不同濃度葡萄糖溶液對蟾蜍坐骨神經—腓腸肌收縮的影響

何夢蕭　樸日龍　毛天鶴　于清美　馬瑤　張嬌　趙博宇　崔弘

【摘 要】目的：探討不同濃度的葡萄糖溶液對蟾蜍坐骨神經-腓腸肌收縮活動的影響。方法：選取蟾蜍坐骨神經-腓腸肌標本作為研究對象，采用電生理方法，測定不同濃度葡萄糖（葡萄糖溶液分別為50g/L、100g/L、150g/L及200g/L）在作用于坐骨神經的條件下，對骨骼肌收縮力的影響。并以甘露醇（濃度為20%）作為對照組進行比較，將對比的結果進行回顧性分析。結果：不同濃度的葡萄糖溶液對骨骼肌收縮的幅度均有不同程度影響，對骨骼肌收縮力的抑制作用越明顯。高滲葡萄糖溶液對肌肉收縮起抑制作用，在一定范圍內，抑制效果與濃度高低成正相關。結論：高濃度葡萄糖作為高滲透壓，導致神經脫水，阻滯神經傳導，進而抑制肌肉收縮。

【關鍵詞】葡萄糖；蟾蜍；坐骨神經-腓腸肌；肌肉收縮

The effect of different concentration of glucose solution on the contraction of the sciatic nerve - gastrocnemius.

Abstract Objective： To explore the effect of different concentration of glucose solution on the contraction of the sciatic nerve-gastrocnemius. Methods The effects of different concentrations of glucose （50 g / L ～ 100 g / L ～ （150 g / L） and 200 g / L） on the contractility of skeletal muscle were measured by electrophysiological method in toad sciatic nerve and gastrocnemius muscle specimens.Mannitol （20%） was used as control group and the results were analyzed retrospectively.Results Different concentrations of glucose solution had different effects on the contraction amplitude of skeletal muscle， and the inhibition of contractility of skeletal muscle was more obvious.Hypertonic glucose solution inhibited muscle contraction. In a certain range， the inhibition effect was positively correlated with the concentration.Conclusion Hypertonic glucose solution leads to nerve dehydration，blocks nerve conduction，and then inhibits muscle contraction which is high osmotic pressure solution.

Key words： glucosetoad； sciatic； nerve-gastrocnemius； muscle cntraction

【中圖分類號】R955 【文獻標識碼】A 【文章編號】1005-0019（2018）04-0-01

近來，隨著人們生活水平的不斷提高，糖尿病的患病率越來越高。由于糖尿病引起的各種病痛也讓患者為此苦惱。尤其是糖尿病帶來的并發癥，嚴重危害著人們的生活質量，其中糖尿病的神經病變病理改變廣泛，而主要是周圍神經病變。糖尿病神經病變的病因及發病機制尚未完全闡明，其臨床表現為下肢遠端感覺表現障礙，腱反射及淺感覺減弱或消失。可能與糖尿病患者肢體營養和代謝紊亂有關[1，2]。骨骼肌收縮的機制是肌絲滑行學說，當肌纖維處于興奮的狀態時，終池內的Ca2+進入至肌漿，提高了Ca2+的濃度，并與肌鈣蛋白相結合，促使肌鈣蛋白結構發生了變化，原肌球蛋白出現移位的癥狀，肌動蛋白上與橫橋結合的位點徹底暴露出來，致使橫橋與肌動蛋白結合在一起，當橫橋與肌動蛋白結合后起到了激活ATP酶的作用，也釋放出了其能量，導致橫橋發生扭動的現象，牽拉細肌絲沿著M線肌節中心滑行，肌節顯著縮短，肌纖維出現收縮的癥狀。本實驗主要探討不同濃度的葡萄糖作用與蟾蜍坐骨神經，測定骨骼肌收縮的影響。實驗結果將為臨床上用于糖尿病患者神經系統并發癥的早期監測和臨床療效的評估的實驗依據。

1 材料與方法

1.1 實驗動物 中華蟾蜍50只，雌雄各半，體重60～70g，延邊大學實驗動物科提供。

1.2 實驗器材 PowerLab LabTutor 系統（ADInstruments 公司），張力換能器（ADInstruments 公司），神經屏蔽盒（泰孟科技），蛙類手術器械一套。

1.3 實驗藥品 葡萄糖粉（蘇州速達化工科技），甘露醇注射液（索萊寶），任氏液。

1.4 實驗方法 實驗分組： 20%甘露醇設為對照組，葡萄糖組分為4組：分別為50g/L、100g/L、150g/L、200g/L。標本制備和儀器連接方法：蟾蜍用探針搗毀腦和脊髓后，按照常規方法制備坐骨神經-腓腸肌標本，將標本放入任氏液10min，待其興奮性穩定后進行實驗。打開計算機采集系統，張力換能器用雙凹夾固定在鐵支架上，將坐骨神經-腓腸肌標本的股骨斷端插入屏蔽盒內的螺絲孔內固定，坐骨神經置于刺激電極上，腓腸肌跟腱的結扎線鏈接張力換能器。換能器的輸出端和PowerLab LabTutor 生物實驗系統相連，系統的刺激輸出與屏蔽盒的刺激電極相連。調節換能器高度，使腓腸肌保持自然長度（前負荷調至2g左右）。第一步，采用美國PowerLab LabTutor生物信號采集處理系統的刺激輸出電極，脈沖高度設為0.5v，脈沖波寬設為1ms，刺激迷走神經，記錄蟾蜍腓腸肌正常單收縮曲線。第二步，為使扎線張力不變，腓腸肌不動，將坐骨神經輕輕從電極取下，放入屏蔽盒底浸泡在葡萄糖溶液里（屏蔽盒底內加葡萄糖溶液）0min、4min、8min、12min時，將坐骨神經放入刺激電極進行刺激，記錄蟾蜍腓腸肌單收縮曲線。每次更換葡萄糖濃度時，用任氏液沖洗浸潤坐骨神經15min，直至骨骼肌收縮恢復正常。

2 數據處理

實驗數據以均數±標準差（） 表示，Prism 5 software（GraphPad Prism softwar）軟件進行統計。多組間比較采用方差分析法，組間比較采用Bonferroni 校正t檢驗，以P<0.05為差異有統計學意義。

3 結果

不同濃度的葡萄糖溶液對骨骼肌收縮的幅度均有不同程度影響。也就是說葡萄糖溶液濃度越高，對骨骼肌收縮力的抑制作用越明顯。并且，坐骨神經在葡萄糖溶液里浸泡時間越長，骨骼肌收縮抑制作用越顯著。葡萄糖溶液50g/L、100g/L、150g/L時對骨骼肌收縮活動影響不大。而葡萄糖溶液200g/L時，對骨骼肌收縮抑制作用最顯著。同時，對照組20%甘露醇溶液與200g/L葡萄糖溶液作用相近。考慮到甘露醇作為脫水劑的作用，可以認為200g/L葡萄糖對骨骼肌的影響是滲透壓作用的結果（見表1）。

4 討論

高濃度葡萄糖會擾亂坐骨神經神經環路，影響神經節細胞的神經傳遞功能[3]。在我們的實驗中發現，較低濃度葡萄糖作用于坐骨神經時，骨骼肌收縮曲線均有不同程度的增大現象。可能葡萄糖作為一種能量物質，進入神經細胞后使其新陳代謝旺盛，增加神經興奮，使骨骼肌收縮能力增強。而高濃度葡萄糖作用于坐骨神經時，高濃度葡萄糖溶液作為高滲透壓導致神經脫水，神經纖維功能可能受損，細胞表面與傳入刺激相關的離子通道出現異常，導致神經傳導異常，進而導致骨骼肌收縮時幅度減小，使骨骼肌收縮抑制。

5 結論

低濃度葡萄糖一定程度上提高坐骨神經神經興奮性，促進骨骼肌收縮，而高濃度葡萄糖為高滲透壓作用，影響神經興奮傳導，進而阻滯骨骼肌收縮。

參考文獻

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朱大年，王庭槐.生理學[J].人民衛生出版社， 2013，38.

樊東升，王宏利. 糖尿病周圍神經病變的臨床與電生理學特點[J].中國現代神經疾病雜志，2006，6（6）：441-445