此类白内障模型通过各种药物影响晶状体的物质代谢形成白内障,常用的有D-半乳糖、硒酸钠、萘和糖皮质激素,以及较少使用的博来霉素、平阳霉素、白消安、半胱胺和甲苯噻嗪等。
1.D-半乳糖性白内障动物模型
【造模机制】过量的D-半乳糖在晶状体体内通过旁路代谢形成半乳糖醇,半乳糖醇不能透过晶状体囊膜,在晶状体内大量聚集导致晶状体渗透压升高,晶状体纤维水肿、坏死,从而形成白内障。
【造模方法】根据半乳糖摄入方式的不同可分为三种:
(1)高半乳糖饮食:用50%~60%的半乳糖喂养断奶的仔鼠,可诱发白内障。不同种系发生存在一定差别,通常H(Holtzman)大鼠所需时间最短, RW(Rochester colony Wistar)大鼠次之,CN(Carworth Farm Neloon)大鼠时间最长。也有人用豚鼠代替大鼠,豚鼠和人均不能自身合成每日所需的维生素 C,且维生素C的抗氧化作用可推迟白内障的发生,故豚鼠更为接近人类半乳糖血症性白内障的形成。挑选300g成年豚鼠用无维生素C且含10%半乳糖的食物喂养,一般9天成模。
(2)腹腔注射半乳糖:腹腔注射50%的半乳糖溶液(总量15~30g/kg),注射后3天,可使大鼠晶状体赤道部出现散在的细小空泡,到17天左右,晶状体完全混浊。若注射剂量>30g/kg,受试鼠均出现肉眼可见的晶状体完全混浊的自内障,但受试鼠死亡率高;若剂量<15g/kg,病变发生时间晚,且模型不稳定。
(3)球后注射半乳糖:用0.4%的半乳糖生理盐水0.2ml,每天或每周2次对豚鼠作固定单眼球后注射。每周注射2次白内障形成缓慢、可控,白内障形成各期界限清晰。每天球后注射0次则晶状体迅速完全混浊。
【模型特点】给予半乳糖饮食后,第4天晶状体开始出现周边部囊泡,并逐渐向中心部扩展;第7天为囊泡期;第10天皮质明显混浊;典型的核混浊开始于第14天,以晶状体核中心出现致密的乳白色混浊为主要特点;第19天所剩动物全部进入成熟期白内障阶段,肉眼即可见瞳孔区乳白色反光,中心区密度最大。停止半乳糖喂养后约30天,逆转开始,肉眼可见赤道部出现一环状半透明区,此后,半透明区逐渐向中心区扩大,并日趋透明;45天后,皮质区基本全部变为透明,裂隙灯检查,透明区仍发现有散在细丝状混浊;60天检查,仅残留有针头大小的核混浊。
【模型评估和应用】综上所述,多种途径给予实验动物半乳糖,均可诱发白内障。其中高半乳糖饮食的方法最简便,但结果显示较迟,成本也较高。球后注射用药少,结果显示快,但操作复杂,且与生理状态差距甚大。腹腔注射不仅用药少,操作简便,结果显示较快,而且近于生理状态,故优于口服和球后注射。但腹腔注射D-半乳糖的缺点是模型死亡率较高,原因可能是D-半乳糖造成了腹腔组织外高渗,脏器和组织细胞脱水、脱钠,器官功能障碍、衰竭,从而导致死亡。半乳糖性白内障形成的病理过程与糖尿病性白内障基本相同,多用于糖尿病性白内障的研究。