1、 眼的生物化學生物化學：用化學的原理及方法研究生物。眼的生物化學：物質(zhì)組織結構異常及代謝異常與眼病的關系。淚膜角膜、房水晶狀體玻璃體視網(wǎng)膜脈絡膜鞏膜第一節(jié) 淚液淚液與淚膜傳統(tǒng)淚膜觀點與新淚膜觀點淚膜形成的生物化學機制淚液由主副淚腺分泌的水樣液體淚液分泌部包括淚腺：反射性分泌腺（受到刺激時大量分泌）副淚腺：基礎分泌腺（少量）淚液物理特性：pH值 7.37.8 滲透壓 318mOsm/L 屈光指數(shù) 1.3361.337 溫度：32淚液的化學組成98%99% H2O蛋白質(zhì)（為血漿的1/10） 球蛋白：、球蛋白、免疫球蛋白（IgA) 溶菌酶：含量與多種因素有關 白蛋白：特殊淚液白蛋白、血清白蛋白 轉鐵

2、蛋白：與細菌競爭鐵而產(chǎn)生抑菌作用 淚液的化學組成氨基酸：含量高于血液，17種以上酶：乳酸脫氫酶、溶酶體酶等20余種無機鹽葡萄糖、尿素等有機物脂質(zhì) 基礎淚液和反射性淚液中的淚液成分及含量有改變。傳統(tǒng)淚膜概念脂質(zhì)層漿液層粘液層角膜表面覆蓋的一層淚液膜稱為淚膜。厚710um脂質(zhì)層由 Meibomians 腺、Zeis腺、Moll腺分泌由蠟質(zhì)、膽固醇等脂質(zhì)構成0.050.5um減少淚液蒸發(fā)；防止淚液外溢漿液層由淚腺、副淚腺分泌由水、無機鹽、可溶性有機物組成67um濕潤角膜表面；營養(yǎng)結角膜上皮；屏障功能粘液層眼表上皮細胞分泌粘液構成，具有高度親水性0.020.05um構成親水界面，穩(wěn)定淚膜附著； 粘著和

3、清除異物；阻止外來抗原淚膜新概念淚膜是一塊膠體，其中粘蛋白是主體，被淚液所水化，含蛋白、電解質(zhì)、有機物等，外層覆蓋脂質(zhì)層。淚膜淚膜形成的生化機制 （1）結膜杯狀細胞分泌的粘液和角膜上皮細胞分泌的糖蛋白在角膜上皮前表面形成一層多糖-蛋白復合物粘液的主要成分為糖蛋白，以蛋白質(zhì)鏈為基礎，鏈上有大量絲、蘇氨酸殘基，可與疏水的脂類、親水的蛋白質(zhì)及帶電分子相互作用使疏水的角膜上皮細胞膜磷脂層表面張力降低角膜前表面被淚液覆蓋，形成一穩(wěn)定、完整的淚膜角膜上皮表面異常、粘液層或糖蛋白異?？捎绊憸I膜穩(wěn)定性淚膜形成的生化機制（2）淚膜有助于保持角膜基質(zhì)脫水狀態(tài)淚膜脂質(zhì)層由極性和中性脂質(zhì)組成極性脂質(zhì)和淚膜水層接觸，形

4、成穩(wěn)定的淚膜中性脂質(zhì)和空氣接觸，提供屏障保護干眼癥第二節(jié) 角 膜角膜的化學成分 水：7282 蛋白質(zhì)：18%-20% 膠原 15 其他 5 粘多糖：4% 硫酸角質(zhì)素 軟骨素 硫酸軟骨素A 酶：磷酸脂酶、淀粉酶、三磷酸腺苷酶等 無機鹽 其他 二、角膜的營養(yǎng)和代謝糖代謝維生素A代謝角膜的營養(yǎng)角膜的葡萄糖來自于房水、角膜緣血管網(wǎng)和淚膜。角膜的葡萄糖可以糖原形式儲存。角膜的氧氣來自于淚膜、房水、角膜緣血管網(wǎng)和結膜毛細血管。1、角膜的糖代謝無氧酵解：8588 生成乳酸和丙酮酸。 1mol 葡萄糖產(chǎn)生2mol ATP。 缺氧時，乳酸堆積，造成角膜水腫。有氧氧化：1215 經(jīng)Krebe循環(huán)產(chǎn)生二氧化碳和水。

5、 1mol 葡萄糖產(chǎn)生36mol ATP。 是角膜供能的主要途經(jīng)。 主要發(fā)生在角膜上皮和內(nèi)皮層。1、角膜的糖代謝磷酸戊糖旁路： 主要在上皮層。 生成磷酸核糖（合成核酸）和NADPH（合成脂類）。多元醇途經(jīng)： 生成山梨醇和果糖。2、角膜的維生素A代謝維生素A來源于食物。與視黃醇結合蛋白結合后再與血漿前白蛋白結合，轉運至角膜組織。作用（1）參與角膜糖蛋白的合成、基質(zhì)DNA的合成 （2）維持結角膜上皮細胞的分化和完整性 （3）促進角膜內(nèi)皮EGF受體，創(chuàng)傷修復角膜軟化癥3、維生素C和谷光苷肽代謝維生素C的作用： 防止光氧化損傷 參與膠原合成谷光苷肽的作用： 維持角膜內(nèi)皮正常功能三、角膜基質(zhì)的構成型膠原

6、纖維：纖維狀，為角膜基質(zhì)中的主要纖維型膠原纖維：纖維狀，直徑可調(diào)節(jié)型膠原纖維：非纖維狀膠原，可調(diào)節(jié)細胞基質(zhì)的相互作用膠原纖維的合成和分解受內(nèi)源性生長因子的調(diào)節(jié)。四、角膜的相對脫水性角膜上皮的屏障功能角膜基質(zhì)層的作用 基質(zhì)內(nèi)粘多糖的相對脫水狀態(tài)是保持角膜透明的重要保證。 粘多糖與水結合后腫脹，使角膜增厚，并破壞膠原纖維的規(guī)則排列。四、角膜的相對脫水性角膜內(nèi)皮的功能 角膜內(nèi)皮的屏障作用：細胞間的連接 影響因素：Ca2+、谷胱甘肽的濃 度，灌注液成分及PH值等。 角膜內(nèi)皮的泵功能： 影響因素：ATP酶功能、HCO3- 濃度等。第三節(jié) 鞏膜一、鞏膜的化學成分 水：65.575.5 蛋白質(zhì)：膠原蛋白（干

7、重的 75） 彈性蛋白 粘多糖：1% 硫酸軟骨素 硫酸膚質(zhì)素 透明質(zhì)酸 脂類 其他：無機鹽等二、鞏膜的代謝及不透明性鞏膜代謝與角膜相似，但相對緩慢。鞏膜不透明的主要原因： 含水量 粘多糖含量 膠原纖維的不規(guī)則排列第四節(jié) 房水 房水是睫狀體無色素上皮分泌的、從后房到前房持續(xù)循環(huán)著的無色透明液體。作用：屈光、眼壓的形成與維持、角膜營養(yǎng)供應房水源自血液，基本成分與血漿相似，但并非血漿的過濾液?；瘜W成分復雜。后房與前房的化學成分有所不同一、房水的物理特性 滲透壓比血漿高 pH值 7.37.5 比重 1.0021.021 屈光指數(shù)1.3331.337二、房水的化學組成蛋白質(zhì)：虹睫炎、青光眼時明顯升高。

8、免疫球蛋白含量少。二、房水的化學組成電解質(zhì)： Na+來自擴散、超濾和主動運輸，維持滲透壓。 K+來自擴散和超濾。 Cl在Na+主動運輸時被動跟入。 HCO3在Na+主動運輸時被動跟入，中和乳酸和丙酮酸。二、房水的化學組成維生素C： 含量為血漿濃度的1530倍。 以還原型為主。 由飽和的特定轉運機制主動分泌到房水。 在白內(nèi)障或無晶體眼濃度低于正常。二、房水的化學組成葡萄糖：為血漿濃度的80，被晶體、角膜、玻璃體、和視網(wǎng)膜利用。乳酸等：為周圍組織的代謝產(chǎn)物。谷光苷肽：是細胞抗氧化作用的重要物質(zhì)，白內(nèi)障時增高，青光眼時降低。二、房水的化學組成氧：3040mmHg，角膜接觸鏡、腎上腺素可使房水氧分壓降

9、低。氨基酸酶類：LDH1000u提示惡性病變微量元素房水和血漿成分比較成分房水血漿進入房水方式葡萄糖2.73.95.66.4擴散乳酸鹽4.50.50.8代謝產(chǎn)物Vit C1.10.04主動分泌白蛋白5.56.53400Na+142130145主動運輸K+43.55.5擴散、超濾Cl-13192125HCO3-202430主動分泌三、房水的形成過程擴散透析或超濾分泌水、電解質(zhì)通過睫狀體上皮細胞膜和虹膜毛細血管壁自由擴散與超濾過形成維生素C、乳酸、蛋白質(zhì)和部分氨基酸由睫狀上皮主動分泌 房水的形成主要是細胞主動分泌過程三、影響房水成分的因素血液成分： 以擴散和超濾方式出入房水的物質(zhì)，濃度隨血濃度的增

10、高而增高； 血漿中大分子物質(zhì)濃度增高，房水量減少。睫狀體功能： 睫狀體血流量影響房水生成量； 物質(zhì)的主動運輸依賴睫狀體的正常代謝。血-房水屏障： 損傷后大分子物質(zhì)增加，高濃度物質(zhì)減少。藥物作用第五節(jié) 晶狀體是一個雙凸透鏡狀的透明體。位于虹膜、瞳孔之后，玻璃體之前，借晶體懸韌帶與睫狀體聯(lián)系。是重要的屈光間質(zhì)之一。晶狀體組織結構： 晶體囊膜 前囊膜下有上皮細胞 晶體纖維 晶體皮質(zhì) 晶狀體核 晶體懸韌帶一、晶狀體的化學組成晶狀體的蛋白質(zhì)晶體的蛋白質(zhì)包括： 晶狀體蛋白：晶體特有的蛋白質(zhì)。 晶體蛋白 晶體蛋白 晶體蛋白 膜蛋白：與細胞功能密切相關。 內(nèi)在膜蛋白 外部膜蛋白 細胞骨架蛋白：提供細胞支持、參

11、與細胞運動、 決定晶體細胞纖維形狀、分化和細胞內(nèi)成分。 肌動蛋白 波紋蛋白 微管蛋白晶狀體的蛋白質(zhì)晶體的蛋白質(zhì)： 可溶性蛋白質(zhì)：晶狀體蛋白 不容性蛋白質(zhì)：膜蛋白 細胞骨架蛋白 聚合的晶狀體蛋白晶體蛋白的年齡變化晶體蛋白 不溶性蛋白從皮質(zhì)到核，不溶性蛋白漸增多隨年齡增大，不溶性蛋白增多白內(nèi)障時，不溶性蛋白增多晶狀體蛋白的免疫特性晶狀體蛋白被包繞在晶狀體囊袋內(nèi)，不為機體所認識。晶狀體囊袋破損時，機體被自身晶狀體蛋白致敏，產(chǎn)生抗體。二、晶狀體的代謝晶狀體的糖代謝無氧酵解： 葡萄糖 己糖激酶 6磷酸葡萄糖 1，6 二磷酸果糖 丙酮酸 乳酸有氧氧化 (3%) 葡萄糖丙酮酸 Krebs循環(huán) 二氧化碳水磷酸

12、戊糖旁路（1020） 葡萄糖6磷酸葡萄糖戊糖 產(chǎn)生NADPH山梨醇途經(jīng)（5） 葡萄糖 醛糖還原酶 山梨醇果糖 晶狀體的蛋白質(zhì)和氨基酸代謝晶狀體疾病的生化機制糖代謝與白內(nèi)障血漿中還原糖增多房水中還原糖增多醛糖還原酶激活產(chǎn)生山梨醇山梨醇在細胞內(nèi)積聚細胞內(nèi)滲透壓增高 水份進入細胞內(nèi)晶體細胞腫脹、變性白內(nèi)障水合作用增加 膜通透性改變 蛋白合成停止，酶失活 晶狀體混濁 晶狀體蛋白質(zhì)變性與ARC肽鏈降解 晶狀體水溶性蛋白質(zhì)降解成短肽鏈，不溶性晶狀體蛋白增多。二硫鍵交聯(lián)聚合 晶狀體蛋白中的巰基被氧化，巰基減少，二硫鍵增多，蛋白質(zhì)交聯(lián)聚合形成高分子聚合物。晶狀體蛋白質(zhì)變性與ARC自由基引起的氧化損傷 超氧陰離

13、子自由基、羥基自由基等氧化破壞蛋白質(zhì)。藥物的作用 某些藥物如氰酸鹽、糖皮質(zhì)激素能與晶狀體蛋白質(zhì)反應，導致蛋白質(zhì)大分子聚合。晶狀體的抗氧化防護系統(tǒng)酶防護系統(tǒng) 過氧化物歧化酶 過氧化氫酶 谷胱甘肽還原酶 谷胱甘肽過氧化物酶谷光苷肽谷光苷肽能在晶體中合成，上皮細胞中含量最高。谷光苷肽的作用： 保護含巰基的蛋白質(zhì)和酶 協(xié)助晶體利用氧 參與晶體囊膜運輸 輔酶谷光苷肽必須保持還原型才能發(fā)揮作用。晶體內(nèi)谷光苷肽的循環(huán)維生素C及維生素E維生素C 晶體中含量高。 有較強的還原作用，可清除自由基。 可能參與葡萄糖的磷酸戊糖旁路代謝。維生素E 脂溶性VitE清除單線氧，終止脂類過氧化。第六節(jié) 玻璃體為透明、無血管、

14、無神經(jīng)具有一定彈性的膠體。充滿在晶狀體后的空腔內(nèi)，其它部分與視網(wǎng)膜和睫狀體相貼，是眼屈光間質(zhì)之一。玻璃體的生理特點：（1）玻璃體無血管、無神經(jīng)、透明，具有屈光作用。其營養(yǎng)來自脈絡膜和房水，本身代謝極低，無再生能力，脫失后留下的空隙由房水填充。（2）玻璃體充滿眼球后4/5的玻璃體腔內(nèi)，起著支撐視網(wǎng)膜和維持眼內(nèi)壓的作用。一、玻璃體的物理特性體積約4.5ml，重4g，占眼球總體積的80，99由水組成。滲透壓31621mOsm/L比重1.00891.0093屈光指數(shù)1.3349二、玻璃體的化學組成膠原：是玻璃體中的主要結構蛋白。 膠原的濃度保持穩(wěn)定。透明質(zhì)酸：有規(guī)律的粘附在膠原纖維網(wǎng)內(nèi)。 由玻璃體細胞

15、合成。 合成隨年齡增加，成年后穩(wěn)定。 更新率0.45ug/d 。膠原透明質(zhì)酸復合物：玻璃體是膠原纖維與透明質(zhì)酸間形成交叉耦合的一個聚合系統(tǒng)，去除膠原，留下透明質(zhì)酸粘性液體，破壞透明質(zhì)酸，膠原收縮。 二、玻璃體的化學組成非膠原蛋白：人類玻璃體含6種特殊蛋白，糖蛋白占玻璃體非膠原蛋白的20, 蛋白濃度隨年齡增大而增加。維生素C：含量高，可防止晶體和視網(wǎng)膜的光氧化損傷。氨基酸：含量為血漿的1/5，前段濃度高于后段。乳酸：后部玻璃體內(nèi)含量較高。酶：淀粉酶、過氧化氫酶等糖和脂類電解質(zhì)及微量元素四、玻璃體內(nèi)各成分的分布膠原纖維的密度由低到高：玻璃體基底部、玻璃體后皮質(zhì)、玻璃體前皮質(zhì)、中央玻璃體透明質(zhì)酸在玻

16、璃體后皮質(zhì)最高五、玻璃體的物質(zhì)代謝玻璃體本身代謝較低。玻璃體是周圍組織代謝原料的儲存地和代謝產(chǎn)物排放地。第七節(jié) 視網(wǎng)膜一、視網(wǎng)膜生化與代謝光感受器細胞外節(jié)膜盤上含有能起光化學反應的色素，稱為視覺色素。視桿細胞含視紫紅質(zhì)，司暗視覺。視錐細胞含視紫藍質(zhì)、視藍質(zhì)和視紫質(zhì)司明視覺和色覺。一、視網(wǎng)膜生化與代謝1 視網(wǎng)膜的糖代謝糖酵解 是視網(wǎng)膜糖代謝的主要途徑，乳酸含量高有氧氧化磷酸戊糖途徑 10%，損傷后的再生的組織，此途徑較為活躍 2 視網(wǎng)膜的脂代謝視網(wǎng)膜內(nèi)無脂肪細胞 脂肪酸 視網(wǎng)膜 胞飲 血循環(huán) 視網(wǎng)膜 膽固醇 脈絡膜脂肪（甘油三酯）氧化分解，提供能量類脂（磷脂、糖脂、膽固醇等）是構成生物膜的主要成

17、分。3 視網(wǎng)膜的蛋白質(zhì)代謝可溶性蛋白：具有抗原性，又稱視網(wǎng)膜S抗原光感受器維生素A類結合蛋白視蛋白、鈣結合蛋白等視網(wǎng)膜蛋白質(zhì)合成在神經(jīng)節(jié)細胞中最活躍二、色素上皮的生化與代謝色素上皮與維生素A代謝 來源：血循環(huán)、消化光感受器外段物質(zhì)和光感受器漂白視色素 過量維生素A對色素上皮有輕微的毒性作用。黑色素顆粒吸收彌散光線，由酪氨酸合成葡萄糖是主要的碳原，但不能在RPE轉化為糖原。 棕櫚酸 硬脂酸 能量來源VIT E防氧化三、光感受器的生化與代謝1 光感受器膜蛋白視桿細胞外段含有大量視紫紅質(zhì)視紫紅質(zhì)的生色團是11-順-視黃醛(維生素A醛)2 光感受器細胞膜的脂類視桿細胞和視錐細胞膜的基本結構都是磷脂雙脂

18、層3 光感受器外端的更新不能進行有絲分裂脫膜的形式，由RPE吞噬。4 視色素動力學與VitA視色素是感受光基本的物質(zhì)視紫紅質(zhì)、視紫質(zhì)、視紫藍質(zhì)、視藍質(zhì)視色素生色團視蛋白視黃醛1視黃醛2維生素A1的醛型維生素A2的醛型維生素A的來源來源：視紫紅質(zhì)循環(huán)色素上皮吞噬的視桿細胞外節(jié)碎片食物中的VitA，儲存在肝臟，經(jīng)血液 運輸而來轉運時需VitA結合蛋白(RBP)VitA缺乏，視紫紅質(zhì)減少，導致夜盲。VITA是視色素生色團的前體動物的維生素A和植物的胡蘿卜素維生素A的缺乏導致夜盲11-順黃醛才可以參與視色素的合成視紫紅質(zhì)循環(huán)在光的作用下，視紫紅質(zhì)退色、分解為全反視黃醛和視蛋白。在視黃醛還原酶和輔酶I的作用下，全反視黃醛又還原為無活性的全反維生素A，并經(jīng)血流入肝臟，再轉變?yōu)轫樉S生素A。順維生素A再經(jīng)血入眼內(nèi)，經(jīng)視黃醛異構酶作用，成為有活性的順視黃醛，在暗處再與視蛋白合成視紫紅質(zhì)。四、視覺信號產(chǎn)生、調(diào)控與傳遞視覺信號的產(chǎn)生 視紫紅質(zhì)通過環(huán)鳥苷酸(cGMP),控制質(zhì)膜通透性,使細胞產(chǎn)生興奮。 黑暗時，cGMP使外段膜保持開放