Световая адаптация не предотвращает ранние нарушения сетчатки у крыс с диабетом

Научные отчеты, том 6, Номер статьи: 21075 (2016) Цитировать эту статью

1602 Доступа

12 цитат

2 Альтметрика

Подробности о метриках

Этиология диабетической ретинопатии (ДР), основной причины слепоты в развитых странах, остается спорной. Одна из гипотез утверждает, что гипоксия сетчатки, усугубляемая высоким потреблением O2 палочками фоторецепторов в темноте, является основной причиной ДР. Основываясь на этом предсказании, мы исследовали, можно ли облегчить ранние аномалии сетчатки у крыс с диабетом, вызванным стрептозотоцином, за счет предотвращения адаптации палочек к темноте. Крыс с диабетом и их однопометников, не страдающих диабетом, содержали в фотоцикле свет-тусклый свет продолжительностью 12:12 часов (30 люкс в течение дня и 3 люкс в ночное время). Прогрессирование ранних нарушений сетчатки у крыс с диабетом оценивали путем мониторинга b-волны ЭРГ и колебательных потенциалов, реактивного глиоза клеток Мюллера и гибели нейрональных клеток, что оценивалось с помощью окрашивания TUNEL и толщины сетчатки через 6 и 12 недель после индукции диабета. Содержание животных с диабетом при тусклом, адаптирующемся свете не замедляло прогрессирование этих нейрональных и глиальных изменений по сравнению с крысами с диабетом, которых содержали в стандартном фотоцикле свет-темнота 12:12 часов (30 люкс в течение дня и 0 люкс в ночное время). Наши результаты показывают, что нейрональные и глиальные аномалии на ранних стадиях диабета не усугубляются потреблением палочками фоторецепторов O2 в темноте.

Диабетическая ретинопатия (ДР) является серьезным осложнением диабета как 1-го, так и 2-го типа и ведущей причиной нарушений зрения и слепоты1. В условиях нынешней эпидемии диабета 2 типа ДР станет еще более серьезной проблемой здравоохранения в ближайшие десятилетия.

Начальные шаги, ведущие к ДР, до конца не выяснены. Одна из гипотез этиологии ДР состоит в том, что нарушение кровотока на ранних стадиях заболевания приводит к гипоксии сетчатки. Хотя данные о гипоксии при ДР противоречивы, некоторые исследования подтверждают эту гипотезу. В психофизических экспериментах на больных сахарным диабетом снижение контрастной чувствительности и снижение цветовосприятия восстанавливаются при вдыхании больными 100% О22,3. На животных моделях диабета маркировка пимонидазолом4, экспрессия индуцируемого гипоксией фактора-15 и интраретинальные профили РО2 у кошек с диабетом в течение 6 лет6 указывают на гипоксию сетчатки.

ГБ Арден предположил, что высокая метаболическая потребность фоторецепторов в темноте усугубляет гипоксию сетчатки и может быть основной причиной DR7. Он предположил, что предотвращение адаптации палочек к темноте, что значительно снизит их метаболические потребности, может уменьшить гипоксию и замедлить прогрессирование ДР. В подтверждение этой гипотезы Арден в предварительных исследованиях на пациентах с диабетом обнаружил, что воздействие света в ночное время для предотвращения адаптации палочек к темноте приводит к улучшению зрительной функции и регрессу макулярного отека у пациентов с диабетом8,9.

Диабетическую ретинопатию традиционно рассматривают как заболевание сосудистой сети сетчатки. Однако имеются убедительные доказательства того, что дисфункция нейронов и глии предшествует явным сосудистым поражениям и играет роль в развитии DR10. Как у пациентов, так и на животных моделях диабета наблюдается потеря нейронов сетчатки на ранних стадиях прогрессирования заболевания11. Нейрональная дисфункция отражается в изменениях электроретинограммы (ЭРГ)12,13. Более того, в ответ на гипоксию сетчатки клетки Мюллера (основные глиальные клетки сетчатки) активируются и активируют проангиогенные факторы и факторы проницаемости сосудов, такие как фактор роста эндотелия сосудов (VEGF)10,14, что может способствовать развитию клинических симптомов. ретинопатии.

Теперь мы оценили, снижает ли предотвращение темновой адаптации ранние нейрональные и глиальные изменения в диабетической сетчатке на крысиной модели диабета 1 типа. Мы обнаружили, что предотвращение адаптации к темноте путем содержания крыс с диабетом при тусклом свете в ночное время не замедляет прогрессирование ранних аномалий сетчатки, что оценивается по изменениям в ЭРГ, реактивному глиозу клеток Мюллера и гибели нейронов, определяемым окрашиванием TUNEL и толщина сетчатки.