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编号:10245005
胰岛素对兔形觉剥夺性近视眼光学参数及组织病理学的影响
http://www.100md.com 《眼视光学杂志》 1999年第2期
     作者:高前应 高如尧 王培杰 郭延奎 卢佩勇 蒙艳春 朱涛 李力

    单位:高前应 高如尧 卢佩勇 蒙艳春 朱涛 李力(山东省泰安解放军第88医院眼科 271000);王培杰(山东省泰安解放军第88医院病理科 271000);郭延奎(山东农业大学实验中心)

    关键词:胰岛素;形觉剥夺;兔;近视;超声;病理学

    眼视光学杂志990204 摘 要 目的:探索实验性近视的发病机制,并观察胰岛素对近视形成的影响。方法:采用形觉剥夺方法,在幼兔眼建立近视动物模型。取7日龄幼兔52只,分A、B、C三组。A组20只,为单纯缝合;B组16只,为缝合眼睑+玻璃体内注射胰岛素;C组16只,为缝合眼睑+玻璃体内注射生理盐水。第60天用A超测量双眼的前房深度、晶体厚度、玻璃体腔长度和眼轴长度,并计算玻璃体腔长度/眼轴长度,同时进行病理学观察。结果:在三组中形觉剥夺能导致实验眼相对性近视,两眼的玻璃体腔长度、眼轴长度和玻璃体腔长度/眼轴长度间的差异均有高度显著的统计学意义(P<0.001),而前房深度和晶体厚度无明显统计学差异。病理学也有明显改变,巩膜胶原纤维变细,视网膜色素上皮层改变是最突出的变化。结论:形觉剥夺能导致眼球的轴性延长,使眼球的形态学和组织学发生改变,其中玻璃体腔延长、巩膜胶原纤维的变细、延长和视网膜色素上皮层改变起着非常重要的作用,而胰岛素不能阻止这些改变。
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    Effects of insulin on ocular optical parameters and histopathology of form deprived myopic rabbit

    Gao Qianying,Gao Ruyao,Wang Peijie,et al. Department of Ophthalmology,No. 88 Army Hospital,Tai An 271000

    Abstract Objective:To study the possible role of insulin in the development of myopia. Methods:52 seven-day rabbits,which were divided into three groups A,B and C and were monocularly deprived(MD) of pattern vision by suturation of right eyelids. In Group A,no drug was used. In Group B and C,animals received a series of intravitreal injection of insulin(n=16)or saline(n=16)in right eyes,whereas left eyes were employed as control. Anterior chamber depth(ACD),lenticular thickness(LT),vitreous chamber length(VCL)and axial length(AL)were determined for all eyes with A ultrsound on the 60th day,VCL/AL was calculated and histopathologic changes were also observed. Results:Form deprivation can induce relative myopia in all groups,and VCL、AL and VCL/AL,but not ACD and LT,were significantly different between experimental and control eyes. Moreover,obvious histopathologic changes were also found. Conclusion:Form deprivation can induce axial enlongment. Longer vitreous chamber、thinner scleral fibre and changes of the retinal pigment epithelium,which could not be prevented by insulin.
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    Keywords Insulin Formdeprivation Rabbit Myopia Ultrasound Pathology

    形觉剥夺是近视形成的重要原因之一,许多国内外的研究者通过遮盖或缝合眼睑等方法制成动物如鸡[1]、猴[4]等的近视模型来研究近视的发病机制。笔者选用目前很少使用的兔作为实验动物,应用缝合眼睑方法制成形觉剥夺近视模型,用A超对眼球进行生物学测量,对眼球的重要成份进行组织病理学研究,并观察胰岛素对近视形成的影响,报道如下。

    1 材料和方法

    1.1 材料 选双眼屈光度大致相同的7日龄幼兔52只,分为A、B、C三组,由母兔母乳喂养。白天用自然光照射,光照与黑暗的周期比例为14∶10,室温控制在20℃。均以右眼为实验眼,左眼为对照眼。A组20只,为单纯缝合眼睑组;B组16只,为缝合眼睑+玻璃体内注射胰岛素;C组16只,为缝合眼睑+玻璃体内注射盐水。观察60天。
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    1.2 方法

    1.2.1 眼睑缝合 在幼兔出生后第7天(刚睁眼)时,按50mg/kg盐酸氯胺酮溶液肌注麻醉后,用5-0丝线作“u”字缝合上下睑,使之密闭。随着幼兔的增长,眼睑可采用“双u”字缝合。

    1.2.2 玻璃体内药物注射方法 麻醉同上,在外眦部距角膜缘3mm垂直巩膜壁向眼球中心方向进针,刺入约5mm,缓慢注入药液0.02ml,B、C两组每隔4天注射一次,共四次。B组为胰岛素注射液,C组为生理盐水。

    1.2.3 屈光度测量 出生后第一周用带状光检影镜测量双眼屈光度,缝合右眼后每周测量左眼一次,第60天时拆开右眼缝线测量双眼屈光度。

    1.2.4 眼球超声生物测量 在兔龄60天时,使用中国医学科学院研制的BME-200型眼科A/B超,根据作者提供的兔眼大体生理参数,厂方技术人员重新设计测量软件,测量兔眼的前房深度、晶体厚度、玻璃体腔长度、眼轴长度,并计算玻璃体腔长度/眼轴长度。测量前眼局部点1%地卡因3次,每只眼均测量3次,取其平均值。
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    1.2.5 标本制作 第60天时实验眼和对照眼各取2只作光镜和透射电镜检查。

    ①光镜标本:将眼球角膜缘后2mm穿刺切穿,以10%福尔马林固定24小时,取巩膜、睫状肌、脉络膜、视网膜作常规石蜡包埋、切片、HE染色、光镜观察。

    ②电镜标本:取巩膜、睫状体、视网膜作梯度乙醇脱水,Epon812树脂浸透、包埋。LKB超薄切片机切片,醋酸双氧铀柠檬酸铅双染色,JEM-1200EX透射电镜观察、拍照。

    2 结果

    2.1 屈光状态 出生后第7天幼兔的双眼屈光状态无明显差异。第60天拆除缝线,经t检验,三组两眼屈光度之间差异有高度显著的统计学意义(P<0.001),而三组之间差异无显著的统计学意义(P>0.05),如表1。

    表1 形觉剥夺后三组屈光度变化 (D,78-7.gif (82 bytes)±s) 组别
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    实验眼

    对照组

    A组

    +0.65±1.64

    +3.35±1.05

    B组

    +0.72±1.23

    +3.15±0.98

    C组

    +0.69±0.85

    +3.75±0.73

    2.2 眼超声生物测量 第60天的生物测量见表2。
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    表2 三组的眼球生物学测量 (mm,78-7.gif (82 bytes)±s)

    组别

    眼别

    前房深度

    晶体厚度

    玻璃体腔长度

    眼轴长度

    玻璃体腔长度

    /眼轴长度

    A组
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    右

    2.50±0.37

    4.95±0.19

    7.94±0.65

    15.39±0.65

    0.52±0.03

    左

    2.56±0.35

    4.74±0.59

    7.21±0.79**

    14.53±0.72**
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    0.48±0.02**

    B组

    右

    2.80±0.14

    4.92±0.17

    7.45±0.47

    15.01±0.53

    0.50±0.02

    左

    2.76±0.14

    4.97±0.23

    6.94±0.32**
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    14.78±0.70**

    0.47±0.01**

    C组

    右

    2.85±0.22

    4.99±0.25

    7.29±0.55

    15.14±0.68

    0.49±0.02

    左

    2.77±0.12

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    6.83±0.41**

    14.63±0.62**

    0.46±0.02**

    与各组的右眼比较:* *P<0.01

    2.3 病理学观察

    2.3.1 光镜:三组实验眼的巩膜胶原纤维均变薄、变形、变细,睫状肌组织聚集呈束片状,脉络膜和视网膜也变薄变性。三组间无明显差异。

    2.3.2 透射电镜:见表3。

    表3 三组透射电镜观察
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    巩膜

    睫状体

    视网膜

    正常眼

    胶原纤维呈块状或圆柱状,横切面直径45mm(图1)

    无色素上皮细胞层厚,有丰富线粒体,色素细胞核周有少量色素颗粒

    色素上皮核周围大量色素,可见外节、内节、内核层及神经纤维(图4)

    A组

    胶原纤维条索状,直径3mm(图2)

    无色素上皮细胞层变溥,核很难发现,色素细胞核周围色素颗粒增多,核膜不完整,核内异染色体边集,睫状肌细胞无明显改变
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    色素上皮核周围色素显著减少,其它结构组织未见明显改变(图5)

    B组

    胶原纤维改变同A组,直径为4mm(图3)

    胞膜空泡变性,液泡中有溶解细胞质,线粒体消失

    同A组(图6)

    C组

    同A组

    同A组

    同A组78-1.gif (8356 bytes)78-2.gif (10168 bytes)78-5.gif (6850 bytes)78-3.gif (8948 bytes)
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    图1 正常眼巩膜胶原纤维横切面,直径约45mm。×5000

    图2 A组实验眼巩膜胶原纤维横切面,直径约3mm。×5000

    图3 B组实验眼巩膜胶原纤维横切面,直径约4mm。×5000

    图4 正常眼视网膜色素上皮层,核周有大量色素。×5000

    图5 A组实验眼视网膜色素上皮层,核周色素大量减少。×5000

    图6 B组实验眼视网膜色素上皮层,与A组类似。×5000

    3 讨论

    3.1 兔形觉剥夺近视模型

    通过形觉剥夺方法,研究者已制造出实验动物,如鸡[1]、灰松鼠[2]、猫[3]、猴[4]等的剥夺性近视模型,这加快了人类对近视的认识过程,同时也为药物控制近视提供实验对象和理论依据。本实验选择兔,虽然兔眼视网膜感光细胞分布与人眼有较大差异,但从实验角度看还是有一定价值,同时也比猴等实验动物经济得多。目前很少有兔剥夺性近视实验报道,根据作者的饲养经验来看,原因可能有:幼兔必须由母兔喂养,成活率低,人工喂养几乎不能成活;兔眼发育期长,屈光度变化慢,剥夺性近视需要较长的遮盖时间,而要在长时间内使兔眼完全闭合且不化脓感染,非常困难,所以本实验仅遮盖了53天,实验眼的屈光度为+0.65±1.64D,未见明显近视,与对照眼+3.35±1.05D相比,只能说是“剥夺性相对近视”,与先前的实验结果有一定的不同。作者运用重新设计的A超证实形觉剥夺能导致眼的轴性延长,其中玻璃体腔延长和玻璃体腔长度/眼轴长度占主导地位。从某种程度上说,玻璃体腔长度/眼轴长度比玻璃体腔长度更能反映玻璃体腔在近视发生中的作用。因此两者是造成剥夺性近视的主要形态学原因,其病理学原因之一是巩膜胶原纤维的变细和变长。这在光镜和电镜中均得到证实,电镜下测得正常眼巩膜胶原纤维直径是45nm,而A组是3nm,是其15倍;另一个原因可能是视网膜色素上皮层改变。在电镜下视网膜的其它结构均未见改变。
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    3.2 胰岛素和近视的关系

    JoshWallman[5]提出的视网膜控制近视理论,认为巩膜增长的一个可能原因是信息分子直接影响巩膜增长,这些信息分子能穿过网膜色素上皮层的紧密屏障,透过脉络膜的血管到达紧邻的巩膜;另一个更可能的原因是信号级联,网膜信号产生色素上皮信号,它再诱导调节巩膜增长的脉络膜信号。在本实验中脉络膜和视网膜变性尤其是在电镜下可见视网膜色素上皮层改变,这些均支持视网膜控制理论。目前最可能的视网膜抑制信号是多巴胺[5,6,7]多巴胺激动剂阿朴吗啡能降低鸡、猴等剥夺性近视眼的轴性延长;另一个可能的信号是胰岛素[5],然而在本实验中胰岛素并不能阻止剥夺性近视的发生、发展,因此胰岛素可能不是视网膜抑制信号。总之,笔者认为,形觉剥夺能导致眼球的轴性延长,玻璃体腔延长是其形态学的原因,巩膜胶原纤维变细变形,脉络膜、视网膜变性是其病理学原因,形觉剥夺破坏了视网膜及脉络膜屏障,导致视网膜对巩膜增长的失控,从而产生近视,然而胰岛素并不能阻止剥夺性近视的发生、发展。
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    参考文献

    [1] 王富彬,吴国新,从明宇. 形觉剥夺对近视眼形成的影响实验研究. 中华眼科杂志,1996,32∶61

    [2] Neville A McBrien,Hadio Moghaddam,Robert New,et al. Experimental myopia in a diurnal mammal(Sciurus Carolinensis)with no accommodative ability. J Physio(Lond),1993,469∶427

    [3] 董建华. 单眼缝合致幼猫实验性近视研究. 眼科新进展,1997,17∶68

    [4] Richard A. Stone,Alan M. Laties,Elio Raviola,et al. Increase in retinal vasoactive intestinal polypeptide after eyelid fusion in primates. Proc Natl Acad Sci USA,1988,85∶257
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    [5] Josh. Wallman. Retinal control of eye growth and refraction in progress in retinal research. Great Britain:Pergamon Press Ltd,1993. 133~153

    [6] 肖林,陈瑞英,郭静秋. 阿朴吗啡抑制近视机理的研究. 中华眼科杂志,1998,34∶130

    [7] Richard A. Stone,Ton Lin,Alan M. Laties,et al. Retinal dopamine and form-deprivation myopia. Proc Natl Acad Sci USA,1989,86∶704~706

    (收稿:1998-10-15,修回:1999-05-04), http://www.100md.com