眼的生化-角膜泪液房水

1、第二节 角 膜n角膜的化学成分 水：7282 蛋白质：18%-20% 胶原 15 其他 5 粘多糖：4% 硫酸角质素 软骨素 硫酸软骨素A 酶：磷酸脂酶、淀粉酶、三磷酸腺苷酶等 无机盐 其他 二、角膜的营养和代谢n糖代谢n维生素A代谢角膜的营养n角膜的葡萄糖来自于房水、角膜缘血管网和泪膜。角膜的葡萄糖可以糖原形式储存。n角膜的氧气来自于泪膜、房水、角膜缘血管网和结膜毛细血管。1、角膜的糖代谢n无氧酵解：8588 生成乳酸和丙酮酸。 1mol 葡萄糖产生2mol ATP。 缺氧时，乳酸堆积，造成角膜水肿。n有氧氧化：1215 经Krebe循环产生二氧化碳和水。 1mol 葡萄糖产生36mol A

2、TP。 是角膜供能的主要途经。 主要发生在角膜上皮和内皮层。1、角膜的糖代谢n磷酸己糖旁路： 主要在上皮层。 生成磷酸核糖（合成核酸）和NADPH（合成脂类）。n多元醇途经： 生成山梨醇和果糖。2、角膜的维生素A代谢n维生素A来源于食物。n与视黄醇结合蛋白结合后再与血浆前白蛋白结合，转运至角膜组织。n作用（1）参与角膜糖蛋白的合成、基质DNA的合成 （2）维持结角膜上皮细胞的分化和完整性 （3）促进角膜内皮EGF受体，创伤修复角膜软化症角膜软化症3、维生素C和谷光苷肽代谢n维生素C的作用： 防止光氧化损伤 参与胶原合成n谷光苷肽的作用： 维持角膜内皮正常功能三、三、角膜基质的构成n型胶原纤维：

3、纤维状，为角膜基质中的主要纤维n型胶原纤维：纤维状，直径可调节n型胶原纤维：非纤维状胶原，可调节细胞基质的相互作用n胶原纤维的合成和分解受内源性生长因子的调节。四、角膜的相对脱水性n角膜上皮的屏障功能n角膜基质层的作用 基质内粘多糖的相对脱水状态是保持角膜透明的重要保证。 粘多糖与水结合后肿胀，使角膜增厚，并破坏胶原纤维的规则排列。四、角膜的相对脱水性n角膜内皮的功能 角膜内皮的屏障作用：细胞间的连接 影响因素：Ca2+、谷胱甘肽的浓 度，灌注液成分及PH值等。 角膜内皮的泵功能： 影响因素：ATP酶功能、HCO3- 浓度等。 水：7282 蛋白质：18%-20% 胶原 15 其他 5 粘多糖

4、：4% 硫酸角质素 软骨素 硫酸软骨素A 酶：磷酸脂酶、淀粉酶、三磷酸腺苷酶等 无机盐 其他 1、角膜的糖代谢n无氧酵解：8588 生成乳酸和丙酮酸。 1mol 葡萄糖产生2mol ATP。 缺氧时，乳酸堆积，造成角膜水肿。n有氧氧化：1215 经Krebe循环产生二氧化碳和水。 1mol 葡萄糖产生36mol ATP。 是角膜供能的主要途经。 主要发生在角膜上皮和内皮层。1、角膜的糖代谢n磷酸己糖旁路： 主要在上皮层。 生成磷酸核糖（合成核酸）和NADPH（合成脂类）。n多元醇途经： 生成山梨醇和果糖。 由于早期发现的糖类都是由由于早期发现的糖类都是由C、H、O组成，组成，并且其中并且其中H

5、和和O的比例恰好相当于水分子中的比例恰好相当于水分子中H、O的比例的比例2 2：1 1，用通式可写成，用通式可写成Cn(H2O)m ，故糖类也被称为，故糖类也被称为碳水化合物碳水化合物（carbohydrate），如葡萄糖为），如葡萄糖为C6(H2O)6 糖 的 组 成：（二）糖的分类及其结构n 单糖单糖 不能水解的多羟基醛或多羟基酮，如不能水解的多羟基醛或多羟基酮，如 葡萄糖、果糖，半乳糖。葡萄糖、果糖，半乳糖。n 寡糖寡糖 能水解生成能水解生成210个单糖分子的糖，个单糖分子的糖， 又称为低聚糖。寡糖中常见的是二又称为低聚糖。寡糖中常见的是二 糖，如蔗糖、麦芽糖、乳糖。糖，如蔗糖、麦芽糖、

6、乳糖。n 多糖多糖 能水解成很多个单糖分子的糖，由能水解成很多个单糖分子的糖，由 几千上万个单糖分子缩聚而成的物几千上万个单糖分子缩聚而成的物 质，故又称为多聚糖，如淀粉、糖质，故又称为多聚糖，如淀粉、糖 原、纤维素。原、纤维素。糖代谢特点： 深受供氧状况影响。深受供氧状况影响。n供氧充足供氧充足：葡萄糖进行有氧氧化彻底氧：葡萄糖进行有氧氧化彻底氧化成化成CO2和和H2O。n缺氧缺氧：进行糖酵解。：进行糖酵解。 一、糖酵解一、糖酵解 第一阶段第一阶段 第二阶段第二阶段* 糖酵解糖酵解(glycolysis)的定义的定义* 糖酵解分为两个阶段糖酵解分为两个阶段* 糖酵解的反应部位：糖酵解的反应部

7、位：胞浆胞浆在缺氧情况下，葡萄糖生成乳酸在缺氧情况下，葡萄糖生成乳酸(lactate)的的过程称之为过程称之为糖酵解糖酵解。 由葡萄糖分解成丙酮酸由葡萄糖分解成丙酮酸(pyruvate)，称之称之为为糖酵解途径糖酵解途径(glycolytic pathway)。由丙酮酸转变成乳酸。由丙酮酸转变成乳酸。二、糖酵解的过程及产物二、糖酵解的过程及产物: :葡萄糖葡萄糖 2 乳酸乳酸 + 2 ATP无氧或缺氧无氧或缺氧 三、糖酵解的生理意义三、糖酵解的生理意义如如: :剧烈运动、人到高原剧烈运动、人到高原2.2.是某些细胞在不缺氧条件下的能量来源是某些细胞在不缺氧条件下的能量来源。3.3.是某些病理情

8、况下机体获得能量的方式是某些病理情况下机体获得能量的方式。4.4.是糖的有氧氧化的前过程，亦是糖异生作用是糖的有氧氧化的前过程，亦是糖异生作用 大部分逆过程大部分逆过程。6.6.若糖酵解过度，可因乳酸生成过多而导致乳酸若糖酵解过度，可因乳酸生成过多而导致乳酸 酸中毒。酸中毒。5.5.糖酵解也是糖、脂肪和氨基酸代谢相联系的途径。糖酵解也是糖、脂肪和氨基酸代谢相联系的途径。肌肉收缩与肌肉收缩与糖酵解供能：糖酵解供能：、肌肉内、肌肉内ATPATP含量很低；含量很低； 结论：结论： 糖酵解为肌肉收缩迅速提供能量糖酵解为肌肉收缩迅速提供能量、肌肉中磷酸肌酸储存的能量可、肌肉中磷酸肌酸储存的能量可 供肌肉

9、收缩所急需的化学能供肌肉收缩所急需的化学能; ; 、即使氧不缺乏，葡萄糖进行有氧氧化的过程比糖、即使氧不缺乏，葡萄糖进行有氧氧化的过程比糖 酵解长得多酵解长得多, ,来不及满足需要来不及满足需要; ;背景：背景：剧烈运动时：剧烈运动时：、肌肉局部血流不足，处于相对缺氧状态。、肌肉局部血流不足，处于相对缺氧状态。初到高原与初到高原与糖酵解供能：糖酵解供能：人初到高原，高原大气人初到高原，高原大气压低，易缺氧压低，易缺氧机体加强糖酵解以适机体加强糖酵解以适应高原缺氧环境应高原缺氧环境海拔海拔 5000米米背景：结论：某些组织细胞与某些组织细胞与糖酵解供能：糖酵解供能： 代谢极为活跃，即使不缺代谢极

10、为活跃，即使不缺氧氧, ,也常由糖酵解提供部分能也常由糖酵解提供部分能量。量。成熟红细胞：成熟红细胞：视网膜、神经、白细胞、骨视网膜、神经、白细胞、骨髓、肿瘤细胞等髓、肿瘤细胞等: : 无线粒体，无法通过氧化磷无线粒体，无法通过氧化磷酸化获得能量，只能通过糖酵酸化获得能量，只能通过糖酵解获得能量。解获得能量。某些病理状态某些病理状态 与与糖酵解供能：糖酵解供能： 某些病理情况下机体主要通过糖酵解获得能量.严重贫血严重贫血大量失血大量失血呼吸障碍呼吸障碍肺及心血管肺及心血管等疾病等疾病二、糖有氧氧化二、糖有氧氧化糖的有氧氧化：糖的有氧氧化：是指体内组织在有氧条件下，是指体内组织在有氧条件下， 葡

11、萄糖彻底氧化分解生成葡萄糖彻底氧化分解生成COCO2 2和和 H H2 2O O的过程。的过程。 有氧氧化是糖氧化的主要方式，绝大多有氧氧化是糖氧化的主要方式，绝大多数组织细胞都通过有氧氧化获得能量。数组织细胞都通过有氧氧化获得能量。C C6 6H H1212O O6 6 + 6O O2 2 6 COCO2 2 + 6 H H2 2O O + 30/32 ATP糖有氧氧化的生理意义1.TCA是机体是机体获取能量获取能量的主要方式。的主要方式。1分子分子G经无氧酵解仅净生成经无氧酵解仅净生成2ATP，而有氧氧化可净生成而有氧氧化可净生成32个个ATP.其中其中TCA生成生成20个个ATP，在一般

12、生理在一般生理条件下，许多组织细胞皆从糖的有氧氧化获得能量。糖的有氧氧化不条件下，许多组织细胞皆从糖的有氧氧化获得能量。糖的有氧氧化不但释能效率高，而且逐步释能，并逐步储存于但释能效率高，而且逐步释能，并逐步储存于ATP分子中，因此能的分子中，因此能的利用率也很高。利用率也很高。2.TCA是是糖，脂肪和蛋白质糖，脂肪和蛋白质三种主要有机物在体内三种主要有机物在体内彻底氧化的共同代谢彻底氧化的共同代谢途径，途径， TCA的起始物乙酰辅酶的起始物乙酰辅酶A，不但是糖氧化分解产物，它也可来不但是糖氧化分解产物，它也可来自脂肪的甘油、脂肪酸和来自蛋白质的某些氨基酸代谢，自脂肪的甘油、脂肪酸和来自蛋白质

13、的某些氨基酸代谢， TCA是三种是三种主要有机物在体内氧化供能的共同通路，估计人体内主要有机物在体内氧化供能的共同通路，估计人体内2/3的有机物是通的有机物是通过三羧酸循环而被分解的。过三羧酸循环而被分解的。3.TCA是体内是体内三种主要有机物三种主要有机物互变的联结机构，糖和甘油在体内代谢可互变的联结机构，糖和甘油在体内代谢可生成生成-酮戊二酸及草酰乙酸等三羧酸循环的中间产物，这些中间产物酮戊二酸及草酰乙酸等三羧酸循环的中间产物，这些中间产物可以转变成为某些可以转变成为某些氨基酸氨基酸；而有些氨基酸又可通过不同途径变成；而有些氨基酸又可通过不同途径变成-酮酮戊二酸和草酰乙酸，再经糖异生的途径

14、生成糖或转变成甘油，因此戊二酸和草酰乙酸，再经糖异生的途径生成糖或转变成甘油，因此TCA不仅是三种主要的有机物分解代谢的最终共同途径，而且也是它不仅是三种主要的有机物分解代谢的最终共同途径，而且也是它们互变的联络机构们互变的联络机构三、磷酸戊糖途径第一阶段： 氧化反应-生成NADPH和磷酸戊糖第二阶段： 非氧化反应-一系列基团转移反应 (生成3-磷酸甘油醛和6-磷酸果糖)磷酸戊糖途径的过程6 66 6- -磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖 + 12 NADPNADP+ + 5 56-磷酸果糖磷酸果糖 + 12 ( NADPH + HNADPH + H+ + )磷酸戊糖途径的生理意义磷酸戊糖途径的生理意义（

15、1）为核苷酸的生成提供）为核苷酸的生成提供核糖核糖 （2）提供）提供NADPH作为供氢体参与多种代作为供氢体参与多种代谢反应谢反应 2、角膜的维生素A代谢n维生素A来源于食物。n与视黄醇结合蛋白结合后再与血浆前白蛋白结合，转运至角膜组织。n作用（1）参与角膜糖蛋白的合成、基质DNA的合成 （2）维持结角膜上皮细胞的分化和完整性 （3）促进角膜内皮EGF受体，创伤修复角膜软化症角膜软化症3、维生素C和谷光苷肽代谢n维生素C的作用： 防止光氧化损伤 参与胶原合成n谷光苷肽的作用： 维持角膜内皮正常功能三、三、角膜基质的构成n型胶原纤维：纤维状，为角膜基质中的主要纤维n型胶原纤维：纤维状，直径可调节

16、n型胶原纤维：非纤维状胶原，可调节细胞基质的相互作用n胶原纤维的合成和分解受内源性生长因子的调节。四、角膜的相对脱水性n角膜上皮的屏障功能n角膜基质层的作用 基质内粘多糖的相对脱水状态是保持角膜透明的重要保证。 粘多糖与水结合后肿胀，使角膜增厚，并破坏胶原纤维的规则排列。四、角膜的相对脱水性n角膜内皮的功能 角膜内皮的屏障作用：细胞间的连接 影响因素：Ca2+、谷胱甘肽的浓 度，灌注液成分及PH值等。 角膜内皮的泵功能： 影响因素：ATP酶功能、HCO3- 浓度等。第二节第二节 泪液泪液n泪液与泪膜泪液与泪膜n传统泪膜观点与新泪膜观点传统泪膜观点与新泪膜观点n泪膜形成的生物化学机制泪膜形成的生

17、物化学机制泪液泪液n由主副泪腺分泌的水样液体n泪液分泌部包括 泪腺：反射性分泌腺（受到刺激时大量分泌受到刺激时大量分泌） 副泪腺：基础分泌腺（少量）泪液泪液n物理特性：pH值 7.37.8 渗透压 318mOsm/L 屈光指数 1.3361.337 温度：32泪液的化学组成n98%99% H2On蛋白质（为血浆的血浆的1/10） 球蛋白：、球蛋白、免疫球蛋白（IgA) 溶菌酶：含量与多种因素有关 白蛋白：特殊泪液白蛋白特殊泪液白蛋白、血清白蛋白 转铁蛋白：与细菌竞争铁而产生抑菌作用 泪液的化学组成n氨基酸：含量高于血液，高于血液，17种以上种以上n酶：乳酸脱氢酶、溶酶体酶等20余种n无机盐n葡

18、萄糖、尿素等有机物n脂质 基础泪液基础泪液和和反射性泪液中的泪液成分及反射性泪液中的泪液成分及含量有改变。含量有改变。传统泪膜概念n脂质层n浆液层n粘液层角膜表面覆盖的一层泪液膜称为泪膜。厚710um脂质层n由由 MeibomiansMeibomians 腺、腺、ZeisZeis腺、腺、MollMoll腺分泌腺分泌n由蜡质、胆固醇等脂质构成由蜡质、胆固醇等脂质构成n0.0.05050.5um0.5umn减少泪液蒸发；防止泪液外溢减少泪液蒸发；防止泪液外溢浆液层n由泪腺、副泪腺分泌由泪腺、副泪腺分泌n由水、无机盐、可溶性有机物组成由水、无机盐、可溶性有机物组成n6 67um7umn湿润角膜表面；

19、营养结角膜上皮；湿润角膜表面；营养结角膜上皮；屏障功能屏障功能粘液层n眼表上皮细胞分泌眼表上皮细胞分泌n粘液构成，具有高度亲水性粘液构成，具有高度亲水性n0.020.020.050.05umumn构成亲水界面，稳定泪膜附着；构成亲水界面，稳定泪膜附着； 粘着粘着和清除异物；阻止外来抗原和清除异物；阻止外来抗原泪膜新概念n泪膜是一块胶体，其中粘蛋白是主体，泪膜是一块胶体，其中粘蛋白是主体，被泪液所水化，含蛋白、电解质、有机被泪液所水化，含蛋白、电解质、有机物等，外层覆盖脂质层。物等，外层覆盖脂质层。泪膜泪膜形成的生化机制 （1）n结膜杯状细胞分泌的粘液和角膜上皮细胞分泌的糖蛋结膜杯状细胞分泌的粘

20、液和角膜上皮细胞分泌的糖蛋白在角膜上皮前表面形成一层多糖白在角膜上皮前表面形成一层多糖- -蛋白复合物蛋白复合物n粘液的主要成分为糖蛋白，以蛋白质链为基础，链上粘液的主要成分为糖蛋白，以蛋白质链为基础，链上有大量丝、苏氨酸残基，可与疏水的脂类、亲水的蛋有大量丝、苏氨酸残基，可与疏水的脂类、亲水的蛋白质及带电分子相互作用白质及带电分子相互作用n使疏水的角膜上皮细胞膜磷脂层表面张力降低使疏水的角膜上皮细胞膜磷脂层表面张力降低n角膜前表面被泪液覆盖，形成一稳定、完整的泪膜角膜前表面被泪液覆盖，形成一稳定、完整的泪膜 n角膜上皮表面异常、粘液层或糖蛋白异常可影响泪膜角膜上皮表面异常、粘液层或糖蛋白异常

21、可影响泪膜稳定性稳定性泪膜形成的生化机制（2）n泪膜有助于保持角膜基质脱水状态泪膜有助于保持角膜基质脱水状态n泪膜脂质层由极性和中性脂质组成泪膜脂质层由极性和中性脂质组成极性脂质和泪膜水层接触，形成稳定的泪极性脂质和泪膜水层接触，形成稳定的泪膜膜中性脂质和空气接触，提供屏障保护中性脂质和空气接触，提供屏障保护 干眼症干眼症第四节第四节 房水房水n 房水是睫状体无色素上皮分泌的、从后房到前房房水是睫状体无色素上皮分泌的、从后房到前房持续循环着的无色透明液体。持续循环着的无色透明液体。n作用：屈光、眼压的形成与维持、角膜营养供应作用：屈光、眼压的形成与维持、角膜营养供应n房水源自血液，基本成分与血

22、浆相似，但并非血浆房水源自血液，基本成分与血浆相似，但并非血浆的过滤液。化学成分复杂。的过滤液。化学成分复杂。n后房与前房的化学成分有所不同后房与前房的化学成分有所不同一、房水的物理特性一、房水的物理特性n 渗透压比血浆高渗透压比血浆高n pHpH值值 7.37.37.57.5n 比重比重 1.002 1.0021.0211.021n 屈光指数屈光指数1.3331.3331.3371.337二、房水的化学组成二、房水的化学组成n蛋白质：虹睫炎、青光眼时明显升高。 免疫球蛋白含量少。二、房水的化学组成二、房水的化学组成n电解质： Na+来自扩散、超滤和主动运输，维持渗透压。 K+来自扩散和超滤。

23、 Cl在Na+主动运输时被动跟入。 HCO3在Na+主动运输时被动跟入，中和乳酸和丙酮酸。二、房水的化学组成二、房水的化学组成n维生素维生素C C： 含量为含量为血浆浓度的血浆浓度的15153030倍倍。 以还原型为主。以还原型为主。 由饱和的特定转运机制主动分泌到房水。由饱和的特定转运机制主动分泌到房水。 在白内障或无晶体眼浓度低于正常在白内障或无晶体眼浓度低于正常。二、房水的化学组成二、房水的化学组成n葡萄糖：为血浆浓度的葡萄糖：为血浆浓度的8080，被晶体、，被晶体、角膜、玻璃体、和视网膜利用。角膜、玻璃体、和视网膜利用。n乳酸等：为周围组织的代谢产物。乳酸等：为周围组织的代谢产物。n谷光苷肽：是细胞抗氧化作用的重要物谷光苷肽：是细胞抗氧化作用的重要物质，白内障时增高，青光眼时降低。质，白内障时增高，青光眼时降低。二、房水的化学组成二、房水的化学组成n氧：氧：303040mmHg40mmHg，角膜接触镜、肾上腺，角膜接触镜、肾上腺素可使房水氧分压降低。素可使房水氧分压降低。n氨基酸氨基酸n酶类：酶类：LDH1000uLDH1000u提示恶性病变提示恶性病变n微量元素微量元素房水和