劉帥，邢艷麗，孟巍

減重步行訓(xùn)練結(jié)合電針對(duì)脊髓損傷大鼠損傷組織腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子的影響①

劉帥1，邢艷麗2，孟巍1

目的探討減重步行訓(xùn)練結(jié)合電針對(duì)大鼠脊髓損傷腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(BDNF)表達(dá)的影響。方法健康成年SD大鼠56只建立T11脊髓橫斷損傷模型，分為對(duì)照組、電針組、針康組各16只，其余8只為空白組。造模后3 d開始治療。分別在治療后1 d、7 d、14 d、21 d對(duì)各組大鼠進(jìn)行BBB評(píng)分，用免疫組化法測(cè)定脊髓組織中BDNF的表達(dá)。結(jié)果治療后，針康組BBB評(píng)分高于電針組及對(duì)照組(P＜0.05)；BDNF水平高于電針組和對(duì)照組(P＜0.05)。結(jié)論電針結(jié)合康復(fù)訓(xùn)練可以促進(jìn)脊髓損傷的恢復(fù)。脊髓損傷的恢復(fù)與脊髓組織中BDNF的表達(dá)有關(guān)。

脊髓損傷；電針；減重步行訓(xùn)練；腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子；大鼠

[本文著錄格式]劉帥，邢艷麗，孟巍.減重步行訓(xùn)練結(jié)合電針對(duì)脊髓損傷大鼠損傷組織腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子的影響[J].中國康復(fù)理論與實(shí)踐,2012,18(5):420-422.

脊髓損傷(spinal cord injury,SCI)大多源于交通事故、墜落傷、暴力或運(yùn)動(dòng)傷[1]。脊髓損傷后治療方法及其作用機(jī)制的研究成為醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的熱點(diǎn)。本研究探究腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子(brain-derived neurotrophic factor,BDNF)在脊髓損傷及其恢復(fù)過程中的變化規(guī)律，以及電針結(jié)合康復(fù)訓(xùn)練治療脊髓損傷的作用效果及其可能存在的機(jī)理。

1 材料和方法

1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 SD大鼠56只，雌雄各半，體重230～280 g，黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心提供。分為對(duì)照組(n=16)、電針組(n=16)、針康組(n=16)及空白組(n=8)，分籠喂養(yǎng)?？瞻捉M不做任何處理，其余各組都建立脊髓損傷模型。

1.2 模型的制備 術(shù)前禁食12 h。10%水合氯醛300 g/ kg麻醉，俯臥位固定于手術(shù)臺(tái)上，剃毛，常規(guī)碘伏消毒，鋪消毒巾。以T10為中心沿脊柱正中切開皮膚約3 cm縱行切口，暴露T9-11棘突和椎板表面肌肉，分離椎旁肌，剔除附著在棘突和椎板上的軟組織，用咬骨鉗小心去除T10和T11的棘突和椎板。椎管暴露1/2左右，用自制的鈍性穿針(弧度與所剩椎管弧度相似)沿椎管與脊髓腹側(cè)間隙穿至對(duì)側(cè)，用尖形手術(shù)刀切斷暴露的脊髓，取出2～4mm，用鈍性穿針垂直以保證切除徹底。生理鹽水沖洗，用明膠海綿附于缺損的椎板位置，依次縫合肌肉、淺筋膜、皮膚。

術(shù)后每只大鼠腹腔注射青霉素2×105U/d，共7 d。人工排尿、排便，會(huì)陰清洗[2]，定期翻身、涂撒壓瘡粉以預(yù)防壓瘡的發(fā)生，抬高雙后肢或者按摩雙后肢2～5m in/d。

1.3 治療 對(duì)照組與空白組不進(jìn)行任何治療，電針組只進(jìn)行電針治療，針康組接受電針和減重步行訓(xùn)練。

1.3.1 電針治療 固定大鼠后局部消毒，損傷處上下端兩個(gè)椎體的棘突間隙旁開中線3～4mm夾脊穴用華佗牌針灸針(0.40×13mm)針刺3～4mm，接6805-D型電麻儀予持續(xù)脈沖電刺激，疏密波，頻率2 Hz，輸出強(qiáng)度12～15 m V(以肌肉出現(xiàn)輕微抖動(dòng)為度)，每次20 m in，每周5次，連續(xù)3周。

1.3.2 屈腿減重步行訓(xùn)練 脊髓橫斷損傷3 d后在自行設(shè)計(jì)的強(qiáng)制屈腿步行訓(xùn)練器上進(jìn)行減重強(qiáng)制步行訓(xùn)練：癱瘓的雙后肢固定于訓(xùn)練器的活動(dòng)臂，活動(dòng)臂交替周期性前后運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)大鼠雙后肢運(yùn)動(dòng)。開始減重量為大鼠體重的100%，前肢幾乎完全離開跑道，以后減重量依大鼠的雙后肢功能變化而進(jìn)行調(diào)整，跑臺(tái)速度設(shè)為7～10.5m/m in。每次30m in，每天1次，每周5天。

強(qiáng)制屈腿步行訓(xùn)練器由4部分組成：動(dòng)力系統(tǒng)、屈腿裝置、減重裝置、支撐架。動(dòng)力系統(tǒng)提供動(dòng)力驅(qū)動(dòng)摩擦輪產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)屈腿裝置的聯(lián)動(dòng)桿(固定大鼠后肢)交替循環(huán)進(jìn)行前后運(yùn)動(dòng)。減重裝置可以減輕大鼠運(yùn)動(dòng)時(shí)后肢負(fù)荷(圖1)。

圖1 強(qiáng)制屈腿步行訓(xùn)練器

1.4 評(píng)定方法

1.4.1 BBB評(píng)分 在治療后第1、7、14、21天分別對(duì)各組大鼠進(jìn)行BBB評(píng)分。由熟悉本評(píng)分方法但對(duì)具體分組內(nèi)容不了解的人員完成。評(píng)分時(shí)間固定為上午8: 00～9:00，多次評(píng)分，取平均值。

1.4.2 BDNF 分別于治療后第1、7、14、21天從對(duì)照組、電針組、針康組中各取4只大鼠，戊巴比妥鈉40 mg/kg腹腔麻醉，開胸，經(jīng)左心室做升主動(dòng)脈插管，剪開右心耳。先灌注肝素化生理鹽水125 m l，繼以10%中性甲醛溶液150m l，持續(xù)30m in，待皮膚黏膜變白，肢體僵硬后，剝離脊髓周圍組織，取出脊髓組織浸入10%中性甲醛溶液，2～4 h后，取包括脊髓損傷區(qū)上下各0.3 cm范圍的脊髓組織。制備石蠟切片，采用BDNF試劑盒(武漢博士德生物工程有限公司)行免疫組織化學(xué)S-P染色。10×40倍放大，隨機(jī)選4個(gè)視野，測(cè)定BDNF陽性反應(yīng)細(xì)胞的平均灰度值。

2 結(jié)果

2.1 BBB評(píng)分 各組治療后，電針組與針康組評(píng)分上升。電針組14 d、21 d，針康組7 d、14 d、21 d與同時(shí)間點(diǎn)對(duì)照組比較有顯著性差異(P＜0.05)；針康組14 d、21 d與電針組相同時(shí)間點(diǎn)比較有顯著性差異(P＜0.05)。見表1。

表1 BBB評(píng)分結(jié)果

2.2 BDNF 治療后各組BDNF表達(dá)上升。電針組14 d、21 d，針康組14 d、21 d與同時(shí)間點(diǎn)對(duì)照組比較有顯著性差異(P＜0.05)；針康組14 d、21 d與同時(shí)間點(diǎn)電針組比較有顯著性差異(P＜0.05)。見表2。

表2 BDNF陽性細(xì)胞灰度值

3 討論

脊髓是中樞神經(jīng)系統(tǒng)容易受到損傷的部位。由于分化成熟的神經(jīng)元無分裂能力，脊髓一旦損傷，致殘率非常高，且常伴嚴(yán)重并發(fā)癥。隨著社會(huì)的進(jìn)步，每年由于交通意外、高空墜落等因素導(dǎo)致的脊髓損傷人數(shù)呈上升趨勢(shì)，人們對(duì)生活質(zhì)量的要求也越來越高。因此，對(duì)脊髓損傷后功能恢復(fù)的研究已成為國內(nèi)外的熱點(diǎn)之一。

近年來，很多學(xué)者進(jìn)行了植入功能性電刺激治療脊髓損傷的研究，發(fā)現(xiàn)具有促進(jìn)脊髓內(nèi)神經(jīng)干細(xì)胞分化增生、脊髓再髓鞘化及組織修復(fù)等作用。受到操作安全性和費(fèi)用的影響，電針治療脊髓損傷更被人們所接受。電針可以有效防止神經(jīng)纖維的潰變，促進(jìn)軸突膠質(zhì)細(xì)胞增生和再生神經(jīng)纖維髓鞘形成，抑制損傷后膠質(zhì)細(xì)胞的增生，延緩膠質(zhì)瘢痕形成，創(chuàng)建有利于脊髓損傷后再修復(fù)的微環(huán)境，減輕損傷后繼發(fā)的病理損害，減少不可逆變性的發(fā)生，為神經(jīng)修復(fù)奠定良好基礎(chǔ)[3]。實(shí)驗(yàn)研究顯示，減重平板運(yùn)動(dòng)可以有效促進(jìn)脊髓損傷大鼠運(yùn)動(dòng)功能及神經(jīng)肌肉功能的恢復(fù)，減輕遠(yuǎn)端神經(jīng)元的繼發(fā)損害，保護(hù)遠(yuǎn)端神經(jīng)元，為實(shí)現(xiàn)神經(jīng)再生建立有效傳導(dǎo)通路提供條件[4]。本研究應(yīng)用自制的減重步行訓(xùn)練器，其特點(diǎn)為：①開始減重量為100%，這樣大鼠雙前肢幾乎完全離開跑道，以防大鼠的步行完全被前肢代替以及雙后肢癱瘓時(shí)前后承重失衡；隨著后肢肌力的恢復(fù)，可以視情況調(diào)整減重量；②跑臺(tái)速度設(shè)為7～10.5m/m in，與正常大鼠正常步態(tài)時(shí)的速度接近；③雙后肢固定在屈腿裝置上，按照大鼠的正常步態(tài)設(shè)計(jì)的屈腿裝置可以使大鼠在損傷情況下按照正常的步行模式進(jìn)行訓(xùn)練；強(qiáng)制屈腿使大鼠雙后肢肌肉受到全面刺激，可減少肌萎縮，維持肌肉容積，促進(jìn)步行模式中樞神經(jīng)環(huán)路發(fā)生各種適應(yīng)性調(diào)節(jié)。

BDNF是神經(jīng)生長因子家族中的重要成員之一，它不但對(duì)多種神經(jīng)元的發(fā)育、分化和生長再生具有維持和促進(jìn)作用，也能挽救損傷的脊髓運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元和感覺神經(jīng)元[5-9]。實(shí)驗(yàn)研究顯示，電針治療脊髓損傷大鼠后，損傷周圍脊髓組織中BDNF陽性細(xì)胞數(shù)有顯著增強(qiáng)，可以促進(jìn)神經(jīng)修復(fù)和功能活動(dòng)的恢復(fù)[10]。脊髓損傷后在不同的運(yùn)動(dòng)時(shí)程訓(xùn)練后，隨著軸突生長、神經(jīng)功能的改善，脊髓中BDNF的表達(dá)也明顯增多，與自然恢復(fù)狀態(tài)時(shí)一過性增高明顯不同，提示運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可能通過誘導(dǎo)脊髓內(nèi)促進(jìn)神經(jīng)再生因子協(xié)同表達(dá)來改善再生環(huán)境[11]。

BBB評(píng)分結(jié)果顯示，通過治療，各組運(yùn)動(dòng)功能都有所改善，而以針康組最為明顯。提示電針對(duì)脊髓損傷后的運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)有作用，而結(jié)合康復(fù)訓(xùn)練效果更佳。

電針結(jié)合康復(fù)訓(xùn)練對(duì)脊髓損傷神經(jīng)功能康復(fù)有協(xié)同作用，可能通過影響B(tài)DNF或其他神經(jīng)內(nèi)環(huán)境來促進(jìn)脊髓損傷的恢復(fù)。其具體的作用機(jī)理值得進(jìn)一步探究。

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Effect of Body W eight Support Treadm ill Training and Electroacupuncture on Exp ression of Brain-derived Neurotrophic Factor in Spinal Cord In juried Rats

LIU Shuai,XING Yan-li,MENG Wei.Heilongjiang University of Chinese Medicine,Harbin 150040,Heilongjiang,China

Ob jectiveTo investigate themechanism of body weight support treadm ill training(BWSTT)and electroacupuncture(EA) for spinal cord injury.M ethods56 adult SD rats were divided into control group(n=16),EA group(n=16),BWSTT-EA group(n=16)and blank group(n=8).They w ere treated 3 d after operation,and assessed with Basso-Beattie-Bresnahan(BBB)scale and the brain-derived neurotrophic factor(BDNF)wasmeasured in injured tissue with real time immunohistochem isty assay 1 d,7 d,14 d,21 d after treatment.Resu lts The score of BBB was significantly higher in the BWSTT-EA group than in controlgroup and EA group 1 d,7 d,14 d,21 d after treatment(P＜0.05),as well as the expression of BDNF(P＜0.05).ConclusionBWSTT and EA can promote the recovery of spinal cord injury, whichmay associatewith the expression of BDNF in injured tissue.

spinal cord injury;electroacupuncture;body weightsupport treadm ill training;brain-derived neurotrophic factor;rats

R651.2

A

1006-9771(2012)05-0420-03

2011-11-08

2011-12-16)

1.黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)，黑龍江哈爾濱市150040；2.黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)附屬第二醫(yī)院，黑龍江哈爾濱市150040。作者簡介：劉帥(1984-)，男，內(nèi)蒙古巴彥淖爾市人，碩士研究生，主要研究方向：腦卒中后遺癥的康復(fù)評(píng)定與治療。通訊作者：邢艷麗。

10.3969/j.issn.1006-9771.2012.05.007