硒科普园
Lulwah Al-Bassam.Pharmaceutics.2024
氧化应激在慢性眼部疾病的发展中起着至关重要的作用，包括白内障、年龄相关性黄斑变性（AMD）和糖尿病视网膜病变（DR）。有必要探索局部抗氧化剂的潜力，通过介导氧化应激和维持眼部健康来减缓这些疾病的进展。硒引起了相当大的关注，因为它是硒蛋白和抗氧化酶的组成部分。将硒应用于患者可以增加硒蛋白的表达，通过增加抗氧化酶的存在来抵消活性氧的作用，从而减缓慢性眼部疾病的进展。本综述描述了生物分子水平对普遍眼部疾病的氧化应激效应以及一些已知的防御机制，重点是硒蛋白，描述了硒在眼睛中的重要性，并讨论了硒的研究和用途。硒的抗氧化和抗炎特性可以预防或延缓眼部疾病。列举了最近在硒基眼部药物递送方法和纳米技术方面的突破。不同类型的硒可用于旨在管理眼部氧化应激状况的配方中。
氧化应激和年龄对眼前段的影响
随着年龄的增长，谷胱甘肽和抗坏血酸等抗氧化剂会耗尽，由于氧化应激，眼睛更容易受到各种疾病的影响。晶状体持续暴露于紫外线（UV）辐射以及其他外源性因素（例如环境污染和吸烟）会导致活性氧（ROS）的产生，活性氧与晶状体蛋白的蛋白质和脂质发生非特异性反应，导致脂质过氧化（LPO）和晶状体细胞膜不受控制的损伤。随着时间的推移，晶状体的重量和厚度增加，在晶状体上皮和晶状体核之间形成抗氧化转运的屏障。此外，晶状体蛋白的许多翻译后修饰 （PTM） 包括交联、变性、脱酰胺、糖基化和氧化，都随着年龄的增长而发生。所有这些过程都会导致晶状体聚集、酶活性丧失和整个晶状体的离子传输中断（图2）。由于晶状体的晶状体蛋白可以持续一生，因此任何与年龄相关的损伤都会产生累积效应。随着时间的流逝，这些变化会导致光散射增加以及晶状体透明度和弹性的丧失，从而导致个体在白内障形成时出现视力模糊。
氧化应激可导致视网膜色素上皮细胞、内皮细胞和视网膜神经节细胞 （RGC） 的功能和结构损伤。氧化应激似乎在引发致盲性视网膜疾病（如AMD、青光眼和DR）中起着关键作用。
AMD是一种累及黄斑的进行性疾病，其特征是光感受器和视网膜色素上皮（ RPE）异常导致的中心视力下降。随着年龄的增长，玻璃膜疣（细胞碎片来源的淡黄色细胞外脂质和蛋白质沉积物的积累）和高水平的晚期糖基化终产物 （AGEs） 的积累为 ROS 和 LPO 的产生提供了理想的环境，因为视网膜消耗通过脉络膜脉管系统和视网膜循环补充的大量氧气。此外，视网膜对光敏感，导致富含多不饱和脂肪酸（PUFA）的外段感光膜形成LPO。AMD患者的MDA和8-OHdG水平显著升高，DNA生物标志物受损，血清分析显示，与健康对照组相比，其氧化应激升高。进一步的研究显示，AMD患者的视网膜中还有其他氧化应激标志物升高和线粒体功能障碍。
氧化应激导致视网膜血管和神经元损伤，如高通透性、细胞凋亡、血管生成和视网膜组织损伤，这些损伤与DR相关。一项病例对照研究显示，与对照组相比，DR患者的硫代巴比妥酸反应物质和LPO显著增加，提示LPO水平升高与DR密切相关。另一项研究表明，与非糖尿病眼部疾病患者相比，DR患者的血清MDA和晚期氧化蛋白产物增加。
青光眼是一种慢性视觉神经病变，其特征是视网膜神经节细胞变性，因此伴有视神经头变形。与非青光眼患者相比，青光眼患者的血液和房水样本中MDA水平升高，总抗氧化能力水平降低。最近，一项病例对照研究证实，与对照组相比，青光眼患者的总抗氧化状态和超氧化物歧化酶（SOD）水平下降，MDA水平升高。实验数据还表明，在氧化应激下，由于支持性神经胶质细胞的抗原性增加，局部T细胞可能在视神经头内被激活。这种对适应性免疫反应的刺激有可能导致视神经神经退行性变。
ROS 可以促进 TM 中的细胞凋亡和炎症途径。这里的高 ROS 水平会引起线粒体 DNA 成分、蛋白质和膜脂质的结构和功能损伤。此外，ROS 水平升高会影响 TM 核因子-κB （NF-κB） 通路，导致氧化应激。此外，ROS还会导致视网膜神经节细胞凋亡、视神经胶质细胞功能障碍，并破坏眼科生理机能。
有数量有限的已发表研究描述了局部硒对眼部疾病的影响。Higuchi 及其同事配制了通过人血清分离的硒蛋白P（SeP）滴眼液，以测试缺硒的人角膜上皮细胞系（CEPI）的氧化损伤，并在大鼠模型中治疗干眼症。硒蛋白P由泪腺产生，并在眼泪中分泌，以便为角膜上皮提供硒。在将SeP滴剂滴入培养基后，研究人员观察到GPx活性完全恢复，因此GPx显着抑制了8-OHdG、HL和LPO的产生。然后，在干眼症大鼠模型中给予SeP滴眼液，并使用荧光素评分评估角膜，与在健康大鼠角膜中观察到的荧光素评分相比，本研究中的荧光素评分较低。这项研究还比较了从健康志愿者和干眼症患者那里收集的人类眼泪中的SeP浓度。干眼症患者泪液中的平均SeP含量为56
另一项研究评估了不同硒化合物保护角膜上皮免受氧化应激的能力。作者制备了一种含有硒和乳铁蛋白的外用滴眼液。后者是一种生物铁螯合糖蛋白，对角膜上皮有保护作用。评估了不同硒化合物（亚硒酸钠、SeMet、硒代半胱氨酸、含硒肽和硒-乳铁蛋白）对缺硒的CEPI细胞系活力的影响，发现亚硒酸钠（一种无机形式）的毒性最高。此外，使用干眼症大鼠模型评估硒化合物的治疗效果，硒-乳铁蛋白滴眼液（18μM）可显著抑制8-OHdG的产生，抑制角膜刺激，并显著改善干眼症引起的角膜损伤。此外，在干眼症模型中，大鼠角膜中的氧化应激标志物水平增加，在用 Se-乳铁蛋白滴眼液后降低，与氧化应激水平的降低一致。因此，含硒的外用制剂可以治疗干眼症等氧化应激相关疾病。
一些研究描述了口服硒补充剂对晶状体和年龄相关性白内障形成的影响。血清硒水平低（低于70μg/L）与白内障形成有关。推荐的人类血清硒水平在78.9μg/L至94.7μg/L之间，是GPx和其他硒蛋白功能的理想范围。
另一项研究显示，饮食中的硒抵消了摄入富含汞饮食的个体的汞对晶状体的毒性作用。此外，口服硒补充剂（亚硒酸钠低于0.04mg/kg/d）通过增加血液和晶状体中的GPx活性来减缓大鼠白内障的进展。此外，亚硒酸钠对氧化应激有预防作用，恢复了GSH并降低了大鼠的MDA水平。
一些研究评估了硒水平及其对人类视网膜疾病的相关影响。对于DR，一项研究表明，较高的口服Se摄入量是一个保护因素。此外，另一项研究表明，硒对高血糖产生的氧化应激具有保护作用，可保留RPE细胞系中的GPx活性。硒可以防止缺氧诱导的ARPE-19细胞（RPE细胞系）的氧化应激并减少细胞死亡，可能是通过阻断瞬时受体电位阳离子通道，从而减少线粒体ROS，炎症和Ca2+进入细胞引起死亡。另一项研究评估了 SeMet 对 ARPE-19 和小鼠 RPE 细胞的影响，并比较了细胞水平的 GSH。
结论
老年人群中与老龄化相关的视力障碍的患病率可能主要归因于几种疾病，包括白内障、AMD、青光眼和 DR。这些疾病的出现与氧化应激密切相关。随着人类年龄的增长，谷胱甘肽、抗坏血酸和 GPx 等关键抗氧化剂的水平下降，使眼睛更容易受到氧化伤害。氧化应激的影响表现为LPO的诱导和对眼睛许多成分（如晶状体细胞膜、泪脂层、视网膜和黄斑）的不受控制的损伤。许多研究一致表明，ROS生物标志物水平增加，抗氧化酶活性降低，特别是谷胱甘肽过氧化物酶，这是一种必需的细胞内酶，在保护脂质免受过氧化方面起着关键作用。
硒是一种非常重要的微量元素，具有增强硒蛋白和酶（尤其是GPx）的产生和功能的潜力。不同类型的硒，包括有机和无机形式，一直是研究的主题。最近，人们的注意力已经转向硒的纳米配方，因为它们在增强GPx功能方面的有效性更高，同时也显示出更低的毒性。几项研究表明，含有硒的局部制剂可能有望成为治疗与氧化应激相关的眼部疾病的候选者。氧化应激、抗氧化剂的消耗和硒补充剂的给药之间的复杂相互作用在与年龄相关的视力障碍的发展中很重要。为了全面了解最有效的硒补充方法，以改善与年龄相关的视力缺陷，包括口服和局部给药途径，有必要进行进一步的调查。使用多种策略为硒提供了一种潜在的解决方案，以减轻氧化应激对老化眼部系统的不利影响，从而全面改善老年人口的福祉。
氧化应激和年龄对眼睛后段的影响
硒对眼部疾病的影响