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·实验论著 ·
辅酶 Q 10对紫外线致角膜上皮细胞光损伤的保护作用
苟春风 1 ,刘 勤 2 ,郝保安 1 ,苏兰萍 1 ,王雅东 1
作者单位 : 1 (730000)中国甘肃省兰州市 ,甘肃省康复中心医院
眼科 ; 2 (730000)中国甘肃省兰州市 ,甘肃省人民医院眼科
作者简介 :苟春风 ,女 ,硕士 ,主治医师 ,研究方向 :眼表疾病。
通讯作者 :刘勤 ,主任医师 . summ liu@126. com
收稿日期 : 2009207203 修回日期 : 2009208210
P ro te c t ive e ffe c t o f co e n zym e Q 10 o n
u lt ra v io le t irra d ia t io n 2in d u ce d in ju ry o f ra ts
co rn e a l ep ith e lium
Chun2Feng Gou1 , Q in L iu2 , Bao2An Hao1 , Lan2P ing
Su1 , Ya2D ong W ang1
1Department of Ophthalmology, the Rehabilitation Center Hosp ital of
Gansu Province, Lanzhou 730000, Gansu Province, China;
2Department of Ophthalmology, the Peop lepis Hosp ital of Gansu
Province, Lanzhou 730000, Gansu Province, China
Correspondence to: Q in L iu. Department of Ophthalmology, the
Peop lepis Hosp ital of Gansu Province, Lanzhou 730000, Gansu
Province, China. summ liu@126. com
Received: 2009207203 Accep ted: 2009208210
A b s t ra c t
·A IM : To e xp lo re th e p ro te c tive e ffe c t o f co e n zym e Q 10
o n u ltra v io le t ( U V ) irra d ia tio n 2in d u ce d in ju ry o f ra ts
co rn e a l ep ith e lium a n d its m e ch a n ism s.
· M ETHO D S : Fo rty2e ig h t W is ta r ra ts w e re d iv id e d
ra n d om ly in to n o rm a l co n tro l g ro up , p o s itive co n tro l
g ro up a n d co e n zym e Q 10 g ro up. Th e U V irra d ia tio n 2
in d u ce d d am a g e m o d e l o f W is ta r ra ts w a s e s ta b lis h e d b y
e xp o s in g to u ltra v io le t. Th e ra ts in co e n zym e Q 10 g ro up
w e re in tra g a s tric a dm in is tra te d b y co e n zym e Q 10 e ve ry2
d a y fo r th re e w e e ks b e fo re a n d d u rin g U V e xp o s u re. Th e
ra ts in n o rm a l g ro up d id n o t re ce ive d u ltra v io le t lig h t, and
th e ra ts from p os itive g ro up o n ly un de rw en t u ltrav io le t ray
w itho u t th e adm in is tra tion of d rug. H is top a th o log ic ch an ges
w e re o bs e rved w ith lig h t m ic ros cop y. The co n ten ts o f
m a lo n d ia ld e h yd e (M DA ) , s up e ro x id e d ism u ta s e ( SO D )
in th e co rn e a l ep ith e lium w e re m e a s u re d b y p h o tom e try.
S ta tis tica l a n a lys is w a s u s e d to a s s e s s re s u lts.
· RESU L TS : A fte r U V irra d ia tio n 2in d u ce d in ju ry, th e
co n te n t o f M DA in p o s itive co n tro l g ro up w a s in c re a s e d
a n d a c tiv ity o f SO D w a s d e c re s e d o b v io u s ly, w h ich
s ig n if ica n tly d iffe re d from th e n o rm a l co n tro l g ro up ( P <
0. 01 ) . In co n tra s t to th e p o s itive g ro up , th e co n te n t o f
M DA in co e n zym e Q 10 g ro up w a s re d u ce d a n d a c tiv ity o f
SO D w a s in c re a s e d ( P < 0. 05) .
·CO N CLU S IO N : Co e n zym e Q 10, b y rem o v in g o xyg e n
fre e ra d ica ls , e leva ting the ab ility o f an ti2o x id a tion in
co rn ea l ep ith e lium , ca n p ro te c t co rn e a l ep ith e lium a g a in s t
U V irra d ia tio n 2in d u ce d in ju ry.
· KEYW O RD S : co e n zym e Q 10; co rn e a l ep ith e lium ;
u ltra v io le t; irra d ia tio n 2in d u ce d in ju ry
Gou CF, L iu Q, Hao BA, et a l. Protective effect of coenzyme Q10
on ultraviolet irradiation2induced injury of rats corneal ep ithelium.
In t J O phthalm ol (Guoji Yanke Zazhi) 2009; 9 (12) : 228622288
摘要
目的 :研究辅酶 Q10对紫外线致角膜上皮细胞光损伤的
防护作用及其机制。
方法 : W istar大鼠 48只随机分为正常对照组、阳性对照组
与辅酶 Q10治疗组。紫外线照射建立角膜上皮紫外线光
损伤模型。治疗组于光照前和光照期间每天辅酶 Q10灌
胃 ,共 21d。阳性对照组每天给予等体积的生理盐水灌
胃 ,正常对照组不给任何处理。紫外线照射第 3次后 12h
处死动物取角膜 ,光学显微镜下观察各组角膜组织病理学
改变 ,分光光度法测量角膜上皮组织的 SOD, MDA 的含
量 ,并进行统计学检验。
结果 :角膜上皮紫外线光损伤后阳性对照组 SOD水平下
降 ,MDA水平升高 ,其差异与正常组比较有统计学意义 (P <
0. 01)。与阳性组比较 ,治疗组 SOD水平升高 , MDA含量
降低 ( P < 0. 05)。
结论 :辅酶 Q10对角膜上皮紫外线光损伤具有保护作用 ,
机制可能与清除自由基和增强抗氧化能力有关。
关键词 :辅酶 Q10;角膜上皮 ;紫外线 ;光损伤
DO I: 10. 3969 / j. issn. 167225123. 2009. 12. 008
苟春风 ,刘勤 ,郝保安 ,等. 辅酶 Q10对紫外线致角膜上皮细胞光
损伤的保护作用 .国际眼科杂志 2009; 9 (12) : 228622288
0引言
紫外线对角膜的损伤是眼科常见的一种损伤。紫外
线对组织有光化学作用 ,能诱发自由基产生和脂质过氧化
物的形成 ,主要通过凋亡 [ 1 ]的形式导致角膜细胞的死亡和
脱落 ,产生强烈的症状如异物感、刺痛、畏光流泪及眼痉
挛。因此 ,对角膜紫外线光损伤防治的药物研究具有重要
意义。本研究旨在利用紫外线消毒灯照射的方法建立紫
外线光损伤的动物模型 ,并在体内应用外源性辅酶 Q10,
检测角膜上皮细胞内自由基清除剂超氧化物岐化酶 ( su2
per2oxide dismutase, SOD )和脂质过氧化物反应产物丙二
醇 (malondialdehyde, MDA)含量的变化 ,探讨辅酶 Q10对
角膜的保护作用及其机制 ,以期为辅酶 Q10在眼科领域
的研究、应用提供理论依据。
1材料和方法
1. 1材料
1. 1. 1动物及分组 健康成年 Wistar大鼠 48只 ,体质量 180~
250g,雌雄各半 ,双眼无眼疾 ,由甘肃省中医学院实验动物
中心提供。随机分为正常对照组、阳性对照组与辅酶 Q10
治疗组共 3组 ,每组各 16只。
6822
国际眼科杂志 2009年 12月 第 9卷 第 12期 www. IJO. cn
电话 : 029 282245172 83085628 电子信箱 : IJO. 2000 @ 163. com
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1. 1. 2角膜上皮紫外线光损伤模型的制备 采用贺冰
等 [ 2 ]的方法 ,用波长在 253. 7nm紫外线灯管 12只 , 相隔
15cm分别置于边长 40cm正方形鼠笼中 ,底面的平均照射
度 316J / cm2。10g/L戊巴比妥钠 (40mg/kg)腹腔注射麻醉 ,
缝线开睑。紫外线连续照射各实验组大鼠眼部 3d、每
天 5min。
1. 2方法
1. 2. 1给药
辅酶 Q10治疗组 :辅酶 Q10 (上海衡山
药业有限公司生产 )于光照前经灌胃给药 , 1次 / d,连续
21d (灌胃期间的最后 3d 给予紫外线照射 )。剂量为
20mg/kg,药物用蒸馏水稀释至 5mg/mL,灌胃前新鲜配
制 ;阳性对照组 :光照前经灌胃给予同样体积的生理盐水 ,
1次 / d,连续 21d (灌胃期间的最后 3d给予紫外线照射 )。
正常对照组 :不给任何处理。
1. 2. 2取材及标本制备 所有大鼠断脊髓处死后取右眼
全眼球 ,置于 40g/L 多聚甲醛中固定 24h,取角膜组织。
常规脱水、石蜡包埋、切片 ,做 HE染色。分光光度法测量
左眼角膜组织的 SOD,MDA的含量。
1. 2. 3染色
1. 2. 3. 1 HE染色 切片常规脱蜡 ,双蒸水水化 ,常规苏木
精染色 ,盐酸乙醇分色 ,伊红染色 ,显微镜下观察并拍照。
切片取角膜中央 ,以保证切片间的可比性。
1. 2. 3. 2分光光度法测量角膜组织的 SOD ,MDA的含量
第 3d紫外线照射大鼠眼部 12h后 ,立即断脊髓处死动
物 ,每组大鼠取左眼球。冰上操作 ,用直径 3. 5mm 吸取
200mL /L乙醇的圆形滤纸敷帖角膜中央 20 s,蒸馏水冲洗 2
遍 ,刮取角膜上皮。以分析天平称湿重 ,再用双蒸水配成
20g/L的湿重 ,匀浆。将匀浆倒入试管中 , 3 000 r/m in离
心 15m in,取出上清液测量各指标。
统计学分析 :采用 SPSS 11. 5软件包处理数据 ,实验
中各项指标的所有数据均采用以均数 ±
差 ( x ±s)
表示 ,组间差异采用单因素方差分析 ,以 P < 0. 05为差异
有统计学意义。
2结果
2. 1形态学观察
2. 1. 1正常对照组 角膜上皮是由 4~6层的非角化的鳞
状上皮构成 ,细胞排列紧密 ,各层排列整齐 ,染色均匀 ,细
胞形态规整。
2. 1. 2阳性对照组 可见角膜上皮层表层细胞脱离 ,形
成空泡样 ,细胞层数减少 ,仅见 1~2层上皮细胞。高倍
镜 ( 40倍 )下可见细胞核浓染或核质碎裂贴边 ,出现核
周空泡。前弹力层、基质层及以下结构均未见明显
变化。
2. 1. 3辅酶 Q 10治疗组 角膜上皮各层细胞排列基本
整齐 ,细胞形态基本规整 ,偶可见胞核浓染及核周空泡
形成。各组的角膜组织均未发现白细胞或单核细胞浸
润等炎症反应。前弹力层、基质层及以下结构均未见明
显变化。
2. 2 SOD , MDA的含量检测结果 角膜上皮紫外线光损
伤后与正常组比较 ,阳性对照组 SOD水平下降 ,而 MDA
升高 ,其差异与正常对照组比较 ,有统计学意义 ( P <
0101)。与阳性组相比较 ,治疗组角膜上皮 SOD水平升
高 ,MDA含量降低 ( P < 0. 05 )。治疗组 SOD水平、MDA
含量与正常对照组比较 ,差异有统计学意义 ( P < 0. 01,
表 1)。
表 1 3组大鼠角膜上皮 SOD活力和 MDA含量的比较
( x ±s, n = 16)
组别 SOD MDA
对照组 33. 4 ±0. 4 3. 5 ±0. 2
治疗组 27. 0 ±0. 3b 5. 9 ±0. 3b
阳性组 21. 4 ±1. 5a, b 7. 0 ±0. 2a, b
a P < 0. 05 vs治疗组 ; b P < 0. 01 vs对照组。
3讨论
许多年来 ,人们对紫外线所致角膜光损伤的发病机制
进行了许多研究 ,很多证据认为自由基连锁反应是造成组
织损伤的核心环节。紫外线由角膜吸收 ,产生大量的氧自
由基 [ 3 ]。自由基是一种具有双向生物学效应的原子或分
子集团。正常情况下 ,在线粒体内电子传递过程中形成少
量 O22,而细胞内自由基清除剂超氧化物岐化酶 ( superox2
ide dismutase, SOD)能使 O22转变为 H2O2 ,后者又通过触酶
及谷光甘肽过氧化物酶的作用还原为水和分子氧 ,故小剂
量的自由基并不造成损伤。但在紫外线照射或其他因素
情况下代谢失衡 ,自由基产生过多 ,机体内的自由基清除
剂不足与之反应 ,导致多种氧化损伤则可引起组织的损
伤。自由基 [ 4 ]通过以下途径攻击细胞而至细胞死亡 : ( 1)
自由基攻击 DNA碱基和 DNA的双链结构、造成 DNA不
可修复的损伤 ; (2)抑制抗氧化酶 ,引发脂质过氧化反应 ,
使生物膜中饱和与不饱和脂肪酸比例失衡。 ( 3)使角膜
上皮的 Na + , K+ , ATP 酶失活 ,导致细胞代谢障碍。紫外
线辐射可以诱发角膜缘局部组织细胞中的不饱和脂肪酸
发生脂质过氧化反应 ,脂质过氧化反应中产生的自由基可
与组织中的蛋白质分子相互作用 ,从而使细胞的酶系统失
活影响细胞的代谢。由于自由基的化学性质活泼 ,可以扩
散到生成部位以外的生物分子中 ,使之发生损伤。脂质过
氧化物可使细胞膜的通透性增加 ,线粒体膨胀 ,溶酶体释
放及酶失活 ,进而影响细胞功能 [ 5 ]。紫外线辐射后引起
的脂质过氧化物反应产物还可以导致细胞代谢障碍 ,抑制
细胞的有丝分裂 ,使 DNA解聚。同时 ,它们耗损了大量诸
如 SOD等抗氧化物质 ,使组织抗氧化能力下降。同时动
物实验还证明了经紫外线照射后角膜上皮的丙二醇 (ma2
londialdehyde,MDA,脂质过氧化物反应产物 )含量明显增
加 , SOD含量下降 [ 6 ] ,也证实了上述观点。因此 ,通过测
定 SOD和 MDA的含量变化 ,就可以间接的反映组织过氧
化损伤的情况。辅酶 Q10,别名癸烯醌、泛醌 ,化学名为 2,
32二甲基 252甲基 262癸异戊烯基苯醌 ,是一种脂溶性醌类
化合物 ,具有抗氧化、清除自由基、维持细胞结构完整等功
能。辅酶 Q10存在于线粒体内膜上 , 既是生物体呼吸链
中重要的递氢体 ,又是线粒体氧化磷酸化 ATP形成所需
的重要酶类的关键辅助酶 ,是天然抗氧化和膜稳定剂 , 具
有促进细胞氧化磷酸化、改善能量代谢等多种功能。因
此 ,辅酶 Q10已广泛应用于心血管及神经系统疾病的辅
助治疗中 ,如充血性心衰、心绞痛、高血压病及帕金森病的
治疗 ,并已取得一定成效 [ 7 ]。我们通过组织形态学检查
发现 ,阳性对照组可见角膜上皮层表层细胞脱离 ,形成空
泡样 ,细胞层数减少 ,仅见 1~2层上皮细胞。高倍镜 ( 40
倍 )下可见细胞核浓染或核质碎裂贴边 ,出现核周空泡。
而辅酶 Q10治疗组角膜上皮各层细胞排列基本整齐 ,细
胞形态基本规整 ,偶可见胞核浓染及核周空泡形成。
SOD,MDA的含量检测结果显示 :角膜上皮紫外线光损伤
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In t J O phtha lm ol, Vol. 9, No. 12, D ec. 2009 www. IJO. cn
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后与正常组比较 ,阳性对照组角膜组织中 SOD活力下降 ,
而 MDA含量升高。与阳性组相比较 ,辅酶 Q10治疗组角
膜上组织中 SOD活力升高 ,MDA含量降低。表明给予外
源性辅酶 Q10对光损伤后的角膜组织 SOD活力和 MDA
含量有显著的影响。我们从病理形态学和生物化学的角
度 ,证实辅酶 Q10对角膜上皮细胞的紫外线光损伤具有
保护作用 ,机制可能与清除自由基和增强抗氧化能力
有关。
参考文献
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7 Pepe S, Marasco SF, Haas SJ, et al. Coenzyme Q10 in cardiovascular
disease. M itochondrion 2007; 7 (1) : 1542167
·病例报告 ·
儿童 M a rcus2Gunn综合征合并
眼肌型重症肌无力 1例
张培元 ,张玉琴 ,刘丽珍
作者单位 : (300074)中国天津市儿童医院神经内科
作者简介 :张培元 ,毕业于天津医科大学 ,主治医师 ,研究方向 :
小儿神经内科。
通讯作者 :张培元. zhang2yidi@163. com
收稿日期 : 2008212218 修回日期 : 2009211203
张培元 ,张玉琴 ,刘丽珍. 儿童 Marcus2Gunn综合征合并眼肌型
重症肌无力 1例.国际眼科杂志 2009; 9 (12) : 2288
1病例报告
患儿 ,男 , 3岁 ,生后 2月龄发现左上眼睑下垂 ,无朝
轻暮重现象 ,张口时左上睑上提 ,吃奶时随吸吮动作左上
眼睑瞬动 ,眼裂增大超过右眼。近 1mo患儿左上睑下垂
程度加重伴左眼内收受限 ,近 1wk出现右上眼睑轻度下
垂 ,朝轻暮重现象不明显。患儿系 G2 P2 ,足月顺产 ,无外
伤史 ,其父母及一姐体健 ,无类似病史。查体 :发育正常 ,
精神反应好 ,心肺腹无异常 ;左上眼睑明显下垂 ,左眼内收
受限 ,右上眼睑轻度下垂 ,张口时左上睑上抬 ,眼裂瞬间明
显增大 ,余颅神经检查无异常 ,四肢肌力肌张力正常 ,腱反
射正常 ,病理反射 ( 2)。予甲基硫酸新斯的明 0. 5mg肌注
30m in后 ,右眼睑下垂好转 ,左眼睑下垂恢复至既往水平 ,
左眼内收正常 , 1h后恢复至用药前表现。辅助检查 :心电
图正常 ,胸腺 CT未见异常 ,肌电图及神经电图正常 ,神经
重复电刺激四肢肌肉未见衰减 ,眼肌见 4%衰减。血化验
细胞及体液免疫未见异常。诊断 : Marcus2Gunn综合征伴
发眼肌型重症肌无力。予服用溴吡斯的明 30mg 3次 /d,
阿赛松 20mg 1次 / d,随访 2mo时 ,眼裂大小恢复至既往水
平 ,眼球活动无受限 ,仍可见张口时左眼睁大超过右眼 ,咀
嚼时左眼瞬动 ,目前随访 0. 5a,病情稳定。
2讨论
Marcus2Gunn综合征又名下颌 2瞬目综合征 ,属先天性
睑下垂一种特殊类型 ,表现为单侧上睑下垂 ,当张口或下
颌移向对侧时 ,下垂上睑上提 ,咀嚼时 ,眼睑随之瞬动。现
认为 Marcus2Gunn综合征为不规则的常染色体显性遗传
或隐性遗传 ,病因可能为神经联系异常 ,动眼神经支配的
提上睑肌与三叉神经支配的翼外肌 ,在中枢神经系统中支
配两者神经间有异常的联系。司张口运动的翼外肌收缩
时 ,则出现张口与举上睑的联合运动。涂慧芳等 [ 1 ]在手术
治疗此类疾病中发现提上睑肌与上方等周围组织有诸多
条索粘连 ,这些粘连的条索可能就是异常联系的神经通
道。提上睑肌高位断离与额肌瓣吻合术切断了动眼神经
与三叉神经的异常联系 ,并重建了提上睑的功能 ,能取得
理想的效果。儿童重症肌无力 (myasthenia gravis, MG)最
为常见类型及首发表现为单纯眼肌型 ( oMG) ,眼外肌麻
痹表现上睑下垂 ,可累及单侧或双侧 ,其次为眼球活动障
碍和复视 ,可见朝轻暮重现象 ,并胸腺瘤者少见 ,自身抗体
滴度低 [ 2 ]。在婴幼儿期发病者需与先天性睑下垂疾病鉴
别 ,延误药物治疗会增加患儿转为全身型 ( gMG)重症肌
无力的危险 [ 3 ]。本例患儿在先天性睑下垂的同一眼睑出
现肌无力表现 ,肌肉的易疲劳性及可复性特点不明显 ,值
得注意的是 ,即便在未予新斯的明之前 ,虽然患儿在主动
睁眼左侧眼睑不能上抬 ,但张口时 ,眼裂仍可瞬间睁至最
大 ,反复张口无睁大眼裂变小现象 ,为初诊的鉴别诊断带
来困难 ,查体发现伴有同侧内直肌麻痹 ,以及新斯的明试
验的结果 ,使患儿重症肌无力眼肌型临床诊断确立。
参考文献
1涂慧芳 ,曾宪武 ,喻长泰. 提上睑肌松解及徙前术治疗下颌瞬目综
合征. 中国实用眼科杂志 2004; 22 (11) : 928
2张巍 ,李柱一. 眼肌型重症肌无力的研究进展. 神经损伤与功能重
建 2007; 2 (2) : 114
3李保华 ,唐爱萍 ,姜海平. 小儿重症肌无力 1381例临床综合分析.
中国实用儿科杂志 2000; 15 (5) : 283
8822
国际眼科杂志 2009年 12月 第 9卷 第 12期 www. IJO. cn
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