【摘要】目的:建立高血糖动物模型并以多焦视网膜电图(mfERG)评价其早期视网膜功能状态。
方法:SD大鼠16只,随机分为正常对照组和预造模组,采用化学药物链尿佐菌素(STZ)分2次ip,建立高血糖动物模型,观察2组大鼠一般性生理指标,并分别于成模后1,2,4,8wk末对其进行多焦视网膜电图检测。
结果:STZ分次ip大鼠一次成模率80%,8wk死亡率12.5%,血糖始终保持在稳定的高水平;STZ大鼠1wk时N1波和P1波波峰潜时已有延长,反应密度降低,P1波改变较为明显,4wk时与正常组相比P<0.05,8wk时与正常组相比P<0.01。
结论:STZ低剂量分次注射是较为理想的高血糖动物造模方法。糖尿病大鼠在1wk时即出现视网膜功能的损害,并随着高血糖状态的持续而逐渐加重,即在出现明显视网膜病变之前已经出现了视网膜功能损害。
【关键词】 糖尿病视网膜病变 链尿佐菌素 多焦视网膜电图 疾病模型
0引言 糖尿病视网膜病变(diabetic retinopathy,DR)是糖尿病常见的严重并发症,也是四大致盲性眼病之一,其发病率随着糖尿病病程的延长而增加,DR的高发病率、高致盲率、高复发率的特点,严重威胁着人类的生存质量,是当今医学领域急需解决的重大攻关课题,受到国内外医学界的高度重视[1]。由于DR发病机制的复杂性,其确切的发病机制目前仍不清楚,虽然已有较多的治疗方法用于防治DR,但目前对DR研究中,对早期损害的重视度不足。我们采用STZ分次注射的方法建立糖尿病动物模型并观察早期的不同阶段视网膜多焦视网膜电图的变化,为糖尿病早期视网膜病变的研究提供更多依据。
1材料和方法
1.1材料 二级SD雌性大鼠16只,体质量180~220g。由四川省医学科学院实验动物中心提供,饲养于成都中医药大学眼科实验室动物房,室温18~26℃,空气流通,相对湿度50%~70%,12h/12h明暗交替。动物在笼中自由摄食饮水。适应性饲养1wk后散瞳检查,无明显病变者纳入实验。链脲佐菌素由Sigma公司生产,戊巴比妥钠由Sigma公司生产,强生血糖仪由美国强生公司生产,型号one touchⅡ;多焦电生理系统购自德国Roland公司,型号RETIscan3.15。
1.2方法 SD大鼠随机分成正常对照组(6只)与模型组(10只),禁食8~12h并测量体质量,STZ临用前用0.1mol/L枸橼酸/枸橼酸钠缓冲液(pH=4.5)配成10g/L浓度,按50mg/kg左下腹腔内分次注射,d1注射80%,d2注射20%,对照组注射等量的枸橼酸/枸橼酸钠缓冲液。于注射完毕1wk后,所有动物禁食8~12h,取尾尖血,用强生血糖仪测血糖值。血糖≥13.6mmol/L为造模成功。成模后分别于1,2,4,8wk末测其体质和血糖,并对其一般行为、活动状态、体征及存活率等指标进行观察并记录。分别选取造模前及造模后1,2,4,8wk模型大鼠进行多焦视网膜电图检测。检测于18∶00开始,所有大鼠用托品卡胺充分散瞳,直接检验镜检查,无病变者纳入实验。暗适应30′,戊巴比妥钠按40mg/kg,ip麻醉,固定于自制的平板上(可三维移动),将大鼠置于刺激器前20cm左右,调节平板的位置和倾斜角度,使角膜中央和刺激屏中央对准并尽量使角膜缘平面与刺激屏平行,爱尔卡因滴眼液滴1滴于检测眼麻醉角膜。参照ISCEV对临床记录mfERG的指南的方法[2]和张作明等[3]关于大鼠多焦视网膜电图记录方法进行mfERG的记录。电极均为不锈钢针电极,正电极直接插入检测眼角膜缘内,负极插入前额皮下,地电极插入尾巴。选取61个六边形白色闪光阵列,变形指数1.0,刺激时亮度为120cd/m2,m序列为标准的一阶反应,可选刺激间隔为8frame/s,刺激范围为30°,通频带为5~100Hz。每只动物进行6个循环的记录,每段循环的时间为47s。以RetiScan系统中程序对mfERG的波形进行自动分析,分析总波形、5个环、四个象限及各个区域的N1波和P1波的峰潜伏时、振幅并计算反应密度。 统计学处理:用SPSS 13.0 for Windows软件进行统计分析,计量资料均采用单因素方差分析。
2结果
2.1大鼠成模情况 造模1wk后测大鼠空腹血糖,模型组血糖≥13.6mmol/L者8只,一次成模率80%,其中血糖<25mmol/L者1只,为18.4mmol/L,正常组大鼠血糖均在正常范围。正常大鼠活泼好动,形体匀称,反应敏捷。大鼠成模后即可见明显的多饮(约为正常大鼠的3倍)、多尿(约为正常大鼠的3~4倍)和多食(约为正常大鼠的2倍)的"三多"症状,随着高血糖状态的持续,STZ大鼠消瘦症状逐渐明显,并且毛色渐枯、发黄、脱落,舌质紫暗,耳廓发白,部分大鼠出现大便稀溏。高血糖状态持续8wk时,部分大鼠活动减少,蜷卧于笼中一角,反应迟钝;消瘦更为明显,头、背部、四肢、尾部尤为显著,腹部明显膨隆,大鼠体型呈梭形;四肢及尾部出现发黑、溃烂、坏死;分别有2只大鼠各有1只眼睛出现晶状体混浊;共死亡1只。STZ大鼠成模时体质量与正常组相似,二者比较无统计学意义(P>0.05),成模以后体质增长趋势较正常组减缓,2wk后体质逐渐下降,但与成模时相比无统计学意义(P>0.05)。正常组大鼠随着时间的延长体质量增长较快,与成模时相比有统计学意义(P<0.01),与同期模型组大鼠相比有统计学意义(P<0.01)。STZ大鼠血糖相对较为稳定,且始终保持在较高水平,与正常组大鼠相比有统计学意义(P<0.01),正常组大鼠血糖值始终保持在稳定的正常水平(表1)。
2.2正常大鼠的mfERG特征 正常组大鼠6只12眼进行mfERG检测,可以得到较好的一阶反应,mfERG一阶反应N1波与P1波各波反应密度值以1,2,3环较高,与其他各环各象限相比有统计学意义(P<0.01),其他各环之间相比无统计学意义(P>0.05)。P1波峰潜时各环各象限比较无明显差异(P>0.05)。总体来说,正常大鼠mfERG分布较为均匀,没有类似于人类眼睛反应明显的中心尖峰(表2)。
表1 STZ大鼠造模后体质量与血糖变化(略)
bP<0.01 vs正常组;dP<0.01,vs造模8wk;fP<0.01vs成模时 表2 正常大鼠各波峰潜时和反应密度(略)
bP<0.01 vs总和,其他环和各象限
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