視網膜的病變~來自氧化壓力的傷害

~一篇學術文章的摘述，及著重天然物對視網膜功能的討論~

救世寶貝學院

營養師李怡青整理編譯

視網膜病變~和視網膜內的氧化壓力-ROS 的積累有很大關係!!

許多視網膜疾病，例如糖尿病視網膜病變、青光眼和年齡相關性黃斑 (AMD) 變性，都與活性氧 (ROS) 水平升高有關(Yue Ruan，2020)。

活性氧 (ROS)是體內造成氧化壓力的因子，有益的信息的傳遞，視覺生成，而氧化壓力也是視網膜病變的因子。

~天然物中，具有直接或間接抗氧化活性的化合物，已被用於減少動物模型和人類中ROS 的積累。如：葉黃素、玉米黃質等，對視網膜保護已被證實。

氧化損傷~和許多疾病相關，也包括眼部的病變!!

每個細胞每天暴露在大約 10,000-20,000 個氧自由基中，而代謝過程中產生的過量 ROS 會導致脂質、蛋白質和核酸的嚴重氧化損傷。「氧化損傷」是由於 ROS 的產生與抗氧化防禦系統的解毒能力之間的平衡受到干擾而引起的。

抗氧化防禦系統：

• 其中包括「酶」，如超氧化物歧化酶 (SOD)、血紅素加氧酶和過氧化氫酶
• 以及直接「抗氧化劑」，如穀胱甘肽、維生素 E 和維生素 C 。

ROS活性氧：

• ROS 是重要的細胞內信號分子，可調節多種生理活動，包括血管反應性和神經元功能。ROS也是正常氧代謝的副產物，並且在細胞信號傳導，和保持機體恆常性起很大作用。
• 然而，過量的 ROS 形成與血管內皮功能障礙、神經元變性和視網膜炎症有關。
• 此外，ROS 可以刺激炎性細胞因子的產生，例如腫瘤壞死因子-α (TNF-α) 和白細胞介素-6 (IL-6)，從而導致炎症和細胞死亡。

氧化應激(oxidative stress)：

• 是指 ROS 的產生與抗氧化防禦系統消除它們的能力之間的不平衡，導致 ROS 濃度過高。
• 由於升高的 ROS 水平與多種疾病有關，越來越多的實驗室一直在研究氧化應激與疾病的相關性，包括眼科在內的許多醫學疾病研究。

光照導致視網膜中血管生成(VEGF)水平顯著增加~也代表著抗氧化機制的失衡!!

視網膜神經節細胞 (RGC)：

• 是位於視網膜內表面附近的神經元。
• RGC對視覺信息從光感受器到大腦的整合和傳輸中有重要作用。
• RGC 有很高的代謝需求，它們很容易變得缺氧。RGC 感知缺氧的能力，在正常視網膜脈管系統的發育中至關重要。

視網膜新生血管單元：

是視網膜循環的主要基本調節機制，並且具有很高的代謝需求，這使其容易受到氧化應激的損害。

活性氧 (ROS) 水平升高~與糖尿病視網膜病變(DR)、青光眼和年齡相關性黃斑 (AMD) 變性的相關性(Yue Ruan，2020)

糖尿病視網膜病變(DR)：

• 根據世界衛生組織的數據，全世界約有 1.8 億人患有糖尿病視網膜病變(DR)，這是導致視力障礙的主要原因之一 。
• DR是一種代謝性疾病，實驗和臨床研究表明，過量的ROS 產生在 DR 的發病機制中起主要作用。
• ROS的過量產生會誘導炎症介質的產生，導致細胞損傷，從而在視網膜血管和神經元中形成惡性循環。

青光眼：

• 青光眼的主要危險因素之一是眼壓升高（IOP）。
• 中度升高的眼壓被證明會導致小鼠視網膜小動脈中過量的 ROS 水平和內皮功能障礙，這表明眼壓升高會損害視網膜的血管功能。

年齡相關性黃斑變性(AMD)：

• 年齡相關性黃斑變性(AMD)是一種神經退行性疾病，主要影響視網膜黃斑區，導致中心視力受損，並剝奪個體參與日常生活基本活動的能力。
• 視網膜色素上皮(RPE)為視網膜血液屏障，功能為維持視網膜新陳代謝及一種特殊的自噬功能，以消除視網膜中老化、受損的細胞，及高度的代謝物排除機能。
• 視網膜色素上皮(RPE)的代謝和自噬功能決定了 RPE 的高代謝需求。RPE是年齡相關性黃斑變性(AMD)視網膜中ROS的主要來源，導致AMD進展中的結構變化和損傷。

藍光對眼睛的影響~與氧化損傷的相關(Zhi-Chun Zhao,2018)

波長在415 nm至455 nm之間的短波藍光與眼光損傷密切相關。這種高能藍光通過角膜和晶狀體到達視網膜，引起乾眼症、白內障、年齡相關性黃斑變性等疾病。

• 晶狀體(Lens)：晶狀體含有吸收短波光的結構蛋白、酶和蛋白質代謝物。研究表明，藍光可以誘導晶狀體上皮細胞（hLECs）的線粒體中產生ROS，這可能導致白內障的發展。氧化應激被認為是年齡相關性白內障發病機制的重要過程。
• 血液視網膜屏障(blood retinal barrier)：藍光可以通過晶狀體穿透到視網膜，並導致視網膜光化學損傷。有研究指出藍光造成血液視網膜屏障功能受損，此受損來自多種促炎因子的被促發。
• 視網膜氧化應激損傷：視網膜神經節細胞（RGC）在眼內軸突和光感受器中存在大量的線粒體。光感受器內層Henle層中的黃斑類胡蘿蔔素吸收短波藍光，因此藍光誘導的對RGC線粒體的損傷是巨大的。

天然物成份保護視網膜的研究~類胡蘿蔔素(Fatima Tuj Johra, 2020)

類胡蘿蔔素是自然界中最豐富的色素基團和脂溶性抗氧化劑。Jomova和Valko(2013)將600種天然存在的類胡蘿蔔素分為三組：胡蘿蔔素、葉黃素和番茄紅素。包括臨床前和臨床試驗在內的大量研究表明，β胡蘿蔔素，葉黃素和玉米黃質可以預防眼部疾病的進展，主要是通過殲滅自由基和防止對視網膜的氧化損傷。

• β-胡蘿蔔素：是維生素A的前體，在體內轉化為維生素A。在Manayi(2015)的研究中，晶狀體中發現了葉黃素和玉米黃質，但未檢測到β-胡蘿蔔素和蕃茄紅素。在其他研究中，也發現β-胡蘿蔔素對白內障的影響無相關性。
• 葉黃素(X)：胡蘿蔔素是由碳和氫原子組成，而葉黃素(Xanthophylls)是具有至少一個氧原子的類胡蘿蔔素。
• 玉米黃質(Z)和葉黃素(L)：玉米黃質(Zeaxanthin)和葉黃素(Lutein)是重要的葉黃素(Xanthophylls)。

根據研究結果的綜述，β胡蘿蔔素、葉黃素和玉米黃質可以有效地減弱體內的氧化應激並賦予眼睛保護。