当前位置: 首页 > 医学版 > 期刊论文 > 大学学报(医药卫生) > 南京医科大学学报(自然科学版)
编号:10239495
急性高眼压家兔图形视网膜电流图、视觉诱发电位的实验研究
http://www.100md.com 南京医科大学学报 2000年第4期第20卷 论著
     作者:刘虎 卞春及 袁孝如 林谷秀

    单位:刘虎 卞春及(南京医科大学第一附属医院眼科, 南京 210029);袁孝如 林谷秀(生理学教研室, 南京 210029)

    关键词:图形视网膜电流图;图形视觉诱发电位;眼高压;动物;实验

    南京医科大学学报000408

    摘 要 目的 观察高眼压家兔眼压、视网膜神经节细胞超微结构改变与图形视网膜电流图(PERG)q波幅值、图形视诱发电位(PVEP)P100波潜时变化的关系。方法 12只(20只眼)日本大耳白兔在黑白棋盘方格翻转图形刺激下进行PERG、PVEP检测,得出家兔PERG、PVEP正常参考值。甲基纤维素前房注射法制备高眼压模型,在高眼压状态下作PERG、PVEP检测(方法同前)。断颈处死家兔,制备视网膜电镜标本,观察视网膜神经元超微结构改变。视网膜神经元形态学改变与电生理学检测结果作统计学分析。结果 高眼压家兔眼压与PERG q波幅值呈负相关,与PVEP P100波潜时呈正相关;神经节细胞形态学变化与PERG、PVEP变化幅度呈正相关。结论 高眼压家兔眼压、视网膜神经元形态学变化与有关电生理学指标变化存在相关关系,即电生理学指标变化可以反映高眼压所致视神经损害的程度与部位。
, 百拇医药
    中图号 R779.6; R338.11

    Research of Electroretinogram and Visual Evoked Potential in Rabbits with Experimental Intraocular Hypertension

    Liu Hu, Bian Chunji, Yuan Xiaoru, et al.

    (Department of Ophthalmology, the First Affiliated Hospital of Nanjing Medical University, Nanjing 210029)

    Abstract Objective To investigate the correlation among intraocular pressure, ultra-micro structural changes in ganglion cells, the amplitude of ERG-b wave and the latency of VEP-P100 wave in rabbits with experimental intraocular hypertension. Methods The rabbits (twenty eyes) were tested by electroretinogram and visual evoked potential to establish a normal value of ERG、 VEP. Experimental intraocular hypertension was induced by injection of methyl cellulose into anterior chamber. Then intraocular pressure was measured after five days and then the rabbits were decapitated, the retina was separated for electronic microscopic examination. Results ①The normal values of the amplitude of ERG-b wave and the latency of P100 wave were: (101.20±13.68) μV, (90.70±2.10) ms. ②There was a negative correlation between intraocular pressure and the amplitude of ERG-b wave, and a positive correlation between intraocular pressure and the latency of VEP-P100 wave. ③ The grade of severity in ultra-morphologic changes in gangilion cells was negatively related to the value of ERG amplitude and positively to the value of VEP-P100 latency. Conclusion The results indicate that the electrophysiologic examination is very helpful in evaluation of the morphologic severity in intraocular hypertension. The severity of ultramorphologic changes in retina with intraocular hypertension is correlated with ERG and VEP.
, http://www.100md.com
    Key words electroretinogram; visual evoked potential; ocular hypertension; animals, laboratory

    近年来,许多学者将图形视网膜电流图(pettern electroretinogram, PERG)、图形视诱发电位(pattern visual evoked potential, PVEP)检查技术应用到开角型青光眼早期诊断中,通过电生理学检测获取早期青光眼特征性视神经损害的信息,本研究通过制备高眼压模型,揭示了有关电生理指标变化与视网膜神经节细胞形态学变化的关系。

    1 材料和方法

    1.1 实验动物

    健康成年日本大耳白兔12只(20只眼),体质量1.8~2.4 kg,雌雄不拘,实验前检查双眼外眼、瞳孔、眼底及眼压均正常(江苏省实验动物中心提供)。
, http://www.100md.com
    1.2 实验方法

    1.2.1 PERG、PVEP检测

    安静状态下,行家兔双眼PERG、PVEP检查。采用南京医科大学电生理研究室研制的视觉电生理学检测仪,黑白棋盘方格翻转刺激,翻转频率2 s-1,空间频率10 s-1,对比度90%,平均亮度10 cd/m2,叠加次数128次,刺激距离0.5 m。记录PVEP电极、参考电极为自制不锈钢微型针,分别置于近枕骨粗隆骨缝、双眼连线中点骨膜。接地电极置于耳垂表面皮肤,引导PERG电极是微纤维电极(DTL,27/7X-static Fiber USA),置于外眦部下眼睑内缘结膜表面。观察PERG q波、PVEP P100波潜时、振幅的变化。

    1.2.2 高眼压模型制备

    戊巴比妥钠全身麻醉,1%地卡因麻醉双眼,将附有5号针头的空针在颞侧角巩缘行前房穿刺,抽取房水0.25 ml,注入等量2.0 g/L甲基纤维素(cps4000)。2天后测眼压,若眼压<3.2 kPa再次注入0.1 ml甲基纤维素。隔日后观察。
, 百拇医药
    清醒安静状态下,1%地卡因点眼,Schiotz眼压计测量眼压(测量结果标定),再行PERG、PVEP检测,方法同前。

    断颈处死家兔,立即行眼球摘除,从锯齿缘附近剪开眼球,将后眼杯立即放入4%的戊二醛中,从后极部距视乳头和有髓神经纤维各3~4 mm处取1.5 mm×2 mm左右带有部分脉络膜的视网膜片。冰箱内4%戊二醛中固定24 h,1%锇酸后固定1 h,丙酮脱水,环氧树脂618包埋,LKB-V超薄切片机切片后用醋酸铅染色,Philip SEM-400电镜观察。

    1.3 数据处理

    高眼压组与正常对照组间比较采用t检验,眼压、视网膜形态学变化与PERG q波幅值、PVEP P100潜时变化采用相关和回归分析。

    2 结 果

    2.1 本组正常家兔PERG、PVEP参考指标值
, http://www.100md.com
    PERG q波潜时为(58.30±1.03)ms,幅值为(1.08±0.14) μV,PVEP P100波潜时为(90.70±1.21) ms,幅值为(5.40±0.82) μV。

    2.2 PERG、PVEP与眼压关系

    3天后测量眼压,其中3.2~4.0 kPa 7只眼,4.0~5.3 kPa 8只眼,>5.3 kPa 5只眼。

    高眼压家兔PERG、PVEP检查结果见表1。20只眼中,PERG、PVEP均异常11只眼;PERG正常、PVEP异常2只眼;PERG异常、PVEP正常7只眼。PERG异常率90%,PVEP异常率65%。

    随着眼压升高,P100波潜时延长,q波幅值下降。统计学结果表明,眼压与PVEP P100潜时呈正相关(r=0.78,P<0.05),与PERG q波幅值呈负相关(r=0.840 8,P<0.05)。
, 百拇医药
    表1 20只眼高眼压模型电生理检查结果 (±s) 眼压

    (p/kPa)

    例数

    P100波潜时

    (t/ms)

    q波幅值

    (A/μV)

    3.2~4.0

    7

    95.05±1.08

    0.91±0.10
, 百拇医药
    4.0~5.3

    8

    100.08±1.05

    0.71±0.13

    >5.3

    5

    110.25±0.96

    0.50±0.07

    2.3 电镜观察

    在高眼压兔眼中可见:视网膜网状层及神经纤维层内神经纤维水肿,结构疏松,神经节细胞线粒体肿胀,线粒体嵴出现多种变化,如嵴膜变短、模糊,甚至破裂消失。滑面型内质网扩张,粗面型内质网脱颗粒及扩张,随着眼压升高,神经纤维层轴突内水肿加重。眼压>5.3 kPa者眼内可见膜盘分散,外节排列疏松,内节线粒体膨胀,外核层部分染色质浓缩,核周间隙增宽,有的核变形、浓缩。部分节细胞严重变性,个别濒临坏死。线粒体及滑面型内质网崩解,粗面内质网脱颗粒扩张,出现大量初级和次级溶酶体,有的形成包函体残余小体。根据神经节细胞超微结构改变,将神经元形态学变化分为3级:Ⅰ级为轻度变性,指线粒体轻度浓缩、膨胀,滑面型内质网扩张(9只眼)。Ⅱ级为中度变性,指线粒体肿胀明显,嵴消失,核周间隙增宽,染色质浓缩(8只眼)。Ⅲ级为重度变性,细胞器崩解,出现初级及次级溶酶体,甚至细胞崩解(3只眼)的形态学变化与电生理指标变化(表2)。表2 20只眼高眼压模型视网膜形态和电生理学变化(±s) 形态学
, 百拇医药
    变化分级

    眼数

    PVEP潜时

    (t/ms)

    PERG幅值

    (A/μV)

    正常对照组

    20

    90.70±1.21

    1.08±0.14

    Ⅰ

    9

    97.80±1.07
, http://www.100md.com
    0.82±0.12

    Ⅱ

    8

    102.50±1.11

    0.68±0.16

    Ⅲ

    3

    112.10±0.09

    0.51±0.04

    结果表明,随着神经节细胞变性加重,PERG q波幅值下降明显;PVEP P100潜时延长(0.01, http://www.100md.com
    3 讨 论

    高眼压导致视神经损伤的主要因素有机械压迫与缺血两种。有学者认为,急剧的眼压升高使巩膜筛板后凸,筛板板层中微孔发生偏斜,从而挤压神经轴索使轴浆运输在筛板区受到阻滞[1]。轴浆运输障碍,特别是逆行轴浆运输阻断,使神经节细胞维持正常代谢所需的营养物质不能从末梢到胞体循环再利用,从而发生代谢障碍,最终导致胞体和轴突发生变性、坏死,乃至萎缩。高眼压作用于神经节细胞时损害形态上表现为细胞的变性、坏死、萎缩及神经纤维的缺损,功能上则表现为节细胞反应性降低。本实验对家兔高眼压模型进行PERG、PVEP检测时发现,眼压升高导致了PERG q波幅值下降,PVEP P100波潜时延长,眼压与PERG q波幅值呈负相关(r=0.840 4, P<0.05),与PVEP P100波潜时呈正相关(r=0.787 8,P<0.05)。结果说明高眼压不但引起神经节细胞形态学变化,而且对神经节细胞功能有所影响,主要表现为节细胞整体反应性降低。
, 百拇医药
    本研究中,当持续性眼压升高3天时,在视网膜神经节细胞及神经纤维内可观察到超微结构改变,主要表现为细胞质内细胞器结构的变化,如:线粒体发生嵴膜变短、模糊甚至消失,出现初级及次级溶酶体,严重者则出现细胞器的崩解和整个细胞坏死。根据节细胞超微结构的改变将形态学变化分为3级,并将3级变化联系电生理学指标改变进行统计学分析。 结果表明,形态学的改变与电生理指标变化具有明显相关性,即神经节细胞损伤愈重,PERG幅值下降愈明显,PVEP P100波潜时愈延长。Ⅲ级重度变性组PVEP P100波潜时较前两组明显延长,PERG q波幅值则明显降低。因此,在临床工作中可以根据电生理学指标的改变,评价高眼压所致青光眼视神经损害程度,并对其进行监测,以客观评判青光眼患者的病情,并对不同治疗手段进行疗效评估。研究表明,随着高眼压持续时间延长,可以加重视网膜损害程度[2]。因此青光眼患者应尽快将眼压控制在健全眼压范围内,避免高眼压持续作用而损害视神经,造成视力、视野不可逆丧失[3]
, 百拇医药
    在青光眼视神经损害发生发展过程中,电生理学改变是PERG异常发生在先还是PVEP首先表现异常,一直是讨论的重点[4,5]。本研究中20只高眼压兔眼电生理学检查结果表现为:PERG、PVEP均异常11只眼,PERG异常、PVEP正常7只眼,PERG正常、PVEP异常2只眼。根据临床和实验研究资料提示,在青光眼引起视功能损害时PERG较PVEP更为敏感。其可能原因是:PERG起源于视网膜神经节细胞,电位变化源自每个神经节细胞电反应总和,电位大小与每个节细胞的功能、节细胞数量总和密切相关。只要较少量的细胞发生变性坏死,PERG波幅就可能发生变化。而PVEP则不同,神经节细胞与神经纤维并不具有点对点的对应关系[6],即使有相当部分神经节细胞受损或损失,也不一定表现异常,因为视网膜神经节细胞排列有一定厚度、层次,后极部排列密集,不只一层,部分神经节细胞发生损害,仍有功能正常的神经元代偿,这些功能正常的神经元仍能将刺激产生的电信号无延迟地传至外侧膝状体,表现为PVEP潜伏期大致正常[7]。在临床工作中,利用PERG、PVEP联合检测青光眼时发现,电生理学指标的变化常常表现出多样性,如同本研究中出现的情况一样:PERG正常、PVEP异常,PERG异常、PVEP正常,两者都异常或正常等等。这可能与青光眼患者的病因、病程及对视神经损害的部位和程度不同有关。此外,影响PERG、PVEP结果的因素较多,如:被检查者的屈光不正有无得到充分的矫正、瞳孔大小、刺激参数的选择是否一致,及正常人之间的差异等[8]。因此,就目前来看,青光眼早期诊断仍必须强调多种检查方法的联合运用,以多种手段互补地揭示青光眼视神经损害的程度。毋庸置疑,视觉电生理学检查技术将为临床早期诊断青光眼提供更多有意义的诊断信息。
, 百拇医药
    江苏省科委社会发展基金项目(BS94018)

    参考文献

    1,Quigley HA, Sanchez RM, Greenstein. The danamics and location of axonal transport blockade by acute intraocular pressure elevation in primate optic nerve. Invest Ophthalmol Vis Sci, 1987,28:913

    2,Hare, Woldemussie, Feldmann. Electrophysiological and histological measures of retial injury in chronic ocular hypertensive monkeys. Eur J Ophthalmol, 1999,9:30
, 百拇医药
    3,李立新,黎晓新,李春安.原发性开角型青光眼和高眼压症的稳态图形视网膜电流图.北京医科大学学报,1995,27(1):43

    4,Schwartz B, Kern J. Tolerant intraocular pressure in glaucoma and the methods of its measuring. Arch Ophthalmol, 1997,95:2159

    5,Quigley HA, Brown AE, Watanabe. Diagnosis and therapy of the glaucoma. Am J Ophthalmol, 1990,198:51

    6,Trick GL. Pattern reverseal retinal potentials in ocular hypertensives at high and low risk of developing glaucoma, Doc Opthamol, 1987,65(2):79
, http://www.100md.com
    7,Palacz, Lubinski, Szmatloch, et al. The significance and interpretation of the electrophysiological and psychophysiological analyses in the diagnosis of glaucoma. Klin Oczna, 1998,6:42

    8,Sulimma, Bach, Gerling. Little correlation of the pattern electroretinogram and visual field measures in early glaucoma. Doc Ophthalmol, 1997,85(3):53

    (1999-10-29收稿), http://www.100md.com