李亞萍 李光宇 齊麗莉 郝繼龍 孫大軍

(吉林大學第二醫(yī)院眼科醫(yī)院,吉林 長春 130041)

在最近的 10年里,臭氧層的臭氧濃度減少,使得太陽對地球表面的紫外線(ultraviolet radiation,UVR)輻射量增加〔1〕。老年性白內障是人類致盲的主要因素。近年來流行病學和實驗研究表明,UVR-B輻射與老年性白內障的發(fā)生密切相關。目前為止,單一波長 UVR-B輻射誘導的白內障特點已有很多報道〔2,3〕。人類每天同時接受不同波長的 UVR-B照射,但不同波長 UVR-B相干作用引起的白內障尚未見報道。本實驗旨在探討不同波長 UVR-B相干作用引起的白內障特點和生物學效應。

1 資料與方法

1.1 實驗動物與設備 所有 albino Sprague-Dawley母大鼠購自(M＆B Denmark),保存在可調溫動物室,動物室每天 12 h燈光照明(平均照明度是 5 lx),12 h黑暗;動物在此種環(huán)境中適應 14 d,直到 6周齡用于實驗。所有大鼠都按 ARVO的眼、視光學研究條例進行飼養(yǎng)和實驗操作。所有動物右眼活體暴露于 UVR-B,1 w以后處死進行光散射測定。輻射光來自于 350 W的高壓銀汞燈,直射出的輻射線首先經(jīng)過水冷卻,然后經(jīng)過兩個單色器(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〔4〕。在角膜水平,輻射光被熱電器(model 7101;Oriel,Stratford,CT)測量。美國國家計量局建立熱電器測量標準。光散射測量 L光分布儀表測量光散射強度〔5〕,此儀表用標準暗箱照明。光線與水平面成 45°角穿透被測物,光聚焦在光電二極管上。如果物體有光散射,這部分光將聚焦在光電二極管上,并發(fā)出信號。脂質感光乳劑 diazepam(Diazemuls;KabiVitrum,Stockholm,Sweden)被用于作為光散射計算標準。因此,光散射的強度單位是tEDC(transformed equivalent diazepam concentration,tEDC)〔5〕。

1.2 方法

1.2.1 實驗過程 每只大鼠以 95mg/kg ketamine和14mg/kg xylazine混合腹腔注射麻醉〔6〕,5 min后,1%散瞳劑 tropicamide 1滴滴雙眼。5 min后,固定動物右眼上下眼瞼,右眼暴露于UVR-B 70 min。 1w后以過量的 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,測量每個晶體光散射 3次,并照相。

1.2.2 實驗設計 40只 6周齡albino Sprague-Dawley母大鼠,隨機分成 2組。一組中的每只大鼠右眼活體暴露于 UVR-B-300nm,劑量 8k J/m2,時間 70min。另一組中的每只大鼠右眼活體暴露于 UVR-B-300 nm,劑量 4 kJ/m2,時間 35 min;然后同一只眼再暴露于 UVR-B-310 nm,劑量 42 kJ/m2,時間 35 min。每只大鼠左眼沒有光暴露。每只眼光散射測定 3次。

1.3 統(tǒng)計學方法 采用Wilcoxon秩和檢驗。

2 結 果

晶體光散射強度見圖1。兩組比較光散射強度具有明顯差異。UVR-B-300 nm,劑量 8 kJ/m2,時間 70 min組的 UVR-B生物學效應較另外一組小(t=2.56,t(approx.)32;0.975=2.04)。

圖1 兩組晶體光散射強度比較

3 討 論

大氣中臭氧層厚度與太陽光中 UVR-B的輻射強度密切相關。在最近的 10年里,臭氧層的臭氧濃度減少〔7,8〕。臭氧層每減少 1%,將會導致世界上每年增加 100 000～150 000例白內障患者。UVR-B的眼輻射取決于它的波長、強度、暴露時間和暴露方式。單一波段 UVR-B的生物學效應和白內障特點已經(jīng)很清楚,但不同波段 UVR-B相干作用引起的生物學效應并不為人們所知?？墒聦嵣?人類每天同時接受不同波長的UVR-B照射。所以研究不同波段 UVR-B相干作用,對預防白內障具有重要意義。

很多學者已經(jīng)指出 300 nm波長左右的 UVR-B是最易產(chǎn)生白內障的波段〔2,3〕。因為晶體在這一波段上有最大的敏感性,所以本研究選擇同一只眼聯(lián)合暴露于UVR-B-300 nm(劑量4 k J/m2,時 間 35 min)和 UVR-B-310 nm(劑 量42.012 39k J/m2,時間 35 min)下。因為 UVR-B-310nm的生物學效率是低的,UVR-B-310 nm在劑量 42 kJ/m2與 UVR-B-300nm 4 kJ/m2的劑量,暴露時間同是 35 min時的生物學效率在計算上是相當?shù)摹?〕。這樣,在計算上與另一組的 UVR-B 300nm(劑量8 kJ/m2,暴露時間 70 min)的生物學效率才能相近。這是本研究采用如此實驗設計的原因。

但實驗結果顯示,兩組UVR-B暴露后生物學效應有明顯差異。聯(lián)合UVR-B-300 nm和UVR-B-310 nm暴露的生物學效應要強,但兩組數(shù)值較接近。本結果與本實驗的生物學效率理論設計較接近。即 UVR-B-300 nm波段的生物學效應強。在相同的暴露時間下,UVR-B-310 nm暴露強度是 UVR-B-300 nm的10倍時,生物學效應才與UVR-B-300 nm接近。本研究還有待于進一步大樣本的研究。

1 Sliney DH.UV radiation ocular exposure dosimetry〔J〕.J Photochem Photobiol B,1995;31:69-77.

2 Merriam J,Lofgren S,Michael R,et al.An action spectrum for UV-B radiation in the rat lens〔J〕.Invest Ophtalmol Vis Sci,2000;41:2642-7.

3 Soderberg PG,Philipson BT.Unscheduled DNAsynthesisin lensepithelium after in vivo exposureto UV radiation in the 300nm wavelength region〔J〕.Acta Opthalmol(Copenh),1986;64:162-8.

4 Soderberg PG.Experimental cataract induced by ultraviolet radia-tion〔J〕.Acta Ophthalmol(Copenh),1990;68:1-77.

5 Soderberg PG,Chen E.An objective and rapid method for the determination of light dissemination in the lens〔J〕.Acta Ophthalmol(Copenh),1990;68:44-52.

6 Wixson SK,White WJ,Hughes HC.Acomparisonofpentobarbital,fentanyldroperidol,ketamine-diazepam anesthesia in adult malerats〔J〕.Lab Anim Sci,1987;37:726-30.

7 Mc Kenzie R.Increased summertime UV radiation in New Zealand in response to ozone loss〔J〕.Sciece,1999;285:1709-11.

8 Madronich S.Changes in biologically active ultraviolet radiation reaching the Earth′s surface〔J〕.J Photochem Photobiol B,1988;46:5-19.