髓復康對急性脊髓損傷恒河猴神經功能及病理變化的影響

何 爽,張萬強,朱 嘉,李 莉,孔煥宇*

(1.長春大學特殊教育學院,吉林長春130022;2.中國中醫科學院望京醫院,北京100032)

急性脊髓損傷(ASCI)后原發性病理改變主要包括神經元及血管的破壞,繼之由于一系列生化和病理機制的變化,引起繼發性脊髓損傷(SSCI)[1],及時防治SSCI,可以阻斷SSCI的病理學惡性循環鏈,減輕脊髓損傷的后遺癥,提高患者的生存質量。本實驗的目的在于通過觀察SSCI恒河猴功能恢復情況及病理組織學改變,評價髓復康對ASCI的療效。

1 材料和方法

1.1 藥物與試劑 中藥髓復康(SFK)由生黃芪、川芎、赤芍、紅花、葛根和三七等8味中草藥組成,水煎,生藥濃度為2.5 g/mL。

1.2 模型制備與分組 成年雄性恒河猴14只(購自軍事醫學科學院,合格證號:0019631),體重6 500～7 500 g,其中10只在無菌手術下造成脊髓T12右側半橫斷損傷模型[2],隨機分為髓復康組(S)和模型組(M)各5只,其余4只為正常對照組(N)。

1.3 喂藥方法 術后髓復康組灌喂髓復康水煎液,每日1次,共30 d,每次生藥劑量為8.55 g/kg。第一次喂藥在麻醉清醒后4 h以內,其余兩組恒河猴按髓復康組方式灌喂等量的生理鹽水。

1.4 組織學檢查 于術后30 d,在5%戊巴比妥鈉(0.1 mL/kg)配合速眠新(0.1 mL/kg)麻醉下,經左心室升主動脈插管,依次用生理鹽水和4%多聚甲醛PBS溶液灌注固定。以半橫斷損傷區為中心,取出長1 cm 的脊髓組織,投入4%多聚甲醛內繼續固定24 h。按常規制備脊髓損傷區的石蠟冠狀切片,切片厚5 μ m,連續切片,每隔5張取1張,每只動物取3張切片。行HE染色及Nissl染色,光鏡觀察脊髓損傷區組織病理學改變。

1.5 行為學觀察 觀察術后24,7,14,21,30 d右后肢自主運動、肌力、肌張力的改變,結合文獻[3-4]對肌力進行評分。

1.6 統計學方法 應用統計學軟件進行單因素方差分析和q檢驗,所得數據用均數±標準差(±s)表示。

2 結果

2.1 動物行為學觀察 術后1 d,各損傷組右下肢肌力為0級,肌張力下降,表現為遲緩性癱。術后7 d, M組無明顯好轉;S組對針刺有反應,肌力可到1級。術后14～21 d,M組脊髓半橫斷側肌張力有所增高,肌萎縮明顯,肌力1級;S組患肢開始出現自主活動,多數患肢肌力達到3級。術后30 d,M組有3只肌力可到2級;S組有4只患肢肌力可達到4級,能主動握持,可行走;另外一只肌力也大于3級(見表1)。

表1 恒河猴脊髓半切手術后不同時間肌力評分 級

2.2 組織病理學表現 N組:在HE染色切片上,N組下胸髓的形態結構清晰,左右形態對稱,中央區是灰質帶,灰質帶的兩側是脊髓白質,界線清晰。在Nissl染色切片上,神經元數量較多,形態多樣,其形體大中小兼具。神經元結構正常,胞核大而淺染,位于中央,核仁清晰;尼氏顆粒清晰,粗大,紫藍色,均勻分布在胞漿內。M組:在HE染色切片上,損傷使灰質及白質的連續性被破壞和中斷,結構紊亂,界線模糊,損傷灶有不規則空腔,且損傷灶已侵及對側,神經細胞不同程度腫脹、變性、壞死;白質神經纖維潰變、消失,有散在空洞形成,損傷區及鄰區內結締組織增生。Nissl染色切片上,損傷區及鄰區內正常神經元的數目稀少,多數神經元呈現不同程度的變性、壞死。表現為:核仁偏位或消失,尼氏體凝聚成粗大而不規則的團塊,嚴重者,胞核固縮、碎裂、消失,尼氏體崩解,胞漿內出現空泡,細胞崩解消失。S組:多數樣本上灰質及白質的連續性亦被破壞和中斷,但損傷灶局限于患側,其破壞程度也較M組輕,向嘴尾兩側延伸的范圍明顯小于M組,細胞變性壞死程度減輕。損傷灶鄰區內正常神經元的數目明顯多于M組,神經元細胞變性壞死較M組輕(見表2)。

表2 脊髓損傷區正常神經元平均值(±s) 個

表2 脊髓損傷區正常神經元平均值(±s) 個

注:與N組比較,#P＜0.05;與M組比較,△P＜0.05。

組別 n 神經元計數N組 4 14.00±0.816 M組 5 6.00±1.581# S組 5 10.60±1.140#△

3 討論

ASCI后運動功能障礙的原因,一方面是由于原發性脊髓損傷直接造成的,是不可逆的[5-6];另一方面則是由繼發性脊髓損傷所致。是造成脊髓受損的主要因素,是可逆的。因此,在ASCI后積極治療原發性脊髓損傷的同時,如何保護脊髓組織、減少或預防繼發性損傷,進而促進神經元及軸突的再生是基礎研究的重點,也是對脊髓損傷治療的希望所在。

本實驗中,行為學觀察結果證明SSCI后及時服用SFK能促進恒河猴喪失的運動功能可以適度的恢復。而促成行為功能恢復的基礎可以概括為二:其一是以中樞神經系統可塑性為基石的功能代償;其二是損傷神經組織修復、再生和功能重建。

從病理組織學圖片中筆者觀察到,M組脊髓損傷灶的范圍已累及對側;脊髓損傷區內正常神經元的數目明顯的減少,損傷區內有大量神經元變性、壞死。這正是繼發性脊髓損傷所導致的。用藥后,正常神經元數目增多,損傷灶中也有相當程度的神經纖維存在,損傷范圍被限制在患側,且小于M組。提示:SFK能夠有效的抑制創傷性炎癥的發展,在一定程度上遏制了繼發性脊髓損傷的惡性發展,使脊髓損傷灶局限化。另外,SFK可以在一定程度上抑制脊髓損傷所誘發的神經元變性、壞死,具有神經元保護作用。

本實驗結果提示:脊髓損傷早期及時投給SFK可以有效的抑制創傷性炎癥和SSCI,使脊髓損傷灶的面積明顯縮小;SFK具有明顯的神經元保護作用,在提高脊髓損傷區核周體及神經纖維的抗缺血、缺氧和創傷打擊的同時能夠激發神經元的存活能力,支持受損神經元的修復。提示SFK能夠有效的緩解脊髓損傷后繼發性損害的程度,極大促進了恒河猴行為功能的恢復。但是對SFK對脊髓神經保護和恢復機制尚須進一步研究。

[1]Fukaya C,Katayama Y,Kasai M,et al Evaluation of time-dependent spread of tissue damage in experimental spinal cord injury by killed-end evoked potentialeffect of high-dose methyl prednisolone [J].Jneurosurg,2003,98(1):56-62.

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