浅谈多巴胺与视网膜功能关系的研究现状.doc

浅谈关键词：多巴胺；视网膜；神经递质；多巴胺受体 摘要多巴胺(da)是中枢神经递质之一。多巴胺受体根据其对腺苷酸环化酶活力的不同影响及具有专一性配体分为d1样和d2样两型。da在视网膜信息传递、光刺激的反应以及视网膜缺血性损伤等病变中起着重要的作用。叙述了da神经元在视网膜的分布、da受体的定位、da在视网膜的生理功能以及该领域研究的新进展。 studyoftherelationshipbetweendopamineandretinalfunction abstractdopamine（da）isoneofneurotransmittersofthecentralnervoussystemdopaminereceptorsareclassifiedintod1andd2typesbasedupontheireffectsonadenylatecyclaseactivityandtheirspecificligandsdaplaysimportantfunctionalrolesinsignaltransduction，reactiontolightstimuli，andpathogenesisofretinalischemiathispaperreviewsthedistributionofdaneuronsinretina，thelocalizationofdareceptors，thephysiologicrolesofdaintheretinaandnewprogressinthisstudyfield keywordsdopamineretinaneurotransmitterdopaminereceptor 在中枢神经系统已发现许多不同的神经递质，包括乙酰胆碱、谷氨酸、-氨基丁酸（-amino-butyricacid，gaba）、甘氨酸、多巴胺（dopamine，da）、5-羟色胺等。视网膜是中枢神经系统的一部分，它同时具有中枢和外周神经系统的功能。视网膜细胞通过神经递质进行信息的传递，可对非常复杂的刺激特征起反应1，如对刺激运动方向的识别及同时比较两个不同波长的光等2。有关研究已证明视网膜含有许多da神经元，并与其他各类神经元产生广泛的联系，以协同产生生理功能和生化效应，但它在视网膜的确切功能目前尚了解有限。本文就该领域的研究进展概述如下。 1da的生物合成 da属儿茶酚胺类，它的合成起源于酪氨酸。酪氨酸通过血脑屏障后被载入da神经元，在酪氨酸羟化酶（tyrosinehydroxylase，th）的作用下先转变为l-多巴（l-dlihydroxphenylalanine，l-dopa），再经多巴脱羧酶的作用形成da。th是一种限速酶，已被认为是da神经元的可靠标志。 2da神经元在视网膜的分布 视网膜由光感受器、水平细胞、双极细胞、网间细胞、无长突细胞和神经节细胞组成，由前四者的突触联系构成外网状层（outerplexiformlayer，opl）后四者的突触联系组成内网状层（innerplexiformlayer，ipl）。opl主要与光照的静态与空间有关，ipl则主要与光刺激的动态或时间方面有关3。双极和网间两类细胞联系着内外网状层。水平细胞和无长突细胞分别在外、内网状层起着信息的整合作用。在视网膜，光受体对光亮起反应，而神经节细胞的轴突形成视神经纤维，将各种信息输出。 ipl可被分为亚层a和亚层b，通常它们再进一步分5层。在所有种属的视网膜，da神经元均在第1层分支成网状，而在某些种属da神经元还在第3和第5层分支成网状4，它们主要与其他无长突细胞形成突触联系。在灵长类，da能无长突细胞的分布与视杆细胞相似5。在哺乳动物的视网膜，da能无长突细胞与视杆细胞特异性连接，这些da神经元与插入视杆双极细胞和神经节细胞间的a?型无长突细胞也有广泛的联系68。视杆信号并入视锥通路是经过a?型无长突细胞，它通过缝隙连接与其它a?型无长突细胞和视锥双极细胞相连9 3da受体及其在视网膜的定位 da受体主要根据其对腺苷酸环化酶活力的不同影响及具有专一性配体分为d1样和d2样两种类型，d1样受体激活腺苷酸环化酶的活性，而d2样受体则抑制该酶的活性。应用基因克隆技术已证明d2样受体有d2长(d2l)、d2短(d2s)、d3和d44个亚型；d1样受体有d1和d5两个亚型10。 yazulla和lin11应用体外放射自显影方法，研究d1和d2受体在金鱼视网膜的分布，结果表明d1受体主要分布在opl水平细胞体，较少在内核层和ipl；而d2受体出现在视网膜的两个区带：opl水平细胞体和ipl，在网间细胞还存在d2自身受体。这些结果与电生理研究的结果是一致的，提示在金鱼视网膜的内、外网状层均有d1和d2受体。在鸡视网膜，da能无长突细胞含有d2受体，而不含d3和d4受体；d2d3蛋白免疫反应发生在光受体内节段、opl、ipl和神经节细胞层。原位杂交研究提示d2型受体mrna位于视网膜所有核层细胞体中，而d4受体mrna仅限于视网膜的内半部分12。应用反转录多聚酶链式反应（rt-pcr）技术观察人的d4受体分布，发现d4mrna最多分布在视网膜，其次是脑、胎盘和肾脏13。 4da在视网膜的生理功能 41参与视网膜信息传递调控 所有脊椎动物视网膜的组织结构都是相似的。神经元的胞体和突起分布在视网膜不同的层次里，细胞间的功能联系几乎全部在两个网状层内，而细胞体分布在三个核层里。已有研究结果证明网间细胞为da神经元(属于ipl)，其末梢与水平细胞形成突触，它释放的da作用于水平细胞的d1受体上，降低水平细胞对光的反应性，并使水平细胞间经缝隙连接的电耦合减弱，影响暗明适应机制，d1阻滞剂可使水平细胞对光反应增加数倍。在大鼠和人的视网膜有一种无长突细胞属于da神经元，它与网间细胞有突触联系。da能无长突细胞还可接受谷氨酸能双极细胞14、gaba能无长突细胞15、甘氨酸能无长突细胞10和5-羟色胺能双极细胞和或无长突细胞的信息传入16。视网膜的突触传递是通过直接接触和轴突神经递质释放两种途径进行的。电生理研究表明da是一种与神经节细胞放电率有关的抑制性神经递质，一般认为da在视网膜神经元发挥抑制性作用。 42与ca2、k的关系 增加细胞外液k浓度可使神经细胞去极化，而去极化将促使神经递质释放。在乌龟视网膜，k浓度增加可刺激内源性da的释放17。然而，当细胞外缺乏ca2时，k浓度升高并不增加da的释放，说明去极化时da的释放是依赖ca2的18。在金鱼19、兔20和人21的视网膜也有类似结果。 biedermann等22发现哺乳动物mller细胞表达功能性的d2受体，该受体的活性与k通道有关，它对视网膜k清除及信息加工具有重要作用。 43与光刺激的关系 神经化学实验表明，da神经元在亮和暗的环境中具有不同的活性。明适应时da的更新转换比暗适应时高45倍23，闪烁光可明显增加da的释放18。在较低等的脊椎动物，外源性da可通过d2受体引起锥细胞收缩和色素颗粒弥散，光也有同样的作用24。因为没有da神经元的突起终止在光受体上，所以这个作用很可能是由于da从无长突细胞或网间细胞扩散所致。 harsanyi25等在体外金鱼视网膜的研究中发现，未连接于视锥水平细胞的n-甲基-d-门冬氨酸（n-methyl-d-aspartate，nmda）受体的活性和它们对光反应的减弱是通过增加da的释放来实现的。闪烁光(而不是持续光)可激活nmda受体以增加da释放。在乌龟视网膜，da神经元通过非nmda受体从谷氨酸得到兴奋性输入。电生理已表明在乌龟的内层视网膜，非nmda受体是兴奋性氨基酸的主要受体26。最可能提供这种兴奋性输入的细胞类型是谷氨酸能双极细胞，因为几乎所有的双极细胞都是谷氨酸能细胞14。荷包牡丹碱（bicuculline，gabaa受体的拮抗剂）能增加的da释放，提示da神经元的抑制性输入是通过gaba能和内啡肽能细胞实现的。 44与体内其它激素的关系 ohia等27在兔视网膜发现，外源性前列腺素可通过突触前ep3受体抑制da的释放，该调节作用可能是间接的，至少部分是通过腺苷酸环化酶的抑制作用。 通过对鸭视网膜的药理学研究提示，d2受体家族调节5-羟色胺-n-乙酰基转移酶的活性并可能存在类似d4的亚型28。同一作者在研究鸡视网膜依赖da的camp系统及它与褪黑素的关系时发现，d4样da受体介导褪黑素合成的抑制作用29，d4样da受体调节褪黑素的生物合成可能间接地与camp系统相关30。在兔视网膜发现褪黑素抑制da的释放31。morgan等32发现松果体的活性受视网膜da能d1通路的控制。 45与缺血性损伤的关系 neal等33在体外研究中发现缺血可引起大白鼠和兔的视网膜da大量释放，而且da的释放量随着缺血时间的延长而增多，但其机理目前尚不清楚。在纹状体，缺血状态下da的释放与经n-型钙通道的ca2内流有关34，而缺氧诱发纹状体da的释放主要通过抑制它的摄取35。说明da释放的增加可能加剧缺血缺氧引起的细胞损害36，37。 46与l-谷氨酸的关系 在视网膜，da可增强兴奋性氨基酸门控的电传导38。近来研究表明，大多数da神经元既有da能突触末梢又具有非da能的突触末梢39。sulzer等40从电生理、电镜、免疫细胞化学等方法证明在中脑腹侧被盖区的da神经元可通过它们突触末梢的亚单元（subset）释放l-谷氨酸。多数研究者认为，大部分视杆和视锥细胞具有的神经递质主要是l-谷氨酸和谷氨酸样物质。这些释放l-谷氨酸的神经末梢是否也释放da以及与da神经元间的相互关系，仍有待于进一步研究。 5结语 尽管在视网膜da是相对少的一种神经递质，但它与视网膜的许多功能密切相关。进一步研究以了解da和da神经元在视网膜中的生理功能以及与有关病变的关系，对视网膜疾病的防治具有重要的意义。1，barlowhb，levickwrjphysiol，1965，178477 2，dawnwjphysiol，1968，197567 3，dowlingje著吴淼鑫，杨雄里，译视网膜上海：上海医科大学出版社，19896370 4，ehingerbretina，1982，2305 5，marianiapbrainres，1984，3221 6，torki，stonejbrainres，1979，169261 7，pourchorbrainres，1987，252101 8，voigtt，wasslehjneurosci，1987，74115 9，millssl，masseyscnature，1995，377734 10，cooperjr，bloomfe，rothrhthebiochemicalbasisofneuropharmacologynewyork：oxforduniversitypress，1996293-330 11，yazullas，linzsvisionres，1995，352409 12，rohrerb，stellwkbrainres，1995，695：110 13，matsumotom，hidakak，tadas，etalbrainres，1995，29157 14，ehingerb，ottersenop，storm-mathisenj，etalprocnatlacadsciusa，1988，858321 15，ballak，kolbingerw，weilerrinvestophthalmolvissci，1988，29272 16，weilerr，schuttemcelltissueres，1985，241373 17，weilerr，kohlerk，wangerhj，etalneuroscires，1988，8（suppl）183 18，kolbingerwvisualneurosci，1993，101035 19，sorthypv，lamdmkjneurochem，1979，321269 20，dubocovichml，weinernjpharmacolexpther，1982，244634 21，frederickjm，raybornme，latiesam，etaljcompneurol，1982，21065 22，biedermannb，frohliche，groschej，etalneuroreport，1995，6609 23，barlowhb，fitzhughr，kufflerswjphysiol，1957，137338 24，dearrya，burnsidebjneurochem，1986，461006 25，harsanyik，wangy，mangelscjneurophysiol，1996，75629 26，perlmani，normannra，andertonpjjneurophysiol，1987，571022 27，oniase，operec，tangl，alzadjalikjocularpharmacolther，1995，1173 28，zawilskajb，derbiszewskatpolishjpharmacol，1995，47345 29，zawilskajb，derbiszewskat，nowakjzjneuralt