肖 響 張 茜 蘇 波 續(xù) 暢 指導(dǎo)老師:林彩霞 李文迅 李 健
(北京中醫(yī)藥大學(xué),北京,100029)
肌肉損傷無論在軍事訓(xùn)練、體育鍛煉及日常生活中都十分常見,損傷類型可分為挫傷、牽拉傷和撕裂傷等。其中90%以上的損傷是挫傷或牽拉傷,撕裂傷很少見[1]。肌肉挫傷是由于突然重力直接撞擊導(dǎo)致的肌纖維機(jī)械損傷,在運(yùn)動或非運(yùn)動損傷中十分常見,并可導(dǎo)致肌肉功能障礙,腫脹、萎縮、攣縮、增加再損傷的可能性等。創(chuàng)傷康復(fù)醫(yī)學(xué)一直致力于研究促進(jìn)肌肉損傷快速修復(fù)而且功能恢復(fù)完全的方法,其最大的難點(diǎn)在于找到一種切實(shí)可行的臨床治療方法,既可以增加細(xì)胞增殖又可以防止纖維化[2]。目前常用的方法是根據(jù)
RICE[3]原則進(jìn)行制動、冷敷、加壓、抬高和 24 h內(nèi)冰敷,24 h后熱敷。本文通過觀察不同方法干預(yù)對骨骼肌損傷急性期組織修復(fù)產(chǎn)生的影響和療效,探尋較好應(yīng)急處置方法,為肌肉損傷的臨床治療提供理論依據(jù)。
1.1 大鼠腓腸肌急性鈍挫傷模型的建立 健康雄性SD大鼠,清潔級,體重(250±20)g,60只。采用定量負(fù)荷自由落體打擊的方法制作動物模型。常規(guī)飼養(yǎng),飼養(yǎng)房間為每12 h光暗循環(huán),溫度控制在24℃,食物與水無限制。7 d后用10%的水合氯醛以3 mL/kg腹腔內(nèi)注射麻醉,麻醉生效后,測量左后肢小腿周徑并記錄,俯臥位固定于鼠板上,將左后肢褪毛,置于伸膝、踝背屈90度、稍外展位固定,使小腿后群肌置于脛、腓骨內(nèi)側(cè),腓腸肌暴露清楚。打擊部位取腓腸肌中段。將500 g碼從30 cm高處自由下落,動能為1.47 J,打擊1次,造成大鼠腓腸肌鈍性損傷,形成軟組織損傷動物模型[4],造模后左后肢明顯腫脹,未見瘀血,無明顯跛行。
1.2 分組 造模后將60只大鼠利用隨機(jī)數(shù)字表隨機(jī)分為6組:模型組、冰敷組、熱敷組、針刺組、正紅花油組、西藥組。
1.3 干預(yù)方法 模型組:不進(jìn)行任何處理;冰敷[5]組:將碎冰塊裝入塑料袋內(nèi),在傷處墊薄紗布,用繃帶將冰袋固定在傷處,每次25 min[6],每日10 時、18時處理,2次/d;熱敷[7]組:在傷處墊薄紗布,在患部進(jìn)行60℃的水袋熱敷25 min,無熱感時應(yīng)立即更換,每日10時、18時處理,2次/d;針刺組:取局部、承山、承筋。參照中國針灸學(xué)會實(shí)驗(yàn)針灸委員會實(shí)驗(yàn)動物穴位圖譜。方法:皮膚常規(guī)消毒,使用一次性無菌針灸針,規(guī)格0.3 mm×25 mm,刺入受傷肌束內(nèi),遠(yuǎn)近端各一針,留針20 min,行針1次,2次/d;正紅花油組:每日8時、18時涂抹2次正紅花油,清潔傷部皮膚,直接涂于傷處皮膚約1~1.5 cm,輕輕摩擦致藥物吸收;西藥組:在受損部涂抹復(fù)方水楊酸甲酯苯海拉明制劑,每日8時、18時涂抹2次,方法同正紅花油組。實(shí)驗(yàn)周期:連續(xù)觀察3 d。
1.4 取材及固定 氯醛以3 mL/kg腹腔內(nèi)注射麻醉,然后取整個腓腸肌,將肌腹正中0.5 cm×0.5 cm×0.1 cm的肌肉放入液氮中,剩余組織固定于4%多聚甲醛固定液中。
1.5 指標(biāo)檢測 形態(tài)學(xué)指標(biāo):主要測量大鼠左后肢腓腸肌損傷部位的小腿周徑;采用ELISA法檢測細(xì)胞內(nèi)外IL-1、IL-8、TNF含量變化;電鏡觀察:由 oltrolomeNova切片,用日本電子JEOL-1230電鏡分別在2 microns和500 nm的視野下觀察肌原纖維損傷,如肌小節(jié)的變化,Z線M線的變化等。
1.6 統(tǒng)計學(xué)方法 數(shù)據(jù)采用SPSS 10.0軟件分析,計量資料均以(±s)表示,組間數(shù)據(jù)比較進(jìn)行t檢驗(yàn)。
2.1 大鼠小腿周徑變化 結(jié)果顯示造模12 h后各組大鼠左后肢明顯腫脹,各組小腿周徑值增加。干預(yù)72 h后各實(shí)驗(yàn)組大鼠周徑數(shù)值均有所下降,腫脹程度略有減輕。涂抹正紅花油組的小腿周徑經(jīng)治療后減小最為顯著,其次是針刺組,其余4組無明顯差別。
2.2 電鏡結(jié)果 圖1、圖2中模型組肌小節(jié)普遍呈梭形,肌節(jié)腫脹,I帶減小,M線溶解,部分肌原纖維斷裂溶解,z線溶解,部分消失。圖3中電鏡下冰敷組肌原纖維未見明顯腫脹,在損傷肌原纖維附近有較多肌質(zhì)網(wǎng)出現(xiàn)。圖4、圖5中熱敷組電鏡下可見部分肌絲斷裂、溶解,肌原纖維腫脹較冰敷、針刺、西藥及正紅花油組明顯。圖6、圖7中電鏡下見西藥組肌衛(wèi)星細(xì)胞無改變,肌原纖維形態(tài)正常,未見明顯腫脹。圖8中電鏡下見正紅花油組在肌原纖維損傷部位出現(xiàn)線粒體聚集,肌原纖維形態(tài)正常,肌小節(jié)未見明顯腫脹。圖9、圖10中電鏡下可見針刺組肌原纖維損傷部位聚集較多線粒體和肌質(zhì)網(wǎng),正常的肌節(jié)附近有普遍增多的線粒體,同樣范圍內(nèi)肌衛(wèi)星細(xì)胞較其他組多3~4倍。
圖1 模型組電鏡下肌原纖維及M線溶解
圖2 模型組電鏡下肌節(jié)腫脹,I帶減小
圖3 冰敷組電鏡下?lián)p傷肌原纖維附近出現(xiàn)較多肌質(zhì)網(wǎng)
圖4 熱敷組電鏡下肌絲斷裂溶解,肌原纖維腫脹
圖5 熱敷組電鏡下肌絲斷裂溶解
圖6 西藥組肌衛(wèi)星細(xì)胞
圖7 西藥組正常形態(tài)肌原纖維
圖8 正紅花油組損傷部位線粒體聚集,肌原纖維形態(tài)正常
圖9 針刺組見損傷部位較多線粒體和肌質(zhì)網(wǎng)聚集
圖10 針刺組較多出現(xiàn)肌衛(wèi)星細(xì)胞
2.3 IL-1、IL-8、TNF含量分析 IL-1、TNF水平明顯增高的是正紅花油組,其次是針刺組和冰敷組,2組間無顯著差異,無明顯變化的為熱敷組、西藥組和模型組,此3組間無顯著差異。IL-8水平明顯增高的是正紅花組、針刺組、模型組;西藥組、冰敷組、熱敷組3組無顯著差異,見表1。
表1 各組IL-1、IL-8、TNF含量(n=6,±s)
表1 各組IL-1、IL-8、TNF含量(n=6,±s)
注:與模型組對比,**P<0.01。
IL-1 IL-8 TNF冰敷組(I) 0.3810±0.052767** 0.3843±0.023805** 0.8547±0.03308組別**熱敷組(H)0.2665±0.032917 0.3868±0.063572 0.6217±0.02746西藥組(W)0.2878±0.028868 0.3597±0.041351 0.5537±0.09233正紅花油組(Y)1.0138±0.237952** 1.2427±0.058442** 1.4177±0.08505**針刺組(Z) 0.4692±0.027636** 0.6453±0.045737** 0.8568±0.09786**模型組(K)0.2435±0.057518**0.4935±0.028048 0.555±0.103000
骨骼肌損傷后,其組織修復(fù)主要包括炎性反應(yīng)壞死、組織修復(fù)、組織重塑3個過程。近年相關(guān)研究表明,骨骼肌損傷后是可以再生的。骨骼肌組織中的成肌細(xì)胞是具有增殖和自我更新能力的細(xì)胞,骨骼肌再生主要依賴它的這一功能。一般情況下衛(wèi)星細(xì)胞相對靜止和缺乏轉(zhuǎn)錄活性,但在特殊情況下,如負(fù)重鍛煉或創(chuàng)傷等,可以被激活進(jìn)入有絲分裂期、增殖期,并進(jìn)一步分化融合形成肌管,肌管成熟后形成正常肌纖維,完成修復(fù)[8]。而炎性反應(yīng)因子,在損傷部位發(fā)揮著雙重作用,一方面吞噬壞死細(xì)胞和損傷的細(xì)胞碎片,另一方面通過分泌生長因子激活肌衛(wèi)星細(xì)胞,使其增殖形成新的肌管細(xì)胞進(jìn)而發(fā)育成肌纖維,修復(fù)損傷的肌纖維,完成肌肉的再生過程,減少瘢痕組織的出現(xiàn)。適宜的炎性細(xì)胞對衛(wèi)星細(xì)胞的激活有一定的促進(jìn)作用,損傷骨骼肌中的衛(wèi)星細(xì)胞在傷后的24 h開始出現(xiàn),但在炎性細(xì)胞出現(xiàn)高峰的第2天,其數(shù)量并不多;而在炎性細(xì)胞減至適宜數(shù)量的第7天卻大幅度升高并且分化。本實(shí)驗(yàn)主要觀察的炎性反應(yīng)因子有 IL-1、IL-8和TNF。TNF和IL-1二者都出現(xiàn)在炎性反應(yīng)早期。冰敷療法的TNF和IL-1水平較模型組高,而IL-8的水平低于模型組,可以說明冰敷減輕肌肉的炎性反應(yīng),熱敷會增加炎性反應(yīng)過程中毛細(xì)血管的通透性,使水腫加重,所以電鏡下可見肌小節(jié)腫脹明顯。文獻(xiàn)報道[9]熱敷有消散炎性反應(yīng)、促進(jìn)化膿、止痛等作用??紤]若有出血或瘀血傾向,使用熱敷促進(jìn)局部血液循環(huán),則會增加出血或瘀血傾向,從而增加炎性反應(yīng),但本實(shí)驗(yàn)中模型未有出血或瘀血的情況,因此熱敷組和模型組對比,熱敷發(fā)揮了其良好的消炎作用。但從骨骼肌損傷后的修復(fù)過程與機(jī)理來看,局部冰敷、熱敷療法對閉合性鈍挫傷腓腸肌的修復(fù)及減少形成瘢痕無實(shí)驗(yàn)依據(jù)和理論支持。針刺組和正紅花油組的3種炎性因子水平均較高,由于對3種炎性因子的監(jiān)測是非動態(tài)的,尚不能明確其變化趨勢,與模型組比較,正紅花油組和針刺組的炎性反應(yīng)明顯,涂抹西藥組的ELISA結(jié)果顯示3種炎性反應(yīng)因子水平最低,消炎功效明顯。在骨骼肌鈍挫傷后的72 h內(nèi)應(yīng)主要為血腫形成、肌肉的壞死、退化以及炎性細(xì)胞的浸潤,一般不應(yīng)出現(xiàn)肌衛(wèi)星細(xì)胞的分化。針刺組相同視野內(nèi)肌衛(wèi)星細(xì)胞數(shù)量明顯較多,可能說明針刺使肌衛(wèi)星細(xì)胞更早的游移至肌原纖維損傷部位。現(xiàn)有的對針刺治療骨骼肌損傷機(jī)制的研究多側(cè)重于針刺對微循環(huán)和血流灌注的影響以及對CaN/NFAT信號通路的激活。研究針刺對炎性反應(yīng)的作用及對肌衛(wèi)星細(xì)胞、線粒體、肌質(zhì)網(wǎng)等的刺激機(jī)制未有明確報道。
本實(shí)驗(yàn)中的造模方法可以成功的復(fù)制腓腸肌急性閉合性鈍挫傷模型,損傷部位肌肉腫脹無瘀血。西藥促進(jìn)炎性反應(yīng)吸收及消腫作用明顯,但從電鏡下觀察無有助于肌纖維再生的細(xì)胞器活動,提示西藥對骨骼肌非瘢痕修復(fù)、再生修復(fù)可能無作用。正紅花油促進(jìn)炎性反應(yīng)吸收效果不佳。損傷后3 d內(nèi)連續(xù)熱敷治療,其促進(jìn)炎性反應(yīng)吸收作用較冰敷明顯。除熱敷外,余下4個實(shí)驗(yàn)組的方法均可有效減輕腓腸肌急性鈍挫傷引起的腫脹。針刺可以促進(jìn)肌衛(wèi)星細(xì)胞向骨骼肌損傷部位的游移;針刺可有效地使腓腸肌急性鈍挫傷的損傷處出現(xiàn)大量線粒體聚集,促進(jìn)肌肉的自身修復(fù),提示針刺可能有抑制瘢痕修復(fù),促進(jìn)肌肉再生作用。在臨床治療中,不要一味的消腫、消炎,應(yīng)考慮如何用藥,使肌肉損傷處良性修復(fù)、非瘢痕修復(fù),促進(jìn)肌肉的再生、功能的恢復(fù)。
[1]Jarvinen TA,Jarvinen TL,Kaariainen M,et al.Muscle injuries:optimising recovery[J].Best Pract Res Clin Rheumatol,2007,21(2):317-331.
[2]Menetrey J,Kasemkijwattana C,F(xiàn)u FH,et al.Suturing versus immobilization of a muscle laceration.A morphological and functional study in a mouse model[J].Am J Sports Med,1999,27(2):222-229.
[3]魚廣信,鄭宏偉.運(yùn)動損傷和功能恢復(fù)[M].北京:人民體育出版社,2001:37.
[4]Gierer P,Mittlmeier T,Bordel R,et al.Selective cyclooxygenase-2 inhibition reverses microcirculatory and inflammatory sequelae of closed softtissue trauma in an animal model[J].The Journal of Bone and Joint Surgery,2005,87(1):153-160.
[5]扏培九.冷熱療法在運(yùn)動性損傷中的應(yīng)用[J].按摩與導(dǎo)引,2004,20(1):41-42.
[6]Cromack d T.Current concepts in wound healing:growth factor and macrophage interaction[J].J Trauma,1990,30(13 Suppl):S129.
[7]Charge SB,Rudnicki MA.Cellular and molecular regulation of muscle regeneration[J].Physiol Rev,2004,84(1):209.
[8]Machida S,Spangenburg EE,Booth FW.Primary rat muscle progenitor cells have decreased proliferation and myotube formation during passages[J].Cell Prolif 2004,37(4):267.
[9]薛福連.冷敷、熱敷功效有別[N].醫(yī)藥經(jīng)濟(jì)報,2001-006.