关于链脲霉素诱导糖尿病大鼠的早期视觉电生理改变

【关键词】 糖尿病视网膜病
　　关键词: 糖尿病视网膜病;视网膜电描记术;链脲霉素;大鼠
　　摘 要:目的 观察糖尿病大鼠病程早期的视网膜电图变化. 方法 按照国际临床视觉电生理学会的标准化方案，采用REPIport系统和银-氯化银角膜电极以及不锈钢针状电极对链脲霉素诱导的糖尿病大鼠模型进行2wk的暗适应视网膜电图（scot-ERG）、振荡电位（OPs）、明适应视网膜电图（phot-ERG）和30Hz闪烁反应记录（30Hz flicker）. 结果 大鼠scot-ERG的a波和b波和OPs的O2 波的潜伏期，在1wk时［a波（27.2±1.9）ms，b波（72±6）ms，O2 波（38±4）ms］，与未打药时相比［a波（24.1±1.2）ms，b波（64.6±2.9）ms，O2 波（34.1±1.6）ms］，显著延长，2wk时潜伏期继续增加［a波（28.4±1.9）ms，b波（76±10）ms，O2 波（41±6）ms］，幅值一直没有显著改变. 结论 视觉电生理学检查特别是scot-ERG和OPs波是早期诊断糖尿病视网膜病的可靠手段.
　　
　　Keywords:diabetic retinopathy;electroretinography;strep-tozotocin;rats
　　
　　Abstract:AIM To observe early electophysiological changes in STZ-induced diabetic rats.METHODS According to In-ternational Society for Clinical Visual Electrophysiology’s standard program，we recorded the scotopic electroretino-graph（scot-ERG），oscillatory potentials（OPs），photopic electroretinograph（phot-ERG）and30Hz flicker response in diabetic rats for2weeks，by using REPIport system，Ag-AgCl corneal contact electrode and stainless steel needle elec┐trode.RESULTS At1week after the onset of diabetes，the implicit time of dark-adapted ERG’s a and b-waves and oscil-latory potentials’O2 -wave in rats was delayed significantly and continued to delay with the duration of the disease.CONCLUSION Electrophysiology，especially the scot-ERG and OPs is a reliable method for detecting out incipient dia-betic retinopathy.
　　
　　0 引言
　　
　　糖尿病10～15a后，约半数患者出现视网膜病变［1］ ，后者是致盲的重要原因之一［2］ .多年来，对糖尿病视网膜病的诊断、治疗以及研究多集中于其血管病变上，而对神经组织病变研究甚少.我们采用临床视觉电生理学检查技术对糖尿病大鼠视网膜电生理功能的早期变化进行了观察.
　　
　　1 材料和方法
　　
　　1.1 材料 健康成年封闭群雄性SD大鼠10只（由第四军医大学实验动物中心提供）.约8wk龄，体质量200～250g.外眼和检眼镜检查屈光间质清晰，眼底无改变.予以12h明-暗交替光照，不限食水，室温18℃～23℃条件下饲养.链脲霉素（streptozotocin，STZ），美国Sigma公司产品.美国Lifescan公司One Touch血糖仪.尿糖试纸带，粤药器监［准］字99第240452号，广州市越秀东方新科技研究所研制.
　　1.2 方法
　　
　　1.2.1 STZ诱导糖尿病大鼠模型的建立 STZ冰浴溶解于0.1mmol・L-1 的柠檬酸-柠檬酸钠缓冲液中，配成10g・L-1 溶液，pH调为4.5，按55mg・kg-1 ip.给药前大鼠禁食水12h.建模标准:给药后48h剪尾法取血测其血糖、尿糖，血糖&>16.7mmol・L-1 ，尿糖 以上，出现多尿的大鼠认为建模成功.以后每周测1次血糖、尿糖及质量.
　　
　　1.2.2 视觉电生理学实验方法 暗适应12h以上的大鼠，采用速眠新注射液（批号:吉牧防便字［1990］47号，由长春解放军农牧大学兽医研究所提供）ip（0.75mL・kg-1 ）麻醉.将大鼠固定于自制实验台上，安放记录电极、参考电极及接地电极.记录电极由直径为0.2mm的银丝制成，中间为环形，两端各留一柄以便于固定，使用前电镀氯化.参考电极和接地电极都用不锈钢针制成.实验前20min用5g・L-1 托品酰胺散瞳，再在角膜表面滴加10g・L-1 甲基纤维素.记录电极固定于角膜表面，参考电极位于同侧颊部，接地电极置于尾部，对侧眼遮盖.采用RETIport系统（Roland Consult，德国），根据国际临床视觉电生理学会标准化方案进行暗适应视网膜电图（scotopic electroretinograph，scot-ERG）、振荡电位（oscillatory potentials，OPs）、明适应视网膜电图（photopic electroretinograph，phot-ERG）和30Hz闪烁反应（30Hz-flicker response）记录.scot-ERG分为不同光强，分别为0.011，0.035，0.11，0.35，1.10和3.5cd・s・m-2 ，最大反应ERG、OPs、phot-ERG和30Hz闪烁反应光强为3.5cd・s・m-2 .记录ERG的通频带为1～300Hz，OPs为100～500Hz，刺激之间间隔15s～1min，叠加9次，以获得均值.进行phot-ERG和30Hz闪烁反应之前进行10min的明适应.观察ERG a，b波、OPs O2 波和30Hz闪烁反应第2个波形峰潜时和幅值的变化.应用RETIport系统（Roland Consult，德国）进行波形幅值和潜伏期的测量.测量所得数据以x ±s的形式表示，用SPSS10.0统计软件进行配对t检验.
　　
　　2 结果
　　
　　2.1 糖尿病大鼠情况 实验前大鼠血糖为（4.3±1.4）mmol・L-1 ，给药后1wk为（19.5±2.6）mmol・L-1 ，2wk为（19.0±2.8）mmol・L
-1 ，较实验前明显升高（P&<0.01）.大鼠体质量给药前（236±21）g，给药1wk后降至（225±14）g，给药后2wk时明显降低为（203±12）g（P&<0.01）.大鼠有明显的多饮、多食、多尿的症状，尿糖为～.
　　2.2 视网膜电图（ERG）
　　
　　2.2.1 scot-ERG 在给药1wk后，各种光强下诱导的ERG a，b波幅值有升高的趋势，峰潜时则明显延长;2wk后则波幅值较1wk时降低，低于实验前，峰潜时则进一步延长（Tab1，2，Fig1）.
　　
　　2.2.2 振荡电位（OPs） 振荡电位在1wk时其潜伏期较注药前有显著延长（P&<0.01），2wk时潜伏期亦有延长（P=0.014），幅值有降低的趋势，但未达到显著性变化（Tab3，Fig2）.
　　
　　2.2.3 phot-ERG和30Hz闪烁反应 在给药后1wk和2wk时，phot-ERG和30Hz闪烁反应各波幅 值有降低、峰潜时有延长的趋势，但变异较大，只有phot-ERG b波和30Hz闪烁反应各波的潜伏期有显著增加（P&<0.01，Tab4）.
　　
　　表1 糖尿病大鼠暗适应ERG各波的幅值　略
　　
　　表2 糖尿病大鼠暗适应ERG各波的潜伏期　略
　　
　　图1 －图2 略 转贴于 　　3 讨论
　　
　　糖尿病视网膜病变的发病机制，一般认为与糖尿病时高血糖及其代谢产物对微血管，特别是对内皮细胞和周细胞造成的损伤有关，因此目前对糖尿病视网膜病变发病机制研究、诊断和治疗方案的确定多是从防止微血管损伤及改善微循环的角度进行［2］ .一些研究发现，在眼底无明显改变时视觉功能和电生理功能已经发生了变化，提示视网膜神经细胞及胶质细胞的代谢和功能改变可能先于视网膜血管病变的发生［3］ .因此，如果能够明确糖尿病时视网膜神经细胞和胶质细胞与微血管病理生理改变间关系，不仅可以提高糖尿病视网膜病变的早期诊断率，而且可为临床上探索治疗方案提供新的思路和理论依据.
　　
　　表3 糖尿病大鼠不同病程OPs波的幅值与潜伏期　略
　　
　　表4 糖尿病大鼠明适应ERG和30-Hz闪烁反应的幅值与潜伏期　略
　　　　
　　为进一步探讨糖尿病早期视网膜神经细胞和胶质细胞的功能变化，我们采用临床视觉电生理检查技术对糖尿病大鼠的视网膜功能变化进行了研究.临床视觉电生理观察指标较多，能够从不同层次和角度反映视网膜的功能变化.如scot-ERG的a波来源于视网膜光感受器的电位变化，该波是否存在及其幅值的高低取决于光刺激的强度和光感受器的完整性;b波来源于内核层的电活动，目前认为是K+ 离子流经müller细胞时产生，还与a波和视网膜内信号传递过程的完整性有关;OPs波则一般认为起源于内层视网膜，但具体部位目前尚不肯定，可能起源与无长突细胞或视网膜抑制性反馈回路中，其对视网膜循环功能变化比较敏感;phot-ERG及闪烁ERG则与视网膜锥细胞的功能密切相关［4］ .我们的实验结果表明，在糖尿病早期，视网膜的电生理功能就已经放发生了明显的变化，而不是通常文献所报道的那样在糖尿病大鼠模型建模2wk至3mo时电生理功能才有明显的变化.通过不同条件下视觉电生理指标的观察，我们注意到糖尿病对视网膜功能的影响范围比较广泛，如scot-ERG的a波和b波，OPs波、phot-ERG a波和b波及闪烁ERG均受到了不同程度的影响，表现为电活动性先增强，后抑制的特点.本实验结果在一个方面初步证实了我们的假说，即在糖尿病早期视网膜各层神经细胞和Müller细胞的功能就已经发生了明显的变化.Barber等［5］ 报道糖尿病大鼠建模后1mo时视网膜节细胞和胶质细胞已经出现了代谢和形态学的变化，Roufail等［6］ 发现在糖尿病大鼠建模1wk时视网膜内无长突细胞数量减少，我们认为血管通透性的这种变化可能和糖代谢紊乱对视网膜血管的直接影响有关，也可能通过某种途径先影响视网膜神经细胞与胶质细胞，后者再对血管的通透性造成影响.如果是后一种情况，则我们目前对糖尿病视网膜病变的发病机制和防治观念都需要重新认识，这对于早期诊断糖尿病视网膜病变，降低致盲率具有重要意义.
　　参考文献:
　　
　　［1］Luo CR.Diabetic retinopathy:An urgent task to be exploited in the new century ［editorial］［J］.Zhonghua Yandibing Zazhi（Chin J Ocul Fundus Dis），2000;16（3）:139-140.
　　［2］Liu ZY.Control of diabetes melittus in China:A pressing situa-tion ［editorial］［J］.Zhonghua Yufang Yixue Zazhi（Chin J Prev Med），1999;33（4）:198-199.
　　［3］Shirao Y，Kawasaki K.Electrical response from diabetic retina ［J］.Prog Retin Eye Res，1998;17:59-76.
　　［4］Wu LZ，Wu DZ.Linchuang Shijue Dianshenglixue（The clinical electrophysiology of vision）［M］.Beijing:Science Press，1999:16-26.
　　［5］Barber AJ，Lieth E，Khin SA，Antonetti DA，Adam G，Gard-ner TW.Neural apoptosis in the retina during experimental and human diabetes ［J］.J Clin Invest，1998;102:783-791.
　　［6］Roufail E，Soulis T，Boel E，Cooper ME，Rees S.Depletion of nitric oxide synthase-containing neurons in the rat retina:Rever-sal by aminoguanidine ［J］.Diabetologia，1998;41:1419-1425.