運動康復治療對局灶腦梗死大鼠腦可塑性影響的實驗研究.pdf

1、第一部分 經(jīng)顱磁刺激、運動訓練對局灶腦梗死大鼠運動功能恢復的影響 目的：探討經(jīng)顱磁刺激、運動訓練對局灶腦梗死大鼠運動功能恢復的影響。 方法：試驗一：健康雄性SD大鼠應用大鼠大腦中動脈栓塞法制造大鼠局灶性腦梗死模型，將36只造模成功并存活到規(guī)定時間的大鼠隨機分為自然恢復組、低頻低強度經(jīng)顱磁刺激組(TMS1組)、高頻高強度經(jīng)顱磁刺激組(TMS2組)；分別給予常規(guī)飼養(yǎng)、0.5Hz，70％最大輸出強度經(jīng)顱磁刺激和1Hz，

2、100％最大輸出強度經(jīng)顱磁刺激。每次連續(xù)刺激30次；每天刺激2遍，共刺激4w。試驗二：應用MCAO法制造大鼠局灶腦梗死模型，將48只造模成功并存活到規(guī)定時間的大鼠隨機分為自然恢復組(A組)、TMS組(B組)、運動訓練組(C組)和TMS+運動訓練組(D組)，每組各12只。分別給予常規(guī)飼養(yǎng)、0.5Hz，70％最大輸出強度經(jīng)顱磁刺激、運動訓練、0.5Hz，70％最大輸出強度經(jīng)顱磁刺激+運動訓練，共4w。 結(jié)果：試驗一：治療后3w和4w

3、時TMS1組和TMS2組Bederson神經(jīng)功能評分明顯低于自然恢復組(P＜0.05)，而這兩組間Bederson神經(jīng)功能評分無顯著性差異；刺激過程中，TMS1組和TMS2組動物均有驚恐的表現(xiàn)，以TMS2組動物表現(xiàn)更為明顯，TMS2組動物刺激過程中有一例出現(xiàn)抽搐，持續(xù)約兩分鐘。試驗二：Bederson評分：治療后3w各治療組Bederson評分明顯高于A組，以D組最為明顯(P＜0.01)；治療后4w，C、D兩組Bederson評分明顯低

4、于A組，尤以D組最為明顯(P＜0.01)。平衡木試驗：治療后2w和3w時，C、D兩組評分明顯低于A組，尤以D組最為明顯(P＜0.01)；治療后4w時，各治療組評分明顯低于A組(P＜0.01)。治療2w時D組評分明顯低于B組，在治療4w時D組評分也低于C組。轉(zhuǎn)棒試驗：自治療2w開始，D組評分即明顯低于A組，治療后3w時C組評分也明顯低于A組。網(wǎng)屏試驗：治療后1w和2w時C、D組網(wǎng)屏評分明顯低于A組，治療2w時B組評分也明顯低于A組?？傇u分

5、：以上各組指標總評分，治療1w后各治療組總評分即明顯低于模型對照組；治療2w后D組總評分即明顯低于B組和C組；治療2w和3w時C組總評分明顯明顯低于B組。腦組織的病理變化：四組動物缺血4w時HE染色光鏡下腦缺血區(qū)均見大量神經(jīng)元缺失、細胞核固縮、裂解，膠質(zhì)細胞及膠質(zhì)纖維增生、囊狀壞死等。各組大鼠左側(cè)感覺運動皮層區(qū)死亡細胞的百分數(shù)分別為(31.5％±8.4％)、(33.7％±9.7％)、(32.6％±9.4％)和(33.3％±10.7％)，

6、四組相比差異無顯著性意義(P＞0.05)。 結(jié)論：1、0.5Hz，70％最大輸出強度和1Hz，100％最大輸出強度的TMS對局灶性腦梗死大鼠運動功能恢復均有明顯促進作用。2、TMS、運動訓練對局灶性腦梗死大鼠運動功能恢復均有明顯促進作用，二者聯(lián)合應用效果更為明顯。 第二部分 經(jīng)顱磁刺激、運動訓練對局灶腦梗死大鼠缺血周邊區(qū)生長相關(guān)蛋白-43(GAP-43)和突觸素(Syp)表達的影響 目的：觀察經(jīng)顱磁刺激、

7、運動訓練對大鼠大腦中動脈栓塞后缺血周邊區(qū)生長相關(guān)蛋白-43和突觸素表達的影響。 方法：選擇成年健康雄性SD大鼠隨機分為正常對照組5只(A組)，常規(guī)飼養(yǎng)7d取材；其余制造大鼠大腦中動脈栓塞模型，將造模成功、符合入選條件并存活的100只大鼠再隨機分為自然恢復組(B組)、TMS組(C組)、運動訓練組(D組)和TMS+運動訓練組(E組)，每組各25只，TMS組在MCAO后24h給予TMS治療，運動訓練組在MCAO后24h給予運動訓練，T

8、MS+運動訓練組在MCAO后24h給予TMS+運動訓練；自然恢復組常規(guī)飼養(yǎng)；以免疫組化及圖像分析技術(shù)檢測正常對照組及各缺血組腦缺血后1d、3d、7d、14d、28d缺血周邊區(qū)GAP-43和Syp的表達。 結(jié)果：正常對照組大鼠在皮質(zhì)和部分腦區(qū)GAP-43均有表達，雙側(cè)對稱。其中皮質(zhì)、海馬及第三腦室周圍灰質(zhì)GAP-43的免疫活性高于其他部位，呈小點狀或細顆粒狀沉積。在丘腦及其腦白質(zhì)區(qū)GAP-43表達很低。缺血各組大鼠在紋狀體背外側(cè)梗

9、死中心區(qū)未見GAP-43表達，梗死周邊區(qū)GAP-43的免疫活性于缺血后1d即輕度升高，第7d達到高峰，第14d降低，第28d恢復到正常對照組水平；C組、D組和E組動物在7d、14d時腦缺血周邊區(qū)GAP-43免疫活性明顯高于B組，其中E組動物術(shù)后3d和7d時腦缺血周邊區(qū)GAP-43免疫活性明顯其余三組。Syp在正常對照組皮層，紋狀體及海馬處可見表達，Syp陽性物在神經(jīng)細胞表面排列成環(huán)狀或半弧形，胞漿中僅有較弱的反應，在神經(jīng)纖維間排列呈大小

10、不一、不規(guī)則團塊狀，少數(shù)沿神經(jīng)纖維兩側(cè)排列呈線狀，呈棕黃色；缺血各組梗死灶中心區(qū)無明顯Syp陽性染色。B組：梗死灶周邊區(qū)表達于1d表達減少，3d達最低值，7d開始增高但不及正常表達數(shù)值，14d、28d表達明顯高于正常對照組。病灶對側(cè)對應區(qū)表達增加。C組、D組和E組動物在缺血后14d缺血周邊區(qū)Syp表達明顯高于B組，D組和E組動物在缺血后28d缺血周邊區(qū)Syp表達也明顯高于B組。 結(jié)論：TMS、運動訓練可促進大鼠腦梗死后缺血周邊區(qū)

11、GAP-43和Syp的表達，具有促進突觸再建和增強、完善再建突觸效能的作用，二者聯(lián)合應用作用更為明顯。 第三部分 經(jīng)顱磁刺激、運動訓練對大鼠局灶腦缺血后微血管新生的影響 目的：觀察經(jīng)顱磁刺激(TMS)、運動訓練對大鼠腦缺血周邊區(qū)血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)表達和毛細血管新生的影響。 方法：選擇成年健康雄性SD大鼠隨機分為正常對照組5只(A組)，常規(guī)飼養(yǎng)7d取材；其余制造大鼠大腦中動脈栓塞模型(MCAO)，

12、將造模成功、符合入選條件并存活的100只大鼠再隨機分為自然恢復組(B組)、TMS組(C組)、運動訓練組(D組)和TMS+運動訓練組(E組)，每組各25只，TMS組在MCAO后24h給予TMS治療，運動訓練組在MCAO后1d給予運動訓練，TMS+運動訓練組在MCAO后1d給予TMS+運動訓練；自然恢復組常規(guī)飼養(yǎng)；以免疫組化及圖像分析技術(shù)檢測正常對照組及各缺血組腦缺血后1d、3d、7d、14d、28d缺血周邊區(qū)血管內(nèi)皮生長因子(VEGF)表

13、達和毛細血管新生情況。 結(jié)果：正常對照組動物僅見極弱VEGF表達，自然恢復組和各治療組大鼠缺血周邊區(qū)腦組織在缺血1d時VEGF開始表達，3d達高峰，此后開始減少，7d時仍有表達，14d時表達基本恢復正常，其對側(cè)非缺血腦組織自缺血1d后亦開始有少量VEGF表達，但明顯少于病變側(cè)，7d時表達恢復正常。各時間點VEGF的表達主要集中在梗死灶周圍，梗死灶中心僅見少量VEGF蛋白表達。表達細胞主要為神經(jīng)膠質(zhì)細胞，其次為神經(jīng)細胞及血管周圍。

14、3d和7d時治療各組VEGF在缺血周邊區(qū)的表達明顯高于B組，以E組最為明顯，14d時E組VEGF表達明顯高于B、C、D組，差別有顯著性意義，Ⅷ因子免疫組織化學染色結(jié)果顯示，微血管形態(tài)不規(guī)則，管腔由染成棕黃色的內(nèi)皮細胞圍成。C、D、E組動物缺血14d和28d時缺血周邊區(qū)可見較多散在的單個內(nèi)皮細胞，而A、B兩組動物相應部位僅見少量散在的單個內(nèi)皮細胞。微血管計數(shù)：缺血14d和28d時缺血周邊區(qū)模型組和各治療組明顯多于正常對照組，差異有顯著性意

15、義；而E組28d時缺血周邊區(qū)微血管計數(shù)明顯多于相應時間的B組，差異有顯著性意義；雖然缺血14d和28d時C、D組缺血周邊區(qū)微血管計數(shù)均多于B組，但差別無顯著性意義。 結(jié)論：TMS、運動訓練可促進大鼠腦梗死后缺血周邊區(qū)VEGF的表達上調(diào)，二者聯(lián)合作用更為明顯；大鼠腦梗死后缺血周邊區(qū)有代償性毛細血管新生，TMS+運動訓練可促進這種代償性微血管新生。 第四部分 經(jīng)顱磁刺激、運動訓練對腦梗死大鼠健側(cè)感覺運動皮層錐體細胞樹

16、突和突觸結(jié)構(gòu)的影響 目的：研究經(jīng)顱磁刺激(TMS)和運動訓練對腦梗死后大鼠健側(cè)感覺運動皮層錐體細胞樹突和突觸結(jié)構(gòu)的影響。 方法：選擇成年健康雄性SD大鼠制造大鼠大腦中動脈栓塞模型(MCAO)，將造模成功、符合入選條件并存活的32只大鼠再隨機分為自然恢復組(A組)、TMS組(B組)、運動訓練組(C組)和TMS+運動訓練組(D組)，每組各8只，TMS組在MCAO后24h給予TMS治療，運動訓練組在MCAO后24h給予運動訓練

17、，TMS+運動訓練組在MCAO后24h給予TMS+運動訓練；自然恢復組常規(guī)飼養(yǎng)；各組于治療后4w取材。 結(jié)果：與A組相比，治療4w后各組突觸界面曲率增加，突觸后致密物(PSD)厚度增加、突觸間隙變窄，差異具有非常顯著性意義(P＜0.05或0.01)；與A組相比，C組和D組穿孔突觸比例增加；而D組突觸間隙明顯窄于B組和C組。經(jīng)過4wTMS、運動訓練后動物健側(cè)感覺運動皮層區(qū)錐體細胞樹突總長度、一級數(shù)突分支和單位長度樹突的樹突棘密度較

18、自然恢復組明顯增加(P＜0.05或0.01)；其中D組樹突總長度、一級數(shù)突分支和單位長度樹突的樹突棘密度明顯高于B、C組，差異有顯著性意義(P＜0.05或0.01)。 結(jié)論：TMS和運動訓練治療可以改善腦缺血大鼠的神經(jīng)功能，并導致健側(cè)樹突和突觸結(jié)構(gòu)參數(shù)的改變，使未受損側(cè)感覺運動皮層錐體細胞樹突總長度、分枝數(shù)和樹突棘突密度增加，突觸界面曲率增大、PSD厚度增加，突觸間隙變窄而使健側(cè)突觸傳遞功能增強，表明了TMS和運動訓練促使健側(cè)腦