眼的生物化學講義

眼的生物化學講義第1頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一重點與難點1、角膜維持其相對脫水狀態(tài)的機制2、晶體的抗氧化防護系統(tǒng)的機制3、視覺信號的產(chǎn)生過程第2頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一概論生物化學的研究內(nèi)容：生命物質(zhì)的化學組成、結(jié)構(gòu)及生命活動過程中的各種化學變化。眼的生物化學的研究范疇：眼組織中各種物質(zhì)的化學組成、結(jié)構(gòu)及代謝過程。眼睛是人體最重要的感覺器官，感光和屈光的發(fā)生和完成蘊涵著復(fù)雜的生物化學變化。第3頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一解剖結(jié)構(gòu)淚膜后房玻璃體房水第4頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一淚液來源：主淚腺和副淚腺分泌的水樣液體

瞼板腺及杯狀細胞的分泌物

角結(jié)膜的代謝物等參數(shù)：屈光指數(shù)

比重

表面張力

粘稠度

平均滲透壓化學成分：水分占98%-99%

蛋白含量低：球蛋白和溶菌酶（反應(yīng)性淚液中升高）20多種酶第5頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一淚膜第6頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一淚膜的生物化學機制1、降低表面張力

2、使角膜脫水3、其他：淚液特異性前白蛋白

角膜上皮細胞內(nèi)的碳酸酐酶

（HCO3-）維持角膜上皮的緊密連接和粘液穩(wěn)定第7頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一角膜上皮細胞的雙磷脂層結(jié)構(gòu)第8頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一如何降低表面張力？結(jié)膜杯狀細胞分泌黏液（包括糖蛋白和脂蛋白）與上皮細胞分泌的糖蛋白在角膜上皮表面形成多糖-蛋白質(zhì)復(fù)合物第9頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一眼瞼張開淚膜的脫水作用淚液蒸發(fā)，滲透壓升高水分從角膜基質(zhì)到淚膜眼瞼閉合淚液蒸發(fā)停止，滲透壓降低水分從角膜基質(zhì)到淚膜減少例：Fuchs角膜內(nèi)皮營養(yǎng)不良

高滲溶液如5%Nacl的應(yīng)用角膜水腫減輕第10頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一淚膜的其他生物化學機制1、淚液特異性前白蛋白

2、角膜上皮細胞內(nèi)的碳酸酐酶

（HCO3-）維持角膜上皮的緊密連接和粘液穩(wěn)定

3、瞼板腺脂質(zhì)層功能：防止淚液蒸發(fā)；防止淚液在眼瞼邊緣溢出；防止皮膚的脂質(zhì)擴散到眼球表面；提供光滑的光學界面第11頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一角膜的特殊結(jié)構(gòu)主要的屈光間質(zhì)無血管，由角膜緣血管、淚液、房水供養(yǎng)90%第12頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一角膜的化學組成水：72%-82%蛋白質(zhì)：Ⅰ膠原纖維，可溶性蛋白酶：上皮和內(nèi)皮細胞內(nèi)較基質(zhì)中多粘多糖：由硫酸角蛋白、軟骨素和硫酸軟骨素A組成無機鹽等90%第13頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一角膜基質(zhì)的主要構(gòu)成高度規(guī)則排列的膠原纖維束薄板Ⅰ型Ⅴ型（維持角膜透明）Ⅵ型受轉(zhuǎn)化生長因子（TGFβ）等的調(diào)控90%第14頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一角膜的代謝糖代謝生理狀態(tài)下乳酸鹽房水CO2空氣缺氧狀態(tài)下（長期佩戴隱形眼鏡）：乳酸堆積角膜上皮、基質(zhì)

腫脹和混濁維生素A代謝角蛋白表達維生素A上皮細胞角質(zhì)化、增厚和鱗狀化生結(jié)膜杯狀細胞多元醇途經(jīng)山梨醇+果糖第15頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一角膜的相對脫水性123上皮細胞層的屏障作用基質(zhì)層的粘多糖作用內(nèi)皮細胞層的作用橋粒緊密連接粘多糖吸收水份使角膜水腫（易與后部基質(zhì)呈非結(jié)合狀態(tài)）屏障功能泵功能第16頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一角膜內(nèi)皮細胞對脫水性的作用機制屏障功能：頂側(cè)的不連續(xù)緊密連接和側(cè)面的縫隙連接

影響因素：緊密連接需要Ca2+

和還原型谷胱甘肽

藥物、灌注液、保存液中防腐劑和抗氧化劑泵功能：位于內(nèi)皮細胞的側(cè)面的離子泵大多數(shù)有酶組成

離子泵

基質(zhì)房水（Na+、HCO3-）

葡萄糖代謝提供能量影響因素：離子泵即ATP酶被抑制缺乏HCO3-、眼內(nèi)炎第17頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一鞏膜細胞和血管很少，由膠原纖維和彈力纖維致密交織組成化學組成：水（透明性）

蛋白質(zhì)：膠原蛋白和彈性蛋白

黏多糖：硫酸軟骨素、角質(zhì)素和透明質(zhì)酸

脂類：脂肪和類脂代謝：緩慢（通透性）第18頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一房水生成的生理過程：擴散

透析或超濾

主動轉(zhuǎn)運化學組成：水，蛋白質(zhì)，電解質(zhì)，葡萄糖和乳酸，氧，

維生素C，氨基酸，脂質(zhì)，酶類，微量元素等高濃度低濃度高濃度低濃度睫狀突中碳酸酐酶抑制劑-乙酰唑胺第19頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一房水的化學組成水蛋白質(zhì)：含量與血漿不完全相同電解質(zhì)：鈉來源于擴散、超濾和主動運輸，維持滲透壓

鉀來源于擴散和超濾葡萄糖：來源血漿的擴散乳酸：來源于睫狀體上皮分泌，晶狀體、角膜、睫狀體

上皮和視網(wǎng)膜葡萄糖代謝產(chǎn)生第20頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一房水的化學組成維生素C：主動裝運，作為抗氧化劑（白內(nèi)障患者）氨基酸：主動代謝脂質(zhì)：磷脂酰膽堿，溶血磷脂酰膽堿和鞘髓磷脂酶類：乳酸脫氫酶微量元素等第21頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一晶狀體無血管，由房水供養(yǎng)化學組成：蛋白質(zhì)（構(gòu)成晶狀體纖維的結(jié)構(gòu)蛋白）

2、類脂物3、

微量元素

高鈉低鉀，鋅，鎂，硒等代謝：糖

蛋白質(zhì)可溶性不溶性肽鏈的降解與晶狀體蛋白的聚合有關(guān)多元醇途經(jīng)山梨醇+果糖第22頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一晶狀體蛋白組分1、氨基酸：主動轉(zhuǎn)運

2、類脂物：對維持晶狀體膜的功能起重要作用3、

微量元素

高鈉低鉀（皮質(zhì)性白內(nèi)障），鋅，鎂，硒等多元醇途經(jīng)山梨醇+果糖第23頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一晶狀體的代謝糖1、無氧糖酵解2、有氧氧化3、磷酸戊糖旁路4、山梨醇途徑

蛋白質(zhì)1、丙氨酸2、亮氨酸3、甘氨酸4、?；撬幔ǖ鞍彼岙a(chǎn)生的酸性氨基酸）多元醇途經(jīng)山梨醇+果糖第24頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一自由基概念:是指具有不配對的原子或原子團、分子或離子，具有高反應(yīng)性。來源：正常細胞代謝過程

化學物質(zhì)

陽光輻照

射線輻射

微生物感染第25頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一晶狀體的抗氧化防護系統(tǒng)12酶防護系統(tǒng)防止自由基和氧損害的酶：SOD

谷胱甘肽還原酶等抗氧化劑：還原性谷胱甘肽，維生素C,E等非酶防護系統(tǒng)第26頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一晶狀體異常的生化機制

2.二硫鍵-SS-的交聯(lián)聚合1.肽鏈的降解與修飾

3.自由基損害

4.藥物損害糖代謝異常與白內(nèi)障晶狀體蛋白質(zhì)變性與年齡相關(guān)性白內(nèi)障第27頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一玻璃體無血管神經(jīng)，由房水和脈絡(luò)膜供養(yǎng)化學組成：膠原細纖維

透明質(zhì)酸

糖蛋白

維生素C等代謝第28頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一視網(wǎng)膜糖代謝脂代謝蛋白質(zhì)代謝第29頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一色素上皮細胞的生化與代謝第30頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一光感受器的生化與代謝視紫紅質(zhì)11-順-視黃醛第31頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一視覺信號的產(chǎn)生、調(diào)控與傳遞123視覺信號的產(chǎn)生視覺信號的調(diào)控視覺信號的傳遞光-電轉(zhuǎn)換體視紫紅質(zhì)通過環(huán)鳥苷酸控制質(zhì)膜通透性，使細胞興奮第32頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一小結(jié)第33頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一角膜的相對脫水性123上皮細胞層的屏障作用基質(zhì)層的粘多糖作用內(nèi)皮細胞層的作用橋粒緊密連接粘多糖吸收水份使角膜水腫（易與后部基質(zhì)呈非結(jié)合狀態(tài)）屏障功能泵功能第34頁，共37頁，2023年，2月20日，星期一晶狀體的抗氧化防護系統(tǒng)12酶防護系統(tǒng)防止自由基和氧損害的酶：SOD