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脊髓损伤大鼠运动及神经功能自然恢复规律的探讨王红星徐冬晨姚莉雷晓婷刘兴波丁新生王彤【摘要】目的观察不完全脊髓损伤（SCI）大鼠运动及神经功能自然恢复情况，为SCI后运动训练时机选择提供依据。方法共选取45只成年SD大鼠，分为实验组（40只）和假手术组（5只）。实验组手术切除T10椎板暴露脊髓，采用改良Allens撞击法致SCI；假手术组仅手术切除T10椎板暴露脊髓。实验组分别于损伤前及损伤后1,3,5,7,14d,21d和28d，假手术组分别于术前及术后1,3,5,7d时采用斜板试验、改良Tarlov评分、BassoBeattieBresnahan（BBB）评分进行运动功能评定，采用脊髓诱发电位评定神经功能。实验组于上述各时间点分别取5只大鼠处死，假手术组于术后7d时处死，取2组大鼠T10节段脊髓进行形态学检测。结果①实验组大鼠在损伤后1~3d斜板角度、改良Tarlov评分和BBB评分均较损伤前显著降低，自损伤后5d时开始增加，至14d时达到平台期，显著高于术后1，3，5d及7d时水平（P0.05），与21，28d时结果比较，差异无统计学意义（P0.05），但仍低于损伤前水平（P0.05)。假手术组术后与术前比较，差异均无统计学意义（P0.05）。②实验组大鼠在损伤后1d时脊髓体感诱发电位（SCEP）潜伏期较损伤前明显延长(P0.05)；随时间进展该潜伏期呈逐渐缩短趋势，至术后21d时达到平台期，但仍显著长于损伤前水平（P0.05）；波幅在损伤后1d时明显降低，随时间进展呈逐渐增加趋势；假手术组术后各时间点潜伏期和波幅与术前比较，差异均无统计学意义（P0.05）。③2组大鼠术前脊髓结构完整，实验组术后1~3d脊髓灰白质可见片状出血、细胞肿胀及变性；术后5~7d炎性细胞减少，可见细胞内嗜碱性颗粒沉积、胶质细胞及少量神经纤维增生等；术后14~28d可见胶质细胞、神经纤维增生明显，细胞内有空泡结构形成；假手术组大鼠脊髓形态学方面手术前后无明显改变。结论SCI大鼠运动功能、神经功能及脊髓病理形态学变化均与损伤时程密切相关，其运动功能改善一般于损伤后14d时达到平台期，而神经功能改善一般于损伤后21d时达到平台期。【关键词】脊髓损伤；运动功能；脊髓诱发电位NaturalrecoveryoflocomotorandneurologicalfunctioninratsafterspinalcordinjuryWANGHongxing*,XUDongchen,YAOLi,LEIXiaoting,LIUXingbo,DINGXinsheng,WANGTong.*DepartmentofRehabilitationMedicine,The1stAffiliatedHospitalofNanjingMedicalUniversity,Nanjing210029,ChinaCorrespondingauthor:WANGTong,Email:wangtong60621@yahoo.com.cn【Abstract】ObjectiveToobservethenaturalrecoveryoflocomotorandneurologicalfunctioninginratsafterincompletespinalcordinjury.MethodsFortyfiveSpragueDawleyratsweredividedintotwogroups:anexperimentalgroupandashamoperationgroup.Intheexperimentalgroup,thespinalcordwasexposedattheT10levelbylaminectomy,andananimalmodelofspinalcordinjury(SCI)wascreatedusingamodificationofAllensmethod.Theshamoperationgroupreceivedonlylaminectomywithoutspinalcordinjury.Locomotorandneurologicalfunctioningwereevaluatedusinginclinedplanetests,modifiedTarlovscores,BassoBeattieBresnahan(BBB)scalesandspinalcordevokedpotential(SCEP)beforetheoperationandonthe1st,3rd,5th,7th,14th,21stand28thdaypostsurgery.Histomorphologicalchangeswereobservedbylightmicroscopy.Results(1)Intheexperimentalgroup,theanglesoftheinclinedplanetestandtheTarlovandBBBscoreshaddecreasedsignificantly1and3dayspostinjurycomparedwiththosebeforetheinjury,andthenincreasedgraduallyfromthe5thdayonwards,andpeakingatthe14thdayafterinjury.Intheshamoperationgroupnosignificantchangesintheinclinedplanetestresults,modifiedTarlovscoresorBBBscoreswereobserved1,3,5or7dayspostsurgery.(2)Inexperimentalgroup,SCEPlatencyhadincreasedsignificantlyonthe1stdayafterSCI,butitthendecreasedgraduallyuntilreachingaplateauatthe21stdayaftertheoperation.TheSCEPamplitudealsodecreasedsignificantlyatthe1stdayafterSCI,thenincreasedgraduallyfromthe3rdtothe21stday.Intheshamoperationgroup,nosignificantchangesinSCEPlatencyoramplitudewereobserved.(3)Oneand3daysaftertheoperation,hemorrhageandedemainthespinalcordaswellasnervefiberdegenerationwasobservedintheexperimentalgroup.Fromday5today7,emptycavitiesformedgraduallyandastrocytesincreased,afewnervefibersgrew.Bydays14and28,morenervefibersandastrocyteswerefound.ConclusionTherecoveryoflocomotorandneurologicfunctioncorrelatedcloselywiththenaturalcourseofspinalcordrecovery,andbecomesstable14to21daysafterinjury.【Keywords】Spinalcordinjury;Locomotorfunction;Somatosensoryevokedpotential脊髓损伤（spinalcordinjury,SCI）是重要的致残原因之一。相关实验及临床观察发现，运动训练能有效促进SCI后功能恢复，是促进脊髓神经再生及功能恢复的有效措施之一［13］。由于SCI后机体神经结构及功能变化复杂，难以确定运动训练的最佳介入时机。本研究通过观察SCI大鼠模型运动与神经功能自然恢复的时间规律，为SCI患者康复介入时机选择提供实验依据。现报道如下。材料与方法一、实验动物及分组共选取成年健康雄性SD大鼠55只，体重（320±30）g，由上海斯莱克实验动物有限责任公司提供［许可证号SCXK（沪）20030003］。在模型制作过程中及术后共死亡10只被剔除，余45只纳入实验分析，将其分为实验组（40只）和假手术组（5只）。实验组大鼠行手术切除T10椎板暴露脊髓并致SCI，假手术组大鼠则仅手术切除T10椎板暴露脊髓组织。二、SCI模型制作过程参照文献［4］介绍的方法，采用1%戊巴比妥钠（0.5ml/100g体重）腹腔注射麻醉成功后，将大鼠俯卧位固定，暴露T10椎骨棘突，切除椎板，暴露硬脊膜，然后将大鼠固定于立体定位器上，使脊柱处于水平位。采用改良Allens撞击法，在脊髓背侧面放置一金属垫片作为打击板，将10g的砝码自4cm高度垂直落下撞击打击板致大鼠SCI（术后大鼠尾巴痉挛摆动后双下肢瘫痪表明制模成功）。预防性应用青霉素进行肌肉注射（20万U，1次/d，共3d）。实验组大鼠制模后每日上、下午各进行1次腹部按摩和挤压操作以协助排尿。三、运动功能评定实验组大鼠于损伤前、损伤后1，3，5，7d，14，21d及28d时进行运动及神经功能评定，假手术组大鼠于术前及术后1，3，5d和7d时进行功能评定。具体评定内容包括以下方面。1.斜板试验：将实验大鼠置于光滑木板上，其身体轴线与平板纵轴平行，平板每次升高5°，以大鼠能停留5s（期间保持不下滑）的最大角度为其功能值［5］。2.Tarlov评分：0级——后肢无活动，不能负重；1级——后肢可见活动，但不能负重；2级——后肢活动频繁或有力，不能负重；3级——后肢可支持体重，能走1~2步；4级——可行走，仅有轻度障碍；5级——行走功能正常［6］。3.BassoBeattieBresnahan（BBB）评分［7］：该评分系统将大鼠后肢运动功能分为22个等级，其中后肢全瘫为0分，功能完全正常为21分，主要观察内容包括关节活动数目和范围、负重程度及前后肢协调性、前后爪和尾部活动情况等。上述运动功能评定时间均统一为上午8∶00。四、脊髓诱发电位检查参照文献［8,9］介绍的方法，采用MedtronicKeypoint4ch型诱发电位仪检测大鼠脊髓体感诱发电位（spinalcordevokedpotential，SCEP），电刺激强度为10mA，波宽1ms，频率2Hz，叠加200次，将刺激电极正极插入大鼠后肢刺激胫后神经，负极位于正极远端2cm处，记录电极则插于T8~T9棘间韧带处，参考电极位于同一水平皮下，与记录电极间隔2cm，地线插在腹部皮下。以第1个负波（N波）的潜伏期和波幅作为观察指标，均重复测定3次，求其平均值。五、形态学检查实验组于各观察时间点随机处死5只大鼠取材；假手术组大鼠于术后7d时取材。采用1%戊巴比妥钠麻醉大鼠后，用4%中性甲醛溶液进行心脏灌注，取损伤部位及上、下1cm范围内脊髓组织，制作标本切片行常规HE染色，观察组织学变化情况。六、统计学分析采用SPSS14.0版软件进行数据统计分析，所得数据均以（x-±s）表示，计量资料比较采用t检验，P0.05为差异具有统计学意义。结果一、运动功能结果分析1.斜板试验：实验组大鼠SCI后第1天时，其斜板角度由损伤前的（38.2±2.4）°降低到（19.7±1.7）°，差异具有统计学意义（P0.05），斜板角度自SCI后第5天时开始呈增加趋势，至第14天时增加到（32.6±3.8）°，与SCI后1，3，5d及7d时比较，差异均具有统计学意义（P0.05），但仍显著低于损伤前水平（P0.05）；SCI后第21，28天时斜板角度无进一步增加（P0.05）。假手术组大鼠术后第1天斜板角度较术前降低，但差异无统计学意义（P0.05），术后第3，5，7天时斜板角度与术前水平比较，差异均无统计学意义（P0.0