减重步行训练结合电针对脊髓损伤大鼠损伤组织脑源性神经营养因子的影响①

刘帅，邢艳丽，孟巍

减重步行训练结合电针对脊髓损伤大鼠损伤组织脑源性神经营养因子的影响①

刘帅1，邢艳丽2，孟巍1

目的探讨减重步行训练结合电针对大鼠脊髓损伤脑源性神经营养因子(BDNF)表达的影响。方法健康成年SD大鼠56只建立T11脊髓横断损伤模型，分为对照组、电针组、针康组各16只，其余8只为空白组。造模后3 d开始治疗。分别在治疗后1 d、7 d、14 d、21 d对各组大鼠进行BBB评分，用免疫组化法测定脊髓组织中BDNF的表达。结果治疗后，针康组BBB评分高于电针组及对照组(P＜0.05)；BDNF水平高于电针组和对照组(P＜0.05)。结论电针结合康复训练可以促进脊髓损伤的恢复。脊髓损伤的恢复与脊髓组织中BDNF的表达有关。

脊髓损伤；电针；减重步行训练；脑源性神经营养因子；大鼠

[本文著录格式]刘帅，邢艳丽，孟巍.减重步行训练结合电针对脊髓损伤大鼠损伤组织脑源性神经营养因子的影响[J].中国康复理论与实践,2012,18(5):420-422.

脊髓损伤(spinal cord injury,SCI)大多源于交通事故、坠落伤、暴力或运动伤[1]。脊髓损伤后治疗方法及其作用机制的研究成为医学领域的热点。本研究探究脑源性神经营养因子(brain-derived neurotrophic factor,BDNF)在脊髓损伤及其恢复过程中的变化规律，以及电针结合康复训练治疗脊髓损伤的作用效果及其可能存在的机理。

1 材料和方法

1.1 实验动物 SD大鼠56只，雌雄各半，体重230～280 g，黑龙江中医药大学动物实验中心提供。分为对照组(n=16)、电针组(n=16)、针康组(n=16)及空白组(n=8)，分笼喂养。空白组不做任何处理，其余各组都建立脊髓损伤模型。

1.2 模型的制备 术前禁食12 h。10%水合氯醛300 g/ kg麻醉，俯卧位固定于手术台上，剃毛，常规碘伏消毒，铺消毒巾。以T10为中心沿脊柱正中切开皮肤约3 cm纵行切口，暴露T9-11棘突和椎板表面肌肉，分离椎旁肌，剔除附着在棘突和椎板上的软组织，用咬骨钳小心去除T10和T11的棘突和椎板。椎管暴露1/2左右，用自制的钝性穿针(弧度与所剩椎管弧度相似)沿椎管与脊髓腹侧间隙穿至对侧，用尖形手术刀切断暴露的脊髓，取出2～4mm，用钝性穿针垂直以保证切除彻底。生理盐水冲洗，用明胶海绵附于缺损的椎板位置，依次缝合肌肉、浅筋膜、皮肤。

术后每只大鼠腹腔注射青霉素2×105U/d，共7 d。人工排尿、排便，会阴清洗[2]，定期翻身、涂撒压疮粉以预防压疮的发生，抬高双后肢或者按摩双后肢2～5m in/d。

1.3 治疗 对照组与空白组不进行任何治疗，电针组只进行电针治疗，针康组接受电针和减重步行训练。

1.3.1 电针治疗 固定大鼠后局部消毒，损伤处上下端两个椎体的棘突间隙旁开中线3～4mm夹脊穴用华佗牌针灸针(0.40×13mm)针刺3～4mm，接6805-D型电麻仪予持续脉冲电刺激，疏密波，频率2 Hz，输出强度12～15 m V(以肌肉出现轻微抖动为度)，每次20 m in，每周5次，连续3周。

1.3.2 屈腿减重步行训练 脊髓横断损伤3 d后在自行设计的强制屈腿步行训练器上进行减重强制步行训练：瘫痪的双后肢固定于训练器的活动臂，活动臂交替周期性前后运动带动大鼠双后肢运动。开始减重量为大鼠体重的100%，前肢几乎完全离开跑道，以后减重量依大鼠的双后肢功能变化而进行调整，跑台速度设为7～10.5m/m in。每次30m in，每天1次，每周5天。

强制屈腿步行训练器由4部分组成：动力系统、屈腿装置、减重装置、支撑架。动力系统提供动力驱动摩擦轮产生转动，进而带动屈腿装置的联动杆(固定大鼠后肢)交替循环进行前后运动。减重装置可以减轻大鼠运动时后肢负荷(图1)。

图1 强制屈腿步行训练器

1.4 评定方法

1.4.1 BBB评分 在治疗后第1、7、14、21天分别对各组大鼠进行BBB评分。由熟悉本评分方法但对具体分组内容不了解的人员完成。评分时间固定为上午8: 00～9:00，多次评分，取平均值。

1.4.2 BDNF 分别于治疗后第1、7、14、21天从对照组、电针组、针康组中各取4只大鼠，戊巴比妥钠40 mg/kg腹腔麻醉，开胸，经左心室做升主动脉插管，剪开右心耳。先灌注肝素化生理盐水125 m l，继以10%中性甲醛溶液150m l，持续30m in，待皮肤黏膜变白，肢体僵硬后，剥离脊髓周围组织，取出脊髓组织浸入10%中性甲醛溶液，2～4 h后，取包括脊髓损伤区上下各0.3 cm范围的脊髓组织。制备石蜡切片，采用BDNF试剂盒(武汉博士德生物工程有限公司)行免疫组织化学S-P染色。10×40倍放大，随机选4个视野，测定BDNF阳性反应细胞的平均灰度值。

2 结果

2.1 BBB评分 各组治疗后，电针组与针康组评分上升。电针组14 d、21 d，针康组7 d、14 d、21 d与同时间点对照组比较有显著性差异(P＜0.05)；针康组14 d、21 d与电针组相同时间点比较有显著性差异(P＜0.05)。见表1。

表1 BBB评分结果

2.2 BDNF 治疗后各组BDNF表达上升。电针组14 d、21 d，针康组14 d、21 d与同时间点对照组比较有显著性差异(P＜0.05)；针康组14 d、21 d与同时间点电针组比较有显著性差异(P＜0.05)。见表2。

表2 BDNF阳性细胞灰度值

3 讨论

脊髓是中枢神经系统容易受到损伤的部位。由于分化成熟的神经元无分裂能力，脊髓一旦损伤，致残率非常高，且常伴严重并发症。随着社会的进步，每年由于交通意外、高空坠落等因素导致的脊髓损伤人数呈上升趋势，人们对生活质量的要求也越来越高。因此，对脊髓损伤后功能恢复的研究已成为国内外的热点之一。

近年来，很多学者进行了植入功能性电刺激治疗脊髓损伤的研究，发现具有促进脊髓内神经干细胞分化增生、脊髓再髓鞘化及组织修复等作用。受到操作安全性和费用的影响，电针治疗脊髓损伤更被人们所接受。电针可以有效防止神经纤维的溃变，促进轴突胶质细胞增生和再生神经纤维髓鞘形成，抑制损伤后胶质细胞的增生，延缓胶质瘢痕形成，创建有利于脊髓损伤后再修复的微环境，减轻损伤后继发的病理损害，减少不可逆变性的发生，为神经修复奠定良好基础[3]。实验研究显示，减重平板运动可以有效促进脊髓损伤大鼠运动功能及神经肌肉功能的恢复，减轻远端神经元的继发损害，保护远端神经元，为实现神经再生建立有效传导通路提供条件[4]。本研究应用自制的减重步行训练器，其特点为：①开始减重量为100%，这样大鼠双前肢几乎完全离开跑道，以防大鼠的步行完全被前肢代替以及双后肢瘫痪时前后承重失衡；随着后肢肌力的恢复，可以视情况调整减重量；②跑台速度设为7～10.5m/m in，与正常大鼠正常步态时的速度接近；③双后肢固定在屈腿装置上，按照大鼠的正常步态设计的屈腿装置可以使大鼠在损伤情况下按照正常的步行模式进行训练；强制屈腿使大鼠双后肢肌肉受到全面刺激，可减少肌萎缩，维持肌肉容积，促进步行模式中枢神经环路发生各种适应性调节。

BDNF是神经生长因子家族中的重要成员之一，它不但对多种神经元的发育、分化和生长再生具有维持和促进作用，也能挽救损伤的脊髓运动神经元和感觉神经元[5-9]。实验研究显示，电针治疗脊髓损伤大鼠后，损伤周围脊髓组织中BDNF阳性细胞数有显著增强，可以促进神经修复和功能活动的恢复[10]。脊髓损伤后在不同的运动时程训练后，随着轴突生长、神经功能的改善，脊髓中BDNF的表达也明显增多，与自然恢复状态时一过性增高明显不同，提示运动训练可能通过诱导脊髓内促进神经再生因子协同表达来改善再生环境[11]。

BBB评分结果显示，通过治疗，各组运动功能都有所改善，而以针康组最为明显。提示电针对脊髓损伤后的运动功能恢复有作用，而结合康复训练效果更佳。

电针结合康复训练对脊髓损伤神经功能康复有协同作用，可能通过影响BDNF或其他神经内环境来促进脊髓损伤的恢复。其具体的作用机理值得进一步探究。

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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.黑龙江中医药大学，黑龙江哈尔滨市150040；2.黑龙江中医药大学附属第二医院，黑龙江哈尔滨市150040。作者简介：刘帅(1984-)，男，内蒙古巴彦淖尔市人，硕士研究生，主要研究方向：脑卒中后遗症的康复评定与治疗。通讯作者：邢艳丽。

10.3969/j.issn.1006-9771.2012.05.007