前言
眼作為人的感光器官,是一種復(fù)合光學(xué)系統(tǒng),正常眼球的屈光狀態(tài)我們稱為正視,正視是指在眼調(diào)節(jié)靜止時(shí),外界的平行光線通過眼屈光系統(tǒng)恰好聚焦在眼視網(wǎng)膜的黃斑中心凹的一種屈光狀態(tài)。那么此時(shí)若無法在黃斑中心凹聚焦時(shí)稱之為非正視,即屈光不正。在眼部所有屈光不正中,近視(myopia)是最常見的一種屈光不正狀態(tài)。眼球正視化的過程大多體現(xiàn)在角膜變平、晶狀體增厚、前房加深和眼軸增加使得屈光度數(shù)減小,正視化的過程是經(jīng)過反饋機(jī)制不斷調(diào)節(jié)使得視網(wǎng)膜平面與眼球焦點(diǎn)平面相適應(yīng)的過程,其依賴于有效的光刺激以及完整的反饋環(huán)路,人眼正視化過程約在7~9歲完成,性成熟在女性11~13歲、男14~16歲完成。在調(diào)節(jié)放松的狀態(tài)下,平行光線經(jīng)眼屈光系統(tǒng)聚焦到視網(wǎng)膜前方,這種屈光狀態(tài)稱之為近視。近視的發(fā)生受多種因素影響,主要是環(huán)境及遺傳因素的影響。近視不僅僅表現(xiàn)為屈光不正的狀態(tài),高度近視患者會(huì)合并有其他眼內(nèi)的病變,如:玻璃體混濁、豹紋狀眼底、近視黃斑出血或新生血管、視網(wǎng)膜周邊格子樣變性、視網(wǎng)膜囊樣變性及后鞏膜葡萄腫等。
近視是人類不可忽視的一種疾病,通過配鏡可矯正其屈光不正的狀態(tài),但是卻不能治療其眼底的改變,為了研究其發(fā)病機(jī)制以期從根本上治療近視,人們通過動(dòng)物模型對近視進(jìn)行研究,近視的動(dòng)物模型主要有形覺剝奪及加用凹面鏡遮蓋的方法。
在選擇實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的時(shí)候,不但要考慮實(shí)驗(yàn)操作方便以及易于飼養(yǎng),更要考慮實(shí)驗(yàn)動(dòng)物視覺系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及其正視化過程、近視發(fā)生發(fā)展與人類的相似性,既往人們曾使用雞、猴、小鼠、貓等動(dòng)物做為近視眼實(shí)驗(yàn)動(dòng)物模型,但雞眼球與人眼球的組織結(jié)構(gòu)存在較大的差異,現(xiàn)已少有人使用;猴飼養(yǎng)困難,成本高,雖然與人類親緣近,但是存在較多倫理問題,使用也較少;小鼠有較明確的近視眼家系,但其眼球調(diào)節(jié)方式與人類的有很大的不同;貓夜間用眼較多,與人類用眼習(xí)慣不同,人眼夜間使用后容易疲勞是近視眼發(fā)病的原因之一;近些年來,豚鼠作為近視眼動(dòng)物模型的使用越來越多。在選擇實(shí)驗(yàn)動(dòng)物作為近視眼的動(dòng)物模型時(shí)要多考慮實(shí)驗(yàn)動(dòng)物眼球發(fā)育階段及眼球調(diào)節(jié)機(jī)制的不同,并以此選擇不同的方法及干預(yù)時(shí)機(jī)。
使用帶狀光檢眼鏡或紅外線自動(dòng)驗(yàn)光儀均可穩(wěn)定測量實(shí)驗(yàn)動(dòng)物屈光度,驗(yàn)光前置于暗室1小時(shí)后再檢查,帶狀光檢眼鏡驗(yàn)光前需使用復(fù)方托比卡胺滴眼液散瞳,點(diǎn)眼5次,間隔5分鐘,點(diǎn)完1小時(shí)暗室中檢查。
雞:雞出生便開眼,正視化過程完成在8周左右,4個(gè)月完成性成熟。雞眼球球壁外層由軟骨層和纖維層構(gòu)成,近視發(fā)展過程中,眼軸的增加是由于軟骨層中蛋白多糖的合成增加所致,其眼軸的延長是一個(gè)主動(dòng)的過程,雞的睫狀肌屬于橫紋肌缺乏M受體調(diào)節(jié)機(jī)制,無黃斑中心凹結(jié)構(gòu)和視網(wǎng)膜的血液供應(yīng)系統(tǒng),以上情況可以看出雞眼調(diào)節(jié)及結(jié)構(gòu)均與人類不同,雞眼球延長及回退的機(jī)制與人類 不同。
小鼠:小鼠生后12~14天開眼,雄性4周、雌性6周達(dá)到性成熟。小鼠眼球據(jù)文獻(xiàn)報(bào)道其屈光介質(zhì)的光學(xué)性較差,其視力估計(jì)是人眼視力的1/100。眼內(nèi)結(jié)構(gòu)與人類相似,但其瞳孔比人類小,焦深大,其正視化機(jī)制對眼球發(fā)育的調(diào)控作用不大,而且小鼠的睫狀體無調(diào)節(jié)功能,調(diào)節(jié)機(jī)制與人類不相同。小鼠的眼球小,活體測量困難。白化小鼠眼內(nèi)色素缺失,眼軸延長在脈絡(luò)膜中的調(diào)節(jié)途徑無法驗(yàn)證。
獼猴:獼猴出生開眼,2年完成正視化,3年性成熟。猴眼的解剖、調(diào)節(jié)、視覺功能以及眼球大小與人類均很相似,眼底黃斑結(jié)構(gòu)、中心凹視錐細(xì)胞的密度與人類相似。猴眼具有立體覺、色覺,恒河猴的視覺系統(tǒng)發(fā)育與人類更為相似。猴眼軸每增加1mm,近視性漂移增加約3.7D,明顯大于人類的數(shù)值,其眼軸的延長是由于鞏膜細(xì)胞外基質(zhì)降解的作用。由于猴子眼睛與人類眼睛有這么多的相似之處,相較其他動(dòng)物而言實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)更為可靠。但猴子的飼養(yǎng)成本高,價(jià)格昂貴,存在多種人獸共患疾病,需要很復(fù)雜的倫理審核,大樣本實(shí)驗(yàn)難以開展。
豚鼠:豚鼠出生開眼,出生后呈現(xiàn)遠(yuǎn)視狀態(tài)(+5.00D左右)同人類相似,3周內(nèi)眼軸伸長迅速,11周完成正視化,豚鼠5月齡達(dá)到體成熟,但性早熟特征明顯,雄性70天、雌性30~45天性成熟。豚鼠視力較好,晶狀體、視網(wǎng)膜的解剖結(jié)構(gòu)及生理功能與人類相似。眼球較大利于測量眼軸長度,其近視的發(fā)展過程中眼軸的延長依賴于鞏膜基質(zhì)的降解與人類相似。是較理想的近視眼動(dòng)物模型。
樹鼩:樹鼩出生后16~24天開眼,正視化在2個(gè)月內(nèi)完成,3~4個(gè)月達(dá)到性成熟。樹鼩晝視力較好,眼球結(jié)構(gòu)與人類相似,但由于其主要是晝行,其視網(wǎng)膜以視錐細(xì)胞為主。樹鼩眼球較小,測量儀器需特殊設(shè)計(jì)。其近視發(fā)生過程中晶狀體變薄,鞏膜細(xì)胞外基質(zhì)降解變薄,眼軸延長。但樹鼩生活于云南,北方不易飼養(yǎng)且繁殖困難,樹鼩應(yīng)激反應(yīng)強(qiáng),難以配合實(shí)驗(yàn)。
部分造模方法
使用動(dòng)物:小鼠
【造模機(jī)制】:
使用各種方法使物像聚焦于視網(wǎng)膜的后方,使得眼球處于遠(yuǎn)視性光學(xué)離焦?fàn)顟B(tài)。通過調(diào)控機(jī)制(鞏膜、脈絡(luò)膜途徑)來調(diào)控眼軸的變化,使得眼軸代償增長。當(dāng)眼軸增長到離焦焦點(diǎn)時(shí)眼球才停止增長。有人認(rèn)為該模型利用鞏膜機(jī)制使得眼球鞏膜生長及后極部重構(gòu)加速,脈絡(luò)膜機(jī)制使得脈絡(luò)膜變薄、視網(wǎng)膜后移,從而造成近視眼狀態(tài),而當(dāng)物像清晰后正視化過程使得眼軸停止延長。
【造模方法】:
1.球鏡離焦法 將凹透鏡固定于動(dòng)物眼前,可選擇使用眼罩、面罩、手術(shù)縫合鏡片或者激光手術(shù)等方法造成實(shí)驗(yàn)動(dòng)物離焦。飼養(yǎng)動(dòng)物選擇正常光線,按照晝夜節(jié)律喂養(yǎng)。給剛開瞼的小鼠佩戴-10.00D的鏡片,在6周左右戴鏡眼出現(xiàn)-13.00D的軸性近視。給剛開眼豚鼠佩戴離焦鏡片后依據(jù)佩戴鏡片度數(shù)的不同,誘導(dǎo)出的近視度數(shù)也不相同,在佩戴-8.00D以內(nèi),眼軸的增長與鏡片度數(shù)呈線性正相關(guān),但也有學(xué)者認(rèn)為至少-6.00D的鏡片以上才能誘導(dǎo)出豚鼠的近視眼。
2.角膜散光法 散光也能造成物像離焦,并能形成模糊影像,有一定的形覺剝離的效果。使用至少大于2.00D的散光鏡片固定于剛開眼的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物眼前,或者是以手術(shù)的方法使實(shí)驗(yàn)動(dòng)物角膜產(chǎn)生高度的散光,約在2周后眼軸會(huì)變長。
3.限制視線距法 利用限制實(shí)驗(yàn)動(dòng)物視線的距離來模擬青少年后天獲得性近視。將幼年實(shí)驗(yàn)動(dòng)物放在狹小的地方飼養(yǎng),或者迫使其固定看近處從而造成近視眼的形成。將幼雞飼養(yǎng)于狹小花布覆蓋實(shí)驗(yàn)籠內(nèi)視距限制5~10cm,迫使其從砂中選取食物,飼養(yǎng)15周后產(chǎn)生不同程度的近視。將幼猴固定于看某近處(如地板)的姿勢,或使用頭罩限制其視距,每天數(shù)小時(shí),持續(xù)數(shù)月至1年可誘導(dǎo)出猴眼近視眼模型。
【模型特點(diǎn)】:
可造成不同度數(shù)的近視模型,該模型使用的離焦鏡片度數(shù)大致分為:①高度離焦鏡片(>-10.00D);②梯度離焦鏡片(-2.00~-10.00D,以2D為梯度)。研究顯示,屈光不正完全矯正后需要至少-6.00D的離焦鏡片才能誘導(dǎo)出顯著的近視狀態(tài)。
【模型評估和應(yīng)用】:
該模型中球鏡離焦法能夠選擇控制離焦度數(shù)從而控制實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的近視度 數(shù),是該模型的主要優(yōu)點(diǎn);其次,限制視距的方法模擬了青少年因大量近距離學(xué)習(xí)工作所產(chǎn)生的獲得性近視的發(fā)病機(jī)制也是其獨(dú)特之處。但使用該模型學(xué)者多使用單眼佩戴鏡片對側(cè)眼對照的方法,但是該情況往往造成屈光參差,單眼抑制發(fā)生與期望不符合;同時(shí),高度凹透鏡的離焦超出動(dòng)物的明視范圍也與我們期盼的使用調(diào)節(jié)導(dǎo)致調(diào)節(jié)疲勞所不符合。選擇離焦鏡片度數(shù)與產(chǎn)生的近視度數(shù)相關(guān), 豚鼠較優(yōu),其對低度離焦更為敏感。適用于近視眼發(fā)病機(jī)制的研究。
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