高糖饮食与近视发生发展关系研究进展.pdf

文献综述高糖饮食与近视发生发展关系研究进展王轶凡张 莲解孝锋毕宏生引用:王轶凡张莲解孝锋等.高糖饮食与近视发生发展关系研究进展.国际眼科杂志():作者单位:()中国山东省济南市山东中医药大学()中国山东省济南市山东中医药大学附属眼科医院山东省眼病防治研究院()中国山东省济南市山东省中西医结合眼病防治重点实验室 山东省高校中西医结合眼病防治技术(强化)重点实验室 山东中医药大学眼科研究所作者简介:王轶凡在读硕士研究生研究方向:中西医结合眼科疾病的研究通讯作者:毕宏生博士二级教授博士研究生导师山东中医药大学附属眼科医院院长研究方向:白内障、眼视光学、中西医结合眼科疾病的研究.收稿日期:修回日期:摘要近视已成为影响我国国民尤其是青少年眼健康的重大公共卫生问题被列为世界三大疾病之一 近视的病因复杂目前认为主要与环境因素和遗传因素相关 饮食因素较少被关注但已有文献报道高糖饮食与近视发生发展之间存在相关性 研究发现高糖饮食可引起高胰岛素血症从而介导视网膜胰岛素样生长因子(、)表达水平升高巩膜成纤维细胞中胰岛素样生长因子结合蛋白()表达水平降低从而激活信号转导及转录激活蛋白()信号通路再作用于巩膜基质金属蛋白酶()/转化生长因子()等因子导致巩膜细胞外基质()减少最终导致巩膜重塑眼轴增长而发生近视 本文通过查阅相关文献从流行病学及生物学机制方面探讨高糖饮食与近视发生发展的关系为近视防控提供研究方向关键词:高糖饮食近视青少年近视发生近视发展:./.:.:.()()()()/()().:.()():.:/.:.引言近视是指眼在调节放松状态下外界平行光线通过眼的屈光系统折射后聚焦在视网膜前的一种屈光状态我国目前人口近视发生率约为 是世界平均水平的.倍 近视的发病机制尚不明确目前认为主要与环境因素和遗传因素相关饮食因素较少被关注但已有文献报道饮食与近视之间具有相关性 近年来随着生活质量的上升人均糖摄入量逐年增加高糖饮食所造成的危害逐渐凸显出来长期高糖饮食可导致胰岛细胞分泌胰岛素的负担加重从而诱发糖尿病进而对青少年近视发生发展产生影响但具体机制不明确 我们参阅高糖饮食与近视的相关研究从流行病学及生物学机制等方面就高糖饮食与近视的发生发展关系的研究作一综述以期为近视防控提供研究方向 近视发生发展与高糖饮食的概述近视有发生和发展两个阶段 青少年是近视发生的高危人群中低度近视若不加以控制极有可能发展成为高度近视豹纹状眼底、后巩膜葡萄肿、漆裂纹、斑、脉络膜新生血管等是高度近视患者眼底的常见改变发生视网膜裂孔、脱离及新生血管出血的风险高出正常人数倍 研究表明遗传因素及环境因素被认为是影响近视发生的重要因素环境因素中的饮食因素较少被关注但其在近视发生发展过程中同样产生重要的影响 高糖、高脂、维生素 缺乏、蛋白质摄入量少等饮食因素都与近视发生发展相关随着生活水平的提高人均糖摄入量的增加高糖饮食成为近视发生发展的原因之一 目前我国青少年的近视率已达 以上并逐年增加近视已成为影响我国青少年眼健康的重要危害因素因此改善和推进青少年近视防控工作刻不待时 但目前关于高糖饮食和近视的研究报道并不多高糖饮食与近视发生发展的关系尚不明确 高糖饮食与近视发生发展的流行病学研究.高糖饮食与近视发生的相关性长期高糖饮食会导致机体胰岛素、胰高血糖素等激素调节失衡早期研究发现高糖饮食模式的群体会出现血糖水平升高、高胰岛素抵抗、高胰岛素血症和 型糖尿病等变化相反这些症状在采用低糖饮食方式的人群中很少出现 之后有研究发现长期高糖饮食摄入会直接导致血糖、胰岛素水平升高有研究比较年龄相同的糖尿病患儿和正常儿童的眼前段参数发现糖尿病患儿较正常儿童前房变浅、瞳孔直径变小、晶状体增厚近视眼变化的程度超过了残余调节的能力试验结果说明高血糖和眼部屈光性改变的相关性 等同样发现青少年糖尿病可影响眼前段参数从而可能会改变屈光状态 刘珍容等研究结果与之相符糖尿病患者视力低下的患病率较正常组明显提高 肖志刚等通过对 名 岁青少年进行检测发现胰岛素、血糖水平较高的儿童更易产生近视说明高胰岛素、血糖水平可能会导致近视的发生 近视中最常见的是轴性近视即眼轴过度伸长而导致近视产生 毛宏辉等发现青少年糖摄入量过高伴随血糖浓度明显升高更容易导致眼轴增长形成近视同样证明了高糖饮食和近视发生的相关性有研究发现饮食中糖的摄入量与微量营养素的摄入量之间存在显著负相关长期摄入高糖饮食会导致体内维生素 等微量营养素水平降低而维生素 缺乏更是近视发生的危险因素 王子珺等研究结果表明糖代谢过程中需要消耗维生素 和钙这与近视的发生存在一定相关性有研究调查 年的 名年龄在 岁的参与者发现在非西班牙裔白人和其他种族组中糖的摄入量与近视呈正相关 近年来 等研究结果显示西方饮食习惯与儿童近视的发生有显著相关性李宏等研究发现喜食甜食的青少年视力异常率高于少食甜食青少年 王琴等对 名儿童进行横断面调查发现喜食甜食是近视发生的危险因素 任志斌等调查结果同样表明儿童食用较多含高糖食物与近视患病率有一定程度的正相关 这几项调查研究均支持高糖饮食是导致近视发生的影响因素但也有研究结果表示高糖饮食对近视的发生无明显联系 等通过对/在蒙彼利埃大学医院中心就诊的 名 岁儿童进行调查研究结果显示眼轴长度变化与高糖饮食没有关联由于为横断面研究所以不能排除参与者自身的主观性和信息偏倚对高糖饮食和眼轴长度相关性研究结果产生影响 等研究发现在 岁儿童中特定高糖饮食与近视产生或眼轴长度之间没有显著的关联由于研究对象年龄段单一代表性不足可能对研究结果产生影响 所以两者之间的相关性还需进行大数据前瞻性研究来进一步论证.高糖饮食与近视发展的相关性有研究表明长期血糖控制情况与近视是否进展存在相关性 等对 例 岁的 型糖尿病患者进行研究发现糖化血红蛋白()水平高于.者与低于.者相比近视进展的风险显著增加 同样 等研究证明血糖长期控制稳定患者的屈光变化基本稳定结果与之一致 但 等的研究结果表明血糖长期控制稳定会导致 型糖尿病儿童近视进展这是由于 型糖尿病儿童 水平与血清视网膜胰岛素样生长因子()水平呈负相关推测由于长期 水平控制稳定导致血清 维持在较高水平从而促进眼轴生长和近视发展 等也发现类似的结果 有研究发现糖尿病造模的新西兰白兔所观察到的每周眼轴增加趋势明显低于正常组白兔认为高血糖抑制了眼轴的发育 等研究发现 型糖尿病儿童长期较高的 水平可能会抑制眼轴的伸长则可推断如血糖长期控制至低水平可能会导致近视的进展 由此发现此研究结果与前者相反推断结果相反的原因可能是研究类型为回顾性队列研究且样本量较少存在信息偏倚与选择偏倚结果缺乏可靠性 因此血糖控制情况和近视发展的相关性有待大样本量的临床研究和实验来进一步论证 高糖饮食与近视发生发展的生物学机制研究轴性近视的发生发展是由眼轴的异常伸长所致与巩膜重塑有关而高糖饮食可通过巩膜重塑机制导致近视发生发展 有研究认为近视眼轴的调控过程是由视网膜中的视觉诱发信号传递至脉络膜再触发巩膜重塑的局部调节机制 发生巩膜重塑是眼轴延长的关键机制:()视网膜接收到异常视觉信息的输入然后通过第二信使如、血管内皮生长因子()及多巴胺等将信息传递至脉络 膜 后 作 用 于 巩 膜 基 质 金 属 蛋 白 酶 (国际眼科杂志 年 月 第 卷第 期 :/.电话:电子信箱:.)、转 化 生 长 因 子 ()等因子使巩膜细胞外基质()发生重塑导致巩膜变薄巩膜后极部膨出造成眼轴延长产生近视 以下是目前可查阅到高糖饮食导致近视发生发展的生物学机制的概述.多元醇通路 多元醇通路又称山梨醇通路是机体葡萄糖代谢的重要途径是指醛糖还原酶把葡萄糖还原成山梨醇再经山梨醇脱氢酶氧化生成果糖的过程 在高血糖状态下葡萄糖进入多元醇通路产生山梨醇和果糖引起房水渗透压改变后房水及代谢产物大量进入晶状体导致晶状体纤维细胞膨胀晶状体过度水合导致厚度增加从而可增加晶状体曲率诱发屈光性近视高度轴性近视与巩膜厚度改变以及视网膜赤道区密度降低有关研究证明视网膜厚度每改变 屈光度相应改变.研究高血糖可能通过影响山梨醇代谢途径改变视网膜厚度并导致眼轴长度的变化 等对糖尿病模型小鼠高血糖状态 后行 检测发现内层视网膜厚度明显降低推断高血糖可能通过多元醇途径使视网膜厚度发生改变进而导致眼轴长度的变化 综上多元醇通路参与屈光性近视的机制尚未完全清楚需进一步研究.胰高血糖素信号通路胰高血糖素由胰岛 细胞分泌与胰岛素之间相互拮抗胰高血糖素合成后分泌进入血液循环与靶细胞的胰高血糖素受体结合激活信号通路生 成 环 磷 酸 腺 苷()通过促进糖原分解和抑制糖原合成从而升高血糖 等通过将胰高血糖素激动剂注射在小鸡形觉剥夺性近视()眼玻璃体腔中结果可抑制近视发展 等研究结果与之一致 此外有试验通过调节胰高血糖素浓度观察发现随着浓度升高巩膜 表达下降从而在一定程度上可延缓近视的发展 是由腺苷酸活化酶()促使腺嘌呤核苷三磷酸转化而成可作为第二信使参与视觉信号和其他神经传递的传导 有研究发现高含量的 通过抑制胶原合成和促进巩膜重塑在近视的发展中起着关键作 用 等研 究 表 明 激 活 剂 导致 水平升高可诱导正常豚鼠眼轴伸长和屈光性近视移位 抑制剂可减缓眼轴伸长及屈光性近视移位的程度从而确立了 水平增加在近视发生发展的因果作用 是一种即早基因产物在胰高血糖素无长突细胞()中的表达高时可起抑制眼轴生长作用参与眼球生长发育 等在小鸡眼中发现视网膜 合成可使抑制眼轴伸长的作用增强在含胰高血糖素的无长突细胞中作用更为显著 另一研究发现胰岛素可增加视网膜 水平而导致 免疫反应性胰高血糖素无长突细胞的数量减少 以上结果说明胰高血糖素的合成可能受视网膜 的控制进而参与近视的发生发展综上当长期高糖饮食摄入导致高血糖水平可代偿降低体内胰高血糖素的分泌从而可能通过胰高血糖素信号通路参与近视的发生发展.胰岛素信号通路长期高糖饮食可升高血糖和胰岛素水平引起外周胰岛素抵抗从而产生高胰岛素血症 等发现高胰岛素血症可以通过促进增加 和降低胰岛素样生长因子结合蛋白()的水平从而影响 激酶()驱动的信号通路刺激 信号通路、视黄酸信号通路参与近视的发生发展有研究表明 能诱导体外培养的豚鼠巩膜成纤维细胞中 信号通路的激活 等研究发现在豚鼠形觉剥夺过程中巩膜中、和 的表达增加而表达水平随着剥夺时间的推移而逐渐增加最终形成近视这提示 信号通路参与了豚鼠形觉剥夺性近视的形成与发展在启动主动巩膜重塑过程中起重要作用 研究发现 水平降低会导致类维生素 表达水平下降类维生素 与视黄酸受体结合从而产生抑制细胞生长的作用因此可推断 的减少可通过视黄酸信号通路最终导致屈光发育异常 等发现实验性近视豚鼠视网膜视黄酸()水平升高同时伴随视黄酸受体()水平的上调 有研究将 与饲料混合喂养豚鼠结果显示眼轴迅速伸长但屈光状态无明显改变推测是由于眼部其他代偿性屈光变化使得整体屈光状态保持不变具体机制还需进一步研究 等发现豚鼠 眼视网膜 表达上调当玻璃体内注射 反义寡核苷酸后 眼较对侧眼近视减少且眼轴长度变短 因此推测 同样可能通过调控巩膜组织生长促使眼轴增长诱导近视的发生研究发现正透镜诱导远视过程中向小鸡玻璃体腔内注射胰岛素不仅可阻断远视的进展还可诱导产生轴性近视此外胰岛素可增强负透镜诱导近视小鸡的近视程度 同样证明了高胰岛素水平可导致近视的发生发展因此基于前期研究我们发现高糖饮食引起高胰岛素血症介导视网膜、一级信使诱导/信号通路的激活再作用于巩膜/等因子导致巩膜 活性增加巩膜细胞 降解增加或合成减少造成巩膜重塑眼轴增长而产生近视.炎症介质 等研究发现炎症性疾病患者如 型糖尿病(.)、葡萄膜炎(.)或系统性红斑狼疮(.)的 近 视 发 生 率 高 于 无 炎 症 性 疾 病 患 者(.)而高度近视患者对局部刺激表现出更强的眼内炎症反应 张伟等认为高糖饮食是多种炎症性疾病的诱发因素 等发现在青少年糖尿病患者血中炎症介质表达水平较正常人升高提示炎症介质与近视的发生可能存在相关性 等在另一实验中发现仓鼠 眼中即早基因()、核因子()、白细胞介素()和肿瘤坏死因子()的表达水平上调而在阿托品治疗后表达水平下调 等研究结果与之一致 等研究发现阿托品可同时抑制近视相关表达因子、和炎症介质、人巨噬细胞趋化蛋白()的水平 采用免疫抑制剂环孢霉素()治疗后可延缓 眼近视发展而经炎症刺激剂脂多糖()或肽聚糖()治疗后近视程度加重说明炎症介质可通过炎症反应加速近视的发展 .:/.:.等研究发现患过敏性结膜炎的人群的近视发病率显著高于未患过敏性结膜炎的人群其原因与炎症介质表达上调有关 等在过敏性性结膜炎大鼠模型中观察到轻度屈光不正改变和 眼轴长度延 长 同时、单核细胞趋化蛋白()和 等炎症因子的表达水平上调 等同样发现 动物模型眼中的炎症介质表达水平升高 以上结果表明炎症介质可参与近视的发展过程 高度近视的特征是巩膜变薄导致巩膜中主要结构蛋白()的减少过敏性大鼠的 和 表达较高 表达较低这与近视巩膜重塑表达模式相符合此外通过 诱导 在高度近视中表现出更高地表达证明了炎症介质可作为中间介质参与巩膜重塑过程以上研究结果均说明炎症反应与近视发生发展的相关性但目前对其影响机制尚未完全清楚 总结本文从流行病学及生物学机制研究等方面讨论高糖饮食与近视发生发展的关系 多数流行病学研究发现高糖饮食是导致近视发生发展的原因但也有研究显示两者之间无相关性因此还缺乏具有代表性的临床和实验研究来进行论证 从生物学机制方面我们推断高糖饮食会引起血糖、胰岛素水平升高产生高胰岛素血症可通过多元醇通路、胰高血糖素信号通路、胰岛素信号通路、炎症介质等参与近视的发生发展 但是目前高糖饮食和近视发生发展之间的生物学机制仍未被完全阐明仍待进一步深入研究参考文献 段俊国 毕宏生.中西医结合眼科学.版.北京:中国中医药出版社:孙林洁.青少年视力下降原因分析.课程教育研究:.():.赵悦.长期高脂高糖饮食通过氧化应激诱发 型糖尿病的发病机制研究.北京协和医学院 .():廖洋 夏雪.儿童青少年近视防控系统提升 科普教育任重道远.中国科学报().:.():马浏莉.青少年糖尿病患儿眼前段参数与正常儿童比较.中国妇幼健康研究():.():刘珍容张明.基于体检中心的机会性糖尿病人群低视力现状探究.华西医学():肖志刚 邓姿峰 杨莹莹.血浆胰岛素水平与屈光发育的相关性分析.国际眼科杂志():毛宏辉 武韬 刘思彤.青少年膳食及生活方式与近视的危险因素分析(附 例报告).北京医学():.:.():王子珺 卢清君 李蕾 等.广州市与北京市青少年近视眼现状调查.中华眼科医学杂志(电子版)():.():.():李宏 丁俊杰 顾鑫 等.青少年近视与生活饮食习惯的调查.黑龙江医药科学():王琴 王春芳.山西省高平市青少年儿童近视现状及影响因素分析.国际眼科杂志():任志斌徐培培张倩等.年中国 岁儿童甜食摄入量与近视的关系.卫生研究():.():.():.?():.:.():.():.():.():.:.():.:.():.():.():.:.():.:.():.:.():.():.():国际眼科杂志 年 月 第 卷第 期 :/.电话:电子信箱:.():.():顾金金 赵铁耘 李秀钧.干预胰高血糖素信号通路治疗糖尿病的研究进展.生理科学进展():.():.:?():高岩 韩明磊 牟丽丽 等.胰高血糖素对豚鼠巩膜成纤维细胞增生的影响及其机制.中华实验眼科杂志():./.():.():.():.:.:.():.():.?:於亭 宋继科 毕宏生 等.高糖饮食与近视相关信号通路关系的研究.眼科新进展():./:.():朱子诚张金嵩王应飞等.信号转导子与转录激活子 在豚鼠形觉剥夺性近视发展中的表达特征.中国组织工程研究与临床康复:./.():.():.():.():.:.:.()():张伟 马骁 程浩 等.高糖饮食与炎症性疾病研究进展.四川大学学报(医学版)():.():.():.:.:.():.:/.:.