不同波長(zhǎng)UVR-B相干作用誘導(dǎo)白內(nèi)障的特點(diǎn)

李銀花孫唯軒1劉姝鄒賀范斌李亞萍劉早霞蘇冠方

(吉林大學(xué)第二醫(yī)院眼科醫(yī)院，吉林長(zhǎng)春130041)

摘要〔〕目的研究不同波段UVR-B相干作用引起白內(nèi)障的特點(diǎn)。方法6周齡albino Sprague-Dawley大鼠被隨機(jī)分成四組，每組20只。UVR-B輻射光來(lái)自與單色器相連的高壓銀汞燈，最大的輸出能量在300 nm (UVR 300 nm) 和 310 nm (UVR 310 nm)。每只動(dòng)物的一只眼被暴露。對(duì)照組大鼠暴露于UVR-B的有效生物學(xué)劑量是8 kJ/m2，只暴露于UVR-B 300 nm,時(shí)間70 min;觀察組先暴露于UVR-B 300 nm,劑量4 kJ/m2,時(shí)間35 min;然后同一只眼再暴露于UVR-B 310 nm,劑量42 kJ/m2,時(shí)間35 min。于暴露后第7天，動(dòng)物被宰殺。光鏡下分析白內(nèi)障特點(diǎn)。結(jié)果對(duì)照組的大鼠20只光暴露眼全部發(fā)生皮質(zhì)性白內(nèi)障。觀察組的大鼠20只光暴露眼全部發(fā)生皮質(zhì)聯(lián)合核性白內(nèi)障。結(jié)論UVR-B 300 nm光暴露眼可發(fā)生皮質(zhì)性白內(nèi)障。UVR-B 300 nm、UVR-B 310 nm相干作用引起核性白內(nèi)障。

關(guān)鍵詞〔〕白內(nèi)障；不同波段UVR-B相干作用

中圖分類號(hào)〔〕R776.1〔文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼〕A〔

通訊作者：李亞萍(1969-)，女，教授，博士后，主要從事眼底疾病的診斷及治療研究。

1吉林大學(xué)白求恩醫(yī)學(xué)部 2011級(jí)臨床醫(yī)學(xué)系

第一作者：李銀花 (1986-)，女，碩士，主要從事眼底疾病的診斷及治療研究。

老年性白內(nèi)障是人類致盲的主要因素〔1～3〕。近年來(lái)流行病學(xué)研究表明，UVR-B輻射與老年性白內(nèi)障的發(fā)生密切相關(guān)〔4〕。目前為止，單一波長(zhǎng)UVR-B輻射誘導(dǎo)的白內(nèi)障特點(diǎn)已有很多報(bào)道。人類每天同時(shí)接受不同波長(zhǎng)的UVR-B照射，但不同波長(zhǎng)UVR-B相干作用引起的白內(nèi)障并未見報(bào)道。本實(shí)驗(yàn)擬研究不同波長(zhǎng)UVR-B相干作用引起白內(nèi)障的特點(diǎn)。

1材料與方法

1.1實(shí)驗(yàn)動(dòng)物所有albino Sprague-Dawley雌性大鼠購(gòu)自M&B Denmark,保存在可調(diào)溫動(dòng)物室，每天12 h燈光照明(平均照明度是5 lux)，12 h黑暗；動(dòng)物在這種環(huán)境中適應(yīng)14 d，直到6周齡用于實(shí)驗(yàn)。所有大鼠都按ARVO的眼、視光學(xué)研究條例進(jìn)行飼養(yǎng)和實(shí)驗(yàn)操作。所有動(dòng)物右眼活體暴露于UVR-B，1 w以后宰殺進(jìn)行光散射測(cè)定。

1.2實(shí)驗(yàn)設(shè)備 輻射光來(lái)自350 W的高壓銀汞燈，直射出輻射線首先經(jīng)過(guò)水冷卻，經(jīng)過(guò)兩個(gè)單色器( λmax=300 nm with 10.1 nm full width at half maximum 〔FWHM〕;λmax = 310 nm with 13.5 nm FWHM )，最后輻射光照在角膜上。在角膜水平，輻射光被熱電器(model 7101;Oriel,Stratford,CT)測(cè)量。美國(guó)國(guó)家計(jì)量局建立熱電器測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)。

1.3實(shí)驗(yàn)過(guò)程每只大鼠以95 mg/kg ketamine和14 mg/kg xylazine混合腹腔注射麻醉，5 min后，1%散瞳劑tropicamide一滴滴雙眼。5 min后，固定動(dòng)物右眼上下眼瞼，右眼暴露于UVR-B。1 w后以過(guò)量CO2致死大鼠，剜出雙眼，取出晶體置于平衡鹽溶液中(BSS;Alcon,Ft.Worth,TX)。在顯微鏡下去除睫狀體，測(cè)量每個(gè)晶體光散射3次，并照相。

1.4實(shí)驗(yàn)分組 40只6周齡albino Sprague-Dawley母大鼠，隨機(jī)分成兩組。對(duì)照組中的每只大鼠右眼活體暴露于UVR-B 300 nm，劑量8 kJ/m2，時(shí)間70 min。觀察組中的每只大鼠右眼活體暴露于UVR-B 300 nm，劑量4 kJ/m2，時(shí)間35 min；然后同一只眼再暴露于UVR-B 310 nm，劑量42 kJ/m2，時(shí)間35 min。每只大鼠左眼沒有光暴露。

1.5統(tǒng)計(jì)學(xué)方法采用wilcoxon秩和檢驗(yàn)。

2結(jié)果

對(duì)照組的大鼠20只光暴露眼全部發(fā)生皮質(zhì)性白內(nèi)障，只有1例發(fā)生皮質(zhì)聯(lián)合核性白內(nèi)障。與觀察組比較，對(duì)照組近晶體赤道部發(fā)生嚴(yán)重的環(huán)形灰白色混濁。此外，20只光暴露眼還有晶體“人”狀縫輕微混濁，周邊皮質(zhì)灰白色楔形混濁。只有1例晶體除以上皮質(zhì)混濁外，還有核性混濁。觀察組的大鼠20只光暴露眼全部發(fā)生皮質(zhì)聯(lián)合核性白內(nèi)障，晶體赤道部發(fā)生嚴(yán)重較輕的環(huán)形混濁，周邊皮質(zhì)灰白色楔形混濁。非暴露眼晶體大多數(shù)透明。對(duì)照組組的只有1例非暴露眼晶體發(fā)生皮質(zhì)輕度混濁；觀察組有2例非暴露眼晶體發(fā)生皮質(zhì)輕度混濁。

3討論

大氣中臭氧層厚度與太陽(yáng)光中UVR-B的輻射強(qiáng)度密切相關(guān)。在最近的十年里，臭氧層的臭氧濃度減少。臭氧層每減少1%，將會(huì)導(dǎo)致世界上每年增加100 000～150 000例白內(nèi)障患者。Sprague-Dawley 大鼠在光損傷研究中，與人眼相比，它的角膜較薄，對(duì)UVR-B有更強(qiáng)的穿透性。

很多學(xué)者指出300 nm波長(zhǎng)左右的UVR-B是最易產(chǎn)生白內(nèi)障的波段〔1〕。晶體在這一波段有最大的敏感性，所以本研究選擇同一只眼聯(lián)合暴露于UVR-B 300 nm和UVR-B 310 nm。因?yàn)閁VR-B 310 nm生物學(xué)效率低，UVR-B 310 nm劑量42 kJ/m2與UVR-B 300 nm 4 kJ/m2的劑量，在暴露時(shí)間同是35 min時(shí)的生物學(xué)效率相當(dāng)〔1〕。所以，在計(jì)算上與另一組UVR-B 300 nm劑量8 kJ/m2，暴露時(shí)間70 min的生物學(xué)效率才能相近。這是本研究實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的原因。

聯(lián)合UVR-B 300 nm和UVR-B 310 nm暴露組主要引起皮質(zhì)-核性白內(nèi)障，而另一組主要引起皮質(zhì)性白內(nèi)障。大部分流行病學(xué)和實(shí)驗(yàn)研究指出單一波段UVR與皮質(zhì)性白內(nèi)障具有明顯相關(guān)性〔2〕。但Neale等〔3〕指出太陽(yáng)光輻射與核性白內(nèi)障發(fā)生有關(guān)，尤其對(duì)于年輕人。Meyer等〔5〕發(fā)現(xiàn)UVR-B 300 nm偶爾會(huì)誘發(fā)C57 BL/6小鼠的核性白內(nèi)障。

本研究中白內(nèi)障的形態(tài)學(xué)特點(diǎn)提示UVR-B 300 nm和UVR-B 310 nm相干作用可能對(duì)晶體的γ球蛋白有較強(qiáng)的損傷。老年核性白內(nèi)障的形成主要是由于晶體既是一個(gè)“開放”的系統(tǒng)又是“封閉” 的系統(tǒng)，即隨著細(xì)胞的老化，衰老的細(xì)胞被分化更新的細(xì)胞所替代，衰老細(xì)胞的組織成分將一生保留，被包埋在晶體核部，它失去細(xì)胞器、細(xì)胞核，代謝越來(lái)越緩慢，蛋白聚合，晶體內(nèi)非水溶性γ蛋白增加，形成老化的晶體核。所以，UVR-B 300 nm和UVR-B 310 nm相干作用可能對(duì)晶體的γ球蛋白有較強(qiáng)的損傷，而導(dǎo)致老年核性白內(nèi)障的發(fā)生。

老年性白內(nèi)障有三種類型：皮質(zhì)性、核性和后囊下白內(nèi)障。很多患者可同時(shí)存在一種以上的類型。據(jù)流行病學(xué)研究顯示，UVR與皮質(zhì)性白內(nèi)障具有明顯相關(guān)性〔2〕；吸煙引起核性白內(nèi)障是17%〔2〕。另外，核性白內(nèi)障還與種族、鎮(zhèn)痛藥的濫用、家族史等有關(guān)。核性白內(nèi)障經(jīng)常合并后囊下白內(nèi)障〔6〕。Meyer等〔5,7,8〕最近發(fā)現(xiàn)UVR與核性白內(nèi)障的發(fā)生有關(guān)。

老年性白內(nèi)障的發(fā)生與多種原因有關(guān)。WHO組織估計(jì)UVR引起20%的白內(nèi)障〔6〕。隨著臭氧層厚度減低，達(dá)到地球表面的UVR明顯增加，這樣明顯增加UVR誘發(fā)的白內(nèi)障。

本研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)不同波長(zhǎng)UVR-B相干作用與皮質(zhì)-核性白內(nèi)障發(fā)生具有明顯相關(guān)性。這也暗示UVR-B相干作用與老年核性白內(nèi)障發(fā)生有顯著關(guān)聯(lián)， UVR-B 310 nm高劑量長(zhǎng)時(shí)間暴露可能對(duì)晶體的γ球蛋白有較強(qiáng)的損傷，但是還有待于進(jìn)一步大樣本的研究。

4參考文獻(xiàn)

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〔2014-04-17修回〕

(編輯徐杰)