磁刺激療法對坐骨神經(jīng)損傷大鼠神經(jīng)傳導(dǎo)速度及損傷運(yùn)動神經(jīng)元內(nèi)GAP-43表達(dá)的影響

王 維，苑秀華，王中莉，劉 寧，張立新，李隆廣

(1遼寧醫(yī)學(xué)院附屬第三醫(yī)院，遼寧 錦州 121000;2中國醫(yī)科大學(xué)附屬第一醫(yī)院)

神經(jīng)損傷后其神經(jīng)功能的恢復(fù)一直是臨床康復(fù)的研究熱點(diǎn)之一［1，2］。研究發(fā)現(xiàn)，磁刺激療法對生物體具有較廣泛的生物學(xué)效應(yīng)，已用于神經(jīng)損傷的治療［3］;神經(jīng)生長相關(guān)蛋白(GAP-43)在周圍神經(jīng)組織損傷的發(fā)病和修復(fù)過程中起重要作用［4］。2009年10月～2010年3月，我們觀察了磁刺激療法對坐骨神經(jīng)損傷大鼠神經(jīng)傳導(dǎo)速度(MCV)及其相應(yīng)水平脊髓損傷的運(yùn)動神經(jīng)元中GAP-43表達(dá)的影響，旨在為磁刺激治療周圍神經(jīng)損傷提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 動物分組及模型制備 將60只體質(zhì)量180～220 g的成年雄性SD大鼠隨機(jī)分為觀察組和模型組各24只，假手術(shù)組12只。前兩組制作坐骨神經(jīng)損傷模型:大鼠1%戊巴比妥鈉(30 mg/kg)腹腔注射麻醉后腹臥位固定于手術(shù)臺上，常規(guī)備皮消毒。手術(shù)暴露大鼠左后肢坐骨神經(jīng)，于距坐骨結(jié)節(jié)6～8 mm處，用同一把新的微動脈夾尖端鉗夾神經(jīng)，持續(xù)時間為10 s，壓力為21.95 ×103Pa(以杠桿等效力測定法測定)［3］，神經(jīng)挫壓長度為2 mm。鉗夾后見坐骨神經(jīng)變菲薄，將神經(jīng)放回原位置，于神經(jīng)損傷點(diǎn)處用9-0無創(chuàng)尼龍線標(biāo)記。30 min后檢測傷側(cè)坐骨神經(jīng)MCV降至10 m/s以下，證實(shí)造模成功。縫合關(guān)閉切口。假手術(shù)組只暴露左側(cè)坐骨神經(jīng)但不做鉗夾并在相應(yīng)部位做標(biāo)記后縫合。術(shù)后三組在同一條件下分籠飼養(yǎng)。

1.2 治療方法 觀察組行磁刺激治療:采用上海電子儀器廠生產(chǎn)的旋磁治療儀(旋磁治療器，磁頭直徑6 cm，磁頭含兩枚直徑1.5 cm的磁柱，異名極并置，兩極中心距離2.7 cm，表面磁場強(qiáng)度0.09T，旋轉(zhuǎn)速度2500/min)。將大鼠固定于特制有機(jī)玻璃盒內(nèi)，磁頭距大鼠左下肢術(shù)區(qū)約0.6 cm，使大鼠臀部及雙后肢均在磁場中，30 min，1次/d，直至取材。假手術(shù)組及對照組均不給予磁刺激。

1.3 相關(guān)指標(biāo)檢測 各組分別于術(shù)后2、4、8、12周各處死4只行以下指標(biāo)測定:①GAP-43:沿一側(cè)坐骨神經(jīng)走行切取L4～L5段脊髓放入4%多聚甲醛中。于4℃固定過夜，常規(guī)脫水，透明，石蠟包埋，連續(xù)切片約5 μm厚，裱于涂有APES載玻片上，70℃烤片備用。兔抗鼠GAP-43(1∶1000)ABC法常規(guī)程序進(jìn)行免疫組織化學(xué)染色，顯微鏡下觀察切片中組織染色以及GAP-43在脊髓運(yùn)動神經(jīng)元中的表達(dá)。采用HPIAS-1000高清晰彩色醫(yī)學(xué)圖文分析系統(tǒng)，每例標(biāo)本取4張切片，每張切片隨機(jī)選取2個400倍視野進(jìn)行測量，計算平均積分吸光度值(IOD)。②MCV:采用上海海神NDI-200P+型神經(jīng)電圖儀，刺激強(qiáng)度為1～20 mA，一般以波形達(dá)最大振輻，且不引起周圍無關(guān)肌肉收縮為宜，刺激時間0.1 ～0.2 ms，刺激頻率1 Hz。術(shù)后第12 周，將大鼠用10%水合氯醛麻醉后，暴露其左后肢坐骨神經(jīng)，切斷梨狀肌，充分暴露坐骨神經(jīng)中樞端，并向下暴露至腓神經(jīng)入肌點(diǎn)處。將鉤形銀針電極分別置于移植物近端及遠(yuǎn)端，近端刺激遠(yuǎn)端記錄，兩電極間距離測定采用精度為0.2 mm的游標(biāo)卡尺直接測量，測定并記錄神經(jīng)傳導(dǎo)速度、波幅及潛伏時間。記錄電極置于神經(jīng)入肌點(diǎn)處，記錄時以綜合肌電出現(xiàn)的波峰前緣為準(zhǔn)。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS12.0統(tǒng)計軟件。計量數(shù)據(jù)以表示，兩組間均數(shù)比較采用t檢驗。檢驗水準(zhǔn) α =0.05。

2 結(jié)果

2.1 各組患側(cè)坐骨神經(jīng)相應(yīng)脊髓GAP-43表達(dá)見表1。

表1 各組脊髓GAP-43表達(dá)比較(IOD值，)

表1 各組脊髓GAP-43表達(dá)比較(IOD值，)

注:與假手術(shù)組比較，*P ＜0.05;與對照組比較，△P ＜0.05

時間 假手術(shù)組 對照組 觀察組2 周 0.127 ±0.020 0.284 ±0.004* 0.288 ±0.005＊△4 周 0.127 ±0.011 0.484 ±0.003* 0.489 ±0.005＊△8 周 0.127 ±0.080 0.690 ±0.204* 0.786 ±0.004＊△12 周 0.127 ±0.913 0.585 ±0.005* 0.589 ±0.006＊△

2.2 損傷神經(jīng)電生理指標(biāo) 見表2。對照組和觀察組術(shù)后2周時L4脊髓內(nèi)GAP-43表達(dá)均明顯增高，第8周時達(dá)高峰，第12周后逐漸降低，表達(dá)趨勢基本一致。經(jīng)磁療治療后，觀察組脊髓內(nèi)GAP-43表達(dá)與對照組相比差異具有顯著性(P＜0.05)，結(jié)果顯示磁療治療可上調(diào)脊髓內(nèi)GAP-43的表達(dá)。

表2 各組損傷神經(jīng)電生理指標(biāo)()

表2 各組損傷神經(jīng)電生理指標(biāo)()

注:與對照組相比，*P ＜0.05

組別 n神經(jīng)傳導(dǎo)速度(m/s)潛伏時間(ms) 波幅(mV)觀察組 24 10.45 ±0.76* 1.38 ±0.04* 6.12 ±0.48*對照組 24 8.19 ±0.89 1.85 ±0.02 3.11 ±0.21假手術(shù)組12 14.24 ±1.16 1.04 ±0.04 7.50 ±0.61

3 討論

周圍神經(jīng)損傷是臨床上常見的、多發(fā)疾病，可由外傷、感染、壓迫、缺血、腫瘤等引起。其損傷后病理過程復(fù)雜、神經(jīng)再生速度緩慢，再生神經(jīng)容易與周圍組織粘連，且失神經(jīng)支配后肌肉易發(fā)生萎縮、運(yùn)動終板易出現(xiàn)退行性變等。由于成熟的神經(jīng)元屬于終末分化細(xì)胞，只能是部分存活神經(jīng)元軸突的生長延伸。但軸突生長緩慢，不能有效恢復(fù)對終末器官的重新支配，因而周圍神經(jīng)修復(fù)后總體效果不明顯。隨著研究的進(jìn)展，康復(fù)早期物理因子對其功能恢復(fù)起重要作用［5］。

磁刺激療法為一種神經(jīng)電刺激技術(shù)，目前廣泛用于神經(jīng)電生理檢測和神經(jīng)肌肉疾病的治療，具有無痛、無創(chuàng)、安全等特點(diǎn)。磁刺激發(fā)生器利用高壓、高能電流在刺激線圈內(nèi)瞬間放電，誘導(dǎo)出高強(qiáng)磁場，能無衰減地透過皮膚、肌肉和骨組織，使受到刺激局部被誘導(dǎo)出局部電位。研究發(fā)現(xiàn)，電磁刺激能通過Ca2+通道蛋白的表達(dá)來促進(jìn)神經(jīng)細(xì)胞的增殖，磁刺激亦可以影響DNA合成及RNA轉(zhuǎn)錄［6］。本研究采用鉗夾法制作大鼠坐骨神經(jīng)損傷模型，觀察組術(shù)后24 h起行磁刺激治療，對照組行無效輻射，12周時分別對兩組大鼠損傷側(cè)坐骨神經(jīng)MCV進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)觀察組大鼠術(shù)后坐骨神經(jīng)MCV、波幅均高于對照組。提示磁刺激能促進(jìn)周圍神經(jīng)損傷后MCV的恢復(fù)，縮短損傷后神經(jīng)修復(fù)的時程。磁治療促進(jìn)周圍神經(jīng)再生還可能因為磁場微弱的渦電流，影響體內(nèi)電子運(yùn)動的方向和細(xì)胞內(nèi)外離子的分布、改變細(xì)胞膜電位，影響神經(jīng)的興奮性。磁場可以改善神經(jīng)和局部組織的微循環(huán)，消炎鎮(zhèn)痛、減輕局部水腫、消除無菌性炎癥，激活內(nèi)分泌素從而對損傷神經(jīng)具有修復(fù)作用［7］。

研究發(fā)現(xiàn)，GAP-43在神經(jīng)元發(fā)育、再生以及突觸可塑性變化中具有非常重要的作用，被認(rèn)為是軸突生長的內(nèi)在決定因素之一。當(dāng)周圍神經(jīng)損傷后，受損神經(jīng)元胞體GAP-43的合成明顯增加，并沿軸突運(yùn)輸濃聚于生長錐，促進(jìn)軸突的黏附、分支、伸長以及增強(qiáng)生長錐對局部生長等信號的反應(yīng)。當(dāng)周圍神經(jīng)再生完成后，GAP-43又恢復(fù)到正常水平。本實(shí)驗發(fā)現(xiàn)神經(jīng)損傷后2周脊髓神經(jīng)元胞質(zhì)中GAP-43表達(dá)升高，神經(jīng)損傷后8周達(dá)高峰，12周開始下降，但磁刺激治療后各時間點(diǎn)觀察組GAP-43表達(dá)均高于對照組，表明磁治療可促進(jìn)GAP-43表達(dá)上調(diào)，縮短軸突重建時間。

總之，磁刺激治療可加速坐骨神經(jīng)損傷后神經(jīng)髓鞘及軸索再生，其機(jī)制可能為增加脊髓內(nèi)的GAP-43蛋白表達(dá)。

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