血糖增高前即可出现视网膜线粒体呼吸功能变化

【据《Investigative Ophthalmology & Visual Science》2017年8月报道】题：2型糖尿病及视网膜微血管病变发生前视网膜线粒体呼吸功能变化（作者Woo Hyun Han等）

糖尿病已成为全球流行性疾病，其中成年人确诊糖尿病病例中，绝大多数（90%～95%）为2型糖尿病（T2D）。糖尿病视网膜病变（DR）是微血管病变的眼部并发症。DR为视网膜内层病变，最初为非增殖性改变，表现为血流改变、基底膜增厚，随后疾病进展到无灌注、微动脉瘤、出血等，最后进展到增殖期，典型表现为新生血管形成、神经退行性变、视网膜脱离，并导致不可逆性视力丧失。感光细胞内节因其极高的代谢活性，线粒体氧化磷酸化能力及高浓度氧自由基的生成而越来越受到DR病理生理学研究的关注。

探究DR发生早期视网膜线粒体变化的面临的首要难题是糖网早期动物模型的患病率，为表征T2D进展相关的视网膜线粒体呼吸，来自加拿大艾伯塔眼视光学院的Woo Hyun Han等人进行了一项研究，利用了兼具多种优势的尼罗鼠（Nile rat）：（1）尼罗鼠为明确的T2D及视网膜病变模型；（2）同小鼠及大鼠不同，其视网膜病变进展发生在富含视锥细胞区域，因此更接近于人眼黄斑区域；（3）同人类一样，尼罗鼠在日间活动，这与T2D的发生与昼夜节律失调相关背景尤为符合。

该研究中给予标准啮齿动物饲料喂食尼罗鼠，6个月开始其血糖升高；同年龄对照组小鼠给予高纤维素饮食，预防糖尿病达18个月。运用高分辨率呼吸测量法研究视网膜特异性线粒体组分的功能状态及线粒体外面完整性。眼底镜及视网膜电图（ERG）记录眼部并发症，胰蛋白酶消化视网膜血管。研究结果显示：在高胰岛素血症并维持正常血糖2个月时可检测到线粒体功能变化，这与人类T2D一期相对应。且相对于最大氧化磷酸化，NADH途径的线粒体呼吸贡献增加，且有持续性的电子进入NADH（复合物I及相关脱氢酶）和琥珀酸（复合物Ⅱ）途径。这些代偿效应与线粒体膜完整性受损相关联。视网膜病变的最终症状周细胞丢失仅在12个月（持续高血糖症6个月后）时检测到，并伴有糖尿病最常见的并发症，即白内障。而持续更久的高血糖（12个月到18个月）则可导致毛细血管变性，且ERG震荡电位明显延迟。

综上：在2个月时，在还未出现高血糖症前，即可检测到氧化磷酸化的代偿性改变，且与线粒体外膜完整性降低相关。