眼壓是青光眼最大的危險因素,並且在一天中發生較大波動。然而,儘管白天活動的人類與夜間活動的小鼠生活節律完全相反,但已知二者眼壓均在夜間升高,其機制長期以來一直未能明確。此外,已知眼壓節律會隨年齡增長而發生變化,但此前不存在能夠統一解釋這些現象的理論。
九州大學研究生院農學研究院的池上啟介副教授等人的研究團隊提出了一項能夠闡釋由腎上腺分泌的糖皮質激素與交感神經釋放的去甲腎上腺素這兩種生物信號疊加所產生的眼壓日內波動的全新數理模型。相關研究成果已發表在《npj Biological Timing and Sleep》上。
圖1 兩種因素波形疊加造成的眼壓變化(供圖:九州大學,根據論文中的圖製作)
糖皮質激素在晝行性動物和夜行性動物中的分泌峰值時間不同。另一方面,去甲腎上腺素被認為在兩種動物中均在夜間作用較強。研究團隊表明,將這兩個時間波形相加,可以解釋無論在晝行性的人類還是夜行性的小鼠中,眼壓均在夜間升高的現象。
此外,研究團隊每隔4小時測量一次年輕小鼠和老年小鼠的眼壓,分析了年齡增長導致的眼壓節律變化。結果顯示,老年小鼠的眼壓節律峰值時間提前,晝夜波動幅度呈減小趨勢。
在切斷部分通往眼睛的交感神經的小鼠中,也觀察到與老年小鼠高度相似的眼壓節律變化。這一結果表明,年齡增長導致的眼壓節律變化可能與交感神經信號的下降有關。
此外,研究人員進一步分析既往發表的人體數據後發現,該模型同樣能夠解釋人類眼壓節律隨年齡發生的變化。也就是說,本次提出的模型可能不僅能夠解釋人類和小鼠的物種差異,還能用一個框架解釋年齡增長帶來的變化。
由此,研究提出了一個新觀點:眼壓的晝夜波動並非由單一機制決定,而是由多種生物信號時序疊加形成的。
該研究屬於提出闡釋眼壓晝夜波動理論模型的基礎研究,並非能夠立即投入臨床應用。不過,以今後5至10年為目標,有望應用到個體化青光眼診療中。
目前的青光眼診療普遍僅在日間的有限時段內測量眼壓。但眼壓存在24小時波動,不少患者的眼壓會在門診時段以外升高。如果該模型能得到進一步完善,未來或許能夠通過少數幾次眼壓測量或血液、唾液中的激素資訊,推算出每位患者的24小時眼壓波動。
研究團隊今後將驗證人類皮質醇(糖皮質激素)和自主神經活動的時序數據與眼壓波動之間的關係,致力於提高模型的精度。此外,團隊還將分析睡眠障礙、老齡化、輪班工作等導致的生物鐘紊亂對眼壓節律的影響。同時,該模型還有望應用於可預判β受體阻滯劑、前列腺素類等各類青光眼治療藥物最優給藥時段的時間治療學(chronotherapy)。未來,有望發展為基於患者個體晝夜節律的個性化治療,以及有助於青光眼發病風險早期評估的診斷技術。
池上副教授表示:「我們此前已明確糖皮質激素和交感神經分別參與眼壓的日間變動。本研究中,我們將這些因素整合到一個框架中,證明了該框架能夠解釋人類和小鼠的差異以及年齡增長帶來的變化。我們希望進一步推動眼壓節律研究,並將其應用於青光眼的新型診斷和治療方法。」
原文:《科學新聞》
翻譯:JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
期刊:npj Biological Timing and Sleep
論文:Additive framework of hormonal waves accounts for species and age differences in circadian intraocular pressure rhythm
DOI:10.1038/s44323-026-00096-y

