[摘要]玻璃体是人眼中无色透明的胶状物质，是维持眼球结构、协助产生视功能的重要组成部分。目前对玻璃体的基础研究比较少。本文从玻璃体的结构和功能出发，对玻璃体的解剖特点、化学组成、物理性质和生理功能进行简单的总结。还简要回顾了病变的玻璃体所致相关疾病的发生情况，为更好地了解临床上玻璃体方面的疾病发生发展提供帮助。山东大学齐鲁医院眼科崔彦

[关键字]玻璃体；结构和功能；病理变化；年龄

玻璃体是人眼中无色透明的胶状物质，其主要成分是水，约占玻璃体体积的99%[1]。玻璃状体内的胶原纤维构成网状支架，其内填充着透明质酸。玻璃体内没有血管，它所需的营养来自房水和脉络膜，因而代谢缓慢，不能再生，若有缺损，则由房水充填。当玻璃体因各种原因发生混浊，就会出现飞蚊症。此外，随着年龄的增大，或由于高度近视等，半固体的凝胶状玻璃体就会逐渐变成液体，出现玻璃体液化，从而出现相应的临床病变。

一、玻璃体的结构和功能

（一）解剖特点

眼球中的整个玻璃体是不同质的，它的组成部分具有不同的密度和生物化学成分。最贴近视网膜的部分称为玻璃体皮质，覆盖在睫状突表面的称为玻璃体基底部，其密度高于皮质部。玻璃体视网膜的交界处是由玻璃体视网膜交界膜组成的，它包含视网膜内界膜和附着于内界膜的一层高密度胶原纤维。

在不同的动物中成熟玻璃体的中央结构为一界限清楚的中央管道，被称为Cloquet管，是原始玻璃体的残余。然而典型的、界限清楚的Cloquet管在人类并不常见[2]。

（二）化学组成

水占了大约玻璃体99%的成分[2],然而并不是所有的水都是以自由的形式存在的。一些水分子结合在蛋白质和氨聚糖上。有研究表明猴和牛的玻璃体中结合水的含量分别占所有水的成分的15%和20%[3]。

1.蛋白质

玻璃体中的蛋白质只占很少一部分，并具有可变性和复杂性。大约40%的可溶解蛋白是白蛋白，其他的主要成分是铁结合蛋白，约占30%[3]。例如，转铁蛋白被证明存在于人类正常玻璃体中， 铁在玻璃体出血中起到重要的作用，它能加剧自由基的损伤，甚至直接通过补体级联而诱发炎症反应[4]。转铁蛋白和其他的铁结合蛋白可以通过减少铁的毒性作用从而对玻璃体内的少量出血起到保护作用[5]。

（1）胶原蛋白

大部分胶原蛋白为不可溶解蛋白，可以分为II,V/XI,VI,和IX型。胶原II为玻璃体胶原的主要成分,约占60-75%，玻璃体胶原可能起源于视网膜的Muller细胞，在体外实验中证实了Muller细胞能合成玻璃体胶原[6]。

（2）透明质酸

透明质酸（Hyaluronic acids，HA）,也叫透明质烷或透明质酸盐，是玻璃体内主要的大分子物质。HA是一种葡糖胺聚糖，含有重复的双糖单元，分别是N-乙酰葡糖胺和葡糖醛酸[7]。HA水平可随着年龄的增加呈现显著的线性降低 [8]。

玻璃体是一种HA分子广泛穿插在胶原纤维小梁中的陈列，HA和胶原蛋白构成的三维结构是决定玻璃体粘度的主要因素之一。Comper和Lanrent认为带负电的HA和带正电的胶原蛋白在玻璃体内发生静电结合。并且它们之间的这种排布能最大限度的减少光的反射，从而使光线不受阻碍地传输到视网膜上。

2.维生素C

玻璃体中维生素C比血浆中的浓度要高。维生素C与年龄的增长和白内障摘除术后的液化进程有关。另外，最近的研究表明维生素C在抗氧化方面起着重要的作用，能降低临近晶体的玻璃体内自由氧的生成并减少早期白内障的形成[9]。维生素C还能清除视网膜代谢产生的自由基，从而对玻璃体产生保护作用。

3.氨基酸

玻璃体中含有多种氨基酸，如甘氨酸和精氨酸。这些氨基酸在玻璃体中的浓度与在血浆中的浓度相似。糖尿病视网膜病变患者玻璃体中谷氨酸浓度的升高能刺激神经鞘细胞上的谷氨酸受体表达，从而诱发鞘细胞的损伤。

4.脂质

在人类玻璃体中不饱和脂肪酸大约占总脂质量的50~55%，这一比例不会随着年龄的增长而发生变化[10]。玻璃体中的磷脂含量与晶状体和房水中的磷脂含量相同，均低于血浆中的磷脂水平。玻璃体中脂质的氧化与增殖性玻璃体视网膜病变(proliferative vitreoretinopathy, PVR)相关，玻璃体注入维生素E能抑制PVR的形成。

5.细胞

成年人玻璃体中含有少量的细胞，其中90%是玻璃体细胞（hyalocytes），10%是成纤维细胞(fibroblasts)。玻璃体细胞在玻璃体基底部密度最高，其次是后极部，而在赤道部最低。沿着视网膜血管，细胞分布也较多。玻璃体细胞直径大约10-15um，细胞核呈分叶状，根据其活性和位置不同，细胞可以是圆形、椭圆形、梭形或扁平型。这种细胞高尔基体发育完善，含有一定数量的线粒体、碱性PAS+颗粒、溶酶体和内质网。成纤维细胞位于睫状突、玻璃体基底部和视盘附近的玻璃体皮质内，与玻璃体细胞的区别是它们具有长的突起（最长可达260um）并且没有PAS+颗粒。

在玻璃体后皮质，还有层状细胞（laminocytes）。这种细胞主要分布于内界膜，而在玻璃体其它位置没有。这种细胞的作用是位于玻璃体皮质和内界膜之间发挥粘附作用，另外，这种细胞可能与玻璃体视网膜病理性粘附有关。在玻璃体基底部，在玻璃体视网膜粘附的位置可以见到巨噬细胞，具有重塑玻璃体视网膜界面的作用。最近，玻璃体基质中观察到了小胶质细胞，由于这种细胞含有胰蛋白酶，所以可能与玻璃体酶性胶原降解有关[11]。

Muller细胞属于大胶质细胞，呈放射状分布，从外界膜至玻璃体和内界膜，横跨网膜。具有多种功能：稳定视网膜结构、提供定向支架、给网膜神经元和血管提供结构和代谢的支持、防止异常的光受体移行如网膜下间隙[12]。在体内或体外，可以产生、表达多种细胞因子、生长因子和受体。有人认为，可以产生玻璃体和内界膜胶原。并且，可以吞噬多种物质，如色素颗粒、红细胞、异物颗粒和胶原。因此，对玻璃体视网膜界面胶原的合成和降解意义重大。

6.酶和代谢活动

在很长一段时间内，玻璃体一直被认为是一个代谢静止的组织。但Rhodes等证明玻璃体中存在的果糖成分显示出玻璃体中也存在着组织代谢活动[13]，并进行透明质酸的转换。玻璃体内只含有很少的细胞和几种酶，能从中分离出血管紧张素转化酶。另外最近的研究表明持续的氧代谢（抗坏血酸作为底物）支持玻璃体正在进行代谢活动这一观点[9]。

玻璃体中含有前列腺素（PG），研究最多的前列腺素有前列腺素PGE2，前列腺素PGF2，前列环素等。人类玻璃体中的前列腺素估计大约在1000pg/ml[14]。

玻璃体中也含有葡萄糖和乳糖分子，它们的存在也证明玻璃体是一个代谢体。葡萄糖为酶的代谢所必需，乳糖是玻璃体主要的代谢产物。

此外，玻璃体中尚有钠，钾，钙，磷，铁等离子和次黄嘌呤。检测猪眼中这些物质的变化与死后时间（postmortem interval, PMI）的关系表明，钾、磷和次黄嘌呤的浓度随着PMI的延长而增加。钾的升高与视网膜毛细血管中红细胞死后不断溶血有关；磷的升高则是死后细胞膜通透性增高，磷元素释放到玻璃体内；次黄嘌呤的升高可能与机体死前缺氧有关。在玻璃体仍然能检测到微量的铅和镉等重金属。

实验还证实，玻璃体内的成纤维细胞生长因子能调节晶体纤维的分化[15]

（三）物理性质

1.组织构成

玻璃体的凝胶特性是胶原纤维与透明质酸分子混悬的结果，它能包围和稳定水分子。透明质酸和胶原以及它们自身分子结构的结合决定了玻璃体这一粘弹剂的特性。

2.梯度

尽管肉眼所见玻璃体显示出均一性，但是在显微镜下玻璃体为不均一的一种物质。大量的组分梯度已证实玻璃体的不均一性，主要包括胶原，蛋白质，结合水，透明质酸，糖，乳酸和氧梯度等成分。铁离子能轻易地渗透到玻璃体梯度内。组分梯度是一个决定小分子玻璃体内投药或辅助给药后玻璃体内药物浓度不同的重要因素之一，这一现象已经得到实验证实[16]。

（四）玻璃体的功能

1.眼球生长，体积和弹性

玻璃体占了眼球容积的绝大部分并且在维持眼球的生长和结构方面起着重要的作用。研究表明眼球和视网膜色素上皮层（retinal pigment epithelium, RPE）的生长都依赖于玻璃体中的HA。

眼球是持续运动的，即使在凝视某个物体时眼球也在不停地运动。因此眼球在经历着一种低频率的机械应激、摩擦力和振动。玻璃体内高含量的HA使它表现为一个粘弹体而不是一个粘稠溶液，因此玻璃体是一个良好的振动吸收体[17]。玻璃体的这种作为液化器和减光器的凝胶样特性随着年龄的增长而降低。

2.透明度和调节

玻璃体是一个高度透明的屈光介质，它能传递大约90%的可见光和红外光，效率非常接近于房水。在玻璃体内几乎不会发生光散射。玻璃体同样能支持晶状体囊膜并且在某些程度上起自发的调节作用[18]。

3.屏障作用

玻璃体的解剖位置相对隔离，很少受到外界环境变化的干扰。在正常情况下，玻璃体的这一屏障作用能够抑制炎症的发生和新生血管形成。

尽管玻璃体可能在阻挡感染和炎症方面很有效，但它也能易化一些病毒感染。玻璃体在传播腺病毒感染过程中能做为一种合适的介质，把玻璃体液加入到细胞培养皿中能很大程度上增加病毒感染的发生。

4.营养/代谢情况

二十世纪六十年代晚期人们就认识到玻璃体能为其邻近的组织提供代谢贮存库的作用，同样通过玻璃体的物质运输功能也能影响周围组织的代谢活动。玻璃体能减少晶体与氧的接触，因此玻璃体的这种凝胶状态可减少晶体的氧化损伤和通过抗坏血酸依赖机制的氧耗系统而阻止或减少白内障的发生[9]。

二．玻璃体的病理生理

（一）年龄

许多低等哺乳动物（如兔，猫，狗，羊，牛）的玻璃体随着年龄增长很少发生变化[19]。而恒河猴和人的玻璃体可随着年龄的增加而液化[18]，但其具体的发生机制仍不清楚。在出生的时候，玻璃体整体呈凝胶状。随着寿命的延长，在尸体眼中观察到的中央玻璃体液化部分的容积呈线性增加，从活体出生时的0mL到80岁的大约2mL（或大约占全部容积的45%[20]。另外随着年龄的增加胶状玻璃体的胶原和蛋白含量也在增加，可能是因为血浆蛋白渗漏的增多和胶原纤维网状结构的断裂造成的[21]。其他物质如纤溶酶的含量也可随着年龄的增加而增加。此外，玻璃体的液化能引起玻璃体后脱离。

此前认为HA的水平不会随着年龄而改变[21]，然而最近的研究发现黄斑孔和糖尿病视网膜病变的患者的玻璃体切割手术的样本中HA的量会随着年龄的增加而减少[8]。玻璃体的凝胶状态能维持相对较高的维生素C水平和持续的氧耗。相反，玻璃体液化部分的维生素C水平较低，可导致局部的高氧和白内障的形成[8,9]。

蛋白质含量随着年龄的增加而增加，其浓度的变化可导致视网膜内界膜的增厚和玻璃体胶原纤维大小和凝集的增加，并能够牵拉相邻的视网膜从而引起视网膜脱离。

（二）糖尿病视网膜病变

糖尿病病人中玻璃体的糖含量增加可导致糖基化终产物的增加。它能作用于玻璃体内的胶原蛋白和HA，人眼玻璃体中存在着胰岛素样生长因子结合蛋白（IGFBPs）。玻璃体中IGFBPs来源于血浆，它能像血浆中的白蛋白一样穿过血视网膜屏障[22]。胰岛素样生长因子（IGF）在糖尿病视网膜病变（diabetic retinopathy, DR）的发生中起重要作用。IGFBP能中和玻璃体中游离的IGF,从而起到抑制IGF的病理活性的作用。DR中同时伴随氧化应激的发生及抗氧化防御作用的减弱，氧化应激能上调血管内皮生长因子而促进DR的发生。

（三）视网膜静脉阻塞

视网膜静脉阻塞（retinal vein occlusion，RVO）包括视网膜中央静脉阻塞和视网膜分支静脉阻塞。研究发现二者都伴随玻璃体内VEGF的增加和VEGF165b的降低，改变这一比率可能是治疗RVO的可行方法[23]。

（四）白内障的形成

玻切术后晶体附近的氧气浓度的增加能导致白内障的发生,并能解释玻切术后白内障的高发生率[27]。对兔眼的研究表明超声乳化摘除晶体后玻璃体凝胶结构随超声乳化时间增加而出现液化现象。

（五）玻璃体视网膜交界面疾病

玻璃体视网膜交界面是指连接玻璃体和视网膜之间的区域，包括玻璃体后皮质、视网膜内界膜和Muller细胞末端。玻璃体视网膜之间的紧密粘连常见于赤道部、黄斑、视盘和视网膜血管处。玻璃体后皮质通过层连接蛋白、纤维连接蛋白、软骨素和其他的细胞外基质等大分子物质连接在内界膜上。胶原VI和XVIII型广泛分布在ILM，因此能够连接ILM和玻璃体皮质[24]。在前部的玻璃体视网膜界面，II型胶原随着年龄的增加向后延伸。这些胶原主要由Muller细胞产生。

玻璃体视网膜粘连的性质随部位和年龄不同。在青年人，玻璃体视网膜在后极部连接紧密；在老年人，后部玻璃体视网膜连接变弱。通过免疫透射电子显微镜（immuno-TEM）对赤道部和赤道前的ILM观察显示，局部ILM的中断会伴随着异常VI型胶原卷入玻璃体皮质。另外，II型胶原可以多处融合或穿透ILM。这些改变造成玻璃体视网膜交界面的病变，可导致视网膜前膜的形成或玻璃体视网膜的病理分离，局部紧密的后部玻璃体视网膜连接还能导致黄斑孔的形成。在这些病变中作为继发改变，会伴有一些细胞聚集[25]。在玻璃体基底部，II型胶原网从玻璃体延伸到视网膜表面，因此，自发的PVD常导致赤道部和赤道前裂孔而较少累及赤道后。

（六）增殖性玻璃体视网膜病变

PVR的基本病理过程是RPE细胞的移行、增生，在视网膜前后及玻璃体腔内形成增生膜,最终增生膜的收缩导致牵拉性视网膜脱离，属增生性疾病。血小板源性生长因子和结缔组织生长因子作用于RPE细胞，导致其病理性增生并诱发PVR，其难治性与复发性一直是各国学者研究的热点[26]。动物实验模型表明N-乙酰半胱氨酸通过抗氧化作用而对PVR有一定的治疗作用并能抑制玻璃体切割术后PVR的复发[27]。最近的研究证实了PVR和玻璃体异常之间的关系。RPE细胞与玻璃体液接触是PVR形成的必要条件。玻璃体内弥散的RPE细胞以及被损伤的血眼屏障和玻璃体充血都被认为是PVR的危险因素[28]。

展望

本文简要的介绍了玻璃体的基本结构和主要生理功能，以及在玻璃体疾病中发生的病理生理变化，有利于更好地理解玻璃体视网膜疾病，指导玻璃体替代物的研制，解释酶辅助性玻璃体切除术机制，从而对玻璃体视网膜疾病的预防和治疗起到指导作用。