運動鍛煉對腦缺血神經修復的影響

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本文作者：程林劉楠張逸仙葉成斌魏増玉劉勇作者單位：福建醫科大學協和臨床醫學院

腦卒中的高患病率、高致殘率和高死亡率不僅危害人類的健康，影響生活質量，而且給家庭和社會帶來了沉重的負擔［1］。近年來，康復醫學取得了驚人的發展，康復訓練能夠改善患者運動、感覺功能，促進神經功能恢復，提高生活自理能力，已逐漸被人們所接受。本課題旨在探討跑臺運動訓練對腦缺血大鼠的療效，為臨床應用提供理論依據。

1材料和方法

1．1實驗材料

1．1．1實驗動物：體重為220～250g的成年雄性Sprague－Dawley（SD）大鼠36只，由上海斯萊克實驗動物有限責任公司提供。

1．2．2實驗主要儀器與試劑

主要儀器：電動跑臺儀（美國哥倫布公司）、電子秤（OHAUS公司）；主要試劑：氯化四唑（TTC，Sigma公司）、水合氯醛（中國醫藥上海化學試劑公司）。

1．2實驗方法

1．2．1實驗動物分組：取體重為220～250g健康清潔級雄性SD大鼠36只，隨機分為假手術組、模型組、運動組，每組12只。

1．2．2大腦中動脈閉塞（MCAO）模型制備：線栓和MCAO模型制備參考改良Longa線栓法［2］和本課題組前期所用方法［3］。模型成功的分級標準參考Longa及Bederson等［2，4］的方法，評分為1～3分的大鼠入選本次研究，通過隨機抽樣原則補齊剔除大鼠并重新造模。

1．2．3跑臺運動訓練：跑臺運動訓練方式參照本課題組前期所用方法［5］。

1．2．4神經功能評價：分別于造模后4d、7d、14d、28d對各組大鼠采用修訂的神經功能評分（mNSS）方法進行評分。它包括運動、感覺、反射和平衡4部分，總分為0～18分，分值越大，神經功能缺損越嚴重，正常大鼠為0分。

1．2．5大鼠體重測量：分別于術前1d、術后4d、7d、14d、28d測定大鼠體重，每只大鼠每個時間點測量體重1次，重復3次，取平均值。1．2．6腦梗死體積測量：造模成功后7d、28d，大鼠開顱取腦、－20℃冰箱速凍15min，按2mm的厚度，快速冠狀切片5～6片，置于37℃預熱后的2％TTC磷酸緩沖液中恒溫避光孵育30min，數碼相機拍照后用IPP軟件分析并計算大鼠腦梗死體積。

1．3統計學分析采用SPSS13．0軟件進行統計分析，所有實驗數據均經過方差齊性檢驗和正態性檢驗，計量資料用均數±標準差（x珚±s）表示，相同時間點的比較采用獨立樣本t檢驗或單因素方差分析，P＜0．05表示差異有顯著性。

2結果

2．1大鼠神經功能mNSS評分

大鼠造模成功后4d，7d，運動組和模型組之間神經功能評分（mNSS評分）差異無顯著性。MCAO后14d、28d，運動組mNSS評分明顯低于模型組（P＜0．05或＜0．01），見表1。

2．2大鼠體重變化情況

造模前，各組大鼠體重差異無顯著性；造模后4d、7d、14d和28d，模型組體重顯著低于假手術組（P＜0．01）；造模后7d、14d和28d，運動組體重顯著高于模型組（P＜0．05或＜0．01），見表2。

2．3大鼠腦梗死體積

造模成功后7d，運動組和模型組之間腦梗死體積差異無顯著性；造模成功后28d，運動組腦梗死體積明顯小于模型組（P＜0．05），見表3。

3討論

腦卒中是人類的常見病和多發病，近年來，隨著社會的進步和醫學的發展，腦卒中的死亡率有明顯下降的趨勢，但致殘率仍居高不下，仍達80％以上，其中，缺血性腦卒中占絕大多數，如何降低其致殘率仍是神經病學界的一大難題。

目前認為，急性缺血性腦卒中的處理應強調早期診斷、早期治療、早期康復和早期預防再發［6，7］。

跑臺運動訓練是腦缺血大鼠康復治療重要的實驗研究手段，大鼠跑臺運動訓練方式的優點主要有以下幾點：（1）運動方式符合大鼠日常的運動情況；（2）大鼠在各自的通道內進行獨立運動，不會彼此干擾，使彼此之間的影響因素較少；（3）與游泳、運動轉鼓、跳臺等運動方式相比，跑臺運動可以更加精確地調控大鼠運動負荷、跑臺坡度和速度等。腦可塑性和大腦功能重組理論是康復治療中樞神經系統（CNS）損傷最重要的基礎理論。運動訓練有助于維持腦的功能和促進腦的可塑性，使其對缺血等腦損傷具有更好的抵抗力，本研究采用電動跑臺儀對腦缺血大鼠進行康復運動訓練，結果發現，運動組大鼠造模后14d、28d神經功能評分明顯優于模型組大鼠，提示早期康復運動訓練有助于大鼠神經功能的恢復，這與之前研究結果基本一致［5］，其機制可能與運動訓練改善大鼠腦缺血區微環境，抑制神經元凋亡，促進神經再生有關。本研究還觀察到造模后大鼠體重明顯減輕，運動訓練可以促進大鼠體重的恢復，與造模后神經功能缺損呈顯著性相關，可以考慮用體重作為腦缺血模型成功與否的一個監測指標，同時可作為大鼠缺血性腦卒中后的一個恢復指標。

TTC是一種脂溶性光敏感復合物，同時是呼吸鏈中吡啶－核苷結構酶系統的質子受體，與正常組織中的脫氫酶反應呈紅色，而缺血組織中由于脫氫酶活性降低，不能反應，故呈白色，常用于動物腦缺血模型后腦梗死體積的計算。本研究還發現，跑臺運動訓練后28d時，大鼠腦梗死體積較模型組明顯減小，推測這可能與運動訓練促進腦組織神經軸突再生［8］和血管再生有關。

綜上所述，康復訓練可以促進大鼠受損后神經功能的恢復，加快其體重恢復，減小其腦梗死體積，其具體機制有待進一步研究。