角膜的感觉神经支配主要与三叉神经节的眼区相联系。神经轴突进入眼神经的鼻睫支，进入眼球后极，形成长睫神经和短睫神经，其中包括感觉纤维、交感纤维和副交感纤维的混合物。刺穿巩膜后，睫状神经束沿轨迹在脉络膜上间隙内向眼睛前方大量分裂，最终以放射状的方式进入角膜基质。角膜基质神经在基质的上三分之一平行于角膜表面，广泛分裂成较小的分支，弯曲90°，穿透上皮形成基底下神经丛，位于鲍曼层和基底上皮细胞之间。神经丛的神经纤维在上皮细胞之间向上延伸，并以游离神经末梢的形式终止于角膜上皮的最表层。
根据它们对特定刺激的反应，在角膜中已鉴定出不同功能类型的感觉神经纤维：机械感受器(20%的纤维)只对机械力起反应，多模态痛觉感受器(70%的纤维)不仅对机械力作出反应，还对热、外源性化学刺激物和内源性炎症介质作出反应；以及冷敏感受体（“10%–15%的纤维”）在角膜基底温度下表现出持续的脉冲活动，并在适度降温时显著增加其放电频率。选择性激活每一种功能类型的角膜感觉纤维导致不同质量的意识感觉。
在许多眼部和全身疾病中，角膜敏感度会受到不同程度的损害，其中之一是糖尿病(DM)，糖尿病患者的角膜敏感性降低约20%。另外，在糖尿病患者中，使用Cochet-Bonnet感觉计测量的机械阈值较高，糖尿病患者的低角膜敏感性与感觉神经病变和视网膜病变的程度、年龄和病程有关，角膜共聚焦显微镜观察糖尿病患者，发现基底神经纤维束数目减少，这在一定程度上可以解释这些患者的角膜感觉受损。在过去的几十年中，视网膜激光治疗越来越多地应用于糖尿病患者，其敏感性损失预计会加重。
尽管Ruben等人报道糖尿病患者应用全视网膜光凝术后使用Cochet-bonet感觉计测得角膜敏感度无变化，但激光光凝治疗糖尿病视网膜病变可能引起医源性眼神经损害，以及角膜敏感度的额外损失，这可能无法用精度有限的仪器（如Cochet-Bonnet感觉计）检测到。为探讨糖尿病患者角膜传入纤维不同功能类型的改变，本文详细研究了1型（DM1）糖尿病视网膜病变和2型（DM2）糖尿病视网膜病变患者角膜选择性机械、化学和热刺激诱发的感觉特征，比较氩激光光凝与未氩激光光凝患者不同刺激类型的阈值。
病人和方法
52名患者（22名女性和30名男性；平均年龄，48.2±1.9岁；范围：22-70岁），1型（n=35；21名女性，14名男性；平均年龄，43.4±2.1岁；范围：22-65岁）或2型（n=17；8名女性，9名男性；平均年龄，57.9±2.6岁；范围，32-70）。在医院眼科招募糖尿病患者，并自愿参与研究。一组27名年龄匹配的健康受试者（平均年龄49.1±2.2岁；范围26–67岁；19名女性和8名男性）作为对照组。该研究方案得到医院伦理审查委员会和米格尔·赫尔南德斯大学的批准，并遵循《赫尔辛基宣言》和欧洲联盟法律条例的原则。所有患者均获得病史，包括年龄、性别、糖尿病诊断时间（15.1±1.6年；范围0.5-38）、糖尿病类型（DM1或DM2），从视网膜病变开始的时间（1.3±0.2年；范围0.5–6），糖尿病视网膜病变类型（增殖性糖尿病视网膜病变，n=21，或非增殖性糖尿病视网膜病变，n=31），患者接受氩激光治疗的类型（无，n=19；局灶光凝，n=12；全视网膜光凝，n=21）。在敏感度测试前，每位患者的眼表均接受生物显微镜检查。所有角膜均无角膜病变和/或上皮缺损及角膜混浊的临床表现。
角膜感觉测量
角膜对选择性机械刺激、热刺激（冷热）和化学刺激的敏感性用商业设计的气体感觉计进行评估，Gallar中详细描述了测量每种刺激方式敏感性阈值的标准化程序，简言之，在角膜中央随机施加持续3秒的气体喷射，间隔2分钟。选择性机械刺激包括增加流速（0–mL/min）的加热空气喷射；化学刺激采用含有加热空气和CO2可变浓度（0%–80%CO2）混合物的气体脉冲，在阈下流动值下进行。在阈下流动下施加不同温度（-10°至+75°C）的空气脉冲，可获得选择性热刺激和冷热刺激，这会导致角膜表面温度从基温值（34.2±0.1°C）变化到-4.5°C至+2.1°C）。
每次脉冲刺激后，受试者被要求立即口头回答是否感觉到刺激。以引起阳性反应的最低刺激强度作为阈值，评估感觉阈值。所有的测量都在同一个房间进行，环境温度和湿度保持在舒适范围内（分别为23°C和40%）。
统计分析
使用商业软件收集和处理数据进行统计分析，以及适当的参数或非参数统计检验来比较各组间的差异，如图所示。所有数据均表示为平均值。进行相关分析以预测感觉阈值与几个变量之间的关联：受试者年龄、糖尿病类型、糖尿病诊断时间、视网膜病变类型和诊断时间。
结果
对照组与糖尿病患者
对选择性刺激的敏感性差异。选择性机械、化学和热刺激中央角膜诱发所有对照受试者的感觉（表1），频率直方图显示对照组和糖尿病患者之间机械、化学和冷热敏感阈值的概率分布存在差异（图1），反映DM中所有刺激质量的更高阈值的增加概率。所有DM患者对角膜的机械和化学刺激均有反应，但44%（23/52）的DM患者对角膜的热刺激不敏感，热刺激比基础温度高%2.1°C。其中一个在探索范围（-0.1°至-4.5°C）内对冷刺激缺乏敏感性（表1，图1），糖尿病患者对热刺激反应的比例显著降低（P0.）。有趣的是，DM热反应组热刺激的感觉阈值明显低于对照组（P0.，表1）。与对照组相比，DM患者的机械刺激（P=0.）、化学刺激（P0.）和冷刺激（P0.）的阈值明显更高（表1）。
感觉阈与年龄的关系
对照组受试者对机械刺激、化学刺激、冷热刺激的感觉阈值随着年龄的增长而增加（图2，表2），相反，糖尿病患者不同刺激方式的感觉阈值与年龄无关（表2，图2），DM2患者的年龄大于DM1患者（分别为57.9±2.6岁和43.4±2.1岁；P0.），两组的敏感阈值和年龄没有相关性（数据未显示）。
DM1与DM2患者
灵敏度阈值。DM2组机械（P=0.）和化学（P=0.）敏感性阈值高于DM1患者（表3）。DM1和DM2患者的热敏阈值和冷敏阈值无显著性差异（P分别为0.和0.；表3）。
敏感性阈值和疾病特征之间的关系。敏感性阈值与DM诊断时间、视网膜病变类型、完整组糖尿病患者或DM1和DM2亚组诊断时间(数据未显示)之间没有相关性，除了DM1患者的机械阈值，随着DM诊断后的时间流逝而成比例增加(相关系数[CC]=0.,P=0.)。
视网膜光凝与不伴视网膜光凝的糖尿病患者。多组比较试验显示，三组（对照组、未接受激光治疗的糖尿病患者和接受激光治疗的糖尿病患者）的机械阈值（P=0.）、化学阈值（P0.）、热阈值（P0.）和冷阈值（P0.）存在显著差异（图3）。
三因素方差分析显示，激光治疗患者的阈值升高与其他因素无关，如年龄、糖尿病类型、糖尿病诊断时间、视网膜病变类型或诊断时间(数据未显示)。同样，接受局灶性光凝或全视网膜光凝的糖尿病患者的选择性敏感阈值之间没有差异（数据未显示）。即使在一次视网膜激光治疗后，敏感度也会下降，并且与激光治疗次数以及患者接受的能量、大小和激光发数无关（数据未显示）。
讨论
目前的研究证实，与对照组相比，糖尿病患者的角膜敏感度降低，并且糖尿病患者对机械、化学和冷选择性刺激的感觉阈值显著高于对照组。对于热刺激，感觉阈值只能在很小的刺激温度范围内测量（+0.1°C到+2.1°C）。
近50%的患者没有检测到最大刺激温度，表明他们的热阈值高于这个值。因此，尽管对热有反应的糖尿病患者的比例低于对照组，但整组糖尿病患者对热刺激的平均阈值高于对照组。糖尿病患者的角膜表面温度低于年龄和性别匹配的健康人，因此，应用于较冷角膜的热刺激有望导致角膜表面温度升高，这可能低于多模态痛觉感受器的激活阈值。
这可以部分解释为什么大约50%的糖尿病患者在探索的温度范围内对热没有反应。然而，糖尿病患者和正常人之间角膜温度的差异不能解释糖尿病患者对冷的敏感性较低，因为相反的观点适用于冷刺激，冷刺激在较冷的角膜中预期会产生更显著的温度降低和更强烈的冷热感受器激活。总之，我们的结果表明糖尿病患者所有形式的角膜感觉都受到损害。
据我们所知，这是第一次将一种新的商业版本的贝尔蒙特触觉计用于研究正常和疾病条件下的角膜敏感性。这种仪器提供的热刺激温度范围较短，这是一种限制，因为在包括糖尿病在内的角膜敏感性降低的疾病中，常常需要将角膜表面温度升高到+2.1C或以上才能引起感觉，然而，热刺激和二氧化碳刺激被认为可以激活同一类感觉传入，即多通道痛觉感受器。这里使用的触觉计提供了广泛的二氧化碳浓度范围，从而可以在充足的刺激强度范围内准确地探索多模态痛觉感受器对酸的敏感性。
自发性疼痛、痛觉过敏和痛觉超敏在人类糖尿病神经病变和糖尿病啮齿动物中很常见。与糖尿病神经病变相关的疼痛与受损的初级感觉神经元及其周围轴突的高兴奋性以及异常的自发冲动产生有关。
然而，在糖尿病动物模型中，周围感觉神经很少表现出自发活动或对周围刺激的反应增强。事实上，在患糖尿病的啮齿类动物中，对脊髓的感觉输入减少而不是增加。因此，在周围神经活动不异常的情况下，痛觉过敏和触痛被认为是脊椎或脊椎上对感觉处理的异常调节，在糖尿病的实验模型中，丘脑腹侧后外侧区的神经元变得高度兴奋，以异常高的频率放电并产生异常的自发活动。同样，在人类中，中枢神经病变机制，如丘脑功能障碍，被认为是糖尿病疼痛的重要原因，眼部痛觉过敏在糖尿病患者中并不常见，这表明在本研究中描述的眼部感觉神经周围损伤后，对自然刺激的敏感性降低是糖尿病对眼部疼痛通路功能的主要影响。
先前对糖尿病患者的研究，主要是用Cochet-Bonnet感觉计进行的，已经检测到角膜对机械刺激的敏感性降低。我们的结果显示，糖尿病患者的角膜对化学、热和冷刺激的敏感性较低，表明代谢性疾病影响角膜三叉神经感觉神经元和/或其周围轴突的所有功能类别。这与其他也伴有角膜感觉缺陷的眼病理形成了对比，如HSV角膜炎，在这种疾病中，对选择性机械、热和化学刺激的反应，而对冷刺激的反应没有受到干扰，这表明只有多模性痛觉性神经元受到了严重影响。
糖尿病患者角膜感觉传入功能的广泛改变与糖尿病周围神经病变的发病机制一致。神经与血管相互依赖的失败和酶活性或细胞内第二信使和代谢物的生化变化可能是神经改变的原因，并导致各种类型角膜神经的广泛神经损伤。
除功能损害外，糖尿病患者眼表三叉神经感觉神经元总数的减少可能也是导致角膜敏感性降低的原因之一，目前还没有关于糖尿病患者角膜三叉神经细胞功能状况的可用数据，但是一些使用角膜共焦显微镜的研究发现，支配这种组织的神经束数量显著减少，这至少可以部分解释角膜敏感度的降低。同样，在活检可获得的其他周围神经，如支配前臂皮肤的神经，糖尿病患者的神经纤维密度显著减少(特别是传递伤害性和热感觉信息的无髓鞘和小髓鞘纤维)。
糖尿病患者所报告的大多数眼表改变似乎是继发于角膜敏感度下降和眼干燥，干眼症又可能是周围神经病变的结果，周围神经病变会减少角膜对中枢神经系统的感觉输入，从而减少基底部和反射性诱发的泪液分泌，还可能损害调节泪腺分泌的自主神经纤维。
众所周知，健康受试者的角膜对选择性机械、化学、热和冷刺激的敏感性随着年龄的增长而降低，Murphy等人报道，用非接触式角膜触觉计在室温下对空气脉冲进行测量，发现非糖尿病和糖尿病患者的角膜敏感性均随年龄降低。在目前的研究中，我们没有发现糖尿病患者对选择性刺激的敏感性在正常人中逐渐降低。
相反，受DM1或DM2影响的年轻和老年DM患者的角膜敏感度平均降低，并且与DM诊断后经过的时间、平行视网膜病变的严重程度以及视网膜病变诊断后的时间无关。这些发现表明，感觉障碍可能出现在疾病的早期阶段，并提示对糖尿病患者的角膜敏感性障碍的精确测定可以提供关于糖尿病初始阶段神经损伤水平的有用信息。
我们发现DM2患者对机械和化学刺激的敏感性比DM1患者更严重，而热敏感性（热和冷）在两种类型的患者中受到同等影响。DM1和DM2患者之间的第二个区别是，在DM1患者中，机械敏感性在糖尿病发病后随着时间的推移而降低，而在DM2患者中，感觉丧失与疾病发展的时间无关，并且在DM诊断后不久就已经出现。
糖尿病周围神经病变在DM1和DM2患者中的不同时间过程也被描述，在后者中，神经病变通常在早期发展，应在诊断时筛查，而在1型患者中，建议在诊断后5年筛查糖尿病周围神经病变。根据我们的结果，2型糖尿病患者在诊断时也应测量角膜敏感度，以检测早期出现的神经病理性感觉丧失。同样，从诊断开始定期测量DM1患者的角膜敏感度可以作为一个很好的筛选患者神经病变状态的演变。这将允许采取预防措施，考虑到糖尿病周围神经病变患者，无论有无症状，发生角膜营养改变的风险更高，这是很重要的。
糖尿病患者进行眼科检查的主要原因不是发现眼表紊乱或角膜敏感性，而是诊断和随访糖尿病视网膜病变(DR)，这是一种由视网膜微血管功能不全引起的常见并发症。全视网膜光凝术广泛应用于糖尿病患者以减少DR引起的视力损失，但其作用机制尚不清楚。这种治疗方法是使用数百或数千束具有一定大小和能量的激光束，对视网膜组织造成相对可控的损伤。虽然治疗的目的是阻止或消退新生血管，但这一过程不可避免地损害了激光烧伤附近的组织，包括邻近的视网膜细胞和在脉络膜上间隙游走的睫状神经束，就像激光治疗视网膜脱离一样，同样的问题似乎也发生在接受视网膜光凝治疗的糖尿病患者身上，我们的研究表明，激光治疗后这些患者的角膜敏感性进一步降低。局灶性光凝术后角膜敏感性的损害与全视网膜光凝术后相同，提示两种术式对脉络膜上睫状神经的间接损害程度相似。
综上所述，本研究表明，不同功能类型的角膜传入纤维对糖尿病患者的角膜敏感度有均匀的损害。这种情况已经发生在疾病的早期阶段，但DM1患者除外，DM1患者的感觉丧失在疾病诊断后随时间增加。因此，角膜敏感度的随访可以作为一种相对简单、无创的方法来测量糖尿病患者神经病变状态的演变。视网膜光凝似乎加重了糖尿病患者已经存在的角膜敏感性障碍，这是由于激光烧伤对感觉神经造成的物理损伤。
文献翻译整理：仲琦琦
编辑
王小丫
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