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本文作者:程林劉楠張逸仙葉成斌魏増玉劉勇作者單位:福建醫科大學協和臨床醫學院
腦卒中的高患病率、高致殘率和高死亡率不僅危害人類的健康,影響生活質量,而且給家庭和社會帶來了沉重的負擔[1]。近年來,康復醫學取得了驚人的發展,康復訓練能夠改善患者運動、感覺功能,促進神經功能恢復,提高生活自理能力,已逐漸被人們所接受。本課題旨在探討跑臺運動訓練對腦缺血大鼠的療效,為臨床應用提供理論依據。
1材料和方法
1.1實驗材料
1.1.1實驗動物:體重為220~250g的成年雄性Sprague-Dawley(SD)大鼠36只,由上海斯萊克實驗動物有限責任公司提供。
1.2.2實驗主要儀器與試劑
主要儀器:電動跑臺儀(美國哥倫布公司)、電子秤(OHAUS公司);主要試劑:氯化四唑(TTC,Sigma公司)、水合氯醛(中國醫藥上海化學試劑公司)。
1.2實驗方法
1.2.1實驗動物分組:取體重為220~250g健康清潔級雄性SD大鼠36只,隨機分為假手術組、模型組、運動組,每組12只。
1.2.2大腦中動脈閉塞(MCAO)模型制備:線栓和MCAO模型制備參考改良Longa線栓法[2]和本課題組前期所用方法[3]。模型成功的分級標準參考Longa及Bederson等[2,4]的方法,評分為1~3分的大鼠入選本次研究,通過隨機抽樣原則補齊剔除大鼠并重新造模。
1.2.3跑臺運動訓練:跑臺運動訓練方式參照本課題組前期所用方法[5]。
1.2.4神經功能評價:分別于造模后4d、7d、14d、28d對各組大鼠采用修訂的神經功能評分(mNSS)方法進行評分。它包括運動、感覺、反射和平衡4部分,總分為0~18分,分值越大,神經功能缺損越嚴重,正常大鼠為0分。
1.2.5大鼠體重測量:分別于術前1d、術后4d、7d、14d、28d測定大鼠體重,每只大鼠每個時間點測量體重1次,重復3次,取平均值。1.2.6腦梗死體積測量:造模成功后7d、28d,大鼠開顱取腦、-20℃冰箱速凍15min,按2mm的厚度,快速冠狀切片5~6片,置于37℃預熱后的2%TTC磷酸緩沖液中恒溫避光孵育30min,數碼相機拍照后用IPP軟件分析并計算大鼠腦梗死體積。
1.3統計學分析采用SPSS13.0軟件進行統計分析,所有實驗數據均經過方差齊性檢驗和正態性檢驗,計量資料用均數±標準差(x珚±s)表示,相同時間點的比較采用獨立樣本t檢驗或單因素方差分析,P<0.05表示差異有顯著性。
2結果
2.1大鼠神經功能mNSS評分
大鼠造模成功后4d,7d,運動組和模型組之間神經功能評分(mNSS評分)差異無顯著性。MCAO后14d、28d,運動組mNSS評分明顯低于模型組(P<0.05或<0.01),見表1。
2.2大鼠體重變化情況
造模前,各組大鼠體重差異無顯著性;造模后4d、7d、14d和28d,模型組體重顯著低于假手術組(P<0.01);造模后7d、14d和28d,運動組體重顯著高于模型組(P<0.05或<0.01),見表2。
2.3大鼠腦梗死體積
造模成功后7d,運動組和模型組之間腦梗死體積差異無顯著性;造模成功后28d,運動組腦梗死體積明顯小于模型組(P<0.05),見表3。
3討論
腦卒中是人類的常見病和多發病,近年來,隨著社會的進步和醫學的發展,腦卒中的死亡率有明顯下降的趨勢,但致殘率仍居高不下,仍達80%以上,其中,缺血性腦卒中占絕大多數,如何降低其致殘率仍是神經病學界的一大難題。
目前認為,急性缺血性腦卒中的處理應強調早期診斷、早期治療、早期康復和早期預防再發[6,7]。
跑臺運動訓練是腦缺血大鼠康復治療重要的實驗研究手段,大鼠跑臺運動訓練方式的優點主要有以下幾點:(1)運動方式符合大鼠日常的運動情況;(2)大鼠在各自的通道內進行獨立運動,不會彼此干擾,使彼此之間的影響因素較少;(3)與游泳、運動轉鼓、跳臺等運動方式相比,跑臺運動可以更加精確地調控大鼠運動負荷、跑臺坡度和速度等。腦可塑性和大腦功能重組理論是康復治療中樞神經系統(CNS)損傷最重要的基礎理論。運動訓練有助于維持腦的功能和促進腦的可塑性,使其對缺血等腦損傷具有更好的抵抗力,本研究采用電動跑臺儀對腦缺血大鼠進行康復運動訓練,結果發現,運動組大鼠造模后14d、28d神經功能評分明顯優于模型組大鼠,提示早期康復運動訓練有助于大鼠神經功能的恢復,這與之前研究結果基本一致[5],其機制可能與運動訓練改善大鼠腦缺血區微環境,抑制神經元凋亡,促進神經再生有關。本研究還觀察到造模后大鼠體重明顯減輕,運動訓練可以促進大鼠體重的恢復,與造模后神經功能缺損呈顯著性相關,可以考慮用體重作為腦缺血模型成功與否的一個監測指標,同時可作為大鼠缺血性腦卒中后的一個恢復指標。
TTC是一種脂溶性光敏感復合物,同時是呼吸鏈中吡啶-核苷結構酶系統的質子受體,與正常組織中的脫氫酶反應呈紅色,而缺血組織中由于脫氫酶活性降低,不能反應,故呈白色,常用于動物腦缺血模型后腦梗死體積的計算。本研究還發現,跑臺運動訓練后28d時,大鼠腦梗死體積較模型組明顯減小,推測這可能與運動訓練促進腦組織神經軸突再生[8]和血管再生有關。
綜上所述,康復訓練可以促進大鼠受損后神經功能的恢復,加快其體重恢復,減小其腦梗死體積,其具體機制有待進一步研究。