News Center
新聞資訊
 來源:實驗動物那些事兒 日期:2023.11.14 

常(cháng)用實驗動物的眼部比較解剖學(續)

前言

眼部解剖結構的種屬間(jiān)差異,可改變藥物在眼內局部相互作用的方式,無論是眼部局部給藥還是全身給藥。因(yīn)此,了解這些種屬間的差(chà)異,以及它們如何影響藥物在眼部的安全性或藥效數據是非常重要的。眼睛是一個複雜的(de)組織係統,整合成一個功能(néng)性的感覺器官。

書接上回《常用實驗動物的眼部比(bǐ)較解剖學》,本(běn)文咱們繼續討論眼部其它組織的解剖等特點。

07、 房(fáng)水

房(fáng)水是(shì)一種透明的水樣液體,含有離(lí)子、蛋白質和其他(tā)營養物質。它為角膜、晶狀體、小梁網等(děng)無血管的結構提供營(yíng)養,並(bìng)清除廢物(wù)。它在維持眼壓、眼球形狀,以及眼睛的屈光係統等方麵起著重要作用。

房水(shuǐ)處於相(xiàng)對快速流動的恒定狀態,並受晝夜波動的影響。流速(sù)是評估藥物在(zài)眼前(qián)節的相對動(dòng)力學時的一(yī)個重要考慮因素。當(dāng)評價(jià)藥(yào)物在眼(yǎn)前節的相對動力學時,流速是一個重要的考慮因(yīn)素。較高(gāo)的流速可能有助於增加清(qīng)除率。完全循環(huán)周轉可能隻需要一個小時。各(gè)種屬的平均房水流速見表1.4,平均房水量見表1.5。

表1.4 平均房水流速(μL/min)

1.jpg

表1.5 平均房水量(μL)

2.jpg

08、虹膜、睫(jié)狀體、小梁(liáng)網和(hé)房水

虹膜是(shì)肌肉發達的隔膜,通過放(fàng)大或縮小瞳孔來控製進入眼內的光線量。它是(shì)圓環狀的,除了豬的虹膜是一個具有豎直裂縫的橢(tuǒ)圓形。虹膜將房水分隔為兩(liǎng)個腔室。前房代表角膜(mó)和虹膜之間(jiān)的空間,後房(fáng)代表晶狀體和(hé)虹膜之間的空間。虹膜在虹膜角膜角(jiǎo)(前房(fáng)角)與角膜相連。

睫狀體位於後房,負責房水的產生(shēng)、晶狀體調(diào)節和(hé)房水經(jīng)葡萄(táo)膜鞏(gǒng)膜外(wài)流。睫狀體主要由睫狀肌組成,但具有絨毛樣的放(fàng)射狀突起,其被稱為睫狀突,並負責房水的產生。睫狀突也通過被稱為懸韌(rèn)帶的蛋(dàn)白絲與晶狀體相(xiàng)連。懸韌(rèn)帶將晶狀體固(gù)定在適當的位置,並允(yǔn)許睫狀肌對晶狀體施加作用力以進行調節。

來源於血漿的房水由睫狀突的上皮細胞分泌(mì)到後(hòu)房。它通過瞳孔流入前房,大部分經小梁網在虹膜角膜(mó)角處流出。

位於前房虹膜角膜角的小梁網由交聯的膠原纖維網和一些內皮樣細胞組成。它將房(fáng)水過濾入Schlemm管(並非所有種屬中均存在)、集液管、房水靜脈,最後進入靜(jìng)脈循環。這構(gòu)成了常規的流出途徑,占房水流出的大部分。小梁網損傷或虹膜角膜角變窄可導致流出量改變,引起眼內壓(yā)升高或下降。

房水流出的非常規途(tú)徑,又稱葡萄膜鞏膜途(tú)徑,包括房水經睫狀體上腔引流至鞏膜和脈絡膜。它很難測量,因此,與實際排出的房水量相(xiàng)關的數值範圍很廣。一些人(rén)估計它可能是一個主要的房水流出通道。例如,有報道,在人(rén)類中葡萄膜鞏膜途徑可占房水總流(liú)出的 4-60%,在兔中占 3-8%,而在非(fēi)人靈長類動物中高(gāo)達 60%。目前,認(rèn)為該途徑是實驗動(dòng)物房水的次要流出途徑。

09、晶狀體

晶狀體可對入射光焦點進行最終微調,它由3個主要部分組成(chéng):

晶狀體囊:晶狀體囊是包圍晶狀(zhuàng)體的膠原膜,通(tōng)過彈性張(zhāng)力提供支撐(chēng)。

晶狀體上皮:該結構位(wèi)於前囊膜下方的一層。晶狀體上皮細胞(bāo)提供穩態支持,並具有再生能力。隨著年齡的增長,它們遷移到晶狀體赤道部,壓縮成細(xì)長形式,失去細胞核,成為新的晶狀體(tǐ)纖維。

晶狀體纖維:晶狀體纖維是含有(yǒu)晶狀體蛋白的細長(zhǎng)的透明細胞,晶狀體(tǐ)蛋白對晶狀(zhuàng)體的折射特性至關重要。晶狀體纖維(wéi)沒有(yǒu)散射光的內部細胞器,如細胞核、內質網和線粒體。它們依靠房水提供營養和清除廢物。晶狀體纖(xiān)維分為皮質和核。晶狀體蛋白是一組結(jié)構複雜的水溶性蛋白質,在晶狀體纖維(wéi)內排列緊密,以增加晶(jīng)狀體的折射率,同時保持透明度。晶狀體纖維根據其“年齡”和位置分為皮質纖維和(hé)核纖維。晶狀體(tǐ)外層較新的、較(jiào)軟的晶狀體纖維是皮質纖維。隨著年齡的增長,新(xīn)的(de)皮(pí)質纖(xiān)維的(de)發育使其受到更多的壓迫。位於更中央,成為晶狀體核的(de)一部分的則是核纖維。晶狀體核隨著年(nián)齡的增長將變得更大、更硬,因(yīn)為更多的晶狀體纖(xiān)維將(jiāng)被整合入該區域。

各個物種的晶狀體大小和(hé)形狀不同,參見表 1.6。在齧齒類動物中,晶狀體約占整(zhěng)個眼睛體積的 70%。

在討論晶狀體的各區(qū)域時,術(shù)語類似於地球的描述。前極是指前(qián)表麵的中心,後極是後表麵的中心。晶(jīng)狀體在赤道處分為兩個半球,而赤道則(zé)是兩個極(jí)之間的圓(yuán)周。

表1.6 晶狀體形狀和尺寸比較

3.jpg

10、玻璃體

除(chú)小鼠和大鼠外,玻璃體(tǐ)占據(jù)了眼睛(jīng)體積的大部分。玻璃體澄清、呈凝膠狀,主要由水、一(yī)些透明質酸(suān)、少量鹽和少量細胞所組成。它還(hái)具有由膠原蛋白和一些蛋白質組成的超微結構,使其具有(yǒu)凝膠樣的稠度。隨著玻璃體的老(lǎo)化,它變得不像凝膠,而更像(xiàng)水,且其無再生能(néng)力。被移除的玻璃體(tǐ)最終將被房水替代。玻璃體的流動已有報(bào)道,但是否存在前後(hòu)對流,或該流動是(shì)否為與掃視(shì)性眼球運動相關的剪(jiǎn)切力的結果,仍(réng)存在(zài)爭議。無論如何,玻璃體液並不(bú)是(shì)完(wán)全(quán)停滯的。

平均玻璃體體積見表 1.7。對於人類(lèi),報道的範圍約為 3.5-5.4 mL,然而,如表所示(shì)。目前可接受的平均值為(wéi) 4 mL。了解玻璃體的體積(jī)以及玻璃體腔的一般(bān)形狀,對於確定動物與人類的比例比較,在玻璃體(tǐ)注射的藥理學和毒理學研究中考慮供試品在玻璃體內的擴散,及其與視網膜神經感(gǎn)覺層的接觸是非常重要的。

表1.7 各種屬平均玻璃體體積(mL)

4.jpg

11、眼底、視網膜和脈(mò)絡膜

“眼底”這個術語(yǔ)代表了當有足夠的光源直(zhí)接透(tòu)過瞳(tóng)孔進行觀察時,可以在眼(yǎn)睛(jīng)後部看到的所有結構。它包括(kuò)視神經乳頭、視網膜血管、視(shì)網膜神經感覺層、色(sè)素(sù)上皮層、反射(shè)絨氈層(對於存在該結構的種屬)和脈絡膜(mó)血管(當(dāng)其沒有被色素遮蔽時(shí))。眼(yǎn)底視圖的多樣性示例見圖 1.3。

5.jpg

圖1.3 a食蟹猴具有黃斑和(hé)視盤,其眼底血管營養該區域,與(yǔ)人類似;b 犬眼底顯示出反射性的絨氈層;貓類似。c 小型豬的(de)眼(yǎn)底有色素變化,在其視神經乳頭上方的無色素區域可見脈絡膜血管;d 白化兔子(zǐ)有髓鞘化的神經纖維和血管分布(bù),在視神經乳頭上方和下方(fāng)有清晰可見的脈絡膜血管:e 白化(huà)大鼠具有(yǒu)從視神經乳(rǔ)頭處延(yán)伸的放射狀血管;小鼠類似。

顯然,各種屬間存在著(zhe)較大的差異,這對於種屬選(xuǎn)擇和(hé)藥物(wù)相關眼部變化的解(jiě)釋均很重要。人類的眼底與非人靈長(zhǎng)類動物最為相似,包括黃斑和中心凹等其它實驗(yàn)動物中所沒(méi)有的(de)特殊結構。

視神經乳頭又稱視盤或盲(máng)點 (因該區域無視網膜神經感覺層),是視神經以及視網膜主要的動靜脈進入眼內的入(rù)口。它的髓鞘化(huà)(在大多數情況下)使其呈白色外觀。視神(shén)經乳頭在眼(yǎn)內(nèi)的位置可能有所不同,通常遠離視力中(zhōng)心區域(圖 1.3)。在兔子中,髓鞘在視神經乳頭兩側的水平麵上延伸到神經纖維中。視神經乳頭也是杯(bēi)狀的,兔子的視杯是各實驗動物中較深的。慢性眼壓(yā)升(shēng)高(青光眼的特征)可(kě)影(yǐng)響視神經乳頭形狀和方向的改變。

視網膜血管為視網膜內層結構如間質細胞(bāo)和神經節細胞提供營養。同時,視網(wǎng)膜血管係統為視網膜提供結構支持,並幫助散(sàn)發與進入眼睛的光能相關的熱量。大多數實驗動物以及人(rén)類在整(zhěng)個視(shì)網膜內(nèi)層都有發育良(liáng)好的視(shì)網膜血管係統,稱為 holangiotic。而兔子是例外,其視網膜血管係統被稱為 merangiotic,其中視(shì)網膜血管(guǎn)被限(xiàn)製為從視神(shén)經輻射的水平麵上的軸向血管(圖 1.4)。

6.jpg

圖1.4 兔(tù)眼底熒(yíng)光素血管造影呈現merangiotic 血管排列。其視(shì)網膜血管僅限於視網膜(mó)神經感覺層的(de)一個小區域(左上角)。彩色插圖和箭頭示意造影片中血管的一般區域

視(shì)網膜神經(jīng)感覺(jiào)層由數層結構所組成(圖1.5)。最外層(céng)是光感受(shòu)器(qì),由視錐細胞和視杆(gǎn)細胞組成,與光(guāng)線反應,使視(shì)覺成為可能。一般而言,視錐細胞負責白天的(de)色覺 (波長由(yóu)視錐細胞外段的視紫紅質的(de)亞型決定)和更高的視覺靈敏度。它們需要充足的光線才能發揮(huī)作用(yòng)。視杆(gǎn)細胞是為弱光的功能而(ér)設計的,視覺靈敏度較低,對顏色不敏感。在大多數脊椎動物中,視(shì)杆細胞的數量超過視錐細(xì)胞。隨後的層包括外核層,由光感受器的細胞核組成。其次是外叢狀層,即光感受器和雙極細胞之間的突觸。而雙極(jí)細胞、無長突(tū)細胞、水平細胞和Müller細胞位(wèi)於內核層。這些細胞(bāo)參與分子伴(bàn)侶和二次信號處理。這些細胞與神經節細胞層之間的突觸(chù)稱為內叢狀層。神經節細胞(bāo)層(céng)包含神經節細胞體,在信號傳遞到大腦視覺皮層之前,神經節細胞體進一步處理信(xìn)號。最內層,即神經纖維層,由神(shén)經節細胞的軸突組成,它們走向並形成視神經。覆蓋在神經纖維層上的是一層被稱為內界膜的保護膜。

7.jpg

圖(tú)1.5 非人靈長類 NHP和 Sprague Dawley 白化(huà)大鼠(shǔ)視網膜細(xì)胞解剖結構的比較,將視網(wǎng)膜色素上皮RPE 對準。注意 NHP 內核層(céng)和神經節細胞層中信號處理細胞的數量明顯(xiǎn)較多。

該(gāi)膜可(kě)作為玻璃體內注射藥物(如某(mǒu)些腺(xiàn)相關病毒(AAV)載體)的屏障,防止暴露於潛在的(de)細胞(bāo)結構。這些視網膜內的(de)細胞厚度或數量因位置而異,從中央(通常細胞密度較高,視覺較敏銳)到(dào)周邊(通常信號處理細胞/感光細胞較少)皆不同。這些層的組成也可能因物種不同而有很大的差異。圖 1.5 比較了食蟹猴視網膜和 Sprague Dawley 大鼠視網膜的(de)顯(xiǎn)微鏡視圖。猴子是一(yī)種以視覺為導(dǎo)向的動物,而夜行性的大鼠視力相當差(在黑(hēi)暗環境中不需要良好的視(shì)力),這可從兩隻眼睛複雜程度的相對差異中明顯看出。

大多數動物的(de)視網膜上都有(yǒu)一個視錐細胞(bāo)密(mì)度較高的區域,用於(yú)增加視覺敏銳度。它通(tōng)常在(zài)視網膜的中央區城,該中央區域的視覺往往是最重要的,但並(bìng)不總是如此(兔是一個例外)。在人類和非人(rén)靈長類動物中,該區域稱為黃斑(bān)。在黃(huáng)斑中有一個較(jiào)小 (1-2 mm)的區域被稱為中心凹,僅含有視錐細胞,負責大多數(shù)高分辨率的日間視覺。黃斑由於其淡(dàn)黃色的色素沉著,易於被發現。該色素可以過濾紫外線,具有保護(hù)作用。中心凹(āo)區域(yù)缺(quē)乏常見的視網膜細胞和視網膜血管,以使光線(xiàn)以盡可能少的中斷到達光感受器(圖 1.6)。這導致視(shì)網膜的(de)凹陷,其即為黃斑中心凹(圖 1.7)。

8.jpg

圖1.6食蟹猴黃斑區的熒光血管造影圖,顯示中心凹無血管區(直徑約 1 mm)

9.jpg

圖1.7 食蟹(xiè)猴黃斑中心凹的 H&E 組織學切片

在其(qí)它物種中(zhōng),視(shì)錐細胞集(jí)中的區域根(gēn)據其形狀通常被稱為中央區域(yù)或條紋狀視覺區域。圖 1.8 顯示了其形狀(zhuàng)和一般位置的(de)一些示例。由於(yú)缺(quē)乏黃斑中存在的黃色色素,因此(cǐ)難以肉眼檢測。

10.jpg

圖1.8 視神經乳頭 ONH 和中央/條(tiáo)紋狀視覺區域(yù)(暗區)的相對位置示例。(a)人和(hé)非人靈長類(lèi)動物 (b)犬(c)小(xiǎo)型豬(d)兔。值得注(zhù)意的是,覓食/狩獵的物種具有更集中的(de)視錐細(xì)胞,而地麵(miàn)生存的兔(豬物)主(zhǔ)要關注從上方(fāng)接近的捕(bǔ)食者,具有較高的視覺區(qū)域排列。S上側,I下側,N 鼻側,T顳側

在光(guāng)感受器下麵是一層上皮細胞,稱為(wéi)視網膜色素上皮(RPE),即使是白化的動物。這些細(xì)胞負責光感受器的維持和營養。它們僅(jǐn)鬆散地附著在光感受(shòu)器上,因此,該連接處是視網膜脫(tuō)離的主(zhǔ)要位置,無論是在體內還是在組織學處理過程中。在非白化動(dòng)物中,這些細胞含有不同程度的黑色素。

透明絨氈層是一種藍色/綠色(sè)/黃色的反射層,在非臨床研究的實驗(yàn)動物中,僅犬和貓才(cái)有此層結構。其大小因動物而異,位於眼底上半部。人們認為,這(zhè)種結構(gòu)的反射特(tè)性在昏暗的光(guāng)線情況下(xià)反射加強了光線,從而增強了弱光視覺(jiào)。然而,由於光線現在(zài)是彌散的,它不會增(zēng)加視(shì)覺的敏銳度。具有(yǒu)絨氈層的物種之間存在各(gè)種結構差異。犬和貓(māo)在 RPE 下方的脈絡(luò)膜區域均有一層層狀細胞,因此,它可被認為(wéi)是脈絡膜層的一部(bù)分。該層細胞呈細長多(duō)邊形(xíng),它們含有杆(gǎn)狀結構,通常與視網膜平行排列。其細(xì)胞深度(dù)、杆狀結構的數量以及它們的精確定位都會影響所反(fǎn)射的波長(顏色)。在具有反射性絨(róng)氈層的眼睛中,覆蓋在 RPE 上的色(sè)素較少或根本沒有色素(否則會破壞放大光線的目的),從而使絨氈層的顏色顯示出來。據報(bào)道,犬的眼睛中心厚度範圍為 18-20 層細胞,而貓的眼睛中心略厚,約為 35 層細胞。這一層(céng)結構對藥物在眼內的藥代(dài)動力學/組(zǔ)織分布的潛在作用尚不清楚。已(yǐ)有文獻證明 Bruch 膜在絨氈層區域更薄或不存在。

與視網膜相(xiàng)關的最外層是脈絡膜。脈絡膜是由(yóu)多種色素組成的血管層,可為外層(céng)視網膜提供營養並清除 RPE 和光(guāng)感受器(qì)中的廢(fèi)物。在(zài)脈絡(luò)膜的最內層區域,在RPE 層下方有一個稱為 Bruch 膜的結構。該結構有5層,其厚度為2-4 μm。它是血-視網膜屏(píng)障的(de)重要組成部分,隨年齡增長有增厚的(de)趨勢。RPE 須將營養物質和(hé)廢物(wù)運輸(shū)路過 Bruch 膜,它與年齡相關的(de)增厚被認為可能會導致廢物堆積和玻璃膜疣(黃斑變性的前(qián)兆)的形成。脈絡膜的最外層區城(chéng)與鞏膜相鄰(lín)。鞏膜和脈絡膜之(zhī)間的區城,即脈絡膜上腔,可接受少量液體或混懸液的給藥,且已有報道稱這是(shì)長效給(gěi)藥的另一眼內給藥途徑。

小 結

眼睛由許多單獨的組織組成,它(tā)們共同作用,聚焦反射光,捕獲圖像,並通(tōng)過視神(shén)經將該圖像處理和傳輸到大腦。本篇中的解剖學描述討論了這些結構的少量信息,供從事眼部或毒理學研究的讀者了解。各結構(gòu)的性質及其(qí)如何作為一(yī)個整體相互作用,可探索參考文獻中(zhōng)的更多內容。

參考文獻

[1] Weir A B, Collins M. [Molecular and Integrative Toxicology] Assessing Ocular Toxicology in Laboratory Animals || Comparative Ocular Anatomy in Commonly Used Laboratory Animals [J].2013, 10.1007/978-1-62703-164-6(Chapter 1):1-21.DOl: 10.1007/978-1-62703-164-6_1.

91精品久久久老熟女九色91-91天堂а8天堂资源在线官网-91精品国产综合久久久久久-91久久国产综合精品女同-91视频下载污版APP