作者：侯豹可 張作明 顧永昊 李莉 郭群

【關鍵詞】 明適應

Effects of different stimulus frequency and intensity on rat light adaptation flicker electrophysiology

【Abstract】 AIM: To explore the exact parameters (frequency and intensity of stimulus) which can isolate cone system electroretinogram (ERG) bwave under light adaptation in SD rats and to provide some clues for further study. METHODS: With RETIscan system， lightadapted ERG from SD albino rats were obtained. Eight frequencies (0.1， 0.5， 5.0， 10.0， 15.0， 20.0， 25.0 and 30.0 Hz) and seven intensities (0.11， 0.35， 1.10， 3.50， 11.00， 35.00 and 110.00 cd?s?m-2) were used. The intensity of adapting field luminance was 37.00 cd?s?m-2 and the adaptation time was 10 min. RESULTS: In the condition of lowfrequencies（0.1， 0.5， 5.0 Hz）， there was rod system intrusion and steady wave could not be recorded on the highfrequencies（25.0， 30.0 Hz）. No significant difference was found in the implicit times of different stimulus intensities but the amplitudes all had a tendency of increasing first and then decreasing， and reached the peak when the intensity was 3.50 cd?s?m-2. CONCLUSION: When the stimulus frequency is between 15.0 and 20.0 Hz and the intensity is 3.50 cd?s?m-2， the function of cone system can be well isolated on lightadapted ERG in SD rats.

【Keywords】 light adaptation; ERG; frequency; intensity; rats

【摘要】 目的： 探索明適應狀態下分離視錐系統反映的相關參數（刺激光頻率、刺激光強度），為SD大鼠明適應視網膜電圖的b波測定提供參考. 方法： 采用RETIscan系統使用8種不同頻率(0.1， 0.5， 5.0， 10.0， 15.0， 20.0， 25.0， 30.0 Hz)及7種不同光強(0.11， 0.35， 1.10， 3.50， 11.00， 35.00， 110.00 cd?s?m-2)檢查SD大鼠明適應ERG. 背景光強37.00 cd?s?m-2，明適應時間為10 min. 結果：SD大鼠明適應ERG，低頻時（0.1， 0.5， 5.0 Hz）波形中含有視桿系統成分，高頻時（25.0， 30.0 Hz）波形不穩定. 不同光強下潛伏期改變不大，幅值先升高后降低，在3.50 cd?s?m-2時達到最高值. 結論： 在大鼠明適應閃光ERG檢查中，應用15.0～20.0 Hz，3.50 cd?s?m-2的刺激光可以很好地分離出視錐系統功能.

【關鍵詞】 明適應；視網膜電圖；頻率；光強；大鼠

0引言

明適應視網膜電圖中含有視桿系統的成分，如何能夠將視錐與視桿系統的反應分離開來，從而分別評價兩種系統的功能變化是當前視覺電生理學研究領域的一個重點. 大鼠的視網膜感光細胞構成與人類不同，其中視錐細胞僅占1%-3％［1］，ERG的波形與人類有一定的差異. 大鼠因體型適中，易飼養，傳代時間短，遺傳背景清楚而成為重要的實驗動物之一，也是眼科常用的實驗動物. 為選擇合理的實驗參數評價大鼠視網膜錐體系統的功能變化， 我們觀察了不同刺激光頻率和光強對SD大鼠明適應視網膜電圖的影響.

1材料和方法

1.1材料二級成年雄性SD大鼠40只（由第四軍醫大學實驗動物中心提供）. 約8 wk齡，體質量240~260 g. 外眼和檢眼鏡檢查屈光間質清晰. 予以12 h明暗交替光照，不限食水，室溫22~26℃條件下適應性飼養1 wk后進行實驗. 隨機分為8個實驗組，每組5只大鼠，測量不同刺激光頻率下明適應視網膜電圖，間隔3 d后，隨機抽取35支大鼠，分為7組，測量不同刺激光強的明適應視網膜電圖.

1.2方法明適應視網膜電圖（light adaptation electroretionograph）采用我實驗室建立的大鼠視覺電生理學實驗方法［2］. 采用RETIscan系統（Roland Consult， 德國）. 大鼠在背景光強37.00 cd?s?m-2下明適應10 min，分別記錄刺激頻率為0.1， 0.5， 5.0， 10.0， 15.0， 20.0， 25.0和30.0 Hz（光強3.50 cd?s?m-2），刺激光強為0.11， 0.35， 1.10， 3.50， 11.00， 35.00和110.00 cd?s?m-2（頻率20.0 Hz）時的明適應視網膜電圖.

數據測量和處理：應用RETIscan系統（Roland Consult， 德國）進行波形幅值和潛伏期的測量，測量所得數據用x±s表示，Origin 7.0做統計圖.

2結果

2.1刺激光頻率對明適應ERG的影響頻率低于20.0 Hz時均能記錄到穩定的波形（Fig 1），在0.1， 0.5， 5.0 Hz組只有一個主波，在10.0 Hz組為兩個穩定的正向波，隨著刺激光頻率增加正向波數目增加. 當頻率高于25.0 Hz時記錄不到穩定的波形. 在閃光ERG中不同刺激光頻率P1波幅值有所改變(Fig 2). 頻率較低時P1波幅值先下降而后上升，在5.0 Hz組達到最高值（99±25） μV. 高于5.0 Hz后，P1波幅值隨刺激光頻率增高而降低. 在較高頻率時（25.0， 30.0 Hz）波型幅值已經降到很低［25.0 Hz時（28±2）μV，30.0 Hz時(13±2)μV］，并且波形不完整.

圖1－圖2 (略)

2.2刺激光光強對明適應ERG的影響低光強（0.11， 0.35 cd?s?m-2）或高光強（35.0， 110.0 cd?s?m-2）時均不能析出完整的波形(Fig 3). 不同刺激光強度下各組的P1波潛伏期比較穩定而幅值發生規律性變化（Fig 4 A， B）：在低光強時幅值隨光強增加是升高的，光強為3.50 cd?s?m-2組幅值達到最高點（36±5）μV，隨后逐漸下降.

圖3－圖4 (略) 3討論

大鼠是研究視網膜病變的重要實驗動物模型，其多種眼底疾病模型為研究致病機制供了方便，也為相應治療藥物、治療方法的研究提供了依據. 視網膜電圖可以檢查大鼠視網膜各層功能的改變，是視網膜功能檢測的重要指標之一. 本次試驗的目的就是探索分離視錐系統功能的最佳參數［3］（刺激光頻率、刺激光強度），為以后大鼠視錐細胞反應的記錄提供依據.

明適應條件下刺激光參數（頻率、光強）的不同引起視網膜電圖改變是視桿視錐兩個系統相互影響的結果，且和視紫紅質的生化改變有關［4］，而視紫紅質的改變又和鈣通道的開閉、Ca+轉運有著密切的聯系［5］. Lange等［6］認為明適應狀態還和視網膜外神經環路有關. 視桿細胞通過軸突與水平細胞和雙極細胞連接，視桿的信息通過旁通路可以影響到視錐系統功能［7］. 由于視桿細胞對低頻光刺激比高頻敏感，故在本次試驗中低頻（≤10 Hz）時視桿系統的活動會夾雜在反應中，頻率不斷升高所含的視桿功能越來越少(Fig 3). 但當頻率過高（≥25 Hz）后不能記錄到穩定的波型，并且幅值很低（Fig 2）.

在改變刺激光強度后幅值發生規律性變化，在光強小于3.5 cd?s?m-2時，幅值隨光強增加而增加. Granit在蛙眼進行的相關研究表明，如果去除視桿系統對視錐系統的抑制，明適應閃光ERG的幅值是增加的. Miyake等［8］也認為在人類明適應閃光ERG中去除視桿系統的影響會使幅值增高，本次試驗結果與這些研究相符合.

通過本次試驗可以認為在大鼠明適應閃爍ERG檢查中，應用15～20 Hz，3.5 cd?s?m-2的刺激光可以較好的分離出視錐系統功能.

［1］ Szel A， Rohlich P. Two cone types of rat retina detected by antivisual pigment antibodies ［J］. Exp Eye Res， 1992; 55:47-52.

［2］ Gu YH， Zhang ZM， Li L. Electrophysiological changes of streptoaotocininduced diabetic rats in early stage ［J］. Disi Junyi Daxue Xuebao (J Fourth Mil Med Univ)， 2002; 23(11): 990-993.

［3］Gu YH， Zhang ZM， Hou BK， Guo Q， Li L， Long T. Properties of rat cone response during light adaptation［J］. Disi Junyi Daxue Xuebao (J Fourth Mil Med Univ)， 2002; 24(19): 1777-1779

［4］ Alexander KR， Fishman GA. Rodcone interaction in flicker perimetry ［J］. Br J Ophthalmol， 1984; 68(5):303-309.

［5］ EN Pugh Jr， S Nikonov， TD Lamb. Molecular mechanisms of vertebrate photoreceptor lightadaptation ［J］. Current Opinion Neurobio， 1999; 9:410-418.

［6］ Lange G， Denny N， Frumkes TE. Suppressive rodcone interactions: evidence for separate retinal (temporal) and extraretinal (spatial) mechanism in achromatic vision ［J］. Invest Opt Soc Am A， 1997; 14: 2487-2498.

［7］ Richard HM. The fundamental plan of retina［J］. Nat Neurosci， 2001; 4: 877-886.

［8］ Miyake Y， Horiguchi M， Ota I， Shiroyama N.Characteristic ERG flicker anomaly in incomplete congenital stationary night blindness ［J］. Invest Ophthalmol Vis Res， 1987; 28: 1816-1822.