实验性神经电刺激治疗对大鼠尾神经功能恢复的影响

河北医科大学第三医院肌电图室＊ 白雪 于绍斌 朱玲 朱琳＊＊ 邸旭辉 马银霞

·论著·

实验性神经电刺激治疗对大鼠尾神经功能恢复的影响

河北医科大学第三医院肌电图室＊ 白雪 于绍斌 朱玲 朱琳＊＊ 邸旭辉 马银霞

目的：探讨电刺激治疗对尾神经损伤大鼠神经功能恢复的促进作用。方法：20只健康雄性Wistar大鼠，随机分为2组：治疗组（N1=10） 与非治疗组（N2=10），通过钳夹损伤建立尾神经不全损伤模型，给予治疗组尾神经电刺激治疗，每日10分钟，连续2周；非治疗组尾神经不予电刺激治疗。比较治疗组与非治疗组尾神经传导速度（NCV）与动作电位波幅改善程度。结果：治疗组和非治疗组尾神经NCV恢复率分别为17.07±4.02%和7.65±3.56%，两组比较差异有显著性（P＜0.05）；治疗组和非治疗组尾神经动作电位波幅恢复率分别为313.73±106.10%和205.12±82.82%，两组比较差异有显著性（P＜0.05）。结论：对活体动物不全损伤的周围神经给予电刺激治疗能有效促进神经功能恢复。

大鼠；尾神经损伤；电刺激治疗；神经传导速度；动作电位波幅

【KER WORDS】rat；coccygeal nerve injury；electrical stimulation therapy；nerve conduction velocity；action potential amplitude

周围神经损伤的治疗由于成本昂贵，效果不佳，长期以来成为临床上亟待解决的一项难题，神经电刺激治疗因其独有的特点和疗效逐渐成为当前研究的热点。国内外研究证实，在大鼠股神经与坐骨神经损伤模型的病理学观察中均显示应用电刺激治疗能够加快神经轴突与髓鞘的再生［1-3］，有利于神经功能的恢复。但电刺激治疗技术的临床疗效仍有待进一步证实。本研究对试验性尾神经损伤大鼠进行电刺激治疗，通过电生理检测评估活体大鼠功能恢复情况，为临床进一步开展电刺激治疗奠定基础。

材料与方法

体重120～140g雄性Wistar大鼠20只，由河北医科大学实验动物中心提供。随机分为2组：治疗组（10只）与非治疗组（10只），1%戊巴比妥钠35mg/kg腹腔注射麻醉后，俯卧位固定，用上海医疗器械有限公司生产的14cm普通直全齿止血钳于鼠尾中部夹持尾神经（鼠尾侧面近尾静脉处），锁于第一齿，维持5min后松开5分钟，重复2次。2周后，应用美国Nicolet公司生产的四通道Viking Quest型肌电/诱发电位仪检测尾神经传导速度（nerve conduction velocity，NCV）和动作电位波幅，刺激电极和记录电极均采用单极针电极，分别位于鼠尾近端和远端坐骨神经干上，相距12cm，参考电极位于刺激电极与记录电极之间。刺激强度20.7mA，脉冲宽度0.1ms（图1）。给予治疗组尾神经电刺激治疗，每日10分钟，连续2周；非治疗组尾神经待自然恢复，不予电刺激治疗。1个月后再次检测20只大鼠尾神经NCV和动作电位波幅［3，4］。计算大鼠尾神经NCV与动作电位波幅恢复率，计量资料以均数±标准差（±S）表示。采用SPSS13.0统计软件进行分析，NCV恢复率组间比较采用两独立样本t检验；动作电位波幅恢复率组间比较采用两独立样本秩和检验，P＜0.05为差异有统计学意义。（注：NCV恢复率=治疗后NCV-治疗前NCV/治疗前NCV；动作电位波幅恢复率=治疗后波幅-治疗前波幅/治疗前波幅。）

采用SPSS13.0统计软件进行分析，计算资料以均数±标准差（X±S）表示。NCV恢复率组间比较采用两独立样本t检验；动作电位波幅恢复率组间比较采用两独立样本秩和检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

图1 大鼠尾神经NCV与动作电位波幅检测

结 果

治疗组与非治疗组尾神经损伤2周时NCV分别为15.9±0.8m/s和16.0±0.9m/s，动作电位波幅分别为0.9±0.2mv和0.8±0.2mv，组间比较均无显著性差异（P＞0.05）。治疗结束1个月时，治疗组与非治疗组尾神经NCV恢复率分别为17.07±4.02%和7.65±3.56%；与治疗组相比，非治疗组尾神经NCV恢复率有显著差异 （P＜0.05）。治疗组与非治疗组尾神经动作电位波幅恢复率分别为313.73±106.10%和205.12±82.82%；与治疗组相比，非治疗组尾神经动作电位波幅恢复率有显著差异 （P＜0.05）（表1，图2）。

表1 治疗组与非治疗组尾神经NCV、动作电位恢复率（%；n=10,±s）

表1 治疗组与非治疗组尾神经NCV、动作电位恢复率（%；n=10,±s）

注：与治疗组相比，①P＜0.05

组别 NCV恢复率（%） 动作电位波幅恢复率（%）治疗组 17.07±4.02 313.73±106.10非治疗组 7.65±3.56① 205.12±82.82①

图2 治疗组与非治疗组尾神经NCV、动作电位波幅增加对比a 治疗组损伤2周时 b 治疗组电刺激治疗1个月时c 非治疗组损伤2周时 d 非治疗组自然恢复1个月时

讨 论

周围神经损伤后的电刺激治疗在大量动物实验研究及体外研究中用于激活神经元细胞、增强神经纤维及髓鞘的再生能力，并取得成功［5、6］。本研究将该技术应用于活体动物，应用肌电图仪检测，动态观察其对周围神经传导功能的促进作用，从而为将来的临床治疗积累经验。

研究中以大鼠尾神经为研究对象，而未选用坐骨神经或股神经，是由于尾神经相对较长，解剖清晰且表浅，体外测量容易、准确，在肌电图仪检测过程中能够克服因测量造成的误差，使研究结果更加精确可信。肌电图仪检测能够准确测算出周围神经NCV与动作电位波幅，NCV快慢与髓鞘完整性密切相关，而动作电位波幅又反映了轴索的连续性，故二者完整地体现了周围神经的整体传导功能，治疗前、后各检测指标具有可比性，能够揭示治疗效果的差异。

研究结果显示：治疗组与非治疗组尾神经损伤后NCV、动作电位波幅组间比较无差别，提示两组具有可比性。治疗组经电刺激治疗后较非治疗组经自然恢复的NCV与动作电位恢复率均有显著提高，表明电刺激能明显增加活体动物周围神经轴索与髓鞘的传导性，促进其功能的恢复。推测这一结果的产生与外源电场诱导了神经轴突沿电场方向生长，从而能够准确定位，以及电刺激增强了雪旺氏细胞合成轴突再生与神经元修复必需的神经营养因子的能力有关［7、8］。

本研究在活体大鼠尾神经损伤实验中证实，电刺激治疗具有显著的提高周围神经轴索、髓鞘传导功能的作用，将刺激电极改为无创的表面电极即可安全地应用于人体治疗，简单、廉价，具有广阔的临床应用前景。

1 Huang J，Hu X，Lu L，et al. Electrical stimulation accelerates motor functional recovery in autograft-repaired 10 mm femoral nerve gap in rats. J Neurotrauma，2009，26（10）：1805-1813.

2 Huang J，Lu L，Zhang J，et al. Electrical stimulation to conductive scaffold promotes axonal regeneration and remyelination in a rat model of large nerve defect. PLoS One，2012，7（6）：e39526.

3 杨晓顺，杨举伦，王非，等. 实验性大鼠坐骨神经损伤与再生的病理学观察. 临床与实验病理学杂志，2000，16（1）：55-57.

4 陈武宁，刘红，郑倩，等. 大鼠在体尾神经传导速度的检测方法. 四川生理科学杂志，2008，30（4）：166-167.

5 Al-Majed AA，Neumann CM，Brushart TM，et al. Brief electrical stimulation promotes the speed and accuracy of motor axonal regeneration. J Neurosci，2000，20（7）：2602-2608.

6 Patel N，Poo MM. Orientation of neurite growth by extracellular electric fields. J Neurosci，1982，2（4）：483-496.

7 Patel N，Poo MM. Orientation of neurite growth by extracellular electric fields. J Neurosci，1982，2（4）：483-496.

8 Hendriks WT，Ruitenberg MJ，Blits B，et al. Viral vectormediated gene transfer of neurotrophins to promote regeneration of the injured spinal cord. Prog Brain Res，2004，146：451-476.

（2013-10-13收稿 ）

THE EFFECT OF EXPERIMENTAL ELECTRICAL STIMULATION THERAPY IN THE FUNCTION RECOVERY OF RAT'S COCCYGEAL NERVE

Xue Bai，Shaobin Yu，ling Zhu，lin Zhu ，Xuhu Di，Yinxia Ma
Department of Electromyogram，the Third Hospital of Hebei Medical University，Shijiazhuang，050051，China

Objective:To explore the active role of electrical stimulation therapy in promoting neural function recovery of injured rat's coccygeal nerve.Methods:Twenty healthy male Wistar rats were divided into two groups randomly：the treated group （N1=10） and the non-treated group （N2=10）. Incomplete coccygeal nerve injury model were established by crush lesion. Electrical stimulation therapy was given to the treated group with 10 minutes per day for 2 weeks and no electrical stimulation was given to the non-treated group. The improvement degree of nerve conduction velocity （NCV） and action potential amplitude in the treated group was compared with the non-treated group.Results:The recovery rates of coccygeal nerve NCV in the treated group and the nontreated group were 17.07±4.02% and 7.65±3.56% individually. There was a significant difference between two groups （P＜0.05）. The recovery rates of coccygeal nerve action potential amplitude in the treated group and the non-treated group were 313.73±106.10% and 205.12±82.82% individually. There was a significant difference between two groups （P＜0.05）.Conclusions:Electrical stimulation therapy to living animals can effectively enhance the neural function reparation of incompletely injured peripheral nerves.

* 邮政编码：050051

** 通讯作者

黄金项目：河北省卫生厅科研基金项目（20120329）

10.3969/j.issn 1672-0458.2014.01.001