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1、1高半乳糖血症大鼠晶状体的病理改变作者：颜京霞，田艳霞，赵毓芳 【关键词】 半乳糖血症 【Abstract】 AIM: To observe the pathological changes in the lens of hypergalactosemia mice. METHODS: By intraperitoneal injection of galactose, the hypergalactosemia mice models were induced. The lens of the mice were enucleated and were observed by light m
2、icroscopy and electron microscopy in the early stage of the diseaseRESULTS: On the third day of hypergalactosemia induction, many vacuoles were observed in the epithelial cells of the lens by light microscopy, and the fibers were also observed to have been swollen. The electron microscopic examinati
3、on revealed that the gap junctions were destroyed on membranes of the epithelial cells of the lens and many vacuoles were observed in the plasma of the cells. CONCLUSION: Hypergalactosemia at the early period can cause lens opacity and finally lead to cataract. 【Keywords】 galactosemia; lens crystall
4、ine/pathology; 2rats 【摘要】 目的： 应用光学显微镜和电子显微镜研究高半乳糖血症幼鼠发病早期晶状体的病理改变，探讨高半乳糖血症发病过程中晶状体结构的改变过程. 方法： 应用 Wistar 大鼠幼鼠采用腹腔注射半乳糖的方法诱发高半乳糖血症，在发病早期阶段取晶状体，分别应用光学显微镜和电子显微镜观察晶状体结构的改变. 结果： Wistar 大鼠幼鼠在诱发高半乳糖血症后的 3 d 光镜即可见晶状体上皮细胞出现细胞内空泡，纤维肿胀. 电镜下可见细胞膜上的缝管连接异常，胞质内可见许多空泡样结构出现. 结论： 高半乳糖血症在发病早期即可导致晶体浑浊，最终引发白内障发生. 【关键词】
5、半乳糖血症；晶体/病理学；大鼠 0 引言 高半乳糖血症是一种由于酶缺陷造成的先天性糖代谢紊乱性疾病，属常染色隐性遗传病. 患者主要出现肝、肾、脑的损害，但眼部在发病早期即可出现晶状体浑浊，造成不可恢复的先天性白内障. 我们制备高半乳糖血症幼鼠模型，利用光学显微镜和电子显微镜观察发病早期幼鼠眼晶状体的病理改变，探讨糖性白内障的发病机制. 1 材料和方法 11 材料 Wistar 大鼠（购自中国医学科学院动物研究所动物培养中心）3. 100 g/L, 800 g/L 半乳糖溶液采用无菌蒸馏水加以配制，高压灭菌消毒. 22 日龄 Wistar 幼鼠提前断乳，腹腔注射 800 g/L 半乳糖溶液（20
6、 mL/kg, 1/d） ，当注射剂量达 mL/d 后，保持此注射剂量同时将饮用水改为 100 g/L 半乳糖溶液. 实验开始的 3 d 在裂隙灯下即可见大鼠晶状体前囊皮下有散在细小的空泡并逐渐向中心部扩展；7 d 裂隙灯下晶状体皮质混浊，周边部尤为明显；14 d 大鼠晶状体呈均匀一致的乳白色混浊. 12 方法 光镜样品制备常规 HE 染色. 电镜样品处理制备冷冻复型膜的晶状体，取材后先将完整的晶状体组织固定于 25 g/L 戊二醛内 6 h，然后以缓冲液清洗，于冷冻前 h 将晶状体切成小块，放入甘油生理盐水中进行防冰处理，而后将样品冷冻，放入型真空喷镀仪内进行断裂、蚀刻、喷铂、喷碳. 样品从
7、真空喷镀仪内取出后，用次氯酸钠液腐蚀组织，捞取复型膜，在日立型透射电镜观察，拍照. 制备超薄切片的样品，动物处死后立即取出晶状体放入 40 g/L 戊二醛溶液固定 2 h,然后将晶状体修整后放入样品杯中用磷酸缓冲液清洗 1 h,锇酸固定 1 h. 缓冲液冲洗后用丙酮逐级脱水，环氧树脂丙酮（ 11）浸泡 1 h，改用环氧树脂 丙酮（ ）浸泡过夜，包埋剂包埋 37 12 h， 45 12 h， 60 24 h， LKB8800 型超薄切片机切片 ,染色后, 在日立H600 型透射电镜观察 . 2 结果 421 光镜表现正常幼鼠晶状体纤维细胞为六边形细胞，位于晶状体浅层的细胞可见细胞核，但随着向晶状
8、体内深入，细胞的细胞核及细胞器逐渐减少到消失. 但晶状体纤维细胞之间排列非常紧密（Fig 1A）. 高半乳糖血症大鼠晶状体纤维细胞出现水肿，深层纤维之间出现裂隙. 浅层纤维细胞内出现大量的空泡样结构，使纤维细胞的结构被破坏，纤维之间的紧密排列变的紊乱（Fig 1B, C）. 22 电镜表现正常对照组幼鼠晶状体冷冻复型透射电镜观察在晶状体纤维的平整膜面和突起部位均可见缝管连接，与周围散在颗粒之间有较清楚分界，是由大量膜内颗粒规则排列构成的圆形或椭圆形斑块状结构，正常幼鼠晶状体纤维细胞间有大量大小不等的缝管连接，细胞质内颗粒均匀（Fig 2A） ，高半乳糖血症组大鼠晶状体纤维细胞膜膜内颗粒减少，细
9、胞间的缝管连接减少，构成缝管连接的颗粒分布不均匀，颗粒大小不等,与周围散在的膜内颗粒分界不清, 胞质内颗粒密度较低，分布不均匀（Fig 2B） ；超薄切片下可见细胞胞质内出现许多大小不均的空泡样结构（Fig 2C）. 3 讨论 许多研究表明，氧化性损伤是白内障发生之关键所在. 乳类食物中含有较多的乳糖，乳糖在消化管中被分解为葡萄糖和半乳糖. 半乳糖仍需进一步分解才能转化为葡萄糖为机体吸收利用. 高半乳糖血症的发生是由于半乳糖代谢通路中半乳糖尿苷转移酶，半乳糖激酶，或尿苷二磷酸半乳糖 4 表异构酶缺乏，使半乳糖衍生物不能转化为葡萄糖衍生物. 半乳糖通过旁路代谢形成甜醇，聚集于组织5器官内，引起器
10、官功能障碍1,2 . 另外，血液中半乳糖浓度越高，葡萄糖的浓度就越低，使细胞内能量产生减少，和氨基酸丢失，谷胱甘肽合成发生障碍 ，从而活性氧增加，巯基氧化，脂质过氧化加强. 在眼导致晶状体纤维细胞内蛋白质发生交联，形成不溶性的高分子量产物，引起各种酶失活，自由基所致的膜脂质过氧化可使纤维细胞膜受到损伤，生成大量有毒性脂质过氧化物，膜流动性降低，通透性增强，膜的受体、酶的活性和离子平衡发生改变3,4. 过氧化性损伤使晶状体膜的生理功能受到明显破坏 . 渗透压增高也是造成白内障的重要原因. 半乳糖性白内障发生，晶状体内糖醇含量的增加使细胞内渗透压升高,水分进入晶状体,引起晶状体纤维细胞内水分增加，
11、细胞内出现空泡样改变,晶状体纤维膨胀,在大鼠其他类型浑浊的晶状体也可以见到类似表现5,6 ，细胞膜的正常结构遭到破坏. 超微结构可见细胞之间连接结构破坏,缝管连接内颗粒排列紊乱，细胞内颗粒减少，细胞内部可见异常大量的空泡出现，最终导致晶状体混浊. 【参考文献】 1 Otsyula M, King MS, Ketcham TG, et al. Oxidative stress in rats after 60 days of hypergalactosemia or hyperglycemia J . Int J Toxicol, 2003;22(6):423-427. 2 Liu JH, Ho
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13、edi D, Srivastava S, et al. Lycopene attenuates oxidative stress induced experimental cataract development: An in vitro and in vivo study J. Nutrition, 2003; 19(9):794-799. 5 严宏，惠延年，黄晓峰，等. 大鼠硒性白内障晶状体的超微结构J. 第四军医大学学报，2003; 24（21）：1947-1949. Yan H, Hui YN, Huang XF, et al. Ultrastructure of the seleniteinduced cataract lenses in rats J. J Fourth Mil Med Univ, 2003;24(21):1947-1949. 6 Graw J, NeuhauserKlaus A, Klopp N, et al. Genetic and allelic heterogeneity of Cryg mutations in eight distinct forms of dominant cataract in the mouse J. Invest Ophthalmol Vis Sci, 2004;45(4):1202-1213.
