眼表由角膜和结膜组成,被泪腺 (LG) 分泌的一层薄薄的水性泪膜覆盖。泪液的作用是提供适当的环境以维持眼表的稳态。泪膜是抵御环境微生物、干燥和异物的第一道防御系统,还能使透明角膜的屈光表面变得光滑。干眼病是一种以泪膜状态为特征的多因素疾病,会导致眼部不适和视力障碍,并且已成为工业社会的一个主要公共卫生问题,这些社会具有导致这种疾病的许多危险因素,包括 数字设备(计算机、平板电脑和智能手机)的使用。此前研究表明,盯着技术设备屏幕的工人干眼症的发病率特别高。我们之前在人类和动物研究中证明,长期使用电脑会导致泪液产生的慢性减少,并表明 LG 功能减退可能是数字设备引起的干眼症的一个关键机制 。LG 的功能也被证明会随着年龄的增长而减弱,这是干眼症的一个已知的潜在危险因素 。因此,发现和开发能够维持健康 LG 功能的新型预防性干预措施可能具有相当大的临床意义。然而,颞部泪液替代疗法,即频繁使用人工泪液滴眼液,长期以来一直用于干眼的基础治疗。
数千年来,养蜂产品作为营养来源和药物,深深扎根于世界各地不同人民和文化的生活中。养蜂业的主要产品是蜜蜂科生产或采集的蜂蜜、蜂王浆、蜂胶、花粉和蜜蜂幼虫。这些产品表现出广泛的生物效应,包括抗菌、抗病毒、抗炎和/或抗过敏作用。蜂蜜滴眼剂已作为眼科领域的传统药物用于角膜伤口治疗,而蜂胶被证明可以防止视网膜神经元损伤。然而,人们对蜂产品对干眼症泪液分泌能力的影响知之甚少。
在本研究中,我们评估了口服蜂蜜产品作为预防性干预与过度使用数字设备相关的干眼症的潜在用途。我们使用了抑制眨眼的干眼模型:通过摆动治疗与暴露于蒸发环境相结合产生持续紧张,这会导致泪液动力学紊乱、眨眼频率降低和 LG 功能障碍。该干眼模型的建立基于这样的概念:长期使用科技设备与在干燥环境中凝视屏幕时眨眼的频率和尴尬姿势的显著减少有关。
摘要:
泪液由泪腺(LG)分泌,这种功能障碍会导致干眼症,导致眼部不适和视力障碍。蜂产品作为日常生活和医药中的营养来源;然而,人们对它们对干眼症的影响知之甚少。本研究的目的是研究蜜蜂产品对干眼症泪液分泌能力的影响。我们从市售的蜜蜂产品中选择原蜜、蜂胶、蜂王浆 (蜂王浆)、花粉或幼虫。在大鼠眨眼抑制的干眼模型中口服每种蜜蜂产品后,评估了泪液分泌能力。测量泪液分泌、LG ATP 含量和 LG 线粒体水平的变化。蜂王浆最大限度地恢复了泪液分泌能力并降低了LG ATP含量和线粒体水平。蜂王浆可通过控制 LG 的泪液分泌能力来预防干眼症。
讨论
为了验证市售蜜蜂产品在预防干眼症方面的潜在营养价值,我们在本研究中筛选了每种产品对泪液分泌能力的影响。
LG 的蛋白质分泌是泪液分泌的关键功能,仅由 蜂王浆 引起,并且 蜂王浆 和蜂胶以足以有益于人类健康的剂量恢复干眼模型体内泪液分泌的减少。此外,摄入蜂王浆可抑制角膜上皮损伤,这被认为是干眼症眼表的临床表现变化之一。这些结果表明,蜂王浆 通过直接作用于 LG 来恢复干眼症状,与筛选的蜜蜂产品相比,蜂王浆可能代表一种非常有效的预防干眼的营养疗法。
LG 形成泪液被认为是通过渗透梯度产生的跨上皮水流和腺泡细胞胞吐释放的细胞内囊泡蛋白质分泌的结合来实现的 。
先前表明多个水通道和离子转运蛋白的激活参与跨上皮渗透梯度的促进。分泌囊泡介导的胞吐作用的过程包括一系列复杂的机制,涉及细胞内运输以及与质膜的融合,以将其内容物释放到细胞外空间。这些分泌过程需要 ATP 作为能源,在撕裂时从 LG 细胞产生富含蛋白质的水性液体 。我们之前证明,在干眼模型中使用的压力条件,即在连续干燥鼓风机存在的情况下将大鼠固定在秋千板上,会导致泪液分泌能力下降,伴随分泌囊泡体积增加和细胞内泪液损失。细胞结构,表明分泌系统功能障碍。众所周知,压力会加剧各种器官的能量状态,导致线粒体功能丧失。在本研究中,我们发现除了泪腺功能障碍外,LG 中 ATP 水平和线粒体含量也有所下降。因此,我们的结果表明,LG 能量状态的降低对于干眼症患者泪液分泌能力的损害至关重要
大多数细胞 ATP 是由线粒体氧化磷酸化产生的。为了维持细胞 ATP 水平,i 水平通过激活线粒体中的氧化磷酸化相关酶,在控制 ATP 合成中发挥关键作用 。单磷酸腺苷激活蛋白激酶 (AMPK) 是线粒体生物合成和能量产生途径的关键调节因子,它被 Ca2+/钙调蛋白依赖性蛋白激酶激酶 b 激活,以响应胞质游离钙水平的增加 。我们的结果表明,口服 蜂王浆 增强了泪液分泌能力,这与 LG 中 ATP、线粒体和 AMPK 磷酸化水平的增加有关。此外,用 蜂王浆 刺激 LG 腺泡细胞会以剂量依赖性方式诱发 i。然而,LG 腺泡细胞中 i 的动员被认为通过激活离子转运蛋白和胞吐作用直接刺激泪液分泌,而正常大鼠中摄入 蜂王浆 刺激的泪液分泌升高的时间和水平不足以补偿 治疗干眼症时泪液分泌减少。
蜂王浆 中发现了几种可能通过增加胞质 Ca2+ 来促进维持细胞 ATP 水平的物质。乙酰胆碱是一种参与泪液分泌的主要神经递质,在 蜂王浆 中被发现含量为 1 mg/g ,并通过激活毒蕈碱受体来增加细胞内 Ca2+ 水平。10-羟基-2-癸烯酸是 蜂王浆 中发现的一种独特的脂肪酸,它通过激活 Ca2+ 可渗透的非选择性阳离子通道来诱导细胞外 Ca2+ 的进入 。Royalactin 是一种促进蜜蜂蜂王发育的特殊蛋白质,通过 EGFR 发挥作用,增加 i 。
我们的结果表明,10-HDE 不会刺激i,毒蕈碱受体抑制剂(但 EGFR)不会消除 蜂王浆 诱导的i 动员。此外,蜂王浆 诱导的 i 动员受到 PLC 和 ER-Ca2+-ATPase 抑制剂的抑制,这两种酶是参与毒蕈碱信号转导途径的必需酶 。据我们所知,这些结果首次证明 蜂王浆 通过毒蕈碱信号转导途径动员 i,并表明通过该途径保持能量状态是 蜂王浆 恢复泪液分泌能力的潜在机制 。为了进一步鉴定和表征 蜂王浆 活性成分对泪液分泌能力的影响,需要一种分离和纯化技术,例如生物测定引导的分级分离和化学结构分析。
总之,这项研究首次证明口服 蜂王浆 可恢复干眼症患者的泪液分泌能力。这种效应被认为与通过调节 蜂王浆 刺激的钙信号通路而与 LG 能量状态相关。由于 蜂王浆 的安全性众所周知,因此以信息技术相关的干眼症为重点,对 蜂王浆 预防或治疗的进一步临床研究将有助于为这种疾病建立新的治疗干预措施。
(参考来源:Oral Administration of Royal Jelly Restores Tear Secretion Capacity in Rat Blink-Suppressed Dry Eye Model by Modulating Lacrimal Gland Function)
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