寬波電脈沖電針足三里防治下肢肌萎縮研究

莊伊洢,陳玄,葉笑然,黃曉卿(福建省中醫藥研究院,福州 350003)

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寬波電脈沖電針足三里防治下肢肌萎縮研究

莊伊洢,陳玄,葉笑然,黃曉卿
(福建省中醫藥研究院,福州 350003)

【摘要】目的篩選電針防治肌萎縮的優化電脈沖波寬。方法將40只大鼠制作成下肢肌萎縮模型,分為Ⅰ組(不電針)、Ⅱ組(波寬0.5 ms,頻率2 Hz)、Ⅲ組(波寬100 ms,頻率2 Hz)、Ⅳ組(波寬200 ms,頻率2 Hz),電針足三里和承山穴。以坐骨神經功能指數(SFI)、腓腸肌濕重比(GW)、腓腸肌纖維橫截面積比(GC)、腓腸肌細胞直徑比(GD)和腓腸肌細胞凋亡指數(AI)為療效指標。結果與Ⅰ組相比,Ⅲ組和Ⅳ組的SFI、GW明顯增大(P＜0.05),Ⅳ組的GC明顯增大(P＜0.05);與Ⅰ組、Ⅱ組比,Ⅲ組、Ⅳ組的患側AI明顯減小(P＜0.05)。結論電針療效與電針的脈沖波寬有關,100 ms和200 ms的波寬防治肌萎縮的效果明顯優于常規電針儀的0.5 ms脈沖。

【關鍵詞】電針;波寬;肌萎縮;坐骨神經功能指數;大鼠

電針療法可延緩肌萎縮及僵化進程[1-6]。當代電針療法的通用電針儀輸出參數中強度、波型等可調,而波寬是固定的,數值為0.2～0.5 ms,屬于短波寬脈沖。研究發現[7],健康肌肉與神經受損后所支配的肌肉在機體中是混合著的,后者往往需要更大刺激強度才能得到最有效的刺激;通用電針儀電刺激后首先引起健康肌肉的收縮,進一步加大刺激強度會造成健康肌肉的過度收縮。為數不多的機構研究并獲得適合的治療肌萎縮的波寬不完全一致,范圍在10～300 ms[7];美國學者Petrofsky的研究顯示,25 ms的電脈沖波寬可使失神經肢體獲得較好康復效果[8]。以上提示,治療肌肉萎縮所需的波寬至少大于10 ms。究竟多大的波寬能夠提高電針治療肌肉萎縮的療效呢?本文擬觀察比較不同的波寬對電針防治肌萎縮的療效,篩選優化電脈沖波寬。

1　材料與方法

1.1動物造模及分組

SD雄性大鼠40只。右側下肢以坐骨神經切斷法手術[9]制作萎縮模型,左側下肢假手術。造模4星期后,大鼠隨機分為Ⅰ組、Ⅱ組、Ⅲ組、Ⅳ組,每組10只。Ⅰ組不用電針,其余3組采用不同波寬的電針。

1.2電針

電針大鼠患側足三里和承山穴。每日1次,每次30 min,5次為1個療程,療程間隔2 d,共4個療程。各組電針參數均為單脈沖連續波,頻率2 Hz;Ⅱ組、Ⅲ組、Ⅳ組的波寬,依次為0.5 ms、100 ms、200 ms。由小至大調節各組強度,以大鼠下肢肌肉在肉眼下輕微收縮、跳動,針柄明顯顫動為度。

1.3療效檢測

4個療程結束后立即進行。

1.3.1檢測坐骨神經功能指數(SFI)

這是一種以足底圖形來檢測坐骨神經功能的方法[10],本文采用拍照法獲取足底照片(圖1),兩個60 cm ×10 cm×8 cm的通道上下疊放,中間以透明玻璃板相隔。上方通道左右面分別固定不透明及透明的遮擋板。下通道左側放置與長軸平行的45°的鏡子,大鼠在上通道玻璃板上行走,右側照相機鏡頭拍鏡面中的足底。分別測量①足印長度(print length,PL),從足跟到足尖的最長距離;②足趾寬度(toe spread,TS),第1趾到第5趾連線距離;③中間足趾寬度(intermediary toe spread,IT),第2趾到第4趾連線距離;代入Bain公式檢測SFI。Bain公式,SFI=[109.5(eTS－nTS)/nTS－38.3(ePL－nPL)/nPL＋13.3(eIT－nIT)/nIT]－8.8(前綴e代表病損側,前綴n代表健側)。

圖1　大鼠步行中的足底圖形記錄裝置示意圖

1.3.2檢測肌濕重(GW)、肌纖維橫截面積(GC)、肌細胞直徑(GD)和腓腸肌細胞凋亡指數(AI)

取各組大鼠雙下肢腓腸肌,稱量肌濕重。石蠟包埋處理后,沿肌纖維橫、縱切面方向進行切片。橫切片HE染色,縱切片TUNEL染色。每張切片隨機選擇5個不重復高倍視野(×40)在Image-Pro Plus圖像分析系統中處理。橫切片每個視野分別檢測腓腸肌纖維橫截面積及細胞直徑,求平均值。縱切片每個視野計數陽性細胞核數和總細胞核數,AI=陽性細胞核數/總細胞核數,求平均值。

1.4統計學方法

GW、GC、GD均以患側與健側的測定值之比表示。各組的SFI、GW、GC、GD和患側AI均以均數±標準差表示,采用單因素方差分析進行統計,P＜0.05表示差異具有統計學意義。

2　結果

與Ⅰ組比,Ⅱ組SFI、GW、GC以及患側AI均無顯著變化,Ⅲ組和Ⅳ組的SFI、GW、GC以及患側AI均有顯著變化,說明寬波脈沖的療效明顯優于短波寬脈沖。詳見表1。

表1　電針足三里穴-承山穴治療大鼠下肢肌萎縮療效比較

3　討論

已知神經受損后所支配的肌肉與健康肌肉相比,興奮性低,表現在對短波寬脈沖刺激不敏感。表1中,Ⅱ組采用通用電針儀的短波寬脈沖,其脈沖波寬為0.5 ms,Ⅲ組、Ⅳ組則分別采用100 ms和200 ms的波寬,與Ⅰ組比,Ⅱ組SFI、GW、GC以及患側AI均無顯著變化,Ⅲ組和Ⅳ組的SFI、GW、GC以及患側AI均有顯著變化,說明寬波脈沖的療效明顯優于短波寬脈沖。

坐骨神經、股神經、閉孔神經等為主要支配下肢的神經。坐骨神經支配5個足趾,股神經、閉孔神經等無支配5個足趾。因此失去坐骨神經后,大鼠5個足趾伸縮異常,5個足趾間的距離異常可反映坐骨神經損傷和康復程度。1982年De Medinaceli通過大鼠足底著地點的變化,分析大鼠的足底印,對比健側和患側5個足趾間距離關系,建立了SFI公式,稱為坐骨神經功能指標。1988年Bain等完善了SFI公式,Bain公式成為了公認的評定坐骨神經功能損傷和康復的指標[11]。SFI的評定范圍是,SFI=0為正常,SFI＜0為不同程度的損傷。本研究拍攝大鼠步行的足底照片,表1是根據照片而測量足底數據,代入Bain公式而得到。表1可見,與Ⅰ組比,Ⅱ組的SFI無顯著性差異;Ⅲ組、Ⅳ組的SFI明顯增大;說明采用寬波電針可以更好地改善下肢功能。

研究表明,失去坐骨神經后的4星期內腓腸肌肌濕重迅速下降,可降為正常值的30%左右,4星期后濕重緩慢下降;肌細胞直徑及截面積呈持續性下降[12]。故本研究在造模4星期后開始電針治療,以便在肌濕重下降的穩定期觀察電針干預的效果。本文以GW、GC、GD作為電針治療肌肉萎縮的療效指標,這些指標均以大鼠同體患健側的測定值之比表示,可排除不同大鼠的個體差異。表1可見,Ⅱ組、Ⅲ組和Ⅳ組的波寬依次增大,大鼠下肢的GW、GC也依次增大。與Ⅰ組比,Ⅱ組GW、GC和GD均無明顯增大,Ⅲ組和Ⅳ組GW均明顯增大,Ⅳ組的GC明顯增大,說明寬波刺激可以提高肌萎縮的療效。

TUNEL染色下,凋亡細胞核呈深棕色,其核邊緣、大小異常,這樣的細胞核稱為陽性細胞核。細胞凋亡指數(AI)是指在單個視野下,陽性細胞核數量占全部細胞核數量的百分比。AI越大表示細胞的凋亡情況越嚴重,正常細胞AI值約為0。表1中,各組均是患側AI,Ⅰ組的AI最大,Ⅲ組的AI最小。與Ⅰ組比,Ⅱ組的患側AI無明顯減小;Ⅲ組和Ⅳ組的患側AI明顯減小,說明寬波電針能抑制肌細胞凋亡。與Ⅱ組比,Ⅲ組和Ⅳ組的患側AI明顯減小,說明100 ms和200 ms的波寬療效優于0.5 ms。

綜上所述,采用100 ms和200 ms的波寬電針較通用電針儀0.5 ms的波寬電針能更有效地延緩肌萎縮,減輕運動功能的異常程度。由于目前的電針儀不能產生寬波來提高電針延緩肌萎縮療效,建議生產有大波寬電脈沖輸出功能的電針儀。

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【中圖分類號】R2-03

【文獻標志碼】A

DOI:10.13460/j.issn.1005-0957.2016.06.0742

文章編號:1005-0957(2016)06-0742-03

收稿日期2015-12-20

基金項目:國家自然科學基金面上項目(81373733);福建省衛生廳中醫藥科研項目(wzzh201306);福建省屬公益類科研院所基本科研專項(2015R1035-4)

作者簡介:莊伊洢(1988-),女,實習研究員,碩士

通信作者:黃曉卿(1957-),女,研究員,Email:huangqx6@aliyun.com

Study of Wide Pulse Wave Electroacupuncture at Zusanli(ST36)for Preventing and Treating Lower Limb Muscle Atrophy

ZHUANG Yi-yi,CHEN Xuan,YE Xiao-ran,HUANG Xiao-qing.
Fujian Academy of Traditional Chinese Medicine,Fuzhou 350003, China

[Abstract]ObjectiveTo sift and optimize pulse width for electroacupuncture prevention and treatment of muscular atrophy. MethodA model of lower limb muscle atrophy was made in 40 rats.They were randomized into groupsⅠ(no electroacupuncture), Ⅱ(a pulse width of 0.5 ms and a frequency of 2 Hz),Ⅲ(a pulse width of 100 ms and a frequency of 2 Hz)andⅣ(a pulse width of 200 ms and a frequency of 2 Hz).Points Zusanli(ST36)and Chengshan(BL57)were given electroacupuncture.Sciatic function index(SFI),gastrocnemius muscle wet weight ratio(GW),the cross-sectional area of gastrocnemius muscle fibers(GC), gastrocnemius muscle cell diameter(GD)and gastrocnemius muscle cell apoptosis index(AI)were used as indicators of therapeutic effect.ResultCompared with groupⅠ,SFI and GW increased significantly in groupsⅢandⅣ(P＜0.05).Compared with groups ⅠandⅡ,AI on the affected side decreased significantly in groupsⅢandⅣ(P＜0.05).ConclusionThe therapeutic effect of electroacupuncture is related to its pulse width.The pulse widths of 100 ms and 200 ms are significantly more effective than a pulse width of 0.5 ms from a conventional electroacupuncture device in preventing and treating muscular atrophy.

[Key words]Electroacupuncture;Wave width;Muscular atrophy;Sciatic function index;Rats