正常大鼠暗适应视网膜电图b波的光强-振幅曲线的观察
发表时间：2009-11-02 浏览次数：559次
正常大鼠暗适应视网膜电图b波的光强-振幅曲线的观察作者：戴旭锋，刘晓玲，赵惠玲 作者单位：温州医学院眼视光学院，浙江 温州 325027 【摘要】 目的 观察正常SD大鼠暗适应视网膜电图b波光强—振幅曲线的特点。方法 取完全暗适应状态SD大鼠12只。利用中性滤光片降低全视野刺激器固有光强度，按0.5个对数单位的间隔衰减得到7档(分别为-5.0、-4.5、-4.0、-3.5、-3.0、-2.5和-2.0 log cd·s·m-2)，采用RETI-scan系统，自制的银环角膜电极和不锈钢针状电极，记录暗适应系列光视网膜电图。采用Naka-Rushton方法分析b波的强度—反应函数。结果 b波阈强度为-4.5 log cd·s·m-2，饱和强度为-2.5 log cd·s·m-2。当刺激强度在-5.0～-2.0 log cd·s·m-2范围时，b波光强—振幅曲线呈“S”型，符合Naka-Rushton等式；其中有两个重要参数(Rmax，I50)分别代表b波饱和幅值和产生1/2该幅值的刺激强度，本实验中Rmax为(721.2±89.5)μV，I50为(-3.30±0.36)log cd·s·m-2。上述参数与人类正常值相比差异明显。结论 大鼠视网膜反应特性与人类存在较大差异，应用视网膜电图b波光强—反应函数来评价其杆体系统功能时选择合适的刺激参数非常重要。 【关键词】 视网膜电图；SD大鼠；光强—反应函数 The luminance response function of the electroretinogram of the dark-adapted SD rat DAI Xufeng*， LIU Xiaoling*， ZHAO Huiling. School of Ophthalmology and Optometry， Wenzhou Medical College， Wenzhou China， 325027 ［Abstract］ Objective To investigate the b-wave luminance response function of the scotopic electroretinogram in the normal SD rat. Methods Twelve dark-adapted SD rat eyes were included in the experiment. An original Ganzfeld light was spectrally filtered with a 500-nm interference filter to produce flashes that varied in intensity from -5.0～-2.0 log cd·s·m-2. ERGs to a series of flashes ranging in the intensities mentioned above were recorded with a RETI port system， silver loop electrode and stainless steel needle electrode. The Naka-Rushton equation was used to describe the b-wave luminance response function. Results The intensity that provided the b-wave threshold response and saturation measured -4.5 and -2.5 log cd·s·m-2， respectively. The b-wave amplitudes were plotted as an S-shaped curve with an increase in intensity from -5.0 to -2.0 log cd·s·m-2. The relationship between them could be plotted using a hyperbolic saturation function (Naka-Rushton function). The model yielded 2 often-used parameters， Rmax and scotopic I50， representing the asymptotic b wave amplitude and the intensity that provided half saturation. In this experiment， Rmax measured (721.2±89.5)?滋V and I50 measured (-3.30±0.36) log cd·s·m-2. Conclusion The electrophysiological characteristics of the rat are different from humans. Thus proper stimulation intensities must be adopted when using b-wave luminance response functions to evaluate the retina of the rat. ［Key words］ eletroretinogram； SD rat； intensity response function 视网膜电图(electroretinogram，ERG)是视网膜电活动的总体反映，其中b波振幅最有代表性。由于b波的衡量标准属于一维测量，其正常范围与异常范围重叠程度较大，使其在临床和科研上的应用受到了很大限制。近年来电生理工作者对b波的光强—反应曲线及方程产生了浓厚兴趣，研究发现该方程中的相关参数可提供有关视网膜功能的更丰富信息，为临床应用提供了新的诊断指标。本研究采用Naka-Rushton方法分析了正常SD大鼠暗适应ERG b波光强—反应曲线，为今后的实验研究提供参考。1 材料与方法 1.1 动物 清洁级成年SD大鼠12只(温州医学院实验动物中心提供，雌雄不限)，体重为250～300 g。外眼和检眼镜检查屈光间质清晰，眼底无异常。予以12 h明-暗交替光照，不限食水，在室温18～23℃条件下饲养。 1.2 ERG检查方法 实验前大鼠暗适应12 h；在暗红光条件下用0.5%复方托吡卡胺滴眼液散瞳，0.5%丁卡因角膜表面麻醉；用速眠新Ⅱ注射液(0.8 ml/kg)肌肉麻醉，全麻后使其俯卧于立式支架的平台上，用特制支架进行固定，棉签揩干结膜囊。自制电极，其中记录电极由细银丝制成，分环和柄两部分，环部与角膜充分接触；参考电极和接地电极用不锈钢针制成，参考电极置于同侧颊部皮下，接地电极位于尾部皮下。 1.3 刺激条件 使用Ganzfeld Q400刺激器（ROLAND，德国），闪光强度分为7档，分别为-5.0、-4.5、-4.0、-3.5、-3.0、-2.5和-2.0 log cd·s·m-2（0.00003，0.0001，0.0003，0.001，0.003，0.01和0.03 cd·s·m-2），前5档强度通过人工放置自制中性滤光片获得（滤光片粘贴于刺激光源前）。白色闪光的色温为7000 K，实验时予以不同光强的光刺激，刺激间隔为1 min，通频带设为1~100 Hz，分析时间250 ms。 1.4 统计学方法 b波幅值用x±s表示，采用Naka-Rushton方法分析SD大鼠暗适应ERG b波光强—振幅曲线，计算出Rmax（b波饱和幅值）和I50（产生1/2饱和幅值时对应的刺激强度）。2 结果 本实验利用一组强度从弱到强逐渐递增的闪光刺激SD大鼠暗适应视网膜，记录到ERG为一单纯的b波，波形光滑，其阈强度为-4.5 log cd·s·m-2，随着光强的增大，b波反应幅值逐渐增大，当刺激强度为-2.5 log cd·s·m-2时幅值趋向饱和(见表1，图1)。b波的这种光强和振幅间的关系可用一个光强—振幅曲线来表示，该曲线呈“S”形，通过Naka-Rushton方法分析，可以得到两个重要参数Rmax和I50，本实验中Rmax为(721.2±89.5)μV，I50为(-3.30±0.36)log cd·s·m-2(见图2)。3 讨论 视网膜电图的研究已有100余年的历史，各观察指标中以b波振幅最具有代表性。然而该指标也有其一定的局限性，人们早就发现ERG b波振幅的生理与病理值重叠较大，因此使其在临床和科研中的应用受到影响。为了解决这一问题，电生理工作者进行了深入的研究。Fulton(1978)首先观察了b波振幅和刺激光强的函数关系，绘制出其“S”型回归曲线，并认为从系列光ERG可获得有关视网膜功能更丰富的信息。Arden(1983)等进一步研究表明，暗适应ERG b波振幅和刺激光强的函数关系符合Naka-Rushton等式：R/Rmax=In /(In+Kn)[1]。式中R是刺激光强为I时的b波振幅，Rmax为饱和幅值，K是半饱和常数，log K即I50，代表反应振幅为饱和振幅1/2时对应的刺激光强度[2]，n是曲线斜率。以上参数中以Rmax和log K(I50)最为常用，各自代表了视网膜电活动的不同特性，为临床和科研提供了新的观察指标[3-4]。Rmax与光感受器对刺激的反应性有关，任何使视网膜反应降低的因素都将使Naka-Rushton函数曲线垂直下移。I50和视网膜敏感度有关，许多玻璃体和视网膜疾病都可以引起I50增大，使整个函数曲线向右移位，此时说明视网膜敏感性降低。人们发现，进行Naka-Rushton函数分析是总结大组数据的一种简便的方法，该方法既适用于描述分离的光感受器反应，也适用于叙述整个视网膜的功能变化[5-6]。 SD大鼠是眼科常用的实验动物，在许多眼科疾病的基础和应用研究课题中， 都将其作为首选的模型动物。但是对SD大鼠ERG b波光强—反应曲线的研究却较少报道，原因可能与理想的光强范围较难获得有关。本实验发现，SD大鼠暗适应b波的阈强度为-4.5 log cd·s·m-2，随着光强的增大，反应幅值逐渐增大，当刺激强度为-2.5 log cd·s·m-2时b波幅值趋向饱和。据文献报道，人类b波的阈强度为-3.5 log cd·s·m-2左右，饱和强度为-1.5 log cd·s·m-2左右[7]。上述差异提示，要得到适合SD大鼠的光强范围，需要对滤光片的滤过率提出更高的要求。本实验中使用的自制中性滤光片由68层白色半透明薄膜叠加而成，经检测该滤光片透光率为0.33%，即能有效降低光强度2.5 log cd·s·m-2，且不改变刺激光波长。实验前将滤光片粘贴于Ganzfeld刺激光源前，低强度刺激结束后，取下滤光片进行高强度闪光刺激，于是可以得到一组从-5.0～-2.0 log cd·s·m-2的从弱到强逐渐递增的刺激光，在该强度范围内，暗适应b波光强—振幅曲线呈“S”形，通过Naka-Rushton方法分析，发现SD大鼠Rmax为(721.2±89.5)?滋V，I50为(-3.30±0.36)log cd·s·m-2。国内高永峰等[8]对20例(30眼)正常人的Naka-Rushton等式进行了二次导数分析，获得Rmax和I50两个参数的正常值为(503.96±96.00)μV和(-2.20±0.24)log cd·s·m-2。上述差异提示，大鼠视网膜杆体系统的信号明显强于人类，敏感度也高于人类。这可能与SD大鼠属于啮齿类动物，习惯于昼伏夜出，其视网膜以视杆系统占主导地位的特点有关。 因此，记录SD大鼠杆体系统光强—反应曲线时，刺激光强度控制在-4.5～-2.5 log cd·s·m-2最为合适。【参考文献】 [1] Arden GB， Carter RM， Hogg CR， et al. 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