磁刺激療法對坐骨神經損傷大鼠神經傳導速度及損傷運動神經元內GAP-43表達的影響

王 維，苑秀華，王中莉，劉 寧，張立新，李隆廣

(1遼寧醫學院附屬第三醫院，遼寧 錦州 121000;2中國醫科大學附屬第一醫院)

神經損傷后其神經功能的恢復一直是臨床康復的研究熱點之一［1，2］。研究發現，磁刺激療法對生物體具有較廣泛的生物學效應，已用于神經損傷的治療［3］;神經生長相關蛋白(GAP-43)在周圍神經組織損傷的發病和修復過程中起重要作用［4］。2009年10月～2010年3月，我們觀察了磁刺激療法對坐骨神經損傷大鼠神經傳導速度(MCV)及其相應水平脊髓損傷的運動神經元中GAP-43表達的影響，旨在為磁刺激治療周圍神經損傷提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 動物分組及模型制備 將60只體質量180～220 g的成年雄性SD大鼠隨機分為觀察組和模型組各24只，假手術組12只。前兩組制作坐骨神經損傷模型: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臺上，常規備皮消毒。手術暴露大鼠左后肢坐骨神經，于距坐骨結節6～8 mm處，用同一把新的微動脈夾尖端鉗夾神經，持續時間為10 s，壓力為21.95 ×103Pa(以杠桿等效力測定法測定)［3］，神經挫壓長度為2 mm。鉗夾后見坐骨神經變菲薄，將神經放回原位置，于神經損傷點處用9-0無創尼龍線標記。30 min后檢測傷側坐骨神經MCV降至10 m/s以下，證實造模成功。縫合關閉切口。假手術組只暴露左側坐骨神經但不做鉗夾并在相應部位做標記后縫合。術后三組在同一條件下分籠飼養。

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，表面磁場強度0.09T，旋轉速度2500/min)。將大鼠固定于特制有機玻璃盒內，磁頭距大鼠左下肢術區約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。假手術組及對照組均不給予磁刺激。

1.3 相關指標檢測 各組分別于術后2、4、8、12周各處死4只行以下指標測定:①GAP-43:沿一側坐骨神經走行切取L4～L5段脊髓放入4%多聚甲醛中。于4℃固定過夜，常規脫水，透明，石蠟包埋，連續切片約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法常規程序進行免疫組織化學染色，顯微鏡下觀察切片中組織染色以及GAP-43在脊髓運動神經元中的表達。采用HPIAS-1000高清晰彩色醫學圖文分析系統，每例標本取4張切片，每張切片隨機選取2個400倍視野進行測量，計算平均積分吸光度值(IOD)。②MCV:采用上海海神NDI-200P+型神經電圖儀，刺激強度為1～20 mA，一般以波形達最大振輻，且不引起周圍無關肌肉收縮為宜，刺激時間0.1 ～0.2 ms，刺激頻率1 Hz。術后第12 周，將大鼠用10%水合氯醛麻醉后，暴露其左后肢坐骨神經，切斷梨狀肌，充分暴露坐骨神經中樞端，并向下暴露至腓神經入肌點處。將鉤形銀針電極分別置于移植物近端及遠端，近端刺激遠端記錄，兩電極間距離測定采用精度為0.2 mm的游標卡尺直接測量，測定并記錄神經傳導速度、波幅及潛伏時間。記錄電極置于神經入肌點處，記錄時以綜合肌電出現的波峰前緣為準。

1.4 統計學方法 采用SPSS12.0統計軟件。計量數據以表示，兩組間均數比較采用t檢驗。檢驗水準 α =0.05。

2 結果

2.1 各組患側坐骨神經相應脊髓GAP-43表達見表1。

表1 各組脊髓GAP-43表達比較(IOD值，)

表1 各組脊髓GAP-43表達比較(IOD值，)

注:與假手術組比較，*P ＜0.05;與對照組比較，△P ＜0.05

時間 假手術組 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 損傷神經電生理指標 見表2。對照組和觀察組術后2周時L4脊髓內GAP-43表達均明顯增高，第8周時達高峰，第12周后逐漸降低，表達趨勢基本一致。經磁療治療后，觀察組脊髓內GAP-43表達與對照組相比差異具有顯著性(P＜0.05)，結果顯示磁療治療可上調脊髓內GAP-43的表達。

表2 各組損傷神經電生理指標()

表2 各組損傷神經電生理指標()

注:與對照組相比，*P ＜0.05

組別 n神經傳導速度(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假手術組12 14.24 ±1.16 1.04 ±0.04 7.50 ±0.61

3 討論

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

磁刺激療法為一種神經電刺激技術，目前廣泛用于神經電生理檢測和神經肌肉疾病的治療，具有無痛、無創、安全等特點。磁刺激發生器利用高壓、高能電流在刺激線圈內瞬間放電，誘導出高強磁場，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出局部電位。研究發現，電磁刺激能通過Ca2+通道蛋白的表達來促進神經細胞的增殖，磁刺激亦可以影響DNA合成及RNA轉錄［6］。本研究采用鉗夾法制作大鼠坐骨神經損傷模型，觀察組術后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坐骨神經MCV進行檢測，發現觀察組大鼠術后坐骨神經MCV、波幅均高于對照組。提示磁刺激能促進周圍神經損傷后MCV的恢復，縮短損傷后神經修復的時程。磁治療促進周圍神經再生還可能因為磁場微弱的渦電流，影響體內電子運動的方向和細胞內外離子的分布、改變細胞膜電位，影響神經的興奮性。磁場可以改善神經和局部組織的微循環，消炎鎮痛、減輕局部水腫、消除無菌性炎癥，激活內分泌素從而對損傷神經具有修復作用［7］。

研究發現，GAP-43在神經元發育、再生以及突觸可塑性變化中具有非常重要的作用，被認為是軸突生長的內在決定因素之一。當周圍神經損傷后，受損神經元胞體GAP-43的合成明顯增加，并沿軸突運輸濃聚于生長錐，促進軸突的黏附、分支、伸長以及增強生長錐對局部生長等信號的反應。當周圍神經再生完成后，GAP-43又恢復到正常水平。本實驗發現神經損傷后2周脊髓神經元胞質中GAP-43表達升高，神經損傷后8周達高峰，12周開始下降，但磁刺激治療后各時間點觀察組GAP-43表達均高于對照組，表明磁治療可促進GAP-43表達上調，縮短軸突重建時間。

總之，磁刺激治療可加速坐骨神經損傷后神經髓鞘及軸索再生，其機制可能為增加脊髓內的GAP-43蛋白表達。

［1］Wan LD，Xia R，Ding WL.Electrical stimulat ion enhanceremyelination of injured sciatic nerves by increasing neurot rophins［J］.Neuro Sci，2010，169(3):1029-1038.

［2］Mikami Y，Oqura T，Kubo T，et al.Inducing peripheralsym pathetic nerve activity by ther apeutic electrical stimulation［J］.J Orthop Surg(Hong Kong)，2009，13(2):167-170.

［3］張志強，劉景祥，任世禎，等.磁療對大鼠坐骨神經損傷后運動神經傳導速度的影響［J］.中華理療雜志，1991，(03):137-139.

［4］Caroni P.Intrinsic neuronal determinants that promote axonal sprouting and elongation［J］.Bioessays，1997，19(3):767-775.

［5］田德虎，米立新，趙峰.周圍神經損傷的物理治療［J］.中國康復醫學雜志，2004，19(3):239-240.

［6］邵彬，王曉紅，周寧，等.磁刺激對脊髓損傷后神經細胞凋亡的影響及機制研究［J］.中華物理醫學與康復雜志，2011，33(1):10-13.

［7］Grassi C，Ascenzo MD，Torsello A，et al.Effects of 50 Hz electromagnetic fields on voltage-gated Ca2+channels and their role in modulation of neuroendocrine cell proliferation and death［J］.Cell Calcium，2004，35(04):307-315.