N-乙酰半胱氨酸和谷胱甘肽:强化老化眼部的抗氧化防御
N-乙酰半胱氨酸和谷胱甘肽在老化眼部
与年龄相关的眼部疾病——包括青光眼和视网膜变性——部分是由氧化应激驱动的,这是一种有害自由基(活性氧)与眼部抗氧化防御系统之间的失衡。眼部组织中的一个关键抗氧化剂是谷胱甘肽 (GSH),它是一种清除自由基并保护细胞的三肽。N-乙酰半胱氨酸 (NAC) 是氨基酸半胱氨酸的乙酰化形式,也是谷胱甘肽的前体。通过将半胱氨酸输送到细胞内,NAC 可以促进细胞内 GSH 的产生,并间接消除氧化损伤 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。在视网膜神经元和小梁网细胞(调节眼内液流出的海绵状组织)中,提高 GSH 水平可以抵御衰老和高眼内压造成的损伤。本文将回顾 NAC 如何通过增强谷胱甘肽来强化眼部的抗氧化防御,现有视觉益处的临床证据,以及眼部效应与 NAC 全身性氧化还原和抗炎作用的关系。
NAC 作为视网膜细胞中谷胱甘肽的前体
NAC 是一种脂溶性半胱氨酸来源,可以穿过细胞膜并迅速转化为半胱氨酸,后者是谷胱甘肽的限速构成单元 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。与单独的半胱氨酸不同,NAC 无需专门的转运蛋白即可进入细胞。在神经组织中,较高水平的半胱氨酸可以促进更多的 GSH 合成。例如,视网膜神经节细胞和 Müller 胶质细胞依靠谷氨酸-半胱氨酸转运蛋白来导入半胱氨酸并合成 GSH (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。通过补充 NAC,细胞绕过这些转运步骤,从而提高神经元、光感受器和支持细胞内的 GSH 水平 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。
#### 视网膜神经元和视网膜色素上皮的保护作用
在实验室研究中,NAC 显示出对视网膜的神经保护作用。在两种正常眼压性青光眼(无高眼压的青光眼)小鼠模型中,每日服用 NAC 通过增加视网膜 GSH 和减少氧化应激,在其中一种模型(EAAC1 基因敲除小鼠)中阻止了视网膜神经节细胞 (RGC) 损失和视力下降 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。NAC 抑制氧化损伤,甚至减弱 RGCs 中应激诱导的自噬 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。在另一种模型(GLAST 基因敲除)中,NAC 的效果较差,这表明 NAC 的益处取决于主要受影响的细胞类型。这项工作强调,在至少某些青光眼性视神经病变中,NAC 可以提高视网膜神经元中的谷胱甘肽水平,并保护它们免受退化 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。
NAC 还保护视网膜色素上皮 (RPE) 和光感受器。在培养的人类 RPE 细胞中,NAC 阻断了模拟年龄相关性黄斑变性的氧化损伤 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。在一项针对色素性视网膜炎(一种遗传性视网膜变性)患者的临床试验中,口服 NAC 几个月 改善了锥体光感受器功能 并减缓了视力丧失 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。具体而言,一项 I 期临床试验发现,服用 NAC 的受试者平均视力(中心视力的清晰度)略有改善,且每日两次约 1,800 毫克的治疗剂量耐受性良好 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。这些发现表明,在由氧化应激驱动的视网膜变性中,通过 NAC 提高 GSH 水平可以有益于视网膜细胞和视力。
氧化负荷下 NAC 与小梁网
小梁网 (TM) 是眼部引流角中的组织,它控制房水流出,从而影响眼内压 (IOP)。TM 细胞在一生中高度暴露于氧化损伤,而 TM 中抗氧化能力的降低与青光眼进展相关 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。青光眼性 TM 通常显示出慢性活性氧 (ROS) 造成的 DNA 损伤和细胞损失 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。在此背景下,TM 细胞中的谷胱甘肽对于中和自由基至关重要。事实上,研究发现青光眼患者的循环 GSH 和抗氧化酶活性较低 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。
尽管关于 NAC 在人类 TM 细胞中的直接数据有限,但 NAC 作为全身性 GSH 前体的作用表明它可能支持 TM 健康。通过提高全身半胱氨酸和 GSH 水平,NAC 可能增强 TM 的抗氧化防御。原则上,TM 细胞中较高的细胞内 GSH 可以减少氧化损伤并预防 TM 细胞损失。在一项将 NAC 与青光眼药物溴莫尼定(一种降低眼内压的滴眼液)联合使用的临床前研究中,实验性提高眼压的大鼠视网膜中的氧化应激较少 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。这表明 NAC 可以在眼压应激下发挥作用。此外,由于 NAC 很容易扩散到许多组织中,即使全身性服用,口服 NAC 补充剂也能间接有益于 TM 细胞 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。未来的研究可能会阐明口服 NAC 有多少能到达 TM。
视觉结局的临床证据
青光眼
尚未有大型人体试验在青光眼患者中测试口服 NAC。然而,在视神经病变模型中的临床前证据令人鼓舞。在上述正常眼压性青光眼小鼠模型中,NAC 保护了视网膜结构和功能 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。一项机制综述指出,NAC 使小鼠 RGCs(视网膜神经节细胞)中的氧化还原状态正常化并增加了 GSH (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。临床上,一项小型青光眼试验报告称,药物丙戊酸(一种 HDAC 抑制剂)改善了视力,但 NAC 尚未进行类似测试 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。总的来说,尽管动物模型表明 NAC 可能保护受青光眼影响的 RGCs,但尚无临床数据证实青光眼患者的视觉结局有所改善。眼科医生有时会推荐抗氧化剂,但 NAC 在青光眼中的具体益处证据仍停留在理论阶段。
其他视神经病变和视网膜疾病
NAC 在遗传性或其他视神经病变中的应用: Leber 遗传性视神经病变 (LHON) 和炎症性视神经炎涉及 RGC 丢失伴线粒体应激或炎症。NAC 尚未在这些罕见疾病中进行直接测试。根据经验,NAC 广泛的氧化还原支持可能有助于任何由氧化损伤驱动的视神经疾病。例如,在视神经炎(常与多发性硬化症相关)中,氧化应激是一个已知因素。然而,我们缺乏 NAC 在视神经炎或缺血性视神经病变中用于视力恢复的试验。
视网膜变性: 如前所述,一项在色素性视网膜炎中进行的 I 期试验发现 NAC 安全且有适度益处。在 24 周内,服用 NAC 的患者治疗眼部的每日视力改善率显著更高 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。相比之下,未服用 NAC 的对照组受试者通常会缓慢丧失视力。这些结果表明 NAC 可以改善受损视网膜光感受器的功能。同样,视网膜变性动物模型显示 NAC 延缓损伤并维持锥体反应 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。因此,在青光眼之外,有一些临床证据表明 NAC/谷胱甘肽前体可以帮助视网膜疾病,特别是在光感受器驱动的疾病中。
全身氧化还原平衡和炎症衰老
除了眼部,NAC 在增强全身谷胱甘肽和氧化还原平衡方面也广为人知。衰老和慢性疾病常伴有炎症衰老——由氧化应激驱动的低度炎症。NAC 有助于补充全身 GSH 储备,可能缓解此类过程 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。静脉注射 NAC 是对乙酰氨基酚过量的救命解毒剂,因为它能恢复肝脏谷胱甘肽,解毒有害代谢物 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。口服 NAC(常与甘氨酸联合使用)在试验中显示可安全地增强氧化负荷较高人群的谷胱甘肽状态。例如,在老年人中,补充甘氨酸+NAC(7.2 克/天)是安全的,并且在初始氧化应激较高的人群中,往往会提高总 GSH 和氧化还原平衡 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。研究人员引用的其他研究报告称,NAC(±甘氨酸)可以恢复谷胱甘肽水平,并改善艾滋病和慢性肺病患者的预后 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。简而言之,NAC 的全身益处包括增加谷胱甘肽,减少氧化/炎症应激标志物,以及可能改善老年人的代谢健康 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。
在老化眼部的背景下,这些全身效应可能补充局部的眼部保护作用。改善氧化还原平衡可以减少循环中的炎症介质,这些介质否则会影响眼睛。通过增加血液 GSH 和降低氧化副产物,NAC 可能抑制部分驱动青光眼和黄斑变性的慢性炎症 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。因此,NAC 提供的眼部抗氧化支持与更广泛的抗炎症衰老作用相辅相成。
耐受性、副作用和药物相互作用
耐受性: NAC 在典型口服剂量下(最高约 2-3 克/天)通常耐受性良好 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。在试验中,它很少引起严重的副作用。最常见的投诉是胃肠道 (GI) 不适。部分人会出现轻度恶心、腹部不适、呕吐和腹泻 (www.drugs.com) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。在 RP 研究中,90 名患者中有 9 名(10%)在服用 NAC 后出现药物相关的胃肠道反应,这些反应自行消退或在剂量减少后消失 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。这些症状通常可以耐受,特别是如果 NAC 与食物一起服用。其他偶尔的副作用包括头痛、皮疹或发烧,但严重的反应很少见 (www.drugs.com)。总体而言,NAC 作为补充剂具有良好的安全记录,即使在老年人中也是如此 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (www.drugs.com)。
药物相互作用: 患者在联合使用 NAC 与某些药物时应谨慎:
- 硝酸盐/血管扩张剂: NAC 可以增强血管舒张作用。在一项临床研究中,NAC 预处理显著增强了硝酸甘油引起的血管舒张和头痛 (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov)。这种相互作用可能导致严重的头痛和危险的血压下降。接受硝酸盐或硝普钠治疗的患者应在医生指导下使用 NAC (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov)。
- 抗凝剂和抗血小板药: NAC 已被证明可以抑制血小板聚集 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov),可能是通过将白蛋白转化为更还原(抗氧化)的形式 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。这种抗血小板作用表明,如果 NAC 与华法林、肝素、阿司匹林或氯吡格雷等血液稀释剂联合使用,可能会增加出血风险。此类组合需要谨慎和监测,尽管在实践中口服 NAC 引起的出血并不常见 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。
- 活性炭: 在过量处理中,活性炭可以结合 NAC 并减少其吸收。因此,临床医生在治疗对乙酰氨基酚中毒时会分开 NAC 和活性炭的给药时间。
- 其他: 理论上,任何作用涉及硫醇基团或氧化还原平衡的药物都可能与 NAC 发生相互作用。例如,与 ACE 抑制剂(也影响巯基途径)联合使用可能会改变血压。服用免疫抑制剂或硝酸盐的患者在开始使用 NAC 之前应告知其医生。尽管存在这些可能的相互作用,但如果审慎使用,NAC 通常很少有药物禁忌症。
一如既往,个人在补充 NAC 之前应咨询医疗保健提供者,特别是如果他们正在服用多种药物。总体而言,NAC 的副作用表现温和,严重的副作用(如静脉注射 NAC 引起的哮喘加重或过敏反应)很少见 (www.drugs.com) (www.drugs.com)。
结论
N-乙酰半胱氨酸是一种耐受性良好的抗氧化补充剂,在眼部组织中作为强效的谷胱甘肽前体。在视网膜神经元和小梁网细胞中,NAC 可以提高细胞内 GSH 并帮助对抗年龄相关的氧化应激 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。临床前研究表明,NAC 在应激条件下保护视网膜神经节细胞和光感受器。在人类中,视网膜变性疾病(如色素性视网膜炎)的早期试验报告 NAC 可改善视力 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov),而青光眼的证据仍限于动物模型。重要的是,NAC 的眼部益处是其更大全身效应的一部分:它支持整体氧化还原平衡,抑制慢性炎症,并补充全身的谷胱甘肽储备 (pmc.ncbi.nlm.nih.gov) (pmc.ncbi.nlm.nih.gov)。这种双重作用——局部眼部保护和全身性抗炎症衰老——使 NAC 成为老年人眼部健康中一个有吸引力的辅助手段。
然而,临床医生和患者应注意,NAC 可能引起轻度胃肠不适(恶心、胃部不适),并可能增强硝酸盐和抗血小板药的作用 (www.drugs.com) (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov)。总的来说,对于大多数人而言,推荐剂量的 NAC 是安全且有益的。尽管需要更多研究——特别是青光眼方面的人体试验——来证实其视觉益处,但现有数据支持 NAC 作为增强眼部抗氧化防御和促进眼部组织健康老化的宝贵工具。
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