2.3 各组视网膜组织形态学变化
光学显微镜下每只眼球计数10张后极部视网膜神经节细胞数目,每只眼球测量10张后极部视网膜厚度。实验组大鼠视网膜组织较正常对照组大鼠视网膜组织各层厚度变薄,视细胞数目随月龄增加而逐渐减少(图1~3)。实验组大鼠视网膜神经节细胞数目与对照组比较,1个月组差异无显著意义(t=0.99,P>0.05);3、6个月组差异有显著意义(t=10.28、47.15,P<0.001)。见表2。表1 各组大鼠血糖、24 h尿量和体质量情况比较表2 各组大鼠视网膜神经节细胞数目
2.4 视网膜毛细血管超微结构改变
对照组视网膜毛细血管由内皮细胞、周细胞和基底膜构成,内皮细胞位于管腔面,外侧有连续的基底膜和周细胞包绕,内皮细胞和周细胞内异染色质分布均匀,细胞器、细胞核形态正常(图4)。DM1组毛细血管内皮细胞及周细胞核膜轻微凹陷,异染色质聚集靠边,管腔未变形(图5)。DM3组内皮细胞水肿,胞质内饮胞增多,线粒体肿胀,核染色质聚集、靠边,管腔变形不显著;周细胞线粒体肿胀,嵴消失;毛细血管基底膜增厚,电子密度明显增大(图6)。DM6组内皮细胞肿胀变形,核染色质凝聚靠边,核变形,线粒体明显肿胀,并见空泡变性;基底膜增厚显著,电子密度增加;内皮细胞的胞质向管腔内指状突起,管腔明显狭窄,甚至闭塞(图7)。
2.5 视网膜视细胞超微结构改变
正常大鼠视网膜视细胞外节膜盘结构清晰,排列整齐且平行,内节椭圆体内线粒体沿周边排列,结构正常;外核层由视细胞胞体和胞核组成,细胞排列整齐。DM1组见膜盘局部模糊不清,间隙略扩大。DM3组膜盘间隙进一步扩大,局部溶解、断裂(图8)。DM6组大鼠视细胞外节膜盘间隙扩大明显,结构模糊不清,断裂、溶解,可见空泡,外核层细胞核固缩;内节椭圆体内线粒体水肿,排列不规则(图9)。
3 讨 论
DR是糖尿病严重的微血管并发症之一,其发病率高达38%~90%,成为致盲的主要原因[1,2],已引起人们广泛重视。而目前DR的研究多采用动物实验,DR动物模型是在糖尿病模型上建立起来的。常用的实验动物有猴、猫、狗、猪、鼠等,实验动物模型主要分为自发性遗传性动物模型、诱发性动物模型、转基因动物模型[3]。建立理想的DR实验动物模型是以其疾病的发生、病理变化等方面与人类DR具有相同或相似的特征为目的,这对于深入探讨人类DR的发病机制、病理改变及预防、治疗等有着重要的意义。
本实验建立的糖尿病动物模型是诱发性动物模型的一种,使用STZ作为化学性诱导剂。其作用机制是通过诱导胰腺产生大量的氧自由基从而造成β细胞损伤,导致血胰岛素下降和血糖升高,形成胰岛素依赖型糖尿病模型。通过一次性腹腔注射均达成模标准,成模率达100%。在实验过程中,糖尿病大鼠在3个月组和6个月组各死亡1只,均死于极度消瘦、不能进饮食,死亡率为4.4%,明显低于相关文献报道的结果[4],可能与STZ使用浓度较低以及对大鼠的周密护理有关。
本组糖尿病大鼠视网膜病理组织学观察显示,各层组织变薄、视网膜神经细胞数目减少;视细胞外节膜盘间隙扩大、结构模糊;内节椭圆体内的线粒体水肿、排列紊乱等,证明在糖尿病早期视网膜即有形态学的变化,为DR早期病人视功能检查提供了形态学依据。通过对糖尿病大鼠视网膜微血管超微结构观察显示,视网膜毛细血管内皮细胞水肿,胞质内饮胞增多,线粒体肿胀,核染色质聚集靠边;周细胞线粒体肿胀,嵴消失;毛细血管基底膜增厚,电子密度增加;内皮细胞的胞质向管腔内突起,管腔狭窄,甚至闭塞。视网膜微循环内屏障是由毛细血管内皮细胞、连续的基底膜及周细胞构成的,该屏障的破坏是糖尿病病变的标志之一,是糖尿病病人失明的常见原因[5]。HOSODA等[6]认为,毛细血管内皮细胞及周细胞的改变可导致毛细血管通透性改变,基底膜对维持血管壁的通透性也起着重要作用,视网膜的渗出性改变与基底膜的增厚和损伤有关。管腔狭窄闭塞后,可形成无细胞毛细血管[7],进而导致视网膜形成无灌注区。这些形态学变化与DR早期病人眼底变化相一致。
本研究应用STZ诱导建立糖尿病大鼠视网膜病变模型,造模方法简单、可靠,重复性好,成功率高,用药后发病迅速。通过对视网膜及微血管的形态学及超微结构变化的观察,我们认为应用STZ诱导建立的糖尿病大鼠视网膜病变模型与人类早期视网膜病变的发生、发展具有相似的特征,应用此模型可对DR发病机制、药物治疗等方面进行研究。
【参考文献】 [1]ROBISON W G, LAVER N M, JACOT J L. Efficacy of treatment after measurable diabeticlike retiopathy in galactosefed rats [J]. Invest Ophthalmol Vis Sci, 1997,38(6):10661073.
[2]王娈,綦玉琴. 2型糖尿病视网膜病变危险因素分析[J]. 齐鲁医学杂志, 2006,21(3):243244.
[3]李才锐,姜德泳. 糖尿病视网膜病变动物模型[J]. 国外医学:眼科学分册, 2005,29(1):44.
[4]李明新. 早期大鼠实验性糖尿病视网膜病变模型的建立及观察[J]. 徐州医学院学报, 2005,25(5):436440.
[5]VINORES S A, VAN NIEL E, SWERDLOFF J L, et al. Electron microscopic immunocytochemical demonstration of bloodretinal barrier breakdown in human diabetics and its association with idose reductase in retinal vascular endothelium and retinal pigment epithelium[J]. Histochem, 1993,25(9):648663.
[6]HOSODA Y, OKADA M, MATSUMURA M, et al. Epiretinal membrane of proliferative diabetic retinopathy: an immunohistochemical study [J]. Ophthalmic Res, 1993,25(5):289294.
[7]HAMMES H P, LIN J, RENNER O, et al. Pericytes and the pathogenesis of diabetic retinopathy[J]. Diabetes, 2002,51(10):31073112.
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