉络膜的缘故[26]。
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视网膜缺血会造成视网膜电流图的改变。Takei[2]报告了在玻璃体腔内注射ET-1 110～150 min后，震动电位幅度明显降低，而A波无变化。这些发现提示ET-1在视网膜内层造成损害比视网膜外层和脉络膜更严重。由Oku等[17]所做的实验得出的结论却略有不同。他们指出ET-1不影响视网膜电流图的A波和B波的振幅与震动电位的潜伏期，但在注射后1 h至14 d中，视觉激发的第一负电波(N1)潜伏期却延长了2～3 ms。作者认为内皮素对于血液循环的影响主要是发生在视神经乳头而非视网膜或脉络膜。这2个实验报告的不同可能是由于内皮素在眼中不同部位引起的缺血程度各异所致。然而，2个报告都指出了局部眼内注射内皮素所造成严重缺血可损害视功能。而且，它对视神经乳头和视网膜的损害作用明显的比脉络膜严重。
内皮素经其他给药途径也会引起眼组织中血管的收缩。大剂量(2.2 μg.kg-1)静脉注射ET-1可使视神经乳头的毛细血管血流降低3 h，而对脉络膜血流无影响[8]。通过一个手术植入的微型渗透压泵，逐渐释放ET-1和到兔眼视神经周围可引起前段视神经血管收缩[23]。令人惊讶的是，1 pmol(2.2 ng)的ET-1灌注到分离出来的猪眼眼动脉后意外地升高了眼微循环20%左右，并在5 min内降回到原来水平[25]。ET-3也有这一血管扩张的作用，并可被提前给药的吲哚美辛所阻断。上述现象提示了内皮素B受体的激活和前列腺素的产生是这一反应之关键。采用较高浓度的ET-1灌注时则使血流降低。当剂量达100 pmol(220 ng)时，血流可在给药后5～10 min降低60%，并持续30 min以上。这种作用可被FR139317(内皮素A受体的抑制剂)所阻断。可见，当通过眼动脉给予内皮素时，血管的收缩或扩张取决于药物浓度及何种受体亚型被激活。
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眼外部滴用或经玻璃体腔内注射内皮素，都不会影响眼前部的血流[27]。但眼前房内注射2.2 μg ET-1或ET-3可致兔眼虹膜明显的变苍白持续数小时之久[6]。
4 角膜 最近的研究结果表明，内皮素除具有对眼压、虹膜和血流的作用外，还可以影响角膜伤口的愈合。将兔眼暴露于n-己醇造成的角膜上皮损伤后，局部给予ET-1(10 nmol, 1.1～110 ng)每日5次，连续3 d，可使伤口愈合率提高25%～30%。内皮素的这种促进伤口愈合作用并不伴有上皮的增殖、新生血管的形成、结膜充血、血管收缩或角膜混浊等的副作用[27]。它的作用机制与其促进细胞有丝分裂可能有密切的关系。在这一实验中，当有胎牛血清存在时，ET-1能进一步增加上皮细胞胸腺核苷(thymidine)的吸收。这表明ET-1与血清中的其他生长因子之间可能有协同作用。ET-1也可促进牛眼角膜内皮细胞增生并促进细胞移行[28，29]。这种作用是由内皮素B型受体所介导的。
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这些实验证明内皮素可以刺激角膜上皮的内皮细胞的增生及移行。这种多肽可能直接或与其他生长因子以联合作用的形式参与角膜伤口的愈合。但目前尚不清楚内皮素是否能在临床上缩短因手术或外伤造成角膜伤口的愈合过程。
小结 显然，内皮素参与了眼内多种生理、病理的功能。在动物实验中，它们可引起长时间眼压的降低，抑制视网膜血流，或许还可提高角膜伤口愈合率，依动物的不同种系，更可以改变瞳孔的大小。内皮素的降眼压作用，加上将来药理机制的研究，也许会引出降眼压的新药。它的促伤口愈合作用也可能会有助于角膜外伤的治疗。然而，上述作用均未在人体上验证过。加上内皮素的一些作用有明显的种系间的差别，这些在动物身上发现的药效在应用到病人时，是否会有实际治疗价值尚不清楚。
内皮素对视网膜血管所引起的收缩作用可能会因引起视神经缺血而至视神经的损害。在灵长类动物长期给予低剂量的ET-1后所引起的视神经乳头损害，与青光眼视神经乳头的损害很相似[30]。最近发现，低眼压性青光眼病人组血浆ET-1含量明显高于正常同龄人组。而原发性开角型青光眼病人血浆ET-1的含量则处于2组之间[8]。这一发现在临床上的重要性还不明朗。如果能够证明内皮素确在青光眼性视网膜和视神经损害的过程中起作用，相应的拮抗剂或许会变成非常重要的治疗药物。显然，这些推测还有待于国内外学者们的继续努力，和未来的深入研究来证明。
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彭玉豪(Alcon Laboratories, Inc, 6201 South Freeway, Fort Worth, TX 76134, USA)(Department of Pharmacology, University of North Texas Health Science Center, Fort Worth, TX 76107, USA)
李和平(Alcon Laboratories, Inc, 6201 South Freeway, Fort Worth, TX 76134, USA)
Thomas YORIO(Department of Pharmacology, University of North Texas Health Science Center, Fort Worth, TX 76107, USA)
[参考文献]
, 百拇医药
[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] Inoue AA, Yanagisawa M, Kimura S, et al. The human endothelin family: 3 structurally and pharmacologically distinct isopeptides predicted by 3 separate genes[J]. Proc Natl Acad Sci USA, 1989, 86:2863-2867.
[3] Karne S, Jayawickreme CK, Lerner MR. Cloning and characterization of an ET specific receptor (ETc receptor) from Xenopus laevis dermal melanophones[J]. J Biol Chem, 1993, 268:19126-19133.
, 百拇医药
[4] Anggard EE, Botting RM, Vane JR. Endothelins[J]. Blood Vessels, 1990, 27:269-281.
[5] Rubanyi GM, Polokoff MA. Endothelins: molecular biology, biochemistry, pharmacology, physiology, and pathophysiology[J]. Pharmacol Rev, 1994, 46:325-415.
[6] MacCumber MW, Jampel HD, Synder SH. Ocular effects of the endothelins: abundant peptide in the eye[J]. Arch Ophthalmol, 1991, 109:705-709.
[7] Sugiyama T, Moriya S, Oku H, Azumma I. Association of endothelin-1 with normal tension glaucoma: clinical and fundamental studies[J]. Surv Opthalmol, 1995, 39 Suppl 1: S49-S56.
, http://www.100md.com
[8] Sugiyama K, Haque MSR, Okada K, Taniguchi T, Kitazawa Y. Intraocular pressure response to intravitreal injection of endothelin-1 and the mediatory role of ETA and ETB receptor, and cyclooxygenase products in rabbits[J]. Curr Eye Res, 1995, 14:479-486.
[9] Granstam E, Wang L, Bill A. Effects of endothelins (ET-1, ET-2 and ET-3) in the rabbit eye; role of prostaglandins[J]. Eur J Pharmacol, 1991, 194:217-223.
, 百拇医药
[10] Haque MSR, Sugiyama K, Taniguchi T, Kitazawa Y. Effects of BQ-123, and ETA receptor-selective antagonist, on changes of intraocular pressure, blood-aqueous barrier and aqueous prostaglandin concentrations caused by endothelin-1 in rabbit[J]. Jpn J Ophthalmol, 1996,40:26-32.
[11] Taniquchi T, Haque MSR, Sugiyama K,Okada K, Nakai Y, Kitazawa Y. Effects of endothelin A and B receptors on aqueous humor dynamics in the rabbit eye[J]. J Ocular Pharmacol Ther, 1996, 123-130.
, 百拇医药
[12] Azuma I. Progress in medical treatment of glaucoma[J]. J Jpn Ophthalmol Soc, 1993, 97:1353-1369.
[13] Erickson-Lamy K, Korbmacher C, Schuman JS, Nathanson JA. Effect of endothelin on outflow facility and accommodation in the monkey eye in vivo[J]. Invest Ophthalmol Vis Sci, 1991, 32:492-495.
[14] Lepple-Wienhues A, Stahl F, Willner U, Schafer R, Wiederholt M. Endothelin-evoked contractions in bovine ciliary muscle and trabecular meshword: interaction with calcium, nifedipine and nickel[J]. Curr Eye Res, 1991, 10:983-989.
, http://www.100md.com
[15] Matsumoto S, Yorio T, Magnino PE, DeSantis L, Pang IH. Endothelin-induced changes of second messengers in cultured human ciliary muscle cells[J]. Invest Ophthalmol Vis Sci, 1996, 37:1058-1066.
[16] Abdel-Latif AA, Zhang Y. Species differences in the effects of endothelin-1 on myo-inositol trisphosphate accumulation, cyclic AMP formation and contraction of isolated iris sphincter of rabbit and other species[J]. Invest Ophthalmol Vis Sci, 1991, 32:2432-2438.
, 百拇医药
[17] Oku H, Sugiyama T, Moriya S, Hamada J, Azuma I. Effects of inravitreal injection of endothelin on the visual system[J]. J Jpn Ophthalmol Soc, 1993, 97:467-473.
[18] Haefliger IO, Flammer J, Lucher TF. Nitric oxide and endothelin-1 are important regulators of human opthalmic artery[J]. Invest Ophhthalmol Vis Sci, 1992, 33:2340-2343.
[19] Nishimura K, Riva CE,Harino S, Reinach P, Cranstonn SD, Mita S. Effects of Endothelin-1 on optic nerve head blood flow in cats[J]. J Ocul Pharmacol Ther, 1996, 12:75-83.
, 百拇医药
[20] Sakaue H, Kiryu J, Takeuchi A, Yamamoto F, Honda Y. Effects of endothelin on retinal blood vessels[J]. Acta Soc Ophthalmol Jpn, 1992, 96:469-472.
[21] Takei K, Sato T, Nonoyama T, Miyauchi T, Goto K, Hommura S. A new model of transient complete obstruction of retinal vessels induced by endothelin-1 injection into the posterior vitreous body in rabbits[J]. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol, 1993, 231:476-481.
[22] Butryn RK, Ruan H, Hull CM, Frank RN. Vasoactive agonists do not change the caliber of retinal capillaries of the rat[J]. Microvasc Res, 1995, 50:80-93.
, http://www.100md.com
[23] Cioffi GA, Van Buskirk EM. Microvasculature of the anterior optic nerve[J]. Surv Ophthalmol, 1994, 38 Suppl: S107-S117.
[24] Bursell SE, Clermont AC, Oren B, King GL. The in vivo effect of endothelins on retinal circulation in nondiabetic and diabetic rats[J]. Invest Ophthalmol Vis Sci, 1995, 36:596-607.
[25] Meyer P, Flammer J, Lucher TF. Endothelium-dependent regulation of the ophthalmic microcirculation in the perfused porcine eye: role of nitric oxide and endothelins[J]. Invest Ophthalmol Vis Sci, 1993, 34:3614-3621.
, 百拇医药
[26] Sato T, Takei K, Nonoyama T, Miyauchi T, Goto K, Hommura S. Increase in choroidal blood flow in rabbits with endothelin-1 induced transiennt complete obstruction of retinal vessels[J]. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol, 1995, 233:425-429.
[27] Takagi H, Reinach PS, Yoshimura N, Honda Y. Endothelin-1 promotes corneal epithelial wound healing in rabbits[J]. Curr Eye Res, 1994, 13: 625-628.
[28] Chollet P, Malecaze F, Gouzi L, Arne JL, Plouet J. Endothelin-1 is a growth factor for corneal endothelium[J]. Exp Eye Res, 1993, 57:595-600.
, 百拇医药
[29] Tao W, Liou GI, Wu X, Reinach PS. ETB and epidermal growth factor receptor stimulation of wound closure in bovine corneal epithelial cells[J]. Invest Ophthalmol Vis Sci, 1995, 36:2614-2622.
[30] Cioffi GA, Orgul S, Bhandari A, Bacon DR, Van Buskirk EM. An endothelin-1 induced model of chronic optic nerve ischemia in primates[J]. Invest Ophthalmol Vis Sci, 1996, 37:S463.
[收稿日期] 1999-11-17 [接受日期] 2000-06-09, http://www.100md.com
单位：Department of Pharmacology, University of North Texas Health Science Center, Fort Worth, TX 76107, USA)
关键词：内皮缩血管肽类；眼；药理学
中国新药与临床杂志000501 [摘要] 多肽类化合物内皮素对眼有多种药理作用。静脉注射或直接注射入眼球内一般可使兔子的眼压降低。在弥猴前房注射内皮素也可增加房水外流而降眼压。内皮素并不影响灵长类动物的虹膜和瞳孔，但对兔或猫的眼有散瞳或缩瞳作用。眼内注射内皮素能引起持续性的视网膜的视神经严重缺血，并可损害视功能。在角膜上，内皮素促进细胞有丝分裂，刺激角膜上皮细胞增生，有助于伤口的愈合。
[中图分类号] R965；R339.141[文献标识码] A
, 百拇医药
[文章编号] 1007-7669(2000)05-0337-05
内皮素(endothelins, ET)是一组包含21个氨基酸和2个二巯键的多肽类化合物，是最强效的血管收缩剂之一[1]。Inoue等[2]运用分子克隆技术已分离了3种基因序列不同的多肽，并命名为内皮素1，2和3(ET-1，ET-2和ET-3)。这些多肽在药理特性、组织分布和细胞作用等方面都各有不同。ET-1在组织中的分布极为广泛，并且是血浆的组成成分。从结构上来看，内皮素与一组包括Sarafotoxin 6c在内的多肽蛇毒非常相似。内皮素受体主要有A和B 2种亚型。A型受体对ET-1和ET-2的亲和性相近，对ET-3的亲和性却比较弱。B型受体对3种内皮素的亲和性则基本上相等，见表1。Karne等[3]最近发现一种两栖动物的皮肤色素细胞中克隆出来的C型内皮素受体，其对ET-3的亲和性比对ET-1和ET-2更强。除了这些受体亚型之外，其他内皮素受体存在的可能性还是不能被排除的。本文只讨论内皮素A及B型受体在眼中的作用。
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一般药理学 内皮素是目前最强效的血管收缩剂之一。它收缩血管的作用比血管紧张肽(昔名血管紧张素)Ⅱ(angiotension Ⅱ)还强10倍以上[4]。内皮素是由血管内皮细胞所合成。可因细胞受损或其他因素而导致释放。Rubanyi和Polokoff[5]认为内皮素对血管的加压作用主要是由A型受体所介导的，不过B型受体对某些血管床也有收缩作用。除了血液动力学作用之外内皮素也会增加心跳速率，增强心肌收缩力。它还促进内皮细胞的有丝分裂，并调节某些内分泌的功能。Rubanyi和Polokoff[5]等还基于在脑部及中枢神经系统内找到内皮素及其受体，并发现它有调节神经系统的功能，而认为内皮素可被看作是一种神经多肽。
表1 内皮素受体亚型的分类 项目
ETA
ETB
, 百拇医药
亲和性
ET-1=ET-2ET-3>
Sarafotoxin 6c
ET-1=ET-2=ET-3
激活性
ET-1
Sarafotoxin Tc, [Ala1,3,11,15]ET-1,IRL1620
拮抗剂
BQ-123,BQ-610,97-139
FR139317,BMS182874,PD155080
, 百拇医药
BQ-788,IRL2500
眼中作用
减少视网膜血流，降眼压，减低房水形成，增加房水
外流，促进角膜细胞增生
降眼压，增加房水外流，协助上皮生长激素促进
角膜细胞增生
对眼的药理作用
1 眼压 作为多肽类物质，内皮素难以穿透角膜。因此，局部施用这类多肽不会影响眼球内的功能。要研究其在眼中的作用，人们必须应用玻璃体腔或前房内直接注射的方法。目前已有3组不同的研究人员证明了玻璃体腔注射内皮素可引起长时间的降低眼压。MacCumber等[6]观察到玻璃体腔注射ET-1或ET-3 1.2 nmol(2.5 μg)可使正常兔眼的眼压降低34%～40%。ET-1的这种降眼压作用可持续长达7 d。而ET-3的作用稍短，但也可持续5～7 d。在同一实验中，注射ET-1 48 h后，8只眼中有6只眼房水蛋白升高，注射ET-3，48 h后5只眼中有2只眼房水蛋白升高。事先给予吲哚美辛(indomethacin)可减少房水蛋白升高，但并不影响内皮素的降眼压作用。吲哚美辛的作用是抑制前列腺素的形成，提示内皮素可引起前列腺素的分泌而使房水蛋白升高，但前列腺素并不参与介导内皮素的降低眼压作用。日本的杉山哲也等[[7]也报告了类似的发现。在动物玻璃体腔内注射ET-1 0.1 nmol(0.22 μg)可使眼压持续24 h降低40%～50%。注射14 d后，给药眼的眼压仍明显低于对照眼。他们更进一步在静脉内注射ET-1 0.1 nmol.kg-1(0.22 μg.kg-1体重)也可使眼压降低。杉山和久等[8]，发现玻璃体腔内注射0.05或0.15 μg ET-1可引起>3 d的持久的眼压降低。当注射浓度较高时(0.5 μg和5 μg)，这种降眼压作用变得更明显更持久。然而，给予0.5 μg的ET-1后0.5 h到1 h的时间里眼压却有明显的升高。(5 μg的注射反而没有此现象)。这种剂量的ET-1更令房水中前列腺素E2(PGE2)的含量在注射后1～24 h内增加约300倍。事先给予吲哚美辛可减弱ET-1的加压作用及PGE2的升高，但并不改变其持久的降眼压的效应。前房注射内皮素时，增高眼压的反应似乎更加明显。例如，Granstam等人[9]证明在前房内注射ET-1，2或3(1.8 ng或8.8 ng)时可引起与剂量相关的眼压、房水蛋白及PGE2的升高。这种房水蛋白和PGE2的增加，以及短暂高眼压的反应都可被吲哚美辛抑制。
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内皮素的降眼压作用究竟与哪一型受体有关，目前还难定论。但似乎A和B型受体都有参与。例如Sugiyama K等[8]和Haque等[10]，给玻璃体腔内注射内皮素A型受体的选择性拮抗剂97-139(155 μg)或BQ-123(126.5 μg)可抑制一部分ET-1的降眼压作用。且在兔眼腔内注射B型受体的激活剂sarafotoxin 6c后亦使眼压降低[10，11]。由此可知，激活内皮素A和B 2种受体都能直接引起眼压降低。
内皮素的降眼压作用的机制尚不清楚。MacCumber等[6]和Azuma[12]曾报告在眼注射内皮素后，兔眼房水外流速率并未改变。但是，Taniguchi等[11]提出内皮素A受体的激活可降低兔眼房水的形成，而B受体的激活可增加房水的外流。Erickson-Lamy等[13]在麻醉的弥猴眼前房注射ET-1 0.01～10 pmol(0.02～22 ng)可增加房水外流速率22%～71%。这一发现与睫状肌体外实验的研究结果相一致。因为ET-1能引起睫状肌收缩，睫状肌的收缩应当会增加房水外流和引起晶体调节[14，15]。确实，ET-1在猴眼所引起的房水外流作用与其引起的晶体调节作用非常吻合。但这种促房水外流作用并不排除内皮素对其他房水动力学机制的影响。内皮素对睫状突的腺苷环化酶的作用也可能调节房水的产生而帮助降低眼压。
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2 虹膜和瞳孔 内皮素对虹膜的作用因动物的种系不同而异。在灵长类，兔和猫之间有明显的区别。对灵长类，内皮素似乎不引起虹膜括约肌的收缩[16]。麻醉的弥猴眼前房灌注ET-1(高达100 nmol.L-1)并不影响瞳孔大小[13]。如果人虹膜对内皮素的反应跟弥猴相似的话，这一结果预示内皮素可能也不会影响人类瞳孔的调节。
在兔眼腔内注射ET-1约1 nmol(2.5 μg)后，最初2～3 d引起瞳孔扩大和对光反射的阻断[6]，随后可见持续7～10 d的瞳孔缩小[17]。而注射ET-3仅引起瞳孔轻度缩小，而无阻断瞳孔对光反射的作用。这些结果可能是由于内皮素对兔虹膜括约肌和舒张肌都能引起收缩。当这2组肌肉同时收缩时，所产生的张力互相拮抗，从而阻断对光反射。2组肌肉的张力也可能部分抵消而引起瞳孔扩大或缩小。
猫的虹膜对内皮素的反应与灵长类和兔有很大不同。前房内注射ET-1引起猫瞳孔明显缩小[9]。注射0.04 pmol(0.09 ng)的ET-1后数分钟，瞳孔直径缩小50%以上。再给予0.4 pmol和4 pmol(0.9 ng和8.8 ng)的ET-1的瞳孔可进一步缩小。在给予4 pmol后，瞳孔缩小到给药前的10%。而事先给予吲哚美辛，ET-1就不再有缩瞳作用，提示了前列腺素的参与。
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3 眼血流 内皮素多肽类对几乎所有测验过的血管，包括眼血管，都可引起收缩。ET-1可令人的眼动脉有明显的收缩反应[18]。在猫眼玻璃体内注射0.4 nmol(0.9 μg)的ET-1可引起明显的、与剂量相关的视网膜和视神经血流的持续性降低，但并不影响睫状体、虹膜或脉络膜的血流量[9，19]。而在兔眼玻璃体腔内注射0.1～5 nmol(0.2～11 μg)的ET-1也可引起明显的、与浓度相关的视网膜血管收缩[6，20-24]。ET-3的血管收缩作用比ET-1弱[24，25]。用眼底荧光造影的方法可以看到ET-1引起的血管收缩是非常严重的。在注射1 nmol (2.2 μg) 1 min后，可见围绕视神经乳头周围的视网膜动静脉血流完全阻断，并持续约1 h[17，21]。还发现，注射后出现的视神经乳头苍白现象可持续10 d。此外，ET-1也降低脉络膜的血流，但程度较轻[12，13]。而在某些实验中，ET-1却升高脉络膜血流。这或许是由于当视神经乳头和视网膜血流降低时，在局部血管自动调节机制作用下，血液短路流入脉络膜的缘故[26]。
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视网膜缺血会造成视网膜电流图的改变。Takei[2]报告了在玻璃体腔内注射ET-1 110～150 min后，震动电位幅度明显降低，而A波无变化。这些发现提示ET-1在视网膜内层造成损害比视网膜外层和脉络膜更严重。由Oku等[17]所做的实验得出的结论却略有不同。他们指出ET-1不影响视网膜电流图的A波和B波的振幅与震动电位的潜伏期，但在注射后1 h至14 d中，视觉激发的第一负电波(N1)潜伏期却延长了2～3 ms。作者认为内皮素对于血液循环的影响主要是发生在视神经乳头而非视网膜或脉络膜。这2个实验报告的不同可能是由于内皮素在眼中不同部位引起的缺血程度各异所致。然而，2个报告都指出了局部眼内注射内皮素所造成严重缺血可损害视功能。而且，它对视神经乳头和视网膜的损害作用明显的比脉络膜严重。
内皮素经其他给药途径也会引起眼组织中血管的收缩。大剂量(2.2 μg.kg-1)静脉注射ET-1可使视神经乳头的毛细血管血流降低3 h，而对脉络膜血流无影响[8]。通过一个手术植入的微型渗透压泵，逐渐释放ET-1和到兔眼视神经周围可引起前段视神经血管收缩[23]。令人惊讶的是，1 pmol(2.2 ng)的ET-1灌注到分离出来的猪眼眼动脉后意外地升高了眼微循环20%左右，并在5 min内降回到原来水平[25]。ET-3也有这一血管扩张的作用，并可被提前给药的吲哚美辛所阻断。上述现象提示了内皮素B受体的激活和前列腺素的产生是这一反应之关键。采用较高浓度的ET-1灌注时则使血流降低。当剂量达100 pmol(220 ng)时，血流可在给药后5～10 min降低60%，并持续30 min以上。这种作用可被FR139317(内皮素A受体的抑制剂)所阻断。可见，当通过眼动脉给予内皮素时，血管的收缩或扩张取决于药物浓度及何种受体亚型被激活。
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眼外部滴用或经玻璃体腔内注射内皮素，都不会影响眼前部的血流[27]。但眼前房内注射2.2 μg ET-1或ET-3可致兔眼虹膜明显的变苍白持续数小时之久[6]。
4 角膜 最近的研究结果表明，内皮素除具有对眼压、虹膜和血流的作用外，还可以影响角膜伤口的愈合。将兔眼暴露于n-己醇造成的角膜上皮损伤后，局部给予ET-1(10 nmol, 1.1～110 ng)每日5次，连续3 d，可使伤口愈合率提高25%～30%。内皮素的这种促进伤口愈合作用并不伴有上皮的增殖、新生血管的形成、结膜充血、血管收缩或角膜混浊等的副作用[27]。它的作用机制与其促进细胞有丝分裂可能有密切的关系。在这一实验中，当有胎牛血清存在时，ET-1能进一步增加上皮细胞胸腺核苷(thymidine)的吸收。这表明ET-1与血清中的其他生长因子之间可能有协同作用。ET-1也可促进牛眼角膜内皮细胞增生并促进细胞移行[28，29]。这种作用是由内皮素B型受体所介导的。
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这些实验证明内皮素可以刺激角膜上皮的内皮细胞的增生及移行。这种多肽可能直接或与其他生长因子以联合作用的形式参与角膜伤口的愈合。但目前尚不清楚内皮素是否能在临床上缩短因手术或外伤造成角膜伤口的愈合过程。
小结 显然，内皮素参与了眼内多种生理、病理的功能。在动物实验中，它们可引起长时间眼压的降低，抑制视网膜血流，或许还可提高角膜伤口愈合率，依动物的不同种系，更可以改变瞳孔的大小。内皮素的降眼压作用，加上将来药理机制的研究，也许会引出降眼压的新药。它的促伤口愈合作用也可能会有助于角膜外伤的治疗。然而，上述作用均未在人体上验证过。加上内皮素的一些作用有明显的种系间的差别，这些在动物身上发现的药效在应用到病人时，是否会有实际治疗价值尚不清楚。
内皮素对视网膜血管所引起的收缩作用可能会因引起视神经缺血而至视神经的损害。在灵长类动物长期给予低剂量的ET-1后所引起的视神经乳头损害，与青光眼视神经乳头的损害很相似[30]。最近发现，低眼压性青光眼病人组血浆ET-1含量明显高于正常同龄人组。而原发性开角型青光眼病人血浆ET-1的含量则处于2组之间[8]。这一发现在临床上的重要性还不明朗。如果能够证明内皮素确在青光眼性视网膜和视神经损害的过程中起作用，相应的拮抗剂或许会变成非常重要的治疗药物。显然，这些推测还有待于国内外学者们的继续努力，和未来的深入研究来证明。
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彭玉豪(Alcon Laboratories, Inc, 6201 South Freeway, Fort Worth, TX 76134, USA)(Department of Pharmacology, University of North Texas Health Science Center, Fort Worth, TX 76107, USA)
李和平(Alcon Laboratories, Inc, 6201 South Freeway, Fort Worth, TX 76134, USA)
Thomas YORIO(Department of Pharmacology, University of North Texas Health Science Center, Fort Worth, TX 76107, USA)
[参考文献]
, 百拇医药
[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] Inoue AA, Yanagisawa M, Kimura S, et al. The human endothelin family: 3 structurally and pharmacologically distinct isopeptides predicted by 3 separate genes[J]. Proc Natl Acad Sci USA, 1989, 86:2863-2867.
[3] Karne S, Jayawickreme CK, Lerner MR. Cloning and characterization of an ET specific receptor (ETc receptor) from Xenopus laevis dermal melanophones[J]. J Biol Chem, 1993, 268:19126-19133.
, 百拇医药
[4] Anggard EE, Botting RM, Vane JR. Endothelins[J]. Blood Vessels, 1990, 27:269-281.
[5] Rubanyi GM, Polokoff MA. Endothelins: molecular biology, biochemistry, pharmacology, physiology, and pathophysiology[J]. Pharmacol Rev, 1994, 46:325-415.
[6] MacCumber MW, Jampel HD, Synder SH. Ocular effects of the endothelins: abundant peptide in the eye[J]. Arch Ophthalmol, 1991, 109:705-709.
[7] Sugiyama T, Moriya S, Oku H, Azumma I. Association of endothelin-1 with normal tension glaucoma: clinical and fundamental studies[J]. Surv Opthalmol, 1995, 39 Suppl 1: S49-S56.
, http://www.100md.com
[8] Sugiyama K, Haque MSR, Okada K, Taniguchi T, Kitazawa Y. Intraocular pressure response to intravitreal injection of endothelin-1 and the mediatory role of ETA and ETB receptor, and cyclooxygenase products in rabbits[J]. Curr Eye Res, 1995, 14:479-486.
[9] Granstam E, Wang L, Bill A. Effects of endothelins (ET-1, ET-2 and ET-3) in the rabbit eye; role of prostaglandins[J]. Eur J Pharmacol, 1991, 194:217-223.
, 百拇医药
[10] Haque MSR, Sugiyama K, Taniguchi T, Kitazawa Y. Effects of BQ-123, and ETA receptor-selective antagonist, on changes of intraocular pressure, blood-aqueous barrier and aqueous prostaglandin concentrations caused by endothelin-1 in rabbit[J]. Jpn J Ophthalmol, 1996,40:26-32.
[11] Taniquchi T, Haque MSR, Sugiyama K,Okada K, Nakai Y, Kitazawa Y. Effects of endothelin A and B receptors on aqueous humor dynamics in the rabbit eye[J]. J Ocular Pharmacol Ther, 1996, 123-130.
, 百拇医药
[12] Azuma I. Progress in medical treatment of glaucoma[J]. J Jpn Ophthalmol Soc, 1993, 97:1353-1369.
[13] Erickson-Lamy K, Korbmacher C, Schuman JS, Nathanson JA. Effect of endothelin on outflow facility and accommodation in the monkey eye in vivo[J]. Invest Ophthalmol Vis Sci, 1991, 32:492-495.
[14] Lepple-Wienhues A, Stahl F, Willner U, Schafer R, Wiederholt M. Endothelin-evoked contractions in bovine ciliary muscle and trabecular meshword: interaction with calcium, nifedipine and nickel[J]. Curr Eye Res, 1991, 10:983-989.
, http://www.100md.com
[15] Matsumoto S, Yorio T, Magnino PE, DeSantis L, Pang IH. Endothelin-induced changes of second messengers in cultured human ciliary muscle cells[J]. Invest Ophthalmol Vis Sci, 1996, 37:1058-1066.
[16] Abdel-Latif AA, Zhang Y. Species differences in the effects of endothelin-1 on myo-inositol trisphosphate accumulation, cyclic AMP formation and contraction of isolated iris sphincter of rabbit and other species[J]. Invest Ophthalmol Vis Sci, 1991, 32:2432-2438.
, 百拇医药
[17] Oku H, Sugiyama T, Moriya S, Hamada J, Azuma I. Effects of inravitreal injection of endothelin on the visual system[J]. J Jpn Ophthalmol Soc, 1993, 97:467-473.
[18] Haefliger IO, Flammer J, Lucher TF. Nitric oxide and endothelin-1 are important regulators of human opthalmic artery[J]. Invest Ophhthalmol Vis Sci, 1992, 33:2340-2343.
[19] Nishimura K, Riva CE,Harino S, Reinach P, Cranstonn SD, Mita S. Effects of Endothelin-1 on optic nerve head blood flow in cats[J]. J Ocul Pharmacol Ther, 1996, 12:75-83.
, 百拇医药
[20] Sakaue H, Kiryu J, Takeuchi A, Yamamoto F, Honda Y. Effects of endothelin on retinal blood vessels[J]. Acta Soc Ophthalmol Jpn, 1992, 96:469-472.
[21] Takei K, Sato T, Nonoyama T, Miyauchi T, Goto K, Hommura S. A new model of transient complete obstruction of retinal vessels induced by endothelin-1 injection into the posterior vitreous body in rabbits[J]. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol, 1993, 231:476-481.
[22] Butryn RK, Ruan H, Hull CM, Frank RN. Vasoactive agonists do not change the caliber of retinal capillaries of the rat[J]. Microvasc Res, 1995, 50:80-93.
, http://www.100md.com
[23] Cioffi GA, Van Buskirk EM. Microvasculature of the anterior optic nerve[J]. Surv Ophthalmol, 1994, 38 Suppl: S107-S117.
[24] Bursell SE, Clermont AC, Oren B, King GL. The in vivo effect of endothelins on retinal circulation in nondiabetic and diabetic rats[J]. Invest Ophthalmol Vis Sci, 1995, 36:596-607.
[25] Meyer P, Flammer J, Lucher TF. Endothelium-dependent regulation of the ophthalmic microcirculation in the perfused porcine eye: role of nitric oxide and endothelins[J]. Invest Ophthalmol Vis Sci, 1993, 34:3614-3621.
, 百拇医药
[26] Sato T, Takei K, Nonoyama T, Miyauchi T, Goto K, Hommura S. Increase in choroidal blood flow in rabbits with endothelin-1 induced transiennt complete obstruction of retinal vessels[J]. Graefes Arch Clin Exp Ophthalmol, 1995, 233:425-429.
[27] Takagi H, Reinach PS, Yoshimura N, Honda Y. Endothelin-1 promotes corneal epithelial wound healing in rabbits[J]. Curr Eye Res, 1994, 13: 625-628.
[28] Chollet P, Malecaze F, Gouzi L, Arne JL, Plouet J. Endothelin-1 is a growth factor for corneal endothelium[J]. Exp Eye Res, 1993, 57:595-600.
, 百拇医药
[29] Tao W, Liou GI, Wu X, Reinach PS. ETB and epidermal growth factor receptor stimulation of wound closure in bovine corneal epithelial cells[J]. Invest Ophthalmol Vis Sci, 1995, 36:2614-2622.
[30] Cioffi GA, Orgul S, Bhandari A, Bacon DR, Van Buskirk EM. An endothelin-1 induced model of chronic optic nerve ischemia in primates[J]. Invest Ophthalmol Vis Sci, 1996, 37:S463.
[收稿日期] 1999-11-17 [接受日期] 2000-06-09, http://www.100md.com