镧示踪观察兔视网膜冲击伤后血视网膜屏障改变
巢 阳 王正国 惠延年 杨志焕 袁 俭
视网膜的损伤与血视网膜屏障(blood-retinal barrier, BRB)受损有直接关系[1,2]。笔者采用镧示踪观察视网膜冲击伤后BRB形态学变化,为临床提供理论依据。
一、材料与方法
1. 分组:健康杂色家兔24只,体重2.0~2.5 kg,雌雄兼用,随机分成6组,于伤后1小时、3小时、1天、3天、7天和14天各时相点分别活杀4只,制做光、电镜标本。5只未致伤眼为正常对照组。
2.动物模型建立:动物麻醉后,采用BST-Ⅲ型生物激波管双夹膜压差破膜法正向致伤单侧兔眼一次,压力峰值(Pm):(666±10.5) kPa,正压持续时间(Tm):(7.25±0.96) ms。
3.BRB硝酸镧示踪电镜观察:伤后不同时相点,两侧颈总动脉插管,同时注入硝酸镧原液20 ml,3分钟内摘除眼球,将眼后节置入质量浓度为30 g/L的戊二醛液中固定20分钟,在解剖显微镜下剥离脉络膜视网膜组织,切成1 mm×5 mm条块,在质量浓度为30 g/L的戊二醛液中继续固定2小时,用0.1 mol/L二甲胂酸钠缓冲液漂洗三次,然后按常规电镜标本制备程序,做超薄切片,用JEN-100SX电子显微镜观察并照像。正常对照系指注入示踪剂的未致伤眼,电镜制备方法同上。
4.光镜观察:伤后不同时相点摘取眼球浸入眼球固定液中。1周后常规洗涤、脱水、透明、石蜡包埋、HE染色,光镜下观察并照像。同时利用各时间点电镜包埋块,切1μ厚片,经美蓝加碱性复红染色,光镜观察照像。
二、结果
1.镧示踪BRB超微结构变化:正常时见硝酸镧呈颗粒状散在分布于脉络膜毛细血管腔内,并附着在管壁上,同时可见镧颗粒从脉络膜血管内皮细胞间隙漏出,渗入视网膜色素上皮(retinal pigment epithelium, RPE)细胞基底部,并沿细胞间隙向细胞顶部移动,但终止于RPE细胞顶部的紧密连接(闭锁小带)。伤后1~3小时见镧颗粒通过少数开放的RPE细胞间紧密连接向视网膜内渗透。伤后1天RPE细胞间少数紧密接连破坏,镧沿细胞间隙向视网膜内渗透,到达外核层感光细胞间隙水平,同时内核层细胞间隙及内网状层胞突之间也可见镧示踪剂。伤后3天RPE细胞浆内可见吞噬的外节碎片,色素颗粒外溢,外核层细胞核间隙有镧颗粒。伤后7天部分RPE细胞变性,色素颗粒减少,视网膜内可见少量镧颗粒。伤后14天神经胶质细胞增生,视网膜内未见镧渗透。
2. 光镜观察:伤后1~3小时脉络膜血管扩张、充血,后极部神经纤维层水肿。伤后1天RPE层部分细胞破坏,视锥视杆细胞外节排列紊乱、破裂。伤后3天部分RPE细胞破坏、色素紊乱,外核层部分细胞变性。伤后7天RPE细胞局限性增生,视锥视杆层变薄,外核层细胞间隙轻度增宽,神经纤维层水肿减轻。伤后14天RPE层可见局部色素颗粒堆积,有神经胶质细胞增生,外核层细胞轻度减少。
三、讨论
正常视网膜功能需要细胞外液及离子浓度的严格调控,后者又取决于视网膜毛细血管内皮(retinal capillary endothelium, RCE)和RPE的特殊结构与代谢功能,这就构成BRB的概念[3]。BRB由内外两部分组成[4]:内皮部分由RCE细胞及其连接构成,谓内屏障;上皮部分由RPE细胞及其连接构成,称外屏障。在正常情况下,RCE细胞具有单向主动运输功能;而RPE细胞除作为视网膜的选择性通透屏障外,还能主动运输各种离子、分子和液体,从而共同维护视网膜组织内环境稳定。
笔者观察到,正常情况下镧颗粒可经具有膜孔、细胞间连接疏松、基底膜不完整的脉络膜毛细血管内皮细胞间隙渗出,而RPE细胞膜与细胞间紧密连接致密,能阻止大分子物质通过,以致镧颗粒不能进入视网膜组织。
冲击伤后,由于冲击波的直接作用,造成视网膜水肿、出血、渗出等血管反应性改变及部分视网膜组织细胞损伤,少数变性、坏死。另一方面根据硝酸镧电镜示踪显示伤后1~3小时少数RPE细胞间隙的紧密连接开放,镧沿细胞间隙向视网膜渗透,表明BRB已出现轻度损害,伤后1~3天最为严重,且这种损害持续1周以上。由于BRB损害,其维持视网膜组织正常代谢的作用亦破坏,选择通透性发生障碍,许多原来不能透过屏障的物质得以透过,引起细胞外坏境紊乱,如未及时治疗,部分受损、处于可逆状态不稳定的细胞可进一步变性、坏死[5],导致视网膜继发性损害。因此,笔者认为视网膜冲击伤的治疗越早越好,且持续10天以上。在伤后早期进行积极治疗,可改善视网膜血管通透性变化,维护BRB的基本功能,使视网膜细胞内外环境相对稳定,以防止视网膜继发性损害。
作者单位:巢阳、袁俭 610083 成都,成都军区总医院眼科;
王正国、杨志焕 重庆第三军医大学附属大坪医院野战外科研究所;
惠延年 西安第四军医大学附属西京医院眼科
参考文献
1 Stao Y, Berkowrtz BA, Wilson CA, et al. Blood-retinal barrier breakdown caused by
diode vs argon laser endophotocoagulation. Arch Ophthalmol, 1992, 110∶277-281.
2 Hui YN, Wu YQ, Xiao QS, et al. Repair of outer blood-retinal barrier after severe ocular blunt trauma in rabbits. Graefe's Arch Clin Exp Ophthalmol, 1993, 231∶365-369.
3 Sen HA, Campochiaro PA. Intravitreous injection of adenosine or its agonists causes breakdown of the blood-retinal barrier. Arch Ophthamol, 1989, 107∶1364-1367.
4 Vinores SA, Niel EV, Swerdloff JL, et al. Electron microscopic immunocytochemical evidence for the mechanism of blood-retinal barrier breakdown in galactosemic rats and its association with aldose recductase expression and inhibition. Exp Eye Res, 1993, 57∶732-735.
5 Hubschmann OR, Nathanson DC. The role of calcium and cellular membrane dysfunction in experimental trauma and subarachnoid hemorrhage. J Neurosurg, 1985, 62∶698-703.
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