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氢气对葡萄膜炎的影响

葡萄膜炎(Uveitis)是眼科领域中常见的一种疾病,容易复发,严重时可致盲。葡萄膜炎的发病机制较复杂,而氧化应激在其中起到一定作用。激素及免疫抑制剂是目前临床上改善葡萄膜炎常用的药物,但对于反复发作的葡萄膜炎,长期使用上述药物有时会给患者带来严重的副作用。

分子氢(molecular hydrogen,H2)是新近发现的一种抗氧化剂,具有选择性抗氧化、抗炎、抗凋亡等特性,对多种疾病起到一定的防治效果,具有潜在的临床应用价值。目前未见报道氢气对葡萄膜炎是否具有改善作用。内毒素诱导性葡萄膜炎是进行葡萄膜炎发病机制、药物改善等方面研究的常用动物模型,其发病机制也涉及氧化应激。因此,本实验采用内毒素诱导性大鼠葡萄膜炎模型,通过腹腔注射氢饱和生理盐水(氢水,HRS)和吸入氢气两种方式进行试验性改善,观察氢气对葡萄膜炎是否有改善作用,探索葡萄膜炎改善的新措施。

材料与方法:

实验一:健康成年雄性SD大鼠24只,随机分为正常组、模型组、激素组和氢水组,每组6只,于后三组大鼠后足足底皮下注射内毒素 1 mg/kg诱导葡萄膜炎。激素组于造模后立即腹腔注射地塞米松磷酸钠注射液1 mg/kg,氢水组于造模后立即腹腔注射氢水10 ml/kg,正常组和模型组不给予药物处理。四组于造模后24小时在裂隙灯下观察,并按葡萄膜炎体征进行量化评分;取房水进行房水蛋白定量,同时行眼球病理组织学检查,并对虹膜睫状体处浸润的炎症细胞进行计数。

实验二:健康成年雄性SD大鼠24只,随机分为正常组、模型组、激素组和氢水组,每组6只,于后三组大鼠后足足底皮下注射内毒素 1 mg/kg诱导葡萄膜炎。激素组于造模后立即腹腔注射地塞米松磷酸钠注射液1 mg/kg,氢水组于造模前1周每天一次以及造模后0,0.5,1,2,6,8,12小时腹腔注射氢水20 ml/kg。四组于造模后24小时在裂隙灯下观察,并按葡萄膜炎体征进行量化评分;取房水进行房水蛋白定量,并行眼球病理组织学检查,并对虹膜睫状体处浸润的炎性细胞进行计数。

实验三:健康成年雄性SD大鼠随机分为正常组、模型组、激素组和氢水组,于后三组大鼠后足足底皮下注射内毒素 1/8 mg/kg诱导葡萄膜炎。激素组于造模后立即腹腔注射地塞米松磷酸钠注射液1 mg/kg,氢水组于造模前1周每天一次以及造模后0,0.5,1,2,6,8,12,24小时和3周内每天一次腹腔注射氢水20 ml/kg。四组于造模后12,24,48,72,96小时在裂隙灯下观察,并按葡萄膜炎体征进行量化评分;并于造模后1,4,7,10,14和21天行视网膜电图检查、房水蛋白定量及眼球病理组织学检查,并对虹膜睫状体处浸润的炎性细胞进行计数。

实验四:健康成年雄性SD大鼠随机分为正常组、模型组、氮氧组(给予吸入66.7%氮气和33.3%氧气混合气体)和氢氧组(给予吸入66.7%氢气和33.3%氧气混合气体),于后三组大鼠后足足底皮下注射内毒素 1/8 mg/kg诱导葡萄膜炎。氮氧组、氢氧组于造模后0,1小时和3周内每天一次吸入相应混合气体1小时。四组于造模后12,24,48,72,96小时在裂隙灯下观察,并按葡萄膜炎体征进行量化评分;并于造模后1,4,7,10,14和21天行视网膜电图检查、房水蛋白定量及眼球病理组织学检查,并对虹膜睫状体处浸润的炎性细胞进行计数。

研究结果:实验一在本实验条件下,正常组大鼠眼部未见有葡萄膜炎体征,模型组大鼠在注射1 mg/kg 内毒素 24小时后眼部出现虹膜充血、房水闪辉以及前房积脓等典型葡萄膜炎体征,量化评分为6.00±0.37分,虹膜睫状体处炎症细胞计数为200.33±10.54个,房水蛋白总量为21.17±4.15 mg/ml,各指标相对于正常组大鼠(0.17±0.11分,0.67±0.21个和0.48±0.05 mg/ml)均明显升高,差异均有统计学意义(P<0.01),表明疾病模型建立成功。

氢水组大鼠有明显的葡萄膜炎体征,裂隙灯下葡萄膜炎体征量化评分、炎症细胞计数分别为5.50±0.29分和198.50±8.73个,与模型组对应指标间差异均未见统计学意义;氢水组房水蛋白总量为14.65±2.95 mg/ml,较模型组低,但二者间差异无统计学意义。

实验二氢水组大鼠葡萄膜炎炎症程度与模型组相似,两组裂隙灯下葡萄膜炎体征量化评分、炎症细胞计数分别为5.58±0.35和5.61±0.44分,189.50±13.93和192.33±9.45个,两组数据间差异均无统计学意义;氢水组房水蛋白总量较模型组低(分别为12.17±3.23和16.60±2.30 mg/ml),但差异无统计学意义。

实验三模型组大鼠在注射1/8 mg/kg 内毒素 24小时后出现典型的葡萄膜炎体征,量化评分为3.82±0.40分,虹膜睫状体处炎症细胞计数为143.33±10.54个,房水蛋白总量为4.44±0.05 mg/ml,各指标均较之前注射1 mg/kg 内毒素诱导的模型减轻,差异均有统计学意义(P<0.05),表明减少内毒素的剂量能适当减轻EIU模型的炎症程度;氢水组大鼠葡萄膜炎炎症程度与模型组相似,96小时内各时间点裂隙灯下葡萄膜炎体征量化评分、21天内虹膜睫状体炎症细胞计数与模型组间差异均未见统计学意义;氢水组24小时房水蛋白总量为3.57±0.19 mg/ml,较模型组低,差异有统计学意义(P<0.05);氢水组造模后4到14天内视网膜电图暗适应3.0反应b波潜伏期较模型组小,但差异均未见统计学意义。

实验四氢氧组大鼠葡萄膜炎炎症程度与模型组、氮氧组相似,三组各时间点裂隙灯下葡萄膜炎体征量化评分、虹膜睫状体处炎症细胞计数间差异未见有统计学意义);氢氧组24小时房水蛋白总量较模型组和氮氧组低(分别为3.34±0.46,4.47±0.12和4.28±0.08 mg/ml),氢氧组与后两组间差异均有统计学意义(P<0.05);三组间21天内视网膜电图暗适应3.0反应b波潜伏期差异均无统计学意义。

研究结论:在本实验条件下,氢气对内毒素诱导性大鼠葡萄膜炎的眼部体征、病理组织学及视网膜功能改变没有明显减轻作用。这可能与氢气能选择性清除的羟自由基等强性氧自由基在EIU氧化应激中不占主导成分、大鼠眼内组织特别是葡萄膜对内毒素具有高敏感性有关。而氢气对房水蛋白升高有一定的抑制作用,可能与氢气在一定程度上抑制诱导房水蛋白渗出的炎症因子有关。

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